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APEXを使った自動水換えシステム!

2017-07-30
APEXを使った自動水換えシステムが概ね形になったので公開します。
ひとまずFMMを使っているので、「APEX FMMが届きました!」をざっと読んでおくと良いです。
あとバケツに水換え用のRO水をためるのは「水換え用のRO水を自動でためる&ALD」で実現済みです。

■はじめに
現在、ヴィーソルトで毎週70Lほど水換えを行っています。水量は450Lぐらいあるので、約15%水換えです。KZ Salt使っていた頃は、2週間に一回、30Lほどで済んでいましたが、毎週70Lやるの面倒になってきたので楽するために自動水換えシステムを考えてみました。微量元素濃度を適切に維持し、栄養塩やデトリタスを排出するには水換えが手っ取り早いですからね。でも面倒w

とりあえずまずはこの動画を見てください。自動水換えの様子です


■水換えの方法
人の手で水換えするときの手順はだいたいこんな感じかなとおもいます
○新海水を作る
 ・RO水をバケツとかにためる
 ・温度をあわせる
 ・人工海水の元を測定して入れて攪拌
 ・塩分濃度を確認する
○水換えする
 ・水槽から水を抜く、底砂をプロホースなどで掃除
 ・新海水をいれる
 ・サンプが適正水位か確かめる

「新海水を作る」は実現済みですので、後半の「水換えする」を自動化してみます
体調悪いときとか忙しいときとか、70Lも吸い出して水入れてバケツ掃除して乾燥させて… とか面倒だし水槽システム紹介動画作る時間もなるべく多く確保したいからね
なおここでは週1回水換え前提で紹介しますが、毎日水換えとかもこの方法なら手軽にできますね

まずは方法はこんな感じです。クリックで拡大します
20170730_010.jpg
APEXが必要なのは当然として、以下が必要です
・フロートスイッチを2つ
・それを繋ぐためのI/O Breakout Boxが1つ
・PMUPとACアダプタを2つずつ
・FMMを1つ
・1/4インチハードチューブ用のセンサーを1つ
・1/4インチハードチューブが適量

方式の良いところ
・1/4インチハードチューブを使うので、細くて丈夫、邪魔にならない
・水がゆっくり入るので水槽の温度変化が少なく、温度あわせが不要
・監視不要
・何らかのトラブルがあったらメールが送信される
・バケツの中の人工海水の量は変更可能
・手動で底砂を掃除してもしなくてもおまかせできる

方式の悪いところ
・汎用のポンプでは無くPMUPが必須
・塩分濃度はチェックしていないので、塩入れ忘れ注意!
・水を入れてから排水するので少しロスがある

■水ためバケツ→サンプ
まずはPMUPですね。専用設計されたポンプなだけあって、小型でもハイパワーです
Practical Multipurpose Utility Pumpの略で、PUMPのスペルミスでは無いです
20170730_020.jpg

小さいですね。これでも揚程は4mもあるみたい
20170730_030.jpg

異径ストレートユニオンをgreensさんで購入しておきました
20170730_050.jpg

これをポンプに取り付けて
20170730_040.jpg

1/4インチハードチューブと簡単に接続できます
20170730_060.jpg

こちらが自動でみずをためるバケツ
20170730_190.jpg

バケツの中のチューブは穴を開けておきます。バケツの背が高いので、PMUPを止めてもサンプにサイフォンで流れて行ってしまいます。事故防止です
20170730_070.jpg

少しロスになりますが仕方ないですね。なお結構激しく水が飛ぶのでフタ必須です
20170730_080.jpg

フタをしないと塩害が
20170730_090.jpg

バケツからサンプのところに、フローセンサーを取り付けます。これでバケツが空になったことを検知します。フローセンサーを使わずに空になったことを検知するには、フロートスイッチとかをバケツの底の方に置くか、塩分濃度センサーでもできるかな
20170730_093.jpg

フローセンサーによるとこんなに細くても50L/Hぐらいの流量はあるみたいです
20170730_095.jpg

■サンプ内
サンプにはフロートスイッチを取り付けます
20170730_100.jpg

アクリルのマウンタがあるのですが穴が小さすぎるので…
20170730_110.jpg

ドリルで広げます
20170730_130.jpg

良い感じになりました
20170730_140.jpg

フロートスイッチは二重化しないと怖いですよね
20170730_150.jpg

水位の上限を検出するために取り付けます
20170730_160.jpg

あと排水用のPMUPも設置して、
20170730_170.jpg

6メートルぐらい離れた流しまでハードチューブで接続しました。これを12mmのホースとかでやると結構邪魔なので、1/4インチハードチューブを使いたかった
20170730_180.jpg

サンプ内には上限を検出するフロートスイッチと、自動給水用の下限を検出するフロートスイッチが設置されています
20170730_175.jpg

バケツ内はこんな感じ。上のフロートスイッチはRO水を入れてためるときのものです。底にはPMUPの他、水を攪拌して塩を溶かすためのポンプがいくつか入っています
20170730_200.jpg

■参考までに
排水ポンプとしてマキシジェット マイクロを買ってみましたが、流石にパワー不足で排水できませんでした。小さくてパワーがでるPMUPのすごさを改めて実感。ちなみに12mmホース→1/4インチハードチューブ変換もGREENSさんで売ってます
20170730_210.jpg

■APEXプログラム
ではプログラムしていきます。各アウトレットの名前がどこを指しているのかイメージできないと理解不可能だと思いますので、図の方に示してみました。クリックで拡大します
20170730_310.jpg

プログラムの時間毎の動きはこんな感じです。
20170730_320.jpg

プログラムはこんな感じです。実際に使って見ないとどういう動きしているかはわからないかも。久々に結構複雑なものを組んだのでちょっと悩みましたw

-----水換えスケジュール V_ATWTCh-----
Fallback OFF
Set OFF
If Time 12:00 to 15:30 Then ON  …(日曜日の)12時~水換え開始。終了時刻は水の量で調整してください
If DoW -MTWTFS Then OFF  …日曜日のみ動く設定
If FeedA 002 Then OFF
If FeedC 002 Then OFF
If FeedD 002 Then OFF


-----みずためから給水ポンプ2 WT_PumpAT-----
Fallback OFF
If Output V_ATWTCh = ON Then ON
If Output V_ATWTCh = OFF Then OFF
If Output V_FltUpper = OFF Then OFF …上スイッチのどちらかが上なら止める
If Output V_WTFlChk = ON Then OFF …バケツが空になったら止める
When On > 060:00 Then OFF …60分以上動き続けるなら異常扱い。ここも調整してください
Defer 020:00 Then ON …上スイッチまで行ったら排水されるので、20分待ってから再度給水する。下スイッチまで排水するという判断をさせるのは、APEXのプログラム仕様的に難しそうなので妥協


-----排水ポンプ WT_DrPump-----
Fallback OFF
If Output V_ATWTCh = ON Then ON
If Output V_ATWTCh = OFF Then OFF
If Output WT_PumpAT = ON Then OFF …バケツからサンプへ給水していたら動かない
If Output V_FltLower = OFF Then OFF …下スイッチまで排水する
When On > 060:00 Then OFF …60分以上動き続けるなら異常扱い。ここも調整してください
Defer 003:05 Then ON …給水が止まったあと、3分ちょっと待って水が均一になるのを待つ


ここで使っているフロートスイッチは、上にあがるとCLOSE、下のままならOPENであることに注意
-----サンプの上フロートスイッチ検知 V_FltUpper-----
Fallback OFF
Set OFF
If S_UpF1 OPEN Then ON
If S_UpF2 CLOSED Then OFF
Defer 000:05 Then ON


ここで使っているフロートスイッチは、上にあがるとOPEN、下のままならCLOSEのものを使っています
-----サンプの下フロートスイッチ検知 V_FltLower-----
Fallback OFF
Set OFF
If S_DwF1 OPEN Then ON
If S_DwF2 CLOSED Then OFF
Defer 000:05 Then OFF


-----給水の流量チェック V_WTFlChk-----
Fallback OFF
If Output WT_PumpAT = ON Then ON
If Output V_ATWTCh = OFF Then OFF
If FlowWT > 10.0 Then OFF …10L/H以上なら空になってない
Defer 000:20 Then ON …フローセンサーが正しく流量を検知するには10秒ぐらいはかかる
Min Time 60:00 Then ON …空を検知したらそれを60分維持する。これが無いとバケツのPMUPが数秒おきにON/OFF繰り返す


-----スキマーONOFF V_SkimStp-----
Fallback OFF
Set OFF
If Output WT_PumpAT = ON Then ON …自動水換え中は水位が変わるので問答無用で電源を落とす
If Output V_ATWTCh = ON Then ON


-----スキマー Skimmer-----
Fallback ON
Set ON
If Output V_SkimStp = ON Then OFF …電源を落とす
If FeedA 060 Then OFF
If FeedC 003 Then OFF
If FeedD 003 Then OFF


-----自動給水-----
Fallback OFF
Set OFF
If Time 23:00 to 23:03 Then ON
If Time 05:00 to 05:03 Then ON
If Time 11:00 to 11:03 Then ON
If Time 17:00 to 17:03 Then ON
If Output V_ATWTCh = ON Then OFF … 自動水換え中はもちろん給水しない


といった感じです。
なお、上限を検知するフロートスイッチを取り付けない方法も可能かなと思います。給水にかかる時間がわかっていれば、給水を一定時間で止めて排水をさせるを繰り返せば良いですね。今回のシステムではなるべく多く水を入れてから水抜きをしたかったのと、サンプから水が溢れるリスクを回避したかったのでスイッチを取り付けました。

ツアーは日曜日のことが多く、朝起きてから大急ぎで水換えしていましたがこのシステムで楽になりそうです。

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APEX FMMが届きました!

2017-07-29
■はじめに

APEXで流量モニタリングができるモジュール、FMMFluid Monitoring Module が届きました。
デジタル流量計は既にPRSさんがCORRENTEとして販売していますが、APEXの正式モジュールとして販売されたこちらは、例えば流量が減ったりゼロなら異常として検知できたりします
また、このモジュールは非常に多機能で、いろいろなセンサーを取り付けることができるようになっているのが特徴です。
・流量センサー(2インチ、1インチ、1/2インチ、1/4インチ)
・リークセンサー 
・光学水位センサー
・24VのDCポンプであるPMUP
これを応用し、独立した自動給水システムとしても使えるATKというのも販売されていたりします

今回は流量測定や自動水換えシステムのために色々買ってみました。でも長くなったのとテスト中なので自動水換えについては別の記事にします。

届いたのがこちら。
Fluid Monitoring Module (Module Only)
Apex FMM Flow Sensor – 1″ (FS-100) w/Unions
Apex FMM Flow Sensor – 1/4″ (FS-25) RODI
Apex PMUP-T 24VDC Stand Alone ATO Utility Pump w/Power Supply
Apex FMM Power Supply – 24VDC 36W (PS-36-US)
Apex FMM Leak Detection Probe Low Profile (LD-1)
Apex 6' Aquabus Cable ( M/M )
Apex 1LINK DIY DC24 to Bare Wire Cable - 10’
20170729_010.jpg

そしてこちらも後で追加購入しました。
Optical Level Sensor with Magnetic Mount FMM ATK
Apex PMUP-T 24VDC Stand Alone ATO Utility Pump w/Power Supply
20170729_015.jpg

■開封
右側がFMM Fluid Monitoring Moduleです
20170729_020.jpg

中はモジュールと短めケーブル、そしてネジが入っています
20170729_030.jpg

少しズーム クリックで拡大です
20170729_040.jpg

ポートは左からアクアバスが二つ、センサーポートが4つ、PMUPコネクタが1つ、PMUPのための24V ACアダプタコネクタが1つです。FMMそのものはACアダプタ不要ですが、PMUP使うときは必要です
20170729_050.jpg

こちらが1インチサイズのセンサーです。PRSさんのCORRENTEはセンサー水没可能でしたが、APEXの方は水没不可になっているので注意してください
20170729_060.jpg

流れの向きも決まっていて一方口です
20170729_070.jpg

センサー部分はちょっとだけ見えますね。センサーの回転数で流量を測定しています。配管内が水で満たされていないと正確な値が計算できないので、オーバーフローの排水側とかには使えません
20170729_075.jpg

こちらは1/4インチハードチューブ用のセンサーです。カルシウムリアクターの排水が止まっていないことを検出するために買ってみたのですが…結論としては流量が少なすぎて無理でしたw 代わりに自動水換えシステムに使うことにしました
20170729_080.jpg

こちらもよく見ると方向があります
20170729_090.jpg

光学水位センサー Optical Level Sensor with Magnetic Mount FMM ATKです。先端が水に触れるだけで検知でき、かなり正確な模様。フロートスイッチだと浮きが汚れなどで浮かないことがありますが… こちらはより寿命が長そう。マグネットで固定できます
20170729_100.jpg

これはPMUPとACアダプタです。Apex PMUP-T 24VDC Stand Alone ATO Utility Pump w/Power Supply
ACアダプタ無しもあります
20170729_110.jpg

こちらはFMM用のACアダプタ Apex FMM Power Supply – 24VDC 36W (PS-36-US)です。日本で売られている24V、1.5AのACアダプタで代替できそう
20170729_120.jpg

PMUP用のACアダプタは専用の2ピンになっていて、PMUP単独使用が可能です。24V、1.5Aなので同じですね
20170729_130.jpg

これが2ピン
20170729_140.jpg

リークセンサーのApex FMM Leak Detection Probe Low Profile (LD-1)です。リークセンサーはAdvanced Leak Detection Moduleがありますが、こちらはFMM専用です
20170729_150.jpg

裏側はこんな感じで、ALDと変わらないですね。今回は流量センサーの部分で漏水していないかを検知するために買ってみました
20170729_160.jpg

■取り付け
では取り付けていきます。

モジュールはネジ止めせずに両面テープで固定。
20170729_164.jpg

1インチ流量センサーにはユニオンがついてきますが、US規格なので日本の塩ビ管には使えません
20170729_165.jpg

試しに25Aを挿してみるとこんなに隙間が
20170729_170.jpg

でも実は大丈夫。センサーのネジ部分は平行ネジ G1なので、25Aの給水管ソケットとぴったりです
20170729_180.jpg

試しに取り付けるとこんな感じ
20170729_190.jpg

両方取り付けると結構な長さになります
20170729_200.jpg

平行ネジは水漏れが心配なので、巻き方にコツが必要なシールテープでは無く、ヘルメチックF-119を使いました
20170729_210.jpg

これをネジに塗ってねじ込み、8時間ぐらいするとシリコン状に固まります。これなら水漏れしませんね
20170729_220.jpg

よく見るとシリコンっぽくなっているのがわかるかな
20170729_230.jpg

メインポンプ配管にセンサー部分を割り込ませるため、一度サンプの水を抜きました
20170729_240.jpg

配管を外して中の水を抜ききるのって結構大変
20170729_250.jpg

サンプを空にするぐらい抜かないといけないしね
20170729_255.jpg

配管に割り込ませました
20170729_260.jpg

下にはリークセンサーを置いておきました
20170729_270.jpg

■APEX 設定
APEXにモジュールを取り付けるとこんな感じで認識されます。Configuration - Module Setup - FMMを選ぶとこの画面になります。
20170729_280.jpg

クリックで拡大します。FMMはだいたい古いファームウェアが入っています。SW RevがOLDなのがその証拠
20170729_290.jpg

とりあえずファームウェアを更新してあげます
20170729_300.jpg

更新してSW RevがOKになりました
20170729_310.jpg

センサーの4つのポートの設定をします。センサーは自動認識では無いので、取り付けたセンサーにあわせてリストから選んでください。一番下は流量センサーの表示単位で、LPH(リットル毎時)に設定しておきます
20170729_320.jpg

これでメインポンプの流量が表示されるようになりました。だいたい1200L/Hぐらいでしょうか。水量は450リットルなので、1時間あたり2.6回転ぐらいですね。ZEOvitなのでこれぐらいでも問題ないかな。なおベルリンシステムなら6回転ぐらい、トリトンシステムなら10回転が目安です
なお、プラケースで測定したときは2Lをいっぱいにするのに5秒~6秒、1440L/H~1200L/Hなので概ね正しそうです
20170729_330.jpg

■1/4インチセンサー
ためしに1/4インチセンサーもみてみます
20170729_340.jpg

こんな感じで取り付けは簡単です
20170729_350.jpg

ボールバルブを解放すれば流量が検知されますが、カルシウムリアクターらしく絞ると途端に0L/Hになってしまいますね
20170729_360.jpg

■プログラム
今まではメインポンプが停止しているかどうかを、フロートスイッチで間接的に検知していました。過去の記事「 Apexによる、メインポンプ動作チェックプログラム」を見てください。

今回FMMを取り付けたことで、流量を直接検知に使えます
というわけで、ここではFMMのセンサー FlowMP で検知しています。500L/Hを下回ったらメールが飛びます。ついでにFMMのリークセンサーも検知に追加してあります
-----EmailAlarm-----
Set OFF
If Temp > RT+1.5 Then ON
If Temp < RT+-0.5 Then ON
If TempT > RT+1.5 Then ON
If TempT < RT+-0.5 Then ON
If Output V_ATWTCh = ON Then OFF
If Temp > 27.7 Then ON
If Temp < 22.0 Then ON
If TempT > 27.7 Then ON
If TempT < 22.0 Then ON
If Cond > 36.0 Then ON
If Cond < 25.5 Then ON
If pH < 7.00 Then ON
If pH > 8.50 Then ON
If pHCR < 6.20 Then ON
If pHCR > 8.50 Then ON
If ORP < 160 Then ON
If FlowMP < 500 Then ON
If Output V_CRFLchk = ON Then ON
If Output V_CO2chk = ON Then ON
If Output V_HeaterChk = ON Then ON
If Output V_ChillerChk = ON Then ON
If Error WT_PumpAT Then ON
If Error WT_DrPump Then ON
If Output V_FeedTime = ON Then OFF
If ALD_WT CLOSED Then ON
If ALD_Ca CLOSED Then ON
If FMM_Lk CLOSED Then ON
If Power EB8_3 Off 000 Then ON
If Power EB8_4 Off 000 Then ON
If Power EB8_7 Off 000 Then ON
If Power Apex Off 000 Then ON
If FeedA 015 Then OFF
If FeedB 015 Then OFF
If FeedC 015 Then OFF
If FeedD 015 Then OFF


■PMUPテスト
PMUPの動作テスト。PMUPは3/8インチハードチューブをそのまま取り付けられる他、変換して1/4インチハードチューブにも接続できます。1/4インチだと凄く細いのでかなりの抵抗になりますが、それでも水を高く持ち上げられるパワーがあります。自動水換えシステムを邪魔にならない細い配管で構築するときに使えますね
20170729_370.jpg

TwitterにあげたPMUPの動作動画もあります



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ゆっくり解説 サンゴ水槽 システム紹介動画 Part16

2017-07-23
サンゴ水槽システム紹介動画のPart16ができました。水槽の機材のうち、水槽用クーラーについて紹介します。

reefさんより、マメスナ水槽の情報を提供していただきました!
ナオさんより、ダンゴウオ水槽の情報を送っていただきました
NEO WAVEさんより、初心者の方向けのアドバイスを動画に取り入れさせていただきました
ありがとうございました!

以降はこんなネタを考えています。他に動画にして欲しいネタがあれば教えてください。
各種機材の詳細解説のつづき
新規立ち上げ時のZEOvitオススメ機材
機材のメンテナンスサイクル
ZEOvitシステムに向いたサンゴの選び方
サンゴ水槽向けの魚の選び方
クラゲ
飼育しやすいミドリイシの種類
サンゴの名前や、特定のサンゴごとの飼育方法
フラグ作成 ハードコーラル ソフトコーラル
水槽内の各種類(SPS~ソフト)のサンゴの配置箇所

なお次回はリアクター紹介を予定しています。

■Part16 水槽用クーラー編

目次はこんな感じです
20170723_010.jpg



大きな画面で見たい方はこちら

Youtube版はこちら。




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