Äikese simulatsiooniskeem. DIY äikesesalvesti. Praktilised rakendused

See seade sobib suurepäraselt neile, kes tegelevad turismi, matkamise ja muuga tuvastada äikesetorm umbes 80 km raadiuses, mis võimaldab õigel ajal peavarju leida, peita ja elektriseadmeid välja lülitada.

Äikesesalvesti kokkupanek pole nii keeruline, kuna see ei sisalda nappe osi ja erisätteid, peate lihtsalt konfigureerima R4 - see on detektori tundlikkuse lävi.

Pikenduspool L1 võimendab selle tõhusust. Sisendlülitus L2 C2 on häälestatud umbes 330 kHz peale.

L2-rippud mis tahes vooluringil vanast raadiost, raami läbimõõt 5mm, 360 keerdu traati 0,2mm, mähise kõrgus 10mm. Kontuuril L1 on samad parameetrid, ainult 58 pööret 0,2 mm traati Minu versioonis seda mähist pole, asendasin selle teisega - saate sellega katsetada.

Omatehtud äikeselähenemise salvesti üksikasjadest. Transistorid VT1-VT4 võivad olla mis tahes, alates KT315/KT361 kuni KT3102/KT3107. Diood VD1 - mis tahes impulss.

Tööpõhimõte: võnkeahelas isoleeritud ja transistori VT1 poolt võimendatud signaal suunatakse salvestuskaskaadi (VT2-VT4). RF-impulss avab transistorid VT2 ja VT3 ning tühjendab kondensaatori C4. Selle laadimisvool, mis läbib dioodi VD1 ja takistit R6, viib transistori VT4 pikema avanemiseni ja märgutule VL1 süttimiseni.

Võite kasutada LED-i või sisseehitatud generaatoriga heliindikaatorit - kumb teile mugavam on. Salvestit saate kontrollida piesosüütaja abil – klõpsates tulemasinal antennist poole meetri kaugusel. Suurema tundlikkuse huvides on soovitatav seade maandada.

Kui olete huvitatud staatilise pinge taseme jälgimisest tormise ilma või äikese korral, siis pakutav monitori vooluring aitab teil alustada. Olin noor, uudishimulik ja alati huvitanud sellised nähtused nagu Maa raadiosageduslik müra, aga ka raadiosagedusspekter möllava tormi ajal (torm, äike). Uskusin ka, et kui mul on juba antennid paigaldatud, siis kui tunnen õigel ajal ära enda ümber tekkiva tugeva staatilise välja, suudan võimalikule pikselöögile õigel ajal reageerida (näiteks antennide maandamisega). Ühes enda väljatöötatud vooluringis kasutasin komparaatorit, mis käivitas helisignaali, kui staatiline väljatugevus (V/m) saavutas eelseadistatud väärtuse.

Olen ehitanud palju seadmeid, alates torude konstruktsioonidest kuni isoleeritud paisuväljatransistori (FET) konstruktsioonini, kuid see disain ületab töökindluse poolest kõik ja võib ülalmainitud juhtudel olla hindamatu. Kui te ei leia arvestit, mille keskel on null, olen kindel, et kohandate teisi nulliga skaala servas, nagu ka skeemi üksikasjade väärtusi valides saate kohandada mis tahes sobivat meeter kavandatud vooluringile vastavalt selle impedantsile ja nõela täieliku läbipainde voolule. Samuti saate kasutada muud tüüpi väljatransistore, kuid mina kasutasin p-tüüpi kanaliga (JFET) ristmikväljatransistorit.

Ühe väljundiga vooluringi saab luua ka FET-i voolu otse mõõtmiseks mõeldud arvesti ühendamisel, lihtsalt ühendage kindlasti lekke-/nihketakisti toiteallika positiivse poolega p-kanaliga FET-idega ja negatiivse poolega n-ga. - kanalid.

Sellest vaatenurgast on üks minu parimaid disainilahendusi aastate jooksul selline, mis kasutab n-kanaliga kaheväravaga isoleeritud värava FET-i (MOSFET), näiteks 40673, mille mõlemad väravad on omavahel ühendatud.

Skeem

Ülaltoodud vooluringis on p-kanaliga PT-värav ühendatud ühise juhtmega, kuna kasutatakse bipolaarset toidet, väga suure takistuse kaudu - esimeses versioonis kasutasin 11 MΩ. Pidage meeles, et selliseid takisteid pole mitte ainult raske hankida, vaid see asukoht on komistuskiviks, kui vooluringis on suur leke. Sellega seoses on kõige parem jätta katik rahule ja kasutada välise antenni jaoks kvaliteetset uut koaksiaalkaablit, tavaliselt mahtuvusliku koormusega. Peate kaaluma ka nende antennikonstruktsiooni punktide vihmakindlaks muutmist, kus energia võib maapinnale lekkida, vastasel juhul avastate, et teie arvesti tundlikkus kaotab esimese vihmapiiskaga.

Kasutasin 22-tollist antenniposti (Wilson), millel on oma tavalised kinnituspunktid, mille otsas on kaks mutrit mahtuvusliku koormuse kinnitamiseks ja plastikust vihmavarjuga, et kaitsta antennikonstruktsiooni õigetes kohtades niiskuse eest.

Niisamuti peab koaksiaalühendus olema kaitstud niiskuse eest - siin kasutasin sisearvesti jaoks N-tüüpi pistikuid antennil ja šassiil. Mis puutub suure takistusega takistuskoormusse, siis olen kindel, et vajadusel saab endale vajalikud kodus valmis teha. Suure väljatugevuse korral kasutasin koormusena 10 MΩ potentsiomeetrit, mille sain vajadusel vooluringist välja jätta. Selleks kasutasin lekke vähendamiseks kõrgepingeahelatele mõeldud keraamilist isolaatorlülitit, kuid selles vooluringis töötavad hästi odavamat tüüpi lülitid. Kasutatava PT tüüp pole kriitiline - kasutasin All Electronicsi J176 ja see firma "tuli" mulle ka 10 MΩ potentsiomeetri ja arvestiga.

Mis puutub toiteallikasse, siis selle pinge 12 V AF-sektsiooni jaoks ei ole kriitiline, kuid bipolaarne peab olema hästi stabiliseeritud ja pärinema peamiselt teisest trafost või teisest mähisest, kui toiteallikas on toiteallikas, kuna AF IC-st tulenev voolutipp viib arvesti tasakaalust välja. vooluring. Katse tulemusena avastasin, et op-amp eelpinge muutmine annab väga tundliku viisi arvesti tasakaalustamise kontrollimiseks, mis on vastuvõetavam kui arvesti näitude nihutamine muul viisil (näiteks käsitsi, mehaaniliselt, numbrinäidik või elektrooniline tasakaalustamine (nullseade) - arvestil endal ). Pean märkima, et kui te ei saa mõõtjat, mille keskel on null, siis võite selle ühe klemmidest maandada või ühendada trimmitakisti klemmiga, kus selle potentsiomeetri klemmid on ühendatud pluss- ja miinuspunktidega. toiteallikas, näiteks potentsiomeeter, mille takistus on 5 või 10 kOhm. Proovisin seda ja kõik töötas hästi, kuid kõige rohkem meeldis mulle 250-0-250 µA meetri töö. Arvesti nulli automaatseks seadmiseks pole mul veel head skeemi välja töötatud, tavaliselt on tasakaalustamine häiritud polaarsuse muutumisel, mida võib täheldada nii välklahenduste ajal kui ka teid ümbritsevas "rahulikus" staatilises väljas. Maksimaalse võimenduse (tundlikkuse) režiimis saate kogu päeva jooksul selge ilmaga märgata väljakalde muutusi, samuti märgata äikest väljaspool osariiki (USA). Üks probleeme, mida see välgudetektori ahel kannatab, on vajadus sageli reguleerida arvesti nulli, eriti maksimaalse võimenduse asendis, mis on seotud pinge polaarsuse muutumisega äikese ajal.

Analoogmõõturi saab asendada arvutiliidesega digitaalse multimeetriga. Joonisel on visand Velleman DVM345 digitaalsest multimeetrist, mida kasutatakse ülekandesalvestusseadmena. (mööduv salvesti). Tarkvara võimaldab jälgida väärtuste graafilist esitust ja salvestab saadud väärtused faili ".dat".

MasView on Windowsi tarkvara, mille pakub Velleman (http://www.velleman.be/)

Digitaalne multimeeter DVM 345 Velleman arvutiliidesega.

Mida suurem on op-amp võimendus või mida suurem on FET-i paisuahela sisendtakistus, seda ilmsemaks probleem muutub, mistõttu soovitan vähendada paisuahela impedantsi ja ka operatsioonivõimendi võimendust kõrgete staatiliste väljade korral. Samuti võimaldasin AF-juurdepääsu opvõimendilt ja segasin selle signaali erinevate tasemetega staatiliste ja RF-signaalide jaoks, ehitades sisse helitugevuse (taseme) juhtseadised.

AF osa

Automaatse teravustamise signaal pärineb lihtsast IC-st nagu LM380, märkate regulaatorite koostoimet, kui ehitate kõik nii, nagu siin näidatud. Kasuks tuleks puhvervõimendi ja mikseri vooluring, aga püüdsin siin osasid minimaalselt hoida. Heaks täienduseks AF väljundahelale oleks ekvalaiser (umbes: tone control), millega oleks võimalik kujundada seadme väljundsagedusreaktsiooni ja vähendada häirete taset, nagu näiteks foon vahelduvvooluvõrku.

Sellel pildil on näide 0...22 kHz väljundsignaalist, mis on saadud DL4YHF väljatöötatud tarkvara Spectrum Lab abil. Alustades alt üles: müra, sfäärilised signaalid, Alpha projekti signaalid, üks CW signaal ja palju RTTY jaama signaale.

RF osa

RF-osa jaoks kasutasin vana Tesla madalsageduslikku mähist, mille kerisin 4 jala pikkusele 6-tollise läbimõõduga plasttorule, kuhu asetasin 3000 keerdu traati. Võite vastu vaielda, kuna siin töötab hästi sirge "köis" antenn, ka lühendavate elementide kasutamine on vastuvõetav, nii et koletismähis pole siin üldse vajalik, kuid ma tahtsin saada maksimaalselt signaale madalatel sagedustel, just tänu mähise kõrgele kvaliteeditegurile, et vähendada vooluringi üldist võimendust, et omakorda minimeerida 60 Hz sagedusega (USA-s meil 50 Hz) toiteallika suminat. Selles mõttes on pikad tihvtid ja eriti juhtmed siin ebasoovitavad. Signaali võimendab PT-d (JFET) sisaldav sisend op-amp, sisendi selektiivsus on tagatud kondensaatori väikese suuruse tõttu, mis võimaldab saavutada kõrge tundlikkuse tausta minimaalselt 60 Hz. Tüüp 741 operatiivvõimendi tagab AF-võimenduse ja teist 741 opvõimendit kasutatakse mõõtepea toiteks täispaindevooluga 500 µA (skaala lõpus null), et näidata RF-signaali taset. Minu arvates on kasulik lisada arvestiga järjestikku regulaator, mis paigaldatakse paneelile, koos 741 toiminguvõimendi võimenduse regulaatoriga, mis toidab arvestit, mis annab arvestile erinevates ilmastikutingimustes suurima paindlikkuse. See arvesti on väga kasulik välgulöökide arvu määramiseks ajaühikus kehva ilmaga.

Järeldus

Olen märganud, et äikesetormi ajal soodustab suurte energiahulkade eraldumine pilvedes ootamatute hoovihmade ilmnemist, mis näitab, et pilvede sees olevad väljad hoiavad endas suuri veemasse ja kui need pärast heidet nõrgenevad ega saa enam hakkama. hoia vett kinni, see valgub maha, pärast võimsat välku, nagu ämbrist. See on paljuski juba üldtuntud tõde, millest sain aru juba aastaid tagasi, lugedes Nikola Tesla surematuid teoseid selle probleemi kohta ja hakkasin selle vastu huvi tundma, mõtlesin, et lõppude lõpuks oli kogumikku huvitav jälgida. ja energia kogunemine ja vaata tulemust, mis ilmus - mis sellest varsti välja tuleb?

Üldiselt on skeem väga lihtne, seda saab rakendada paljudes variatsioonides ja ma loodan, et leiate selle huvitava lisandina oma madala sagedusega (ülipika laine) vaatlusseadmetele. Oleksin huvitatud sellest, et ideed ESD-mõõturi nullseadistusfunktsiooni automaatseks reguleerimiseks teoks saaksid, eriti kui tegelik vooluahel ei riku sisulist polaarsuse ümberpööramise teavet ja selles valguses loodan kuulda mõistlikke ideid kõigilt lugejatelt. Minu e-posti aadressi leiate minu veebisaidilt: http://www.shipleysystems.com/~drvel/ või http://www.bbsnets.com/public/users/russell.clift/index.htm, võib-olla midagi soovite saata sellele saidile, et kõik seda näeksid. Loodan uusi ideid kõigilt lugejatelt, kellele sellised projektid nagu ülalmainitud on huvitavad.

Russell E. Clift, AB7IF

Tasuta tõlge inglise keelest: Victor Besedin (UA9LAQ)

See seade sobib suurepäraselt neile, kes tegelevad turismi, matkamise ja muuga. See võimaldab registreerida äikesetormi umbes 80 km raadiuses, mis võimaldab teil õigel ajal peavarju leida, peita ja elektriseadmed välja lülitada. Äikesesalvesti kokkupanek pole nii keeruline, kuna see ei sisalda nappe osi ja erisätteid, peate lihtsalt konfigureerima R4 - see on detektori tundlikkuse lävi.

Skeem:

Pikendusmähis L1 suurendab selle efektiivsust. Sisendlülitus L2 C2 on häälestatud umbes 330 kHz peale. L2-tuuled suvalisel vooluringil vanast raadiost, raami läbimõõt 5mm, 360 keerdu traati 0,2mm, mähise kõrgus 10mm. Kontuuril L1 on samad parameetrid, ainult 58 pööret 0,2 mm traati Minu versioonis seda mähist pole, asendasin selle teisega - saate sellega katsetada.

Omatehtud äikeselähenemise salvesti üksikasjadest. Transistorid VT1-VT4 võivad olla mis tahes, alates KT315/KT361 kuni KT3102/KT3107. Diood VD1 - mis tahes impulss.

Tööpõhimõte: Transistori VT1 poolt võimendatud signaal suunatakse salvestusfaasi (VT2-VT4). RF-impulss avab transistorid VT2 ja VT3 ning tühjendab kondensaatori C4. Selle laadimisvool, mis läbib dioodi VD1 ja takistit R6, viib transistori VT4 pikema avanemiseni ja märgutule VL1 süttimiseni. Võite kasutada LED-i või sisseehitatud generaatoriga heliindikaatorit - kumb teile mugavam on. Salvestit saate kontrollida piesosüütaja abil – klõpsates tulemasinal antennist poole meetri kaugusel. Soovitatav on seade maandada, see suurendab tundlikkust.

Laadige trükkplaat alla LAY-vormingus:
Teil pole juurdepääsu failide allalaadimiseks meie serverist

See seade sobib ideaalselt neile, kes tegelevad turismi, matkamise ja muuga registreeri äikesetorm umbes 80 km raadiuses, mis võimaldab õigel ajal peavarju leida, peita ja elektriseadmeid välja lülitada.

Äikesesalvesti kokkupanek pole nii keeruline, kuna see ei sisalda nappe osi ja erisätteid, peate lihtsalt konfigureerima R4 - see on detektori tundlikkuse lävi.

Pikenduspool L1 võimendab selle tõhusust. Sisendlülitus L2 C2 on häälestatud umbes 330 kHz peale.

L2-rippud mis tahes vooluringil vanast raadiost, raami läbimõõt 5mm, 360 keerdu traati 0,2mm, mähise kõrgus 10mm. Kontuuril L1 on samad parameetrid, ainult 58 pööret 0,2 mm traati Minu versioonis seda mähist pole, asendasin selle teisega - saate sellega katsetada.

Trükkplaat LAY formaadis.

Omatehtud äikeselähenemise salvesti üksikasjadest. Transistorid VT1-VT4 võivad olla mis tahes, alates KT315/KT361 kuni KT3102/KT3107. Diood VD1 - mis tahes impulss. Tööpõhimõte: transistori VT1 võimendatud signaal suunatakse salvestusfaasi (VT2-VT4). RF-impulss avab transistorid VT2 ja VT3 ning tühjendab kondensaatori C4. Selle laadimisvool, mis läbib dioodi VD1 ja takistit R6, viib transistori VT4 pikema avanemiseni ja märgutule VL1 süttimiseni.

Võite kasutada LED-i või sisseehitatud generaatoriga heliindikaatorit - kumb teile mugavam on. Salvestit saate kontrollida piesosüütaja abil – klõpsates tulemasinal antennist poole meetri kaugusel.

See lihtne disain võimaldab jälgida muutusi atmosfääri laengus. Näiteks atmosfäärilahenduse suurenemist registreerides saab ennustada äikesefrondi lähenemist. Atmosfääri laengu hulk päikesepaistelisel päeval on umbes 100 mV, kuid rünksajupilvede kogunemisel ja enne vihma suureneb elektrilaengu hulk kordades.

Äikese korral võib pinge vahetult enne välgulööki tõusta mitme tuhande voltini. See kirjeldab atmosfääri elektrimonitori vooluringi, mille muutust kuvatakse LED-skaalal.

Atmosfääri elektridetektori töö kirjeldus

Sisendahel koosneb antennist, mille signaal suunatakse komparaatorina kasutatavale operatiivvõimendile DA1 (TL071). Seda tüüpi operatiivvõimendil on JFET-sisend ja võimendus kuni 100 dB. Selle mitteinverteeriv sisend on ühendatud takistitest R3 ja R4 moodustatud pingejaguriga ning mitteinverteeriv sisend on ühendatud antenniga.

Takisti R2 kaitseb DA1 liiga ohtliku sisendpinge eest, samas kui takisti R1 hoiab mitteinverteeriva sisendi stabiilsena. Kuna operatiivvõimendi TL071 on väga suure võimendusega, lisatakse vooluringile takisti R5, et moodustada vastavate piirangutega tagasiside.

Sõltuvalt sisendpingest on väljundi 6 DA1 pinge vahemikus 2,5 kuni 5 V, mis antakse LM3914 (DD1) mikroskeemi sisendile 5 läbi muutuva takisti R6. Takisti R7 piirab maksimaalset tundlikkust.

Mikroskeem on integraallülitus, mis on võimeline mõõtma (lineaarselt) sisendpinget ja väljastama väärtused LED-ide jadale. Sisuliselt selgub, et tegemist on klassikalise analoog-LED-ekraaniga. LED-ide kaudu voolavat voolu piirab LM3914 ise, välistades vajaduse väliste takistite järele. Selles vooluringis jaotatakse sisendpinge 1,7–4,2 V viiele LED-ile.

Seadme seadistamine

Enne esmakordset sisselülitamist keerake muutuva takisti R3 nupp täielikult vastupäeva ja muutuvtakisti R6 umbes vahemiku keskele. Seadme testimiseks ühendage toide ja keerake takisti R6 liugurit. Tavaliselt süttivad LED VD2 ja isegi VD1 lühikeseks ajaks, see näitab seadmete õiget tööd ja atmosfääri laengu muutumist.

Viimased seadistused tuleks teha päikesepaistelisel päeval selge taevaga, keerates R4, kuni helendab ainult VD5, mis näitab normaalset atmosfääri elektrit. Skeem, hoolimata oma lihtsusest, töötab väga hästi ja võimaldab hoiatada äikese lähenemise eest juba ammu enne selle algust.

Antenna saab kasutada umbes 3 meetri pikkust isoleeritud juhet ning ahela ühist juhet saab maandada, näiteks ühendada keskkütte akuga.

Tähelepanu! Äikese ajal välgulöögi vältimiseks peate antenni seadme küljest lahti ühendama.