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ACポンプコントローラー(インバーター)の原理

少し前に ACポンプインバーター3作目が完成して 



ようやく実用稼働を始めたところですが



振り返ってみると これを作り始めてから もう1年以上が過ぎる


よくまぁ ここまで飽きもせず 作り続けてきたものだ、と思いますが



最後までやり続けた自分を褒めてやりたいところです


なんて事は どうでも良くて・・・・



私以外にも きっとコラリアだけじゃなくて エイハイムであったり セイオであったり



マキシであったり リオであったりの ごく一般的なパワーヘッドや水中ポンプ



また水陸両用ポンプもそうですが これらの2極のブラシレスACポンプの回転数を



制御したい、と思ってる人はたくさんいるんじゃないか?、



と思うので

これらのポンプをコントロールするにはどうすれば良いのか、という部分だけでも



公開しておこうと思います


ただし 御存じの方も多いですが 私は電気に関する知識は



「ど」が付く 素人ですので 回路図や実際の作り方は公開しません



なぜなら おそらく電気のベテランの方から見れば 私の設計するような



回路は きっととんでもない作品だろうと思うし



公開するのは危険が伴うと思うからですが


電気の得意な方なら その方法だけ分かれば 私より



ずっとずっと性能の高い回路が作れると思いますので



どうすれば このあたりのポンプが思う回転数で回せるのか?



何に注意しておけば良いのか?



それさえできれば制御できる!



という基本的な方法だけを紹介しておきます


まず知られてる事ですが このあたりのポンプは回り始める回転方向を



制御する事ができません



これは モーターを回す力となる 電磁石が一組み(2個)しかない為で



回転方向を決めようが無いためです

なので とりあえずどちらに回り出すのか分からない状態で回り始めて



もしも 水中ポンプや水陸両用ポンプのように どちらに回っても良い場合は



そのまま回り続けますが パワーヘッドのように 決まった方向に



回す必要があるポンプの場合は クラッチなどを使って 



反対向きに回り出したときにはブレーキが掛かるようにしてある



そのため 造波装置のように 一秒を切る周期で ON,OFFさせるような場合



回転方向を決める為のクラッチが作動する時間があるので



ぎくしゃくしてスムーズに切り替えができない場合が多い


これらのポンプを短時間でスムーズにON、OFFさせるには



OFFの時にポンプを完全に止めてしまわず 低い回転数で回し続ける事で



クラッチが働かないようにして



実際にはON,OFFではないけれども 高回転と低回転を切り替える事で



ON,OFFのような動きをさせてやる事ができます



ここで それじゃ どうやって高回転と低回転を作るのか?


これは 非常に簡単な事で このタイプのポンプの回転数を決めているのは



電圧でも電流でもなく 電源の周波数が全てです(西日本では60Hz、東日本では50Hz)



逆に言うと構造上 電源の周波数を変えない限り 



ポンプの回転数を変える事はできません


では 回転数を下げるには?



これは言うまでもなく 電源の周波数を下げてやれば回転数も下がりますし



例えば 60Hzの地域で 電源の周波数を30Hzに調整すると



ポンプの回転数は そのまま半分になります



私の頭で構造から理解してる限りでは 



60Hzでは そのまま 1秒あたり60回転になるはずですし



これを30Hzにすれば 1秒あたり30回転になります



(1周期で1回転)


この周波数を調整する為にインバーターが必要なのですが



ここで大切なのは 回転数を決めているのは周波数ですが



周波数を変えただけでは ポンプが安定して回らなくなると言う事で



これは 2極のポンプの構造から 振り子の原理のようなもので



回転数(周波数)とトルク(電圧)のバランスが取れていないと



回転を維持できなくなるか あるいは 回転できてもカタカタと不安定になる


簡単に言うと 周波数が下がれば 電圧も下げる



逆に周波数を上げれば 電圧も上げる


この時に 周波数によって適する電圧がある訳ですが



この適した電圧は ポンプによってそれぞれ違うので



その電圧を調整できる仕組みを入れておかないといけない



ここでは 周波数と適する電圧の関係は ほぼ比例するのですが



ポンプによって ある程度、上下に調整してやる必要がある



基本は 例えば60Hz時に100Vなら 30Hz時に50Vとなるのですが



これに ある程度の割り増し、あるいは 割り引きをできる仕組みに



しておかないといけない


コラリアマグナム8を例にすると 60Hz時は当然100Vで



30Hz時には半分の50Vから若干割り引きして 約38Vとなります


また 低回転側の回転数は これも構造上 限界があって



どこまでも下げる事ができる訳ではなく



コラリアマグナム8で 28Hzあたりまで



コラリアナノで 19Hzあたりまで



コラリア4で 23Hzあたりまでが限界でした


それから最後に 大切な事は 高回転側では 



そんなに気にする必要は無いけれども 



特に大きいポンプで低回転側では 疑似正弦波ではなくて 本当の奇麗な正弦波を



出力する事が大切でした



波形に歪みがあると 正直に回転の安定性に反映されます



e0359523_12584357.jpg



因みに カーショップやホームセンターなどで 「正弦波インバーター」



と謳ってても 安くで売られてる商品は その殆どが本当の「正弦波」ではなくて



「疑似正弦波」ですので 奇麗な正弦波ではありません



本物の「正弦波インバーター」は非常に高いものです


そんなところで まとめると



原理としては 決して難しい訳ではなく



電源の周波数と周波数によって電圧を変化させる事ができて



正弦波の作れるインバーターが作れれば実現できます



(小型のポンプなら擬似正弦波でも制御できる)


これに プラスアルファとして コラリアマグナム8の場合は



低回転(約30Hz)と高回転(約60Hz)を切り替える際に 一気に切り替えると



これも不安定になったのですが 周波数と電圧を同時に細かく段階的に



変化させる事でスムーズに切り替える事ができるようになったので 



ウェーブメーカーのように 頻繁に回転数を切り替えるような使い方をする場合には



こんな機能も組み込んだ方が良い場合もある(私は12段階で変化させた)



電気の得意な方なら 私が作ったインバーターよりも



もっともっと良い物が 簡単に作れると思いますので



興味がある方は挑戦してみてください(方法はいろいろ有ると思います)


良いのができたら パクリますので教えてくださいね(笑)



  




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by masax7790 | 2012-01-30 23:13 | Comments(0)

シャコガイの家

少し前に買った小さなヒメシャコガイが



どうも安定して置いてやれる場所がなくて



どこに置いても ヤドカリやらシッタカやらに動かされて



活着する前に倒されたり 活着してから引き離されたりで



なかなか気持ち良く開けないせいか 少しずつ 調子を崩してきていた


このままじゃ 疲れて死んでしまう・・・・・


そんな事で しっかり安定して活着できる家を作ってやった



e0359523_12584327.jpg





サンゴの穴の中に入ってる自然界のシャコガイみたいに



セメントでシャコガイの形に合わせて穴を作ってやった


これで元気になってくれると いいんだけど!


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by masax7790 | 2012-01-29 21:30 | Comments(0)

結局 Lサイズが有ればいい

先日、サンゴの剪定の為に買った コーラルカッター



e0359523_12584293.jpg



前の記事でも書いたように LサイズとSサイズがあって



どちらが良いか分からなかったので両方買って



所々、剪定してみたり また ブリード用に枝を切り取ってみたり



なかなか 持ってると便利で 使い易い道具でした




でも L,Sサイズ両方買ったものの 結局使ってるのはLサイズばっかり(笑)



細い枝は Sサイズでも切れるのですが Lサイズを使った方が軽い力で切れるので



結局のところ Lサイズだけ買っておけば良かった感じ!!


もし これから買おうとして どちらか一つにしようと迷ってる方がおられたら



Lサイズを買っておけば 殆どの場合、事足りるように思いました



この道具、材質はステンレスですが



ステンレスも海水だと錆びるので 使った後はマメに真水で塩抜きしてから



片付けてるんですが 思った以上に 錆びには強くて



殆ど錆が出ない 良い素材のようです


ちょっと お気に入りの道具になりました!!


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by masax7790 | 2012-01-27 22:31 | Comments(0)

イサザアミ捕獲

先日セットしたレフジュームタンクに



ようやく コケが生え始めてきた



このレフジュムームタンクは メインの役割が魚のトリートメント及び餌付けなので



あえてシッタカなどのコケの掃除隊を入れずに放置してコケを生やしておく


そろそろ イサザアミやヨコエビも涌いてくきても良いのですが



サンプからのルートが遠いせいか なかなか回ってこないので



そんな事なら サンプでイサザアミを捕獲して レフジュームへ入れてやる


捕獲方法は簡単なもので ペットボトルを切ったのをサンプに1日沈めておく



なるべく隅っこが良い


その沈めたビンを次の日に取り出すと



そんなに多くは無いけれども 捕獲できる





イサザアミは穴の中が好きで 瓶や管状のものを入れておくと



喜んで中で遊び始めるので その性質を利用して捕まえる


これを そのままレフジュームへ入れておくと



子供を産んで 早くレフジュームでもイサザが涌いてくる


こうして 新しく入ってきた魚が 落ち着ける環境を作ってやる






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by masax7790 | 2012-01-26 22:55 | Comments(0)

スキマーの間欠時間を変更

ちょっと バクテリア密度が薄くなってきたように感じるので



スキマーの間欠運転の時間設定を変えてみる事にした


元は 2時間ON、2時間OFFの繰り返しだったのを



1時間ON、3時間OFFの繰り返しに変えてみる


これで1日のスキマーのON時間が 合計6時間になる


少し透明度が落ちるかもしれないけれども

さて これで 雰囲気が変わってくるかどうか??


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by masax7790 | 2012-01-25 21:52 | Comments(0)

栄養塩が不足?

昨年の5月に水槽を新調してから BPシステムは続けてたけれども



培養する台を水槽の上に作っていなかったので 培養添加はせずに



ダイレクトに炭素源を添加する ごく普通の添加方法でやってました


でも つい最近 この培養添加に使う台を アクリルで作ったので



培養添加を始めたところでしたが


なんだろう?、妙にBPの培養にパワーが無い!!



以前なら 半日の培養でボトルの培養液は しっかりと白濁したものですが



今では 丸一日培養しても ほんの少し濁る程度で



よく見ないと 濁ってる事すら気付かない程度で



まったく濁りを感じない日さえある


なんとなく 水槽にパワーと言うか 野生味と言うか



それを感じなくなってきているんだけど



この上品過ぎる水槽の雰囲気は好きじゃない!!




先日作ったレフジュームにも コケ掃除隊は何も入れていないのに 



デトは貯まるけれども発生するコケに勢いがない


なんだろうか?



バクテリアが少ないなんて事は考えられないけど



かと言って 毎日の大量の給餌の中 



栄養塩が枯渇してしまってるとも思えないが 



どう見ても 栄養塩が尽きたように見える



でも 栄養塩が枯渇すればバクテリアも枯渇するなぁ・・・・



鶏が先か卵が先か?、みたいな感じになってるのか?


このままでは 奇麗なだけの環境ができ上がる気がするなぁ・・・・・

こういう平和過ぎる環境は刺激がない!!


と、言っても 冬だし しばらくこのまま我慢して



春を待って 爆弾、投入するか!!


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by masax7790 | 2012-01-24 21:30 | Comments(0)

やっぱりトランジスタが良かった

先日、ACポンプインバーターで 偶にポンプが不安定になる場合があったので



アンプをトランジスタからMOSFETに替えてテストしてみたけれども



やっぱりトランジスタの方が良さそうな感じがする


MOSFETの方が どちらと言うと熱による電圧の変動が少ないようだけど



実際にポンプを回した時の安定性が MOSFETは良くなくて



低回転時には いくら電圧を調整しても 回転時に時々、グラっと不安定な状態を



見せる事がある


MOSFETの波形は トランジスタと比べて 波形のクロスオーバー歪みが



大きくなるけれども その程度の事でも ポンプが不安定になるのかも知れない



そう考えると やぱり2極のACポンプを低回転で回すのは非常にシビアな



条件が必要だという事のようだ


そんな事で 結局、トランジスタに戻した



今回、プログラムも改良して 万一、ポンプが不安定になって止まっても



リセットするように書き換えたので 偶~~に起こるポンプの停止も



これで解決できるので ポンプの停止の心配はしなくて良いし

MOSFETよりも回転が安定する事は間違いじゃなかったようだ!! 


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by masax7790 | 2012-01-22 20:59 | ACポンプコントローラー(正弦波インバーター)作製(自作) | Comments(0)

照射時間を変える

前回の記事でも書いてますが



私の憶測で 太陽光よりもメインタンクのメタハラの照射の方が



サンゴの負担が大きいんじゃなかろうか?、という疑問が湧いてきた


メタハラは130の水槽に 250Wを2発点けてるだけなので



一昔の感覚だと まだまだ弱い、って感覚ですが



ここが間違ってたんじゃないだろうか?と



光の強さだけだと 太陽光とメタハラと見比べて



確かに太陽光の方が強いけれども それでも どうだろう



見た感じだけの感覚的なもんですが メタハラの強さが



水深5センチの太陽光の2/3程度の強さはある



しかも 太陽光がメタより強く当たるのは 前記事でも書いてるように



水面での反射の関係で太陽高度が高い時間帯だけで 



おそらく 太陽光の方が強いのは



1日で4~5時間も無いんじゃないかな



それに対して メタハラの照射時間は 朝6時から夕方6時までの12時間ですから



よく考えれば サンゴが浴びる光の総量で考えると 明らかにメタの方が多いし



サンゴが喜んでるのか それとも負担に感じてるのか 



それはサンゴに聞いてみないと分からないけど



サンゴがパステル化する原因かどうかは 推測の域ですが



光を弱めるのは簡単な事なので やってみる


光自体は 太陽光の方が強いので 照射距離はそのままで



照射時間を 短くしてみる



今まで 朝6時から夕方6時までだったのを



水槽左側を朝6時から昼1時まで



水槽右側を朝11時から夕方6時まで、と



今まで12時間ずつだったのを 7時間ずつで



光が東から昇って 西へ沈む感じも ちょっと出してみる(笑)




これで 汚れ色が乗ってくれば 成功!!



奇麗なままなら 判断ミス!!




LEDが もう少し まともな価格なら いろいろやってみたい事はあるんですが



まだ アクア界のフェラーリ(あんまり役に立たないけど 格好良くて見栄が張れる)



なので 私達、一般庶民には使えません(笑)


少し前まで 実は 250Wではなくて 400Wのメタハラを導入しようかと



考えてたところですが 逆方向へ向かってみます



これが成功なら 太陽光ブリードタンクのお陰!!



さて どうなることか??






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by masax7790 | 2012-01-20 22:56 | Comments(0)

綺麗と元気は違う

今回も独り言・・・・・



太陽光ブリードタンクを始めて もう2年半になるので



ちょっとは本物の太陽光で育てるとどうなるのかが掴めてきた



(ほんのちょっとですが・・・・・)


この太陽光ブリードタンクは ブリードタンクとは呼んでるものの



本当の目的は 決してサンゴのブリードをする事ではなくて



太陽光とメタハラはやっぱり違うのか?



太陽光とメタハラの光とで いったいどんな違いが出るのか?



本物の太陽光を当てれば サンゴはどうなるのか?



それを実際にやってみて確かめる事と


また その違いを見て 室内の水槽のサンゴが良い状態なのかどうなのかを



判断するための自分の中でのバロメーターとして掴む事



簡単に言うと メインタンクで育てたサンゴが 太陽光で育てたサンゴと



同じような色や形、育ち方をしている状態が 最高の状態だと私は判断する


これらが 本当の目的です





その為に 光以外の条件になるべく違いが出ないように



ブリードタンクもメインタンクも同じ水が回るように1系統の水系で回している



そうやって今まで観察してきて 



私自身は海外の有名どころも含めて



ダイビングで、腐るほど本物の海を見てきたので 



ある程度の予測はしておりましたが やはり



超浅場のサンゴだからと言って 本物の太陽光を当てたからと言って



決して綺麗な発色をする訳ではない、という事が分かってきた


ここで言う 「綺麗な発色」と言うのは 私が見て、という事ではなくて



一昔前に よく言われていた「パステルカラー」の事で



例えば ブルー系のミドリイシを例にすると



メインタンクのメタハラ下では 綺麗なスカイブルーのフルブルーに近くなるけれども



太陽光下では 色の濃いブルーになった上に 茶色い色素も乗ってきて



フルブルーではなく 茶色とブルーのグラデーションになる(私はこれが好き)



汚れブルー」とでも呼びますか?


単に茶色いサンゴですと 強いメタハラを当てると ほとんどの場合



色が薄く抜けてきて ポリプや成長点だけが ブルーやパープルやグリーンの



綺麗な色が浮かび上がってくる


ピンクのショウガサンゴやスギ系も 太陽光下では 



ピンクがかった茶色だったのが メタハラ下では 茶色が抜けて



綺麗なピンクになる



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もちろん 本当の海にも ピカピカの綺麗なブルーやピンクのミドリイシが



存在するのも確かなので 逆に海でピカピカだったミドリイシをメタハラ下で



育てるとどう変わるのかも見てみたいところですが



これは 自分で海から捕ってくる以外に方法は無い(捕ったときの状態を確認できないから)


あ、そうそう



でも 面白いのが 新しく入れるサンゴを太陽光ブリードタンクに入れると



30%程度のサンゴが すぐに(2~3日で)色が抜けて ほとんど真っ白になる



その後 ゆっくり色が乗ってきて濃い色になって



茶色も乗ってくる


知らなかったら白くなったのを見て 「わぁ 白化してしまったぁ~~」



って事になります


メタハラ下では なぜか この現象はほとんど起こらない



ここで 太陽光だから強過ぎて弱ってるんじゃないか?



関西の太陽光では 本当のサンゴ礁に降り注ぐ光とは違うんじゃないか?



という疑問が涌いてくると思うし 私も実際にこの太陽光を使い始めた当初は



あまり状態が良くないんだろうか?、という疑問も抱いていた

「この茶色い状態は元気が無い状態なのか それとも元気な状態なのか?」



という疑問です


元々、太陽光より良い光は無い、と思っていたので



この太陽光で育てた ちょっと茶色い状態が きっと元気な状態のはずだ!!



とは思ってたものの 確信は無かった


でも この思いを確信に変えたのが 昨年のゴールデンウィークの



メインタンク崩壊事件!!


このメインタンク崩壊の時には かなり多くのサンゴがダメになってしまった



けれども 生き残ったサンゴもある



丸っぽ生き残ったサンゴもあれば 一部分だけ生き残ったサンゴもありましたが



ことごとく綺麗なサンゴは死んで 生き残ったのは あんまり綺麗じゃないサンゴばっかり

この中で一番分かり易かったのが 一部分だけ生き残ったサンゴで



一部分が生き残ったサンゴでは ほぼ必ず 綺麗なパステルカラーの部分は



溶けてしまって 茶色く汚い色の部分だけが生き残った

要するに 少し汚い部分の方が生命力が強かった、という事で



それまで少し疑問だった事が確信に変わった



で、ちょっと話は逸れたけれども



私の水槽では



ミドリイシ全体的に メタハラで育てた方が綺麗に育つのが多い



おそらく これは 250Wのメタハラと太陽光を比べれば



太陽光の方が強いだろうけれども 照射時間は圧倒的にメタの方が長い



その上に太陽光は朝夕の太陽高度が低い時間帯には 水面で反射する光も



かなり多くなる(ほとんどが反射する)ので



太陽光の方が強いけれどもサンゴが実際に浴びる時間が短いので 



光によるサンゴの負担はメタハラの方が強い事になるのでは?



負担が大きいから 障害で色が抜けてパステルカラーとなる・・・・


そんな風に最近は考えてる



サンゴは光で痛めつければ それに対抗する手段として綺麗(パステルカラー)になる



このあたりが 私が昔からパステルカラーなど目指してはいけない



という理由でしたが、昔は実際の海を見てきて



なんとなくそう感じていただけだったのが



ここ最近は


綺麗(パステルカラー)なサンゴはダメージを受けて弱っている



生きるか死ぬかのギリギリのラインで生きている



綺麗と元気は違う



というのが確信へと変わってきている


ただ 逆に考えると



サンゴを痛めつけながら 死なないように



ギリギリのバランスで維持してやる必要があるだろうから



強いパステルカラーで長期維持できてるキーパーは



そのバランスをうまく取り続けてる事になるので



上級者である事には代わりないし



尊敬する事にも代わりはない





そんな事から 今現在、メインタンクで出ているいくつかの綺麗な色は



私にとっては 決して喜ばしい事ではない



ところどころで 綺麗なパステルカラー各色のミドリイシを揃えた



本当に綺麗な水槽を見かけますが(特に海外の水槽で)



本当の海で あんな お祭りみたいな海は見た事がないので



(もう300本ほど潜れば見つかるかもしれないけど?)



私は もっと汚れた雑草のような力強くて本物の海のような



水景を目指したい!!



最終的に実現できるかどうかも分からないけど・・・・・

(ソフトや陰日サンゴでは 本物の海(まるで竜宮城)より綺麗な水槽は



逆に見た事がないけど)




ここまで書いた事は あくまでも 



私は決してパステルカラーを元気だと思っていない



というだけで



だからと言って人にパステルカラーを目指さないように



促すものでは無い事を念のために書いておきます!!



それから 勘違いされるといけないので もう一つ念のために書いておくと



自然の海でも 奇麗なパステルカラーのサンゴもたくさんありますが



ここで言うパステルカラーのサンゴというのは 



自然のパステルカラーではなくて そうじゃなかったサンゴが



パステルカラーに 俗に言う「色揚り」したサンゴの事を言ってます



自然界でパステルカラーだったサンゴは 



当然パステルカラーが元気な状態だと思ってるので例外




あ、そうそう もう一つ



それから ここまで書いておいて言うのもなんですが



私はサンゴ水槽を目指しているのではなくて



あくまでも魚メインの水槽で 



入ってるサンゴはあくまでも



魚が泳ぐ背景であると共に 



水質を判断するためのバロメーターであるだけなので



そんなにギラギラした水景である必要が無くて



より自然な背景を作りたいだけ!!



と言うのも書いておきます



もう少し サンゴを観察したら



次にやってみたいのは 魚を太陽光で育てたらどうなるのか?



(もちろん浅場の魚に限る)


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by masax7790 | 2012-01-18 23:30 | Comments(0)

ちょっと遊んでみた

もうすっかり実用稼働している ACポンプインバーター



その名も「AC激波」


これが最近 少し波が小さくなってきていたのと



ポンプであるコラリアマグナム8が ちょっと煩くなってきていたので



バラして きれいに掃除してみた


やはりインペラの表面がザラザラになるほどのコケが着いていたので



奇麗に洗って組み直して 水槽にセットしてみると



えらくパワフルな水流が立ってきた


これは面白い!!



ちょっと悪戯心が ウズウズと・・・・・・・


よし それなら


このAC激波は 電源の周波数を好きな値にセットできる



普段は 関西の標準である60Hzに 少し上乗せして 



高回転側を62Hzで回してますが



これを 70Hzにセットして 波を立ててみる




だははは・・・・



これは面白い!!



笑ってしまうような波が・・・・・・


魚はみんな すっかり寝てるので お騒がせでしたが



ちょっと遊んでみました


これを続けると ポンプが早くイカれてしまうだろうし



フランジに波が当たる音が チャッポン チャッポン と



うるさくて寝れやしないし



水槽もイカれてしまいかねないので ちょっとやってみただけですが



なかなかの性能です(笑)








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by masax7790 | 2012-01-17 21:07 | ACポンプコントローラー(正弦波インバーター)作製(自作) | Comments(0)