DIY snímač búrky. Obvod detektora blesku
Ak máte záujem o monitorovanie úrovne statického napätia v búrke alebo búrke, potom vám navrhovaný monitorovací obvod pomôže začať. Bol som mladý, zvedavý a vždy som sa zaujímal o také javy, ako je rádiofrekvenčný šum Zeme, ako aj rádiofrekvenčné spektrum počas zúriacej búrky (búrka, búrka). Tiež som veril, že ak už mám nainštalované antény, tak ak včas rozoznám silné statické pole tvoriace sa okolo mňa, dokážem včas zareagovať na prípadný úder blesku (napríklad uzemnením antén). V jednom z mnou vyvinutých obvodov som použil komparátor, ktorý spustil zvukový alarm, ak intenzita statického poľa (V/m) dosiahla prednastavenú hodnotu.
Postavil som mnoho zariadení, od elektrónkových dizajnov až po izolované tranzistorové tranzistory s hradlovým poľom (FET), ale tento dizajn má vynikajúcu spoľahlivosť a môže byť neoceniteľný vo vyššie uvedených prípadoch. Ak nenájdete merač s nulovou značkou v strede, som si istý, že prispôsobíte ostatné s nulou na okraji stupnice, rovnako ako výberom hodnôt detailov obvodu môžete prispôsobiť akékoľvek vhodné meter k navrhovanému obvodu, podľa jeho impedancie a prúdu plnej výchylky ihly. Môžete tiež použiť iné typy tranzistorov s efektom poľa, ale ja som použil prechodový tranzistor s efektom poľa s kanálom typu p (JFET).
Jediný výstupný obvod možno vytvoriť aj pripojením meracieho prístroja na priame meranie prúdu FET, len nezabudnite pripojiť zvodový/predpätý odpor na kladnú stranu napájacieho zdroja s P-kanálovými FET a na zápornú stranu s n- kanálové.
Z tohto hľadiska je jedným z mojich najlepších návrhov v priebehu rokov ten, ktorý používa n-kanálovú dvojbránovú izolovanú bránu FET (MOSFET), ako je 40673 s oboma bránami spojenými dohromady.
Schéma
Vo vyššie uvedenom obvode je PT brána s p-kanálom pripojená k spoločnému vodiču, pretože sa používa bipolárne napájanie, cez veľmi vysoký odpor - v prvej verzii som použil 11 MΩ. Pamätajte, že takéto odpory je nielen ťažké získať, ale toto umiestnenie je kameňom úrazu, ak je v obvode veľký únik. V tomto aspekte je najlepšie nechať roletu na pokoji a použiť kvalitný nový koaxiálny kábel k externej anténe, zvyčajne s kapacitnou záťažou. Budete tiež musieť zvážiť izoláciu bodov v konštrukcii antény, kde môže energia unikať na zem, inak zistíte, že váš merač stratí citlivosť pri prvej kvapke dažďa.
Použil som 22-palcový anténny stĺp (Wilson) s jeho obvyklými upevňovacími bodmi s dvoma maticami na konci na pripevnenie kapacitnej záťaže a s plastovým dáždnikom na ochranu konštrukcie antény na správnych miestach pred vlhkosťou.
Rovnako aj koaxiálne pripojenie musí byť chránené pred vlhkosťou – tu som použil konektory typu N na anténe a na šasi pre vnútorný merač. Čo sa týka vysokoodporovej odporovej záťaže, som si istý, že v prípade potreby si tie, ktoré potrebujete, dokážete vyrobiť aj doma. Pre vysoké intenzity poľa som ako záťaž použil potenciometer 10 MΩ, ktorý som mohol v prípade potreby vylúčiť z obvodu. Na tento účel som použil spínač s keramickým izolátorom určený pre vysokonapäťové obvody, aby sa znížil únik, ale v tomto obvode dobre fungujú lacnejšie typy spínačov. Typ použitého PT nie je kritický - použil som J176 od All Electronics a táto spoločnosť mi "prišla" aj 10 MΩ potenciometer a meter.
Pokiaľ ide o napájací zdroj, jeho napätie 12 V pre sekciu AF nie je kritické, ale bipolárna musí byť dobre stabilizovaná a pochádzať primárne z iného transformátora alebo iného vinutia, keď je napájaná sieť, pretože prúdové špičky z AF IC nevyvažujú merač. obvod. Ako výsledok experimentu som zistil, že zmena predpätia operačného zosilňovača poskytuje veľmi citlivý spôsob ovládania vyváženia merača, ktorý je prijateľnejší ako posúvanie údajov merača inými spôsobmi (napríklad manuálne, mechanicky, s číselník alebo elektronické vyvažovanie (nulové nastavenie) - na samotnom merači ). Mal by som poznamenať, že ak nemôžete získať merač s nulou v strede, môžete jednu z jeho svoriek uzemniť alebo ju pripojiť ku svorke trimovacieho odporu, kde sú svorky tohto potenciometra pripojené na plus a mínus zdroj energie, napríklad potenciometer s odporom 5 alebo 10 kOhm. Skúsil som to a všetko fungovalo OK, ale najviac sa mi páčila práca merača 250-0-250 µA. Zatiaľ som nevyvinul dobrú schému na automatické nastavenie nuly merača, zvyčajne sa vyváženie naruší pri zmene polarity, čo možno pozorovať pri výbojoch blesku, ako aj v „pokojnom“ statickom poli, ktoré vás obklopuje. V režime maximálneho zisku (citlivosti) si môžete všimnúť zmeny sklonov poľa za jasného počasia počas celého dňa, ako aj búrky vo vzdialenosti mimo štátu (USA) od vás. Jedným z problémov, ktorým tento obvod detektora bleskov trpí, je potreba častého nastavovania nuly merača, najmä v polohe maximálneho zisku, spojeného so zmenou polarity napätia počas búrky.
Analógový merač môže byť nahradený digitálnym multimetrom s počítačovým rozhraním. Obrázok ukazuje náčrt digitálneho multimetra Velleman DVM345 používaného ako zariadenie na záznam prenosu. (prechodný záznamník). Softvér vám umožňuje sledovať grafické znázornenie hodnôt a výsledné hodnoty ukladá do súboru „.dat“.
MasView je softvér Windows poskytovaný spoločnosťou Velleman (http://www.velleman.be/)
Digitálny multimeter DVM 345 Velleman s počítačovým rozhraním.
Čím vyšší je zisk operačného zosilňovača alebo čím vyššia je vstupná impedancia obvodu brány FET, tým je problém zrejmejší, a preto odporúčam znížiť impedanciu obvodu brány a tiež zisk operačného zosilňovača vo vysokých statických poliach. Poskytol som tiež prístup AF z operačného zosilňovača a zmiešal som tento signál s rôznymi úrovňami pre statické a RF signály, pričom som zabudoval ovládanie hlasitosti (úrovne).
AF časť
Signál AF pochádza z jednoduchého integrovaného obvodu, ako je LM380, interakciu regulátorov si všimnete, ak všetko postavíte tak, ako je tu znázornené. Užitočný by bol obvod vyrovnávacieho zosilňovača a zmiešavača, ale tu som sa snažil skrátiť súčiastky na minimum. Dobrým doplnkom k výstupnému obvodu AF by bol ekvalizér (približne: tónová kontrola), pomocou ktorého by bolo možné tvarovať výstupnú frekvenčnú odozvu zariadenia a znižovať úroveň rušenia, akým je napr. sieť AC.
Tento obrázok ukazuje príklad výstupného signálu 0...22 kHz získaného pomocou softvéru Spectrum Lab vyvinutého spoločnosťou DL4YHF). Začíname zdola nahor: šum, sférické signály, signály projektu Alpha, jeden signál CW a mnoho signálov staníc RTTY.
RF časť
Pre RF časť som použil starú Tesla nízkofrekvenčnú cievku, ktorú som navinul na 4 stopy dlhú plastovú rúrku s priemerom 6 palcov, kde som umiestnil 3000 závitov drôtu. Môžete namietať, pretože tu dobre funguje rovná „lanová“ anténa, prijateľné je aj použitie skracovacích prvkov, takže monster cievka tu nie je vôbec potrebná, ale chcel som prijímať maximum signálov na nízkych frekvenciách, práve kvôli na vysoký kvalitatívny faktor cievky, aby sa znížil celkový zisk obvodu, aby sa zase minimalizoval brum sieťového napájania s frekvenciou 60 Hz (v USA máme 50 Hz). V tomto zmysle sú tu dlhé kolíky a najmä drôty nežiaduce. Signál je zosilnený vstupným op-amp obsahujúcim PT (JFET), vstupná selektivita je zabezpečená vďaka malej veľkosti kondenzátora, čo umožňuje dosiahnuť vysokú citlivosť s pozadím minimálne 60 Hz. Operačný zosilňovač typu 741 poskytuje AF zosilnenie a ďalší 741 operačný zosilňovač sa používa na napájanie meracej hlavy s plným vychyľovacím prúdom 500 µA (nula na konci stupnice) na indikáciu úrovní RF signálu. Zistil som, že je užitočné zahrnúť regulátor do série s meračom na montáž na panel spolu s regulátorom zosilnenia operačného zosilňovača 741 napájajúcim merač, čo poskytuje meraču najväčšiu flexibilitu v rôznych poveternostných podmienkach. Tento merač je veľmi užitočný na určenie počtu úderov blesku za jednotku času počas nepriaznivého počasia.
Záver
Všimol som si, že počas búrky uvoľnenie veľkého množstva energie v oblakoch prispieva k objaveniu sa neočakávaných prehánok, čo ukazuje, že polia vo vnútri oblakov zadržiavajú veľké masy vody a keď po výboji zoslabnú a nedokážu zadržte vodu, rozleje sa, po nárazoch silný blesk, ako z vedra. V mnohých ohľadoch je to už dobre známa pravda, ktorú som pochopil už pred mnohými rokmi, keď som čítal nesmrteľné diela Nikolu Teslu o tomto probléme a začal som sa o to zaujímať, myslel som si, že napokon bolo zaujímavé sledovať zbierku a nahromadenie energie a pozri sa na vysledok, ktory sa dostavil - co z toho coskoro vyplynie?
Vo všeobecnosti je obvod veľmi jednoduchý, dá sa implementovať v mnohých variáciách a dúfam, že bude zaujímavým doplnkom vášho nízkofrekvenčného (ultradlhovlnného) pozorovacieho zariadenia. Zaujímalo by ma, keby sa nápady na automatické nastavenie funkcie nulového nastavenia merača ESD naplnili, najmä ak skutočný obvod neporušuje zmysluplnú informáciu o prepólovaní, a v tomto svetle dúfam, že od všetkých čitateľov budem počuť rozumné nápady. Moju e-mailovú adresu nájdete na mojej webovej stránke: http://www.shipleysystems.com/~drvel/ alebo http://www.bbsnets.com/public/users/russell.clift/index.htm, možno vám čokoľvek chcete poslať na túto stránku, aby ju videli všetci. Dúfam v nové nápady od všetkých čitateľov, ktorí považujú projekty, ako sú tie vyššie uvedené, za zaujímavé.
Russell E. Clift, AB7IF
Voľný preklad z angličtiny: Victor Besedin (UA9LAQ)
DIY záznamník búrok
Toto zariadenie je ideálne pre tých, ktorí sa venujú turistike, turistike a podobne zaregistrovať búrku v okruhu približne 80 km, čo vám umožní včas nájsť úkryt, ukryť sa a vypnúť elektrické zariadenia.
Zostavenie záznamníka búrky nie je také ťažké, pretože neobsahuje vzácne diely a špeciálne nastavenia, stačí nakonfigurovať R4 - to je prah citlivosti detektora.
Predlžovacia cievka L1 zvyšuje jeho účinnosť. Vstupný obvod L2 C2 je naladený na cca 330 kHz.
L2-visí na ľubovoľný obvod zo starého rádia, priemer rámu 5mm, 360 závitov drôtu 0,2mm, výška vinutia 10mm. Obvod L1 má rovnaké parametre, len 58 závitov 0,2mm drôtu.V mojej verzii táto cievka nie je, nahradil som ju inou - môžete s ňou experimentovať.
Vytlačená obvodová doska vo formáte LAY.
O podrobnostiach domáceho rekordéra priblíženia sa k búrke. Tranzistory VT1-VT4 môžu byť akékoľvek, od KT315/KT361 po KT3102/KT3107. Dióda VD1 - ľubovoľný impulz.
Princíp fungovania: signál zosilnený tranzistorom VT1 sa privádza do nahrávacieho stupňa (VT2-VT4). RF impulz otvára tranzistory VT2 a VT3 a vybíja kondenzátor C4. Jeho nabíjací prúd prechádzajúci cez diódu VD1 a rezistor R6 vedie k dlhšiemu otvoreniu tranzistora VT4 a rozsvieteniu kontrolky VL1.
Môžete použiť LED alebo zvukový indikátor so vstavaným generátorom - podľa toho, čo je pre vás pohodlnejšie. Rekordér môžete skontrolovať pomocou piezo zapaľovača - kliknutím zapaľovača vo vzdialenosti pol metra od antény. Zariadenie sa odporúča uzemniť, zvýši sa tým citlivosť.
Na tento účel sú na mriežke ventilátora miestnosti pripevnené rozprašovače vody inštalované na koncoch kvapkacích rúr (odporúča sa použiť podlahový ventilátor s vysokou tyčou). Raz za hodinu (alebo v inom algoritme „naprogramovanom“ rádioamatérom na špecifické úlohy) vodné čerpadlo a nádrž rozprášia vlhkosť v malých kvapkách na rotujúce lopatky ventilátora. V tomto prípade (vzhľadom na to, že sa ventilátor otáča v jednej horizontálnej rovine, ale má voľný uhol natočenia až 90°), sa dosiahne zvlhčenie veľkej plochy miestnosti.
Vďaka použitiu akváriových rozprašovačov sa vlhkosť rozprašuje v malých kvapkách, takže nedochádza k úniku vody (a kaluží pod ventilátorom). Zariadenie bolo v horúcom lete 2007 autorom prakticky odskúšané.
Pozor!
Vyššie popísaný elektronický časovač je možné nahradiť priemyselnou verziou podobného účelu (a naopak), ktorá je podrobne popísaná v podkapitole 4.2. V tomto prípade nie je potrebné zostavovať elektronické zariadenie sami, ale napríklad si vziať hotovú elektronickú jednotku.
1.2. Indikátor blesku
Vzdialené búrky rušia rádiovú komunikáciu a navigáciu a tí, ktorí prechádzajú v blízkosti, môžu poškodiť komunikačné zariadenia signálmi vyvolanými bleskami.
Nebezpečné sú najmä priame zásahy bleskom, ktoré vedú k zničeniu techniky, požiarom a ľudským obetiam.
Bleskové výboje indukujú silné impulzné signály na napájacích a komunikačných vedeniach a dokonca aj krátke napäťové rázy v nich môžu spôsobiť poruchy a zlyhanie drahých elektronických zariadení a počítačov. Pravdepodobnosť nebezpečenstva búrky je obzvlášť vysoká vo vidieckych oblastiach s dlhými otvorenými vedeniami, s vysokými anténnymi stožiarmi na prijímanie a vysielanie zariadení, ktoré sa miestni rádioamatéri pokúšajú inštalovať vyššie (na kopci), na stĺpy alebo kovové stožiare.
Odporúča sa vypnúť rádiové zariadenia, keď sa blíži búrka.
Neďaleká búrka je viditeľná a počuteľná, ale ako môžete dostať varovanie vopred? To predsa potrebuje každý: turisti a rybári, jachtári aj rádioamatéri, ktorí trávia veľa hodín vo vzduchu. Včasné varovanie pred nebezpečenstvom búrky je veľmi dôležité aj pre ostatných ľudí, ktorí pracujú alebo relaxujú ďaleko od prístreškov.
1.2.1. Metódy merania aktivity blesku v číslach
Existujú dva známe spôsoby zaznamenávania aktivity búrok. Oba boli vynájdené a preskúmané koncom 19. – začiatkom 20. storočia.
Statický - záznam nastáva, keď sa intenzita elektrického poľa v atmosfére zvyšuje zo 100 V/m (za normálnych podmienok) na 1-40 kV/m pred búrkou (výboje blesku sa vyskytujú aj pri jasnej oblohe). Táto metóda je široko známa mnohým v kurzoch fyziky.
Zariadenie, ktoré dokáže zaznamenávať intenzitu poľa, sa nazýva elektrometer.
Moderné elektromery nevyžadujú zložité antény, registrujú elektrické pole atmosféry, aj keď je ovládacie zariadenie inštalované na parapete, a elektrické pole predelektrizovaného hrebeňa vyrobeného zo zmesi plastov sa zaznamenáva na vzdialenosť 1–2 m (predelektrifikovaná (otretá) ebonitová palica bude „vidieť“ už z diaľky.
Druhý spôsob je elektromagnetický, pri ktorom je intenzita poľa určená spektrálnym zložením a intenzitou impulzov rádiových vĺn s frekvenciou 7-100 kHz, vyžarovaných bleskom (výbojmi).
Nie nadarmo je jedným zo znakov blížiacej sa búrky zvýšená hladina šušťania (praskania), ktoré vníma ľudské ucho pri počúvaní signálov rozhlasových staníc v rôznych rozsahoch dlhých a stredných vĺn.
Predpokladá sa, že túto metódu vynašiel A. S. Popov.
Na základe tohto princípu bolo vytvorené zariadenie na signalizáciu blesku, ktorého elektrický obvod je znázornený na obr. 1.5.
Ryža. 1.5. Elektrický obvod indikátora blesku
1.2.2. Ako zariadenie funguje
Predlžovacia cievka L1, ktorej horný (podľa schémy) výstup je pripojený k anténe WA1 - 45–60 cm pin, zvyšuje účinnosť vstupného obvodu L2C1 zariadenia. Vstupný obvod je naladený na frekvenciu 330 kHz (nad maximálnu spektrálnu hustotu impulzov rádiových vĺn vyžarovaných bleskovými elektrickými výbojmi).
Nastavenie vstupného obvodu zariadenia tiež určuje vzdialenosť, z ktorej možno „detekovať“ blížiacu sa búrku. Pomocou prvkov uvedených v diagrame zariadenie deteguje blížiacu sa búrku zo vzdialenosti 130–150 km (experiment s hotovým zariadením sa uskutočnil v obci Erakhtur, región Ryazan, okres Shilovsky v lete 2007) .
Signál zosilnený tranzistorom VT1 sa privádza do nahrávacieho stupňa (VT2-VT4). Vysokofrekvenčný (HF) impulz (zosilnený VT1) s amplitúdou napätia 1–3 V spôsobí otvorenie tranzistorov VT2 a VT3 a vybitie oxidového kondenzátora C4. Nabíjací prúd kondenzátora C4 prechádza cez vysokofrekvenčnú diódu VD1 a rezistor R5, čo vedie k oneskoreniu zatvárania tranzistora VT4 a rozsvieteniu indikačnej LED HL1.
1.2.3. O podrobnostiach
Cievky L1 a L2 sú tlmivky typu DPM-1, DPM2, DM, D179–0,01 s príslušnými hodnotami indukčnosti uvedenými na elektrickej schéme.
Namiesto HL1 LED môžete použiť inú indikačnú LED (s prúdom až 12 mA, aby zariadenie nestrácalo účinnosť) alebo audio indikátor (napríklad KPI-4332–12 so vstavanou audio frekvenciou generátor). Zvukový indikátor namiesto LED HL1 sa zapína podľa pólov naznačených na jeho tele.
Rezistor R4 nastavuje prah odozvy (citlivosť) zariadenia.
Napájacie napätie zariadenia je 3–6 VDC. Zdrojom energie sú 2-3 batérie typu AAA alebo AA (akumulátory) alebo stabilizovaný adaptér s transformátorovou izoláciou od siete 220 V.
Keďže zariadenie pracuje na relatívne nízkych frekvenciách, nie sú na jeho prvky kladené žiadne špeciálne požiadavky.
Tranzistory VT1-VT4 môžu byť ľubovoľné nízkoenergetické kremíky a majú vhodnú štruktúru. Namiesto VT1, VT3, VT4 môžete použiť KT3102 s akýmkoľvek písmenovým indexom, 2N4401 alebo podobným v elektrických charakteristikách.
Tranzistor VT2 - p - p-p vodivosť, napríklad KT3107 s akýmkoľvek písmenovým indexom alebo 2N4403.
Dióda VD1 - akýkoľvek impulz (germánium alebo kremík), napríklad D9, D18, KD503.
1.2.4. Nastavenie
Zariadenie nevyžaduje nastavenie (okrem nastavenia prahu odozvy s premenlivým odporom R4).
Ako skontrolovať?
Správne zariadenie zostavené z opraviteľných dielov sa dá ľahko skontrolovať. Hotové zariadenie s pripojenými batériami prineste 1,5–2 m k plynovému sporáku s automatickým zapaľovaním. Krátko stlačte tlačidlo automatického zapaľovania na sporáku. LED indikátor by mal reagovať krátkym bliknutím. Ak nie je k dispozícii sporák s automatickým zapaľovaním, zariadenie je možné skontrolovať inak pomocou zapaľovača s piezoelektrickým prvkom. LED by mala krátko zablikať, keď je piezoelektrický prvok zapaľovača „zapnutý“ vo vzdialenosti 0,5–1 m.
1.2.5. Praktické aplikácie
Okrem detekcie blížiaceho sa frontu búrky na veľké vzdialenosti zariadenie funguje dobre aj na blízke vzdialenosti. Môžete tak skontrolovať výkon plynových sporákov s automatickým zapaľovaním, piezoelektrických zapaľovačov (pre plynové sporáky - existujú také samostatné zariadenia vo forme obrovskej zápalky) a tiež nájsť zdroje zlého kontaktu v elektrických komunikáciách - v interiéri aj “ vonku“. Zlý elektrický kontakt, napríklad v elektrickom vedení (ktorý je zdrojom elektromagnetického rušenia rádiokomunikačných zariadení), je možné pomocou indikátora blesku zistiť zo vzdialenosti niekoľkých metrov, aj keď je zdroj zlého kontaktu hlboko v stena.
1.2.6. Priemyselné zariadenia na podobné účely
Prenosné indikátory blesku (s LCD) som mohol vidieť pri viac ako jednej príležitosti na voľný predaj. Tieto zariadenia spravidla zobrazujú rýchlosť približovania sa búrky, čas do jej príchodu, očakávanú intenzitu a ďalšie parametre. Alarmový systém – zvuk a svetlo. Pulzy rádiových vĺn sú prijímané magnetickou anténou; analýza ich intenzity, frekvencie a spektrálneho zloženia umožňuje „inteligentnému“ elektronickému zariadeniu dospieť k záveru, že sa blíži búrka.
1.3. Lineárna stupnica indikátora
Väčšina opísaných obvodov porovnávačov napätia, v ktorých rady LED slúžia ako indikátory, je postavená na princípe paralelného porovnávania vstupného napätia (preto je potrebný veľký počet porovnávacích zariadení - komparátorov). Počet porovnávacích zariadení zodpovedá počtu kanálov (LED) v riadku.
Ten, ktorý je znázornený na obr., nemá túto nevýhodu. 1.6 obvod, so sekvenčným porovnávaním vstupného napätia, v ktorom je len jeden komparátor, ktorý porovnáva signál konštantného napätia na vstupe s cyklicky sa meniacim referenčným napätím.
Ryža. 1.6. Elektrická schéma zariadenia indikátorovej stupnice
Výsledky porovnania sa prenesú do posuvného registra na čipe D2, z ktorého výstupu sa pomocou paralelného kódu načítajú na indikačný riadok. Tento dizajn obvodu umožňuje väčšiu presnosť, jasnosť a dynamické čítanie. Spolu s ďalšími pozitívnymi charakteristickými vlastnosťami tohto zariadenia oproti iným podobným - jednoduchosť výroby, lacné diely, nekritickosť napájacieho napätia - je schopný súťažiť o svoju popularitu medzi rádioamatérmi a profesionálmi. Na vstup obvodu je možné privádzať striedavé napätie a impulzy (s malou úpravou) - potom sa môže stať univerzálnym, presným indikátorom so svetelnou stupnicou, ktorý nie je horší v dynamike zmien indikácií a presnosti ukazovateľov. s triedou 2. V rade LED by sa mala brať do úvahy diskrétnosť indikácií pri potrebe kalibrácie svetelnej stupnice.
1.3.1. Ako zariadenie funguje
Schéma funguje nasledovne. Generátor hodín na populárnom CMOS čipe K561LA7 produkuje obdĺžnikové impulzy. Maximálna hodinová frekvencia registra pri napájacom napätí 5 V je 2 MHz, U p = 12 V, f max = 5 MHz. Prichádzajú na hodinový vstup C postupného aproximačného registra D2, pričom vykonávajú hodinový posun informácie načítanej do registra. Paralelne s tým prebieha proces merania úrovne prichádzajúceho napätia pomocou komparátora D3. Výsledok porovnania (vysoká alebo nízka logická úroveň) z výstupu komparátora ide na D dátový vstup registra, čím sa určí stav jeho výstupov. Na konci cyklu prevodu vstupného analógového signálu na sériu logických impulzov sa na výstupe registra CC (pin 3) objaví aktívny logický signál „nula“, ktorý pôsobí na logický vstup D4.1. Prvky D4.1, D1.3 generujú zastavovací impulz. Preto príchod impulzov na hodinový vstup C register nevníma a stupnica LED indikátora registruje úroveň dosiahnutú vstupným signálom. Uzamykacia spodná úroveň je prevzatá z konverzného výstupu Q1 (druhá najnižšia platná číslica), pretože je použitý rad LED s desiatimi LED. Ak použijete tri riadky po štyroch LED v sérii alebo rad po 12 LED, zapoja sa sériovo na výstupy Q11 - Q0 registra. Potom sa vylúčia logické prvky D1.3, D4.1 a na kolík 14 (St) registra sa pripojí pin 3 (CC) a z toho postupný aproximačný register pracuje nepretržite, cyklicky.
Počet indikovaných úrovní signálu je možné zvýšiť pridaním mikroobvodov - registrov a pruhových indikátorov. Takéto zariadenia sú široko používané v priemyselnej automatizácii na vizuálnu indikáciu dynamických procesov. Okruh používam v aute ako ukazovateľ otáčok motora (tachometer).
1.3.2. Praktické aplikácie
LED stupnica môže byť inštalovaná v aute, na prístrojovej doske, aby indikovala napätie palubného zdroja, hladinu paliva v nádrži, teplotu motora, prostredie a pod. Rozsah použitia tejto schémy môže byť ľubovoľný.
1.3.3. O podrobnostiach
LED linka ALS361A môže byť nahradená ALS361B, ALS362P, KIPT03A-10Zh (žlté svetlo), - 10L (zelené svetlo), alebo môže byť zložená z dvoch liniek ako ALS345A (8 indikátorov) alebo ALS317B (5 indikátorov). Alebo namiesto LED linky nainštalujte do série desať LED typu AL307BM alebo podobne.
1.4. Zariadenia proti krádeži
Systémy proti krádeži sú podľa mnohých odborníkov najspoľahlivejšie spomedzi všetkých typov zabezpečovacích systémov používaných v praxi vo veľkých a malých predajniach. Zariadenia majú skutočne vysokú pravdepodobnosť detekcie štítku proti krádeži (kvôli mimoriadne vysokému výkonu impulzov dodávaných do antén). Aj pri plnom súlade s akustickomagnetickou technológiou (EAR) na výrobu prístrojov však tieto impulzy pôsobia na človeka (pri častom a dlhotrvajúcom pôsobení) negatívne – najmä z dôvodu výkonu. Málo študované vlastnosti akustickomagnetických systémov sú diskutované nižšie.
1.4.1. Úžasné vlastnosti systémov proti krádeži
Systémy proti krádeži dnes možno vidieť takmer v každej maloobchodnej predajni. Vonkajšie vyzerajú ako dve otvorené krídla brány inštalované paralelne. Medzi týmito plochými „bránami“ vychádza osoba z predajne (predajnej plochy).
Na obr. 1.7 zobrazuje fotografiu systému proti krádeži.
Ryža. 1.7. Vzhľad systému proti krádeži
Ak kupujúci neprevezie tovar „označený“ špeciálnymi mikroštítkami, „brána“ ho pustí bez reklamácie. Ak štítok na produkte nie je odstránený (neutralizovaný), poplašný systém sa vypne a upozorní predajné miesto hlasitými zvukmi alarmu.
Potom pribehnú stráže a nešťastný „nosič“ bude chytený.
Akustomagnetická technológia bola vyvinutá spoločnosťou Sensormatic. Neskôr, keď videl úspech tejto technológie, koncern Tyco túto spoločnosť získal. Teraz je divíziou (a značkou) ADT (American Dynamics Technology). Samotné aktívne zariadenia (antény, elektronické jednotky) už nepodliehajú autorským právam (platnosť patentov vypršala). Preto sa objavil ďalší výrobca - spoločnosť WG.
1.4.2. Ako zariadenie funguje
Brány proti krádeži majú vysielaciu a prijímaciu anténu pracujúcu na frekvencii 58 kHz s možnými odchýlkami ±200 Hz. Anténa počas prevádzky vysiela impulzy s amplitúdou 40 V a trvaním 1,5–1,7 ms (naplnené frekvenciou 58 kHz). Doba opakovania impulzu je 650–750 ms.
Okolo antény sa vytvára vysoká intenzita poľa, čo spôsobuje, že amorfný kov rezonuje pri frekvencii žiarenia.
Pozor!
Tento magnetostrikčný efekt je pre majiteľov kardiostimulátorov veľmi nebezpečný.
Počas pauzy (650–750 ms) funguje na príjem rovnaká anténa. Sila vyžarovania iniciovaného štítkom v priebehu času exponenciálne klesá podľa zložitého zákona, ktorý výrobcovia udržiavajú v tajnosti. Preto je dosť ťažké napodobniť signál odozvy. Ale prítomnosť čo i len niekoľkých alebo aj tých najmenších signálov, ako sú tieto, značne zhoršuje fungovanie systému. Z praxe je známe, že ak je 50-100 m od predajne (predajne), v ktorej je nainštalovaný akustickomagnetický systém, ďalší s podobným systémom, potom dochádza k vzájomnému rušeniu, ktoré sa ťažko odstraňuje. Výrobcovia v reklame tvrdia, že ich zariadenia sú účinné a bezpečné (ako by to mohlo byť inak?), ale zdá sa mi, že s ich pomocou (nie zámerne) robia experimenty na skúmanie vplyvu silných (aj keď krátkodobých) impulzov. o ľudskom zdraví.
Aby ste pochopili, čo je amorfný kov, v tomto prípade by ste mali podrobne zvážiť samotné značky, ktoré predajcovia umiestňujú do obalov výrobkov.
Na obr. 1.8 znázorňuje akustickomagnetickú značku.
Ryža. 1.8 Akustomagnetický štítok systému ochrany proti krádeži
Každý z nás tieto prúžky mnohokrát videl a dokonca držal v ruke. Skúsme prísť na to, ako fungujú.
♦ Ak odtrhnete štítok proti krádeži z obalu produktu a preskúmate ho zo zadnej strany, za priesvitným plastom uvidíte kovový pásik.
♦ Ak štítok odrežete, môžete odstrániť 3 kovové pásiky: dva z amorfného kovu (sú lesklejšie) a jeden z obyčajnej feromagnetickej pásky.
Na obr. Obrázok 1.9 ukazuje vnútornú štruktúru akustickomagnetických štítkov.
Ryža. 1.9. Vnútorná štruktúra akustickomagnetických štítkov
1.4.3. O škode na ľudskom zdraví. Praktické tipy, ako žiť o niečo dlhšie
Akustomagnetické elektronické zariadenia spomedzi všetkých systémov proti krádeži najviac poškodzujú ľudské zdravie. Ultrazvukové frekvencie, ktoré vyžarujú ich antény, sú frekvenčne porovnateľné s niektorými biologicky aktívnymi frekvenciami. Špičkový výkon žiarenia možno merať v kilowattoch.
Urobte si vlastné závery.
V každom prípade sa pri prechode cez „bezpečnostnú bránu“ snažte nezdržiavať (aby ste nedostali dávku žiarenia) a najmä, ak sa spustí poplašný systém (zaznie poplach), pokúste sa dostať von. zóny priameho vplyvu antén a až potom riešiť príčinu „spustenia“ poplachu.
Bohužiaľ, často môžete vidieť opačný obrázok. Napríklad alarm sa spustí, keď staršia žena prejde „bránou“ systému EAR. Kupujúci, ktorý počul alarm a premýšľal o dôvodoch takejto pozornosti voči nej elektronikou, sa zastaví pri „bráne“ a čaká, kým sa k nej priblížia stráže. Celý ten čas je pod silným žiarením, ktorého účinok na ľudské telo nebol zásadne skúmaný.
Rovnaké odporúčania platia aj pre ďalší aspekt: snažte sa prechádzať týmito bránami čo najmenej, aj keď to od vás stráže vyžadujú s ohľadom na hľadanie aktívnej značky umiestnenej niekde na práve zakúpenom produkte. Lepším riešením môže byť ukázať im všetky zakúpené veci a preniesť ich cez bránu jednotlivo.
1.4.4. Metódy boja proti EAR
Je možné potlačiť priemyselný systém EAR?
Samozrejme môžete. Najmä vnášaním rušenia z iných zdrojov do systému.
Dnes má veľa čitateľov prístup na internet, kde môžete ľahko (ak chcete) nájsť schému elektrického zapojenia tlmiča systému EAR proti krádeži. To znamená, že sa uistite, že sa alarm nezapne pri prechode cez „bránu“ s nákupom, z ktorého (z rôznych dôvodov) neboli odstránené (neutralizované) akustickomagnetické štítky.
Nerozoberám právnu otázku odstránenia nezaplatených nákupov z obchodu (preto neposkytujem schému potlačenia EAR). Dôležité je niečo iné. Aj keď zbavíte poplašný systém proti krádeži jeho „hlasu“, nezníži sa tým škodlivé účinky elektroniky na ľudské telo – kupujúceho, keď opustí predajňu (predajňa).
1.4.5. Ako zistiť žiarenie
Pre rádioamatéra, ktorý chce samostatne pochopiť problém a nájsť jeho najlepšie riešenie, navrhujem nezávisle zaznamenať žiarenie vyššie opísaných systémov proti krádeži.
Na to je potrebné vziať si so sebou do predajne špeciálne citlivé zariadenie, napríklad signalizátor - indikátor vysokofrekvenčného žiarenia z Master Kitu NS178.
1.5. Jednoduchý bzučiak ovládaný logickou nulou
Zapnutie zvukového alarmu pripojením zdroja napájania k zariadeniu nie je vždy prípustné, najmä ak je potrebné, aby bol zvukový alarm ovládaný iným elektronickým zariadením, ktoré generuje riadiaci impulz logickej nuly. V tomto prípade je zvukový alarm neustále napájaný. Toto rozhodnutie je odôvodnené skutočnosťou, že zariadenie ovládača zvukového signálu je zostavené na jednom mikroobvode série K561 (pomocou technológie CMOS) a prúdová spotreba nepresahuje 10 mA.
Na obr. 1.10 je znázornený elektrický obvod zvukového alarmu.
Ryža. 1.10. Elektrický obvod zvukového alarmu
Na vstupe zariadenia môžete nainštalovať tlačidlo s kontaktmi na zatvorenie. Signál logickej nuly je podľa schémy (obr. 1.10) pripojený na kolík 1 mikroobvodu DD1 a spoločný vodič.
Tlačidlo simuluje privádzanie signálu logickej nuly na kolík 1 mikroobvodu DD1.1.
Obvod pozostáva z infra-nízkofrekvenčného generátora s použitím prvkov DD1.1, DD1.2 (impulzy s frekvenciou 0,5 Hz na pine 4 mikroobvodu) a generátora impulzov s frekvenciou 1 kHz s použitím prvkov DD1.3, DD1.4.
Keď je signál nízkej logickej úrovne na kolíku 1 prvku DD1.1 (keď je prerušená bezpečnostná slučka), generátory začnú pracovať a prvý generátor riadi činnosť druhého generátora, teda na výstupe uzla (pin 11 mikroobvodu DD1.4), sa objavujú impulzy s premenlivou frekvenciou.
Výstupný signál z kolíka 11 mikroobvodu DD1.4 môže byť privedený na vstup iného obvodu alebo do zosilňovacieho tranzistorového stupňa, nabitý naopak do piezoelektrickej kapsuly alebo (ak je použitý zosilňovač s vyšším výkonom) do dynamického hlavu.
Praktické využitie zariadenia je univerzálne. Zvukové signalizačné zariadenie je možné použiť v zabezpečovacích zariadeniach, hračkách, rádiových komunikáciách (napríklad ako generátor zvuku „vysielacieho“ signálu a tónového volania) a v rôznych iných prípadoch.
Táto elektronická jednotka nevyžaduje nastavenie.
Zdroj je stabilizovaný s výstupným napätím 5-15V.
1.6. Jednoduchý rádiový pager
Pager je zariadenie, ktoré prenáša signál (vrátane poplachového signálu) na diaľku. V tomto prípade predpona „rádio“ znamená vysielanie signálu prostredníctvom rádiových vĺn. Mnohé moderné poplašné systémy sú vybavené rádiovým pagerom, ktorého súčasťou je kľúčenka - detektor - prijímač rádiového signálu. Najmä autá sú vybavené takýmito alarmmi.
Dnes sa dá kúpiť takmer všetko. Tí, ktorí majú deň, majú tendenciu. Tí, ktorí to chcú robiť vlastnými rukami, sú kreatívni. Pre kreatívne typy rádioamatérov navrhujem na stránkach časopisu jednoduchý elektrický obvod rádiového pagera - zariadenia, ktoré vysiela „poplachový“ rádiový signál na vzdialenosť až 0,5 km v zornom poli. Majiteľ auta, ktorý má takéto zariadenie, nemôže (najmä v noci) vyskočiť z vyhriatej postele na „volanie poplašného systému, ktorý znie podobne ako ten môj“. Tí, ktorí zopakovali odporúčané zariadenie, nemusia rozoberať „svoje alebo cudzie auto začalo spievať“, keď spravidla počuli štandardný signál autoalarmu cez hrúbku okien s dvojitým zasklením. Autopager bude signalizovať priamo doma, bez toho, aby rušil susedov ostrými trilkmi.
Zoberme si elektrický obvod pagera znázorneného na obr. 1.11.
Ryža. 1.11. Elektrický obvod rádiového pagera
Vysielač pagera pozostáva z oscilátora a vysokofrekvenčného zosilňovača. Generátor je vyrobený na tranzistore VT1, zosilňovač je vyrobený na tranzistore VT2.
Vysielač pagera je stabilizovaný kremenným rezonátorom pracujúcim na tretej harmonickej z kremeňa 48 MHz (144 MHz).
Obvod C4, L1 je ladený na druhú harmonickú kremeň, obvod C5, L2 – na tretiu harmonickú.
Cievka L1 obsahuje 8 závitov drôtu PEL-1 s priemerom 0,3 mm, cievka L2 obsahuje 4 závity toho istého drôtu. V tomto prípade je priemer oboch cievok 4 mm.
Ako anténa WA1 je použitý inštalačný medený lankový vodič (s izoláciou) s dĺžkou 30 cm, pre tieto účely je vhodný vodič MGTF-1.0.
Do bodu A (pozri obr. 1.11) je možné priviesť signál aj z externých zdrojov (snímače alarmov a iné). Tu je dôležité, že signál v bode A pozostáva z impulzov zvukovej frekvencie prijímanej osobou uchom (100-1800 kHz). Tento „poplachový“ signál bude vysielaný, keď nastane vhodná situácia. Praktické možnosti aplikácie sú popísané nižšie.
Obmedzovací odpor R4, kondenzátor C1 na vyrovnávanie zvlnenia a zenerova dióda VD1 sú stabilizátorom napätia generátora automobilu počas prevádzky motora. Ak je známe, že zariadenie bude pracovať z batérie alebo zo stabilizovaného zdroja energie, tieto prvky môžu byť z obvodu vylúčené.
Blokovacie tlačidlo SB1 „ON“ prepne rádiový pager do pohotovostného režimu. Zariadenie začne vysielať rádiový signál, keď sa zatvoria kontakty tlačidla SB2, ktoré je štandardným koncovým spínačom osvetlenia (aktivuje sa pri otvorení dverí).
1.6.1. Nastavenie
Nastavenie sa vykonáva s vypnutým RF zosilňovačom (spojovací bod medzi kolektorom tranzistora VT1 a prechodovým kondenzátorom C6 je dočasne prerušený).
Násilným zatvorením kontaktov tlačidla SB1 napájajte energiu a skontrolujte generovanie na kolektore tranzistora VT1. Ak sú prvky funkčné a pripojenia sú správne, zariadenie nie je potrebné nastavovať.
Predlžovacia cievka L1 zvyšuje jej účinnosť. Vstupný obvod L2 C2 je naladený na frekvenciu cca 330 kHz, L2 je navinutý na ľubovoľný obvod zo starého rádia, priemer rámu 5mm, 360 závitov drôtu 0,2mm, výška vinutia 10mm. Obvod L1 má rovnaké parametre, len 58 závitov 0,2mm drôtu.V mojej verzii táto cievka nie je, nahradil som ju inou - môžete s ňou experimentovať. vo formáte LAY.
O podrobnostiach domáceho rekordéra priblíženia sa k búrke. Tranzistory VT1-VT4 môžu byť akékoľvek, od KT315/KT361 po KT3102/KT3107. Dióda VD1 - ľubovoľný impulz. Princíp činnosti: signál zosilnený tranzistorom VT1 sa privádza do nahrávacieho stupňa (VT2-VT4). RF impulz otvára tranzistory VT2 a VT3 a vybíja kondenzátor C4. Jeho nabíjací prúd prechádzajúci cez diódu VD1 a rezistor R6 vedie k dlhšiemu otvoreniu tranzistora VT4 a rozsvieteniu kontrolky VL1.
Môžete použiť LED alebo zvukový indikátor so vstavaným generátorom - podľa toho, čo je pre vás pohodlnejšie. Rekordér môžete skontrolovať pomocou piezo zapaľovača - kliknutím zapaľovača vo vzdialenosti pol metra od antény. Zariadenie sa odporúča uzemniť, zvýši sa tým citlivosť. Autor: (uveďte).
Toto zariadenie je ideálne pre tých, ktorí sa venujú turistike, turistike a podobne detekovať búrku v okruhu približne 80 km, čo vám umožní včas nájsť úkryt, ukryť sa a vypnúť elektrické zariadenia.
Zostavenie záznamníka búrky nie je také ťažké, pretože neobsahuje vzácne diely a špeciálne nastavenia, stačí nakonfigurovať R4 - to je prah citlivosti detektora.
Predlžovacia cievka L1 zvyšuje jeho účinnosť. Vstupný obvod L2 C2 je naladený na cca 330 kHz.
L2-visí na ľubovoľný obvod zo starého rádia, priemer rámu 5mm, 360 závitov drôtu 0,2mm, výška vinutia 10mm. Obvod L1 má rovnaké parametre, len 58 závitov 0,2mm drôtu.V mojej verzii táto cievka nie je, nahradil som ju inou - môžete s ňou experimentovať.
O podrobnostiach domáceho rekordéra priblíženia sa k búrke. Tranzistory VT1-VT4 môžu byť akékoľvek, od KT315/KT361 po KT3102/KT3107. Dióda VD1 - ľubovoľný impulz.
Princíp fungovania: signál izolovaný v oscilačnom obvode a zosilnený tranzistorom VT1 sa privádza do nahrávacej kaskády (VT2-VT4). RF impulz otvára tranzistory VT2 a VT3 a vybíja kondenzátor C4. Jeho nabíjací prúd prechádzajúci cez diódu VD1 a rezistor R6 vedie k dlhšiemu otvoreniu tranzistora VT4 a rozsvieteniu kontrolky VL1.
Môžete použiť LED alebo zvukový indikátor so vstavaným generátorom - podľa toho, čo je pre vás pohodlnejšie. Rekordér môžete skontrolovať pomocou piezo zapaľovača - kliknutím zapaľovača vo vzdialenosti pol metra od antény. Pre väčšiu citlivosť sa odporúča zariadenie uzemniť.
