Monitorul de electricitate atmosferică avertizează despre furtuni. Înregistrator de furtuni DIY Caracteristici uimitoare ale sistemelor antifurt
Acest design simplu permite monitorizarea modificărilor încărcăturii atmosferice. De exemplu, prin înregistrarea unei creșteri a debitului atmosferic, se poate prezice apropierea unui front de furtună. Cantitatea de sarcină atmosferică într-o zi însorită este de aproximativ 100 mV, dar atunci când se acumulează nori cu tunete și înainte de ploaie, cantitatea de sarcină electrică crește de multe ori.
În cazul unei furtuni, tensiunea poate crește la câteva mii de volți cu puțin timp înainte de a lovi fulgerul. Acesta descrie circuitul unui monitor de electricitate atmosferică, a cărui modificare este afișată pe o scară LED.
Descrierea funcționării detectorului de electricitate atmosferică
Circuitul de intrare este format dintr-o antenă, semnalul de la care este alimentat la amplificatorul operațional DA1 (TL071) utilizat ca comparator. Acest tip de amplificator operațional are o intrare JFET și un câștig de până la 100 dB. Intrarea sa neinversoare este conectată la un divizor de tensiune format din rezistențele R3 și R4, iar intrarea neinversătoare este conectată la antenă.
Rezistorul R2 protejează DA1 de tensiunea de intrare excesiv de periculoasă, în timp ce rezistorul R1 menține intrarea neinversabilă stabilă. Deoarece amplificatorul operațional TL071 are un câștig foarte mare, rezistența R5 este adăugată la circuit pentru a forma feedback cu limitări adecvate.
În funcție de tensiunea de intrare, ieșirea 6 DA1 va avea o tensiune în intervalul de la 2,5 la 5 V, care este furnizată la intrarea 5 a microcircuitului LM3914 (DD1) prin rezistența variabilă R6. Rezistorul R7 limitează sensibilitatea maximă.
Un microcircuit este un circuit integrat care este capabil să măsoare (liniar) tensiunea de intrare și să transmită valorile către o linie de LED-uri. În esență, se dovedește a fi un afișaj LED analog clasic. Curentul care circulă prin LED-uri este limitat de LM3914 însuși, eliminând nevoia de rezistențe externe. În acest circuit, tensiunea de intrare de la 1,7 la 4,2 V este distribuită pe cinci LED-uri.
Configurarea dispozitivului
Înainte de a porni pentru prima dată, rotiți butonul rezistorului variabil R3 complet în sens invers acelor de ceasornic, iar rezistorul variabil R6 la aproximativ mijlocul intervalului. Aplicați putere și rotiți cursorul rezistorului R6 pentru a testa dispozitivul. De obicei, LED-ul VD2 și chiar VD1 se aprind pentru o perioadă scurtă de timp, acest lucru indică funcționarea corectă a echipamentului și o modificare a încărcăturii atmosferice.
Ajustările finale ar trebui făcute într-o zi însorită cu cer senin, rotind R4 până când doar VD5 strălucește, ceea ce indică electricitate atmosferică normală. Schema, în ciuda simplității sale, funcționează foarte bine și vă permite să avertizați despre apropierea unei furtuni cu mult înainte de a începe.
Un fir izolat de aproximativ 3 metri lungime poate fi folosit ca antenă, iar firul comun al circuitului poate fi împământat, de exemplu, conectat la o baterie de încălzire centrală.
Atenţie! Pentru a nu fi lovit de fulger în timpul unei furtuni, trebuie să deconectați antena de la dispozitiv.
Dacă sunteți interesat să monitorizați nivelul tensiunii statice pe vreme furtunoasă sau furtună, atunci circuitul de monitorizare propus vă va ajuta să începeți. Eram tânăr, curioasă și mereu interesată de fenomene precum zgomotul de radiofrecvență al Pământului, precum și spectrul de radiofrecvență în timpul unei furtuni furtunoase (furtună, furtună). De asemenea, credeam că dacă aveam deja instalate antene, atunci dacă recunosc la timp câmpul static puternic care se formează în jurul meu, aș putea reacționa din timp la o posibilă lovitură de fulger (de exemplu, prin împământarea antenelor). Într-unul dintre circuitele pe care le-am dezvoltat, am folosit un comparator care declanșa o alarmă sonoră dacă intensitatea câmpului static (V/m) atingea o valoare prestabilită.
Am construit multe dispozitive, de la modele de tuburi până la modele de tranzistori cu efect de câmp cu poartă izolată (FET), dar acest design este superior în fiabilitate și poate fi de neprețuit în cazurile menționate mai sus. Dacă nu găsiți un contor cu marcajul zero în mijloc, sunt sigur că veți adapta alții - cu un zero la marginea scalei, la fel cum prin selectarea valorilor părților circuitului puteți adapta orice contor adecvat circuitului propus, în funcție de impedanța acestuia și de curentul de deviație completă a acului. De asemenea, puteți utiliza și alte tipuri de tranzistori cu efect de câmp, dar am folosit un tranzistor cu efect de joncțiune cu un canal de tip p (JFET).
Un circuit cu o singură ieșire poate fi, de asemenea, creat prin conectarea unui contor pentru a măsura curentul FET direct, doar asigurați-vă că conectați rezistorul de scurgere/polarizare la partea pozitivă a sursei de alimentare cu FET-uri cu canal p și la partea negativă cu n. -cele de canal.
Din această perspectivă, unul dintre cele mai bune modele ale mele de-a lungul anilor este unul care utilizează un FET cu poartă izolată cu două porți (MOSFET) cu canale n, cum ar fi 40673, cu ambele porți conectate împreună.
Sistem
În circuitul de mai sus, poarta PT cu un canal p este conectată la un fir comun, deoarece se utilizează putere bipolară, printr-o rezistență foarte mare - am folosit 11 MΩ în prima versiune. Amintiți-vă că astfel de rezistențe nu numai că sunt dificil de obținut, dar această locație este o piatră de poticnire dacă există o scurgere mare în circuit. În acest aspect, cel mai bine este să lăsați obturatorul în pace și să utilizați un cablu coaxial nou de înaltă calitate la o antenă externă, de obicei cu o sarcină capacitivă. De asemenea, va trebui să luați în considerare impermeabilizarea punctelor din structura antenei unde se poate scurge energia către sol, altfel veți constata că contorul dumneavoastră își va pierde sensibilitatea la prima picătură de ploaie.
Am folosit un stâlp de antenă de 22 de inci (Wilson) cu montările sale obișnuite cu două piulițe la capăt pentru a atașa sarcina capacitivă și cu o umbrelă de plastic pentru a proteja structura antenei în locurile potrivite de umezeală.
La fel, conexiunea coaxiala trebuie protejata de umezeala - aici am folosit conectori de tip N pe antena si pe sasiu pentru contorul de interior. În ceea ce privește sarcina rezistivă de mare rezistență, sunt sigur că, dacă este necesar, le puteți face acasă pe cele de care aveți nevoie. Pentru intensități mari de câmp, am folosit ca sarcină un potențiometru de 10 MΩ, pe care l-am putut, dacă este necesar, să îl exclud din circuit. În acest scop am folosit un comutator izolator ceramic conceput pentru circuite de înaltă tensiune pentru a reduce scurgerile, dar tipurile mai ieftine de întrerupătoare funcționează bine în acest circuit. Tipul de PT folosit nu este critic - am folosit J176 de la All Electronics, iar această companie a „venit” la mine și un potențiometru de 10 MΩ și un metru.
În ceea ce privește sursa de alimentare, tensiunea ei de 12 V pentru secțiunea AF nu este critică, dar bipolarul trebuie să fie bine stabilizat și să provină în primul rând de la alt transformator sau de la o altă înfășurare atunci când este furnizată rețeaua de alimentare, deoarece vârfurile de curent de la AF IC dezechilibrează contorul. circuit. Ca rezultat al experimentului, am descoperit că schimbarea tensiunii de polarizare a amplificatorului operațional oferă o modalitate foarte sensibilă de a controla echilibrarea contorului, mai acceptabilă decât schimbarea citirilor contorului în alte moduri (de exemplu, manual, mecanic, cu un cadran indicator sau echilibrare electronică (setare la zero) - pe contor în sine). Ar trebui să rețin că, dacă nu puteți obține un contor cu un zero în mijloc, atunci puteți împământa unul dintre bornele acestuia sau îl puteți conecta la borna unui rezistor de reglare, unde bornele acestui potențiometru sunt conectate la plus și minus de sursa de alimentare, de exemplu, un potențiometru cu o rezistență de 5 sau 10 kOhm. Am încercat asta și totul a funcționat OK, dar cel mai mult mi-a plăcut funcționarea contorului de 250-0-250 µA. Nu am dezvoltat încă o schemă bună pentru setarea automată a zeroului contorului, de obicei, echilibrarea este întreruptă atunci când polaritatea se schimbă, ceea ce poate fi observat în timpul descărcărilor de fulgere, precum și în câmpul static „pașnic” din jurul tău. În modul câștig maxim (sensibilitate), puteți observa modificări ale gradienților câmpului pe vreme senină pe parcursul zilei, precum și observați furtuni la distanțe în afara statului (SUA) față de dvs. Una dintre problemele de care suferă acest circuit detector de fulgere este necesitatea de a regla frecvent zeroul contorului, mai ales în poziția de câștig maxim, asociată cu o modificare a polarității tensiunii în timpul unei furtuni.
Contorul analogic poate fi înlocuit cu un multimetru digital cu interfață pentru computer. Figura prezintă o schiță a multimetrului digital Velleman DVM345 utilizat ca dispozitiv de înregistrare a transferurilor. (inregistrator tranzitoriu). Software-ul vă permite să observați o reprezentare grafică a valorilor și salvează valorile rezultate într-un fișier „.dat”.
MasView este un software Windows furnizat de Velleman (http://www.velleman.be/)
Multimetru digital DVM 345 Velleman cu interfata calculator.
Cu cât câștigul amplificatorului operațional este mai mare sau cu cât impedanța de intrare a circuitului porții FET este mai mare, cu atât problema devine mai evidentă, motiv pentru care vă sfătuiesc să reduceți impedanța circuitului porții și, de asemenea, câștigul amplificatorului operațional în câmpuri statice ridicate. De asemenea, am oferit acces AF de la amplificatorul operațional și am amestecat acest semnal cu diferite niveluri pentru semnalele statice și RF, construind controale de volum (nivel).
Partea AF
Semnalul AF vine de la un IC simplu precum LM380, veți observa interacțiunea regulatorilor dacă construiți totul așa cum se arată aici. Un amplificator tampon și un circuit de mixer ar fi util, dar am încercat să mențin piesele la minimum aici. Un bun plus la circuitul de ieșire AF ar fi un egalizator (aproximativ: controlul tonului), cu ajutorul căruia ar fi posibilă modelarea răspunsului la frecvența de ieșire al dispozitivului și reducerea nivelului de interferență, cum ar fi, de exemplu, fundalul rețeaua de curent alternativ.
Această imagine prezintă un exemplu de semnal de ieșire 0...22 kHz obținut folosind software-ul Spectrum Lab dezvoltat de DL4YHF). Începând de jos în sus: zgomot, semnale sferice, semnale de proiect Alpha, un semnal CW și multe semnale de stație RTTY.
parte RF
Pentru partea RF, am folosit o bobină veche Tesla de joasă frecvență pe care am înfășurat-o pe o țeavă de plastic de 4 picioare lungime și 6 inci diametru unde am plasat 3000 de spire de sârmă. Puteți obiecta, pentru că aici funcționează bine o antenă dreptă „de frânghie”, folosirea elementelor de scurtare este și ea acceptabilă, așa că aici nu este deloc necesară o bobină monstru, dar am vrut să primesc un maxim de semnale la frecvențe joase, tocmai datorită la factorul de înaltă calitate al bobinei, pentru a reduce câștigul total al circuitului, pentru a minimiza, la rândul său, zumzetul rețelei de alimentare cu o frecvență de 60 Hz (în SUA avem 50 Hz). În acest sens, știfturile lungi, și în special firele, sunt nedorite aici. Semnalul este amplificat de un amplificator operațional de intrare care conține un PT (JFET), selectivitatea de intrare este asigurată datorită dimensiunii reduse a condensatorului, ceea ce permite obținerea unei sensibilități ridicate cu un fundal minim de 60 Hz. Un amplificator operațional de tip 741 oferă amplificare AF, iar un alt amplificator operațional 741 este utilizat pentru a alimenta un cap de măsurare cu un curent de deviație complet de 500 µA (zero la sfârșitul scalei) pentru a indica nivelurile semnalului RF. Mi s-a părut util să includ un regulator în serie cu contorul pentru a fi montat pe panou împreună cu regulatorul de amplificare a amplificatorului operațional 741 care alimentează contorul, acest lucru oferă contorului cea mai mare flexibilitate în diferite condiții meteorologice. Acest contor este foarte util pentru a determina numărul de lovituri de fulger pe unitatea de timp pe vreme nefavorabilă.
Concluzie
Am observat că în timpul unei furtuni, eliberarea unor cantități mari de energie în interiorul norilor contribuie la apariția unor averse neașteptate, arătând că câmpurile din interiorul norilor rețin mase mari de apă și, atunci când aceștia, după descărcare, slăbesc și nu pot tunsa. ține apa, se varsă, după ce lovește un fulger puternic, ca dintr-o găleată. În multe privințe, acesta este deja un adevăr binecunoscut, pe care l-am înțeles cu mulți ani în urmă, citind lucrările nemuritoare ale lui Nikola Tesla despre această problemă și am devenit interesat de el, m-am gândit că, la urma urmei, a fost interesant să observ colecția și acumularea de energie și uitați-vă la rezultatul care a apărut - ce va ieși din asta în curând?
În general, circuitul este foarte simplu, poate fi implementat în multe variante și, sper, îl veți găsi un plus interesant pentru echipamentul dvs. de observare de joasă frecvență (undă ultralungă). Aș fi interesat să văd idei pentru reglarea automată a funcției zero a contorului ESD, mai ales dacă circuitul real nu încalcă informațiile semnificative de inversare a polarității și, în această lumină, sper să aud idei sensibile de la toți cititorii. Veți găsi adresa mea de e-mail pe site-ul meu: http://www.shipleysystems.com/~drvel/, sau http://www.bbsnets.com/public/users/russell.clift/index.htm, poate orice vrei să trimiți pe acest site pentru ca toată lumea să vadă. Sper idei noi de la toți cititorii care găsesc proiecte precum cele menționate mai sus interesante.
Russell E. Clift, AB7IF
Traducere gratuită din engleză: Victor Besedin (UA9LAQ)
Acest dispozitiv este perfect pentru cei care sunt angajați în turism, drumeții și multe altele. Vă permite să înregistrați o furtună pe o rază de aproximativ 80 km, ceea ce vă va permite să găsiți adăpost, să vă ascundeți și să opriți echipamentele electrice la timp. Asamblarea unui înregistrator de furtună nu este atât de dificilă, deoarece nu conține piese rare și setări speciale, trebuie doar să configurați R4 - acesta este pragul de sensibilitate al detectorului;
Sistem:
Bobina de prelungire L1 își mărește eficiența. Circuitul de intrare L2 C2 este reglat la aproximativ 330 kHz. L2-înfășura pe orice circuit de la un radio vechi, diametrul cadrului 5mm, 360 de spire de sârmă 0.2mm, înălțimea înfășurării 10mm. Circuitul L1 are aceiași parametri, doar 58 de spire de sârmă de 0,2 mm În versiunea mea, această bobină nu este acolo, am înlocuit-o cu alta - puteți experimenta cu ea.
Despre detaliile unui reportofon de apropiere de furtună de casă. Tranzistoarele VT1-VT4 pot fi oricare, de la KT315/KT361 la KT3102/KT3107. Dioda VD1 - orice impuls.
Principiul de funcționare: Semnalul amplificat de tranzistorul VT1 este furnizat etapei de înregistrare (VT2-VT4). Impulsul RF deschide tranzistoarele VT2 și VT3 și descarcă condensatorul C4. Curentul său de încărcare, care trece prin dioda VD1 și rezistorul R6, duce la o deschidere mai lungă a tranzistorului VT4 și aprinderea indicatorului luminos VL1. Puteți utiliza un LED sau un indicator de sunet cu un generator încorporat - oricare este mai convenabil pentru dvs. Puteți verifica reportofonul folosind o brichetă piezo - făcând clic pe brichetă la o distanță de jumătate de metru de antenă. Se recomandă împământarea dispozitivului, aceasta va crește sensibilitatea.
Descărcați placa de circuit imprimat în format LAY:
Nu aveți acces pentru a descărca fișiere de pe serverul nostru
Turistii, drumetii, pescarii, vanatorii, etc vor aprecia cu siguranta beneficiile acestui aparat. Înregistrați o furtună prin ea se poate ajunge la o distanta de aproximativ 80 km. În cele mai multe cazuri, acest lucru este suficient pentru a vă acoperi, a ascunde și a opri echipamentele electrice la timp.
Deoarece designul reportofonului nu conține piese rare și scumpe, aproape oricine îl poate asambla. Singurul lucru este că va trebui să modificați pragul de sensibilitate al detectorului (reglați R4).
Diagrama dispozitivului:
Bobina de extensie L1 mărește eficiența generală a dispozitivului. Frecvența de reglare a circuitului de intrare L2 C2 este de aproximativ 330 kHz.
Orice circuit este luat de la un radio vechi. L2 - bobinat cu fir de 0,2 mm. 360 de spire pe cadru cu un diametru de 5 mm. Înălțimea înfășurării este de 1 cm Circuitul L1 are parametri similari, doar că există 58 de spire în loc de 360. Puteți experimenta cu a doua bobină, o puteți elimina complet sau o puteți înlocui cu alta.
Următoarele părți sunt utilizate în înregistratorul de furtuni:
- tranzistoare VT 1 - 4 (oricare de la KT 315-361 la KT 3102-3107 va face;
- orice diodă de impuls VD1.
Principiul de funcționare: înregistratorul în cascadă (VT2-VT4) primește un semnal amplificat de tranzistorul VT1. Tranzistoarele VT2 și VT3 sunt deschise printr-un impuls RF, apoi condensatorul C4 este descărcat. Dioda VD1 împreună cu rezistența R6, trecând curentul de încărcare C4, inițiază o deschidere mai lungă a tranzistorului VT4 și activarea indicatorului luminos VL1.
Placă de circuit imprimat format LAY.
Este posibil să utilizați nu numai un LED, ci și un indicator de sunet cu generator integrat, după dorință. Pentru a verifica reportofonul, puteți folosi o brichetă piezo. Dispozitivul ar trebui să fie declanșat făcând clic pe o brichetă de la o distanță de jumătate de metru. Se recomandă împământarea înregistratorului de furtună, aceasta va crește sensibilitatea.
Drepturile asupra fotografiilor îi aparțin lui Alexey Shepelev
Un dispozitiv precum un înregistrator de furtună este un lucru bun pentru drumeți și nu numai. Înregistrează furtuni pe o rază de aproximativ 80 km. Acest lucru vă va permite să deconectați cablul de internet la timp, deoarece plăcile de rețea ard adesea în timpul fulgerelor apropiate sau aveți timp să vă scoateți hainele de uscat afară înainte ca ploaia să le ude. Asamblarea unui înregistrator de furtună nu este atât de dificilă, deoarece nu conține piese rare și setări speciale, trebuie doar să configurați R4 - acesta este pragul de sensibilitate al detectorului;Bobina de prelungire L1 își mărește eficiența. Circuitul de intrare L2 C2 este reglat la o frecvență de aproximativ 330 kHz, L2 este bobinat pe orice circuit de la un radio vechi, diametrul cadrului 5mm, 360 de spire de sârmă 0.2mm, înălțimea înfășurării 10mm. Circuitul L1 are aceiași parametri, doar 58 de spire de sârmă de 0,2 mm În versiunea mea, această bobină nu este acolo, am înlocuit-o cu alta - puteți experimenta cu ea. în format LAY.
Despre detaliile unui reportofon de apropiere de furtună de casă. Tranzistoarele VT1-VT4 pot fi oricare, de la KT315/KT361 la KT3102/KT3107. Dioda VD1 - orice impuls. Principiul de funcționare: semnalul amplificat de tranzistorul VT1 este furnizat etajului de înregistrare (VT2-VT4). Impulsul RF deschide tranzistoarele VT2 și VT3 și descarcă condensatorul C4. Curentul său de încărcare, care trece prin dioda VD1 și rezistorul R6, duce la o deschidere mai lungă a tranzistorului VT4 și aprinderea indicatorului luminos VL1.
Puteți utiliza un LED sau un indicator de sunet cu un generator încorporat - oricare este mai convenabil pentru dvs. Puteți verifica reportofonul folosind o brichetă piezo - făcând clic pe brichetă la o distanță de jumătate de metru de antenă. Se recomandă împământarea dispozitivului, aceasta va crește sensibilitatea. Autor: (vă rugăm să specificați).
