Se sei interessato a monitorare il livello di tensione statica in caso di tempesta o temporali, il circuito di monitoraggio proposto ti aiuterà a iniziare. Ero giovane, curioso e sempre interessato a fenomeni come il rumore delle radiofrequenze della Terra, così come lo spettro delle radiofrequenze durante una tempesta violenta (tempesta, temporale). Credevo anche che se avessi già installato le antenne, se avessi riconosciuto in tempo il forte campo statico che si formava intorno a me, avrei potuto reagire in tempo a un possibile fulmine (ad esempio mettendo a terra le antenne). In uno dei circuiti che ho sviluppato, ho utilizzato un comparatore che attivava un allarme acustico se l'intensità del campo statico (V/m) raggiungeva un valore preimpostato.

Ho costruito molti dispositivi, dai progetti a tubi ai progetti FET (transistor a effetto di campo con gate isolato), ma questo progetto è superiore in termini di affidabilità e può essere prezioso nei casi menzionati sopra. Se non trovi un contatore con la tacca di zero al centro, sono sicuro che ne adatterai altri con lo zero a bordo scala, così come selezionando i valori dei dettagli del circuito puoi adattare qualsiasi contatore adatto metro al circuito proposto, in base alla sua impedenza e alla corrente della deflessione completa dell'ago. Inoltre, puoi utilizzare altri tipi di transistor ad effetto di campo, ma io ho utilizzato un transistor ad effetto di campo a giunzione con un canale di tipo p (JFET).

È anche possibile creare un circuito a uscita singola collegando un misuratore per misurare direttamente la corrente FET, basta assicurarsi di collegare il resistore di dispersione/bias al lato positivo dell'alimentatore con FET a canale p e al lato negativo con n quelli a canale.

Da questo punto di vista, uno dei miei migliori progetti nel corso degli anni è quello che utilizza un FET (MOSFET) con gate isolato a doppio gate a canale n come il 40673 con entrambi i gate collegati insieme.

schema

Nel circuito sopra, il gate PT con canale p è collegato a un filo comune, poiché viene utilizzata l'alimentazione bipolare, tramite una resistenza molto elevata: nella prima versione ho utilizzato 11 MΩ. Ricordare che tali resistori non solo sono difficili da ottenere, ma questa posizione rappresenta un ostacolo se c'è una grande perdita nel circuito. Sotto questo aspetto, è meglio lasciare stare l'otturatore e utilizzare un nuovo cavo coassiale di alta qualità per un'antenna esterna, solitamente con un carico capacitivo. Dovrai anche considerare di impermeabilizzare i punti della struttura dell'antenna dove l'energia può disperdersi verso terra, altrimenti scoprirai che il tuo contatore perderà sensibilità alla prima goccia di pioggia.

Ho usato un palo per antenna da 22 pollici (Wilson) con i suoi soliti punti di montaggio con due dadi all'estremità per fissare il carico capacitivo e con un ombrello di plastica per proteggere la struttura dell'antenna nei punti giusti dall'umidità.

Allo stesso modo, la connessione coassiale deve essere protetta dall'umidità: qui ho utilizzato connettori di tipo N sull'antenna e sul telaio per il contatore interno. Per quanto riguarda il carico resistivo ad alta resistenza, sono sicuro che, se necessario, potrete realizzare in casa quelli che vi servono. Per intensità di campo elevate ho utilizzato come carico un potenziometro da 10 MΩ che, se necessario, potevo escludere dal circuito. A questo scopo ho utilizzato un interruttore isolatore ceramico progettato per circuiti ad alta tensione per ridurre le perdite, ma tipi di interruttori più economici funzionano bene in questo circuito. Il tipo di PT utilizzato non è fondamentale: ho usato J176 di All Electronics e questa azienda mi ha anche "arrivato" un potenziometro da 10 MΩ e un misuratore.

Per quanto riguarda la fonte di alimentazione, la sua tensione di 12 V per la sezione AF non è critica, ma il bipolare deve essere ben stabilizzato e provenire principalmente da un altro trasformatore o da un altro avvolgimento quando viene fornita l'alimentazione di rete, poiché i picchi di corrente provenienti dall'IC AF sbilanciano il misuratore. circuito. Come risultato dell'esperimento, ho scoperto che la modifica della tensione di polarizzazione dell'amplificatore operazionale fornisce un modo molto sensibile per controllare il bilanciamento del contatore, più accettabile rispetto allo spostamento delle letture del contatore in altri modi (ad esempio manuale, meccanico, con un comparatore o bilanciamento elettronico (impostazione zero) - sul contatore stesso). Dovrei notare che se non riesci a ottenere un contatore con uno zero al centro, puoi mettere a terra uno dei suoi terminali o collegarlo al terminale di un resistore di regolazione, dove i terminali di questo potenziometro sono collegati al più e al meno di la fonte di alimentazione, ad esempio, un potenziometro con una resistenza di 5 o 10 kOhm. L'ho provato e tutto ha funzionato bene, ma soprattutto mi è piaciuto il lavoro del misuratore da 250-0-250 µA. Non ho ancora sviluppato un buon schema per impostare automaticamente lo zero del misuratore, di solito il bilanciamento viene interrotto quando la polarità cambia, cosa che può essere osservata durante le scariche di fulmini, così come nel campo statico “pacifico” che ti circonda; Nella modalità massimo guadagno (sensibilità), puoi notare cambiamenti nelle pendenze del campo con tempo sereno durante tutto il giorno, nonché notare temporali a distanze fuori dallo stato (USA) da te. Uno dei problemi di cui soffre questo circuito rilevatore di fulmini è la necessità di regolare frequentemente lo zero del misuratore, soprattutto nella posizione di massimo guadagno, associata a un cambio di polarità della tensione durante un temporale.

Il misuratore analogico può essere sostituito da un multimetro digitale con interfaccia computer. La figura mostra uno schizzo del multimetro digitale Velleman DVM345 utilizzato come dispositivo di registrazione dei trasferimenti. (registratore di transitori). Il software permette di osservare una rappresentazione grafica dei valori e salva i valori risultanti in un file ".dat".

MasView è un software Windows fornito da Velleman (http://www.velleman.be/)

Multimetro digitale DVM 345 Velleman con interfaccia computer.

Maggiore è il guadagno dell'amplificatore operazionale, o maggiore è l'impedenza di ingresso del circuito di gate FET, più ovvio diventa il problema, motivo per cui consiglio di ridurre l'impedenza del circuito di gate e anche il guadagno dell'amplificatore operazionale in campi statici elevati. Ho anche fornito l'accesso AF dall'amplificatore operazionale e ho mixato questo segnale con livelli diversi per i segnali statici e RF, integrando controlli di volume (livello).

Parte AF

Il segnale AF proviene da un semplice circuito integrato come LM380, noterai l'interazione dei regolatori se costruisci tutto come mostrato qui. Un amplificatore buffer e un circuito mixer sarebbero utili, ma ho cercato di mantenere le parti al minimo. Una buona aggiunta al circuito di uscita AF sarebbe un equalizzatore (più o meno: controllo del tono), con il quale sarebbe possibile modellare la risposta in frequenza di uscita del dispositivo e ridurre il livello di interferenza, come ad esempio lo sfondo di la rete CA.

Questa immagine mostra un esempio di un segnale di uscita da 0...22 kHz ottenuto utilizzando il software Spectrum Lab sviluppato da DL4YHF). Partendo dal basso verso l'alto: rumore, segnali sferici, segnali del progetto Alpha, un segnale CW e molti segnali di stazioni RTTY.

Parte RF

Per la parte RF, ho utilizzato una vecchia bobina Tesla a bassa frequenza che ho avvolto su un tubo di plastica lungo 4 piedi e 6 pollici di diametro dove ho posizionato 3000 spire di filo. Potresti obiettare, perché qui un'antenna a "corda" diritta funziona bene, è accettabile anche l'uso di elementi accorciatori, quindi qui una bobina mostruosa non è affatto necessaria, ma volevo ricevere il massimo dei segnali alle basse frequenze, proprio a causa all'elevato fattore di qualità della bobina, per ridurre il guadagno complessivo del circuito, in modo da minimizzare a sua volta il ronzio della rete di alimentazione con frequenza di 60 Hz (negli USA abbiamo 50 Hz). In questo senso, i perni lunghi, e soprattutto i fili, qui non sono desiderabili. Il segnale è amplificato da un amplificatore operazionale di ingresso contenente un PT (JFET), la selettività di ingresso è assicurata grazie alle dimensioni ridotte del condensatore, che consente di ottenere un'elevata sensibilità con un minimo di fondo di 60 Hz. Un amplificatore operazionale di tipo 741 fornisce l'amplificazione AF e un altro amplificatore operazionale 741 viene utilizzato per alimentare una testa di misurazione con una corrente di deflessione completa di 500 µA (zero alla fine della scala) per indicare i livelli del segnale RF. Ho trovato utile includere un regolatore in serie con il misuratore da montare sul pannello insieme al regolatore di guadagno dell'amplificatore operazionale 741 che alimenta il misuratore, questo dà al misuratore la massima flessibilità in diverse condizioni atmosferiche. Questo misuratore è molto utile per determinare il numero di fulmini per unità di tempo durante condizioni meteorologiche avverse.

Conclusione

Ho notato che durante un temporale, il rilascio di grandi quantità di energia all'interno delle nuvole contribuisce alla comparsa di acquazzoni inaspettati, dimostrando che i campi all'interno delle nuvole trattengono grandi masse d'acqua e, quando, dopo la scarica, si indeboliscono e non possono trattieni l'acqua, si rovescia, dopo l'impatto di un potente fulmine, come da un secchio. Per molti aspetti, questa è già una verità ben nota, che ho compreso molti anni fa, leggendo le opere immortali di Nikola Tesla su questo problema e interessandomi ad esso, ho pensato che, dopotutto, fosse interessante osservare la collezione e accumulo di energia e guarda il risultato che è apparso: cosa ne verrà fuori presto?

In generale, il circuito è molto semplice, può essere implementato in molte varianti e spero che lo troverete un'aggiunta interessante alla vostra attrezzatura di osservazione a bassa frequenza (onde ultra lunghe). Mi interesserebbe vedere idee per la regolazione automatica della funzione di impostazione zero del misuratore ESD concretizzarsi, soprattutto se il circuito reale non viola informazioni significative sull'inversione di polarità e, in questa luce, spero di sentire idee sensate da tutti i lettori. Troverai il mio indirizzo email sul mio sito web: http://www.shipleysystems.com/~drvel/, o http://www.bbsnets.com/public/users/russell.clift/index.htm, forse hai qualcosa vuoi inviare a questo sito affinché tutti possano vederlo. Spero in nuove idee da tutti i lettori che trovano interessanti progetti come quelli sopra menzionati.

Russell E. Clift, AB7IF

Traduzione gratuita dall'inglese: Victor Besedin (UA9LAQ)

Questo design semplice consente di monitorare i cambiamenti nella carica atmosferica. Ad esempio, registrando un aumento delle portate atmosferiche è possibile prevedere l'avvicinarsi di un fronte temporalesco. La quantità di carica atmosferica in una giornata soleggiata è di circa 100 mV, ma quando si accumulano nubi temporalesche e prima della pioggia, la quantità di carica elettrica aumenta molte volte.

In caso di temporale, poco prima che cada il fulmine, la tensione può aumentare fino a diverse migliaia di volt. Questo descrive il circuito di un monitor dell'elettricità atmosferica, il cui cambiamento viene visualizzato su una scala LED.

Descrizione del funzionamento del rilevatore di elettricità atmosferica

Il circuito di ingresso è costituito da un'antenna, il cui segnale viene inviato all'amplificatore operazionale DA1 (TL071) utilizzato come comparatore. Questo tipo di amplificatore operazionale ha un ingresso JFET e un guadagno fino a 100 dB. Il suo ingresso non invertente è collegato ad un partitore di tensione formato dai resistori R3 e R4, e l'ingresso non invertente è collegato all'antenna.

Il resistore R2 protegge DA1 da una tensione di ingresso eccessivamente pericolosa, mentre il resistore R1 mantiene stabile l'ingresso non invertente. Poiché l'amplificatore operazionale TL071 ha un guadagno molto elevato, il resistore R5 viene aggiunto al circuito per formare un feedback con le opportune limitazioni.

A seconda della tensione di ingresso, l'uscita 6 DA1 avrà una tensione compresa tra 2,5 e 5 V, che viene fornita all'ingresso 5 del microcircuito LM3914 (DD1) attraverso il resistore variabile R6. Il resistore R7 limita la sensibilità massima.

Un microcircuito è un circuito integrato in grado di misurare (linearmente) la tensione di ingresso e di trasmettere i valori a una stringa di LED. In sostanza risulta essere un classico display LED analogico. La corrente che scorre attraverso i LED è limitata dallo stesso LM3914, eliminando la necessità di resistori esterni. In questo circuito, la tensione di ingresso da 1,7 a 4,2 V è distribuita su cinque LED.

Configurazione del dispositivo

Prima di accendere per la prima volta, ruotare la manopola del resistore variabile R3 completamente in senso antiorario e il resistore variabile R6 fino a circa la metà dell'intervallo. Applicare l'alimentazione e ruotare il cursore del resistore R6 per testare il dispositivo. Solitamente il LED VD2 e anche VD1 si accendono per un breve periodo, questo indica il corretto funzionamento dell'apparecchiatura e una variazione della carica atmosferica.

Le regolazioni finali dovrebbero essere effettuate in una giornata soleggiata con cielo limpido, ruotando R4 finché non si illumina solo VD5, che indica la normale elettricità atmosferica. Lo schema, nonostante la sua semplicità, funziona molto bene e permette di avvisare dell'avvicinarsi di un temporale molto prima che inizi.

Come antenna è possibile utilizzare un filo isolato lungo circa 3 metri e il filo comune del circuito può essere collegato a terra, ad esempio, collegato a una batteria del riscaldamento centrale.

Attenzione! Per evitare di essere colpiti da un fulmine durante un temporale è necessario scollegare l'antenna dal dispositivo.

Un dispositivo come un registratore di temporali è una buona cosa per gli escursionisti e non solo. Registra temporali in un raggio di circa 80 km. Ciò ti consentirà di disconnettere in tempo il cavo Internet, poiché le schede di rete spesso bruciano durante i fulmini ravvicinati, o di avere il tempo di andare a togliere i vestiti ad asciugare all'aperto prima che la pioggia li bagni. Assemblare un registratore di temporali non è così difficile, poiché non contiene parti scarse e impostazioni speciali, devi solo configurare R4: questa è la soglia di sensibilità del rilevatore;

La bobina di estensione L1 ne aumenta l'efficienza. Il circuito di ingresso L2 C2 è sintonizzato su una frequenza di circa 330 kHz, L2 è avvolto su qualsiasi circuito di una vecchia radio, diametro del telaio 5 mm, 360 giri di filo 0,2 mm, altezza di avvolgimento 10 mm. Il circuito L1 ha gli stessi parametri, solo 58 giri di filo da 0,2 mm Nella mia versione questa bobina non c'è, l'ho sostituita con un'altra: puoi sperimentarla. in formato LAY.

Informazioni sui dettagli di un registratore di avvicinamento temporale fatto in casa. I transistor VT1-VT4 possono essere qualsiasi, da KT315/KT361 a KT3102/KT3107. Diodo VD1: qualsiasi impulso. Principio di funzionamento: il segnale amplificato dal transistor VT1 viene fornito allo stadio di registrazione (VT2-VT4). L'impulso RF apre i transistor VT2 e VT3 e scarica il condensatore C4. La sua corrente di carica, passando attraverso il diodo VD1 e il resistore R6, porta ad un'apertura più lunga del transistor VT4 e all'accensione della spia VL1.

Puoi utilizzare un LED o un indicatore sonoro con un generatore integrato, a seconda di quale sia più conveniente per te. Puoi controllare il registratore utilizzando un accendino piezoelettrico, facendo clic sull'accendino a una distanza di mezzo metro dall'antenna. Si consiglia di mettere a terra il dispositivo per aumentare la sensibilità. Autore: (specificare).

Per fare ciò, sulla parte superiore della griglia del ventilatore ambiente vengono fissati degli spruzzatori d'acqua installati alle estremità dei tubi contagocce (si consiglia l'utilizzo di un ventilatore da pavimento con asta alta). Una volta ogni ora (o secondo un altro algoritmo “programmato” da un radioamatore per compiti specifici), la pompa dell’acqua e il serbatoio spruzzeranno l’umidità in piccole gocce sulle pale rotanti della ventola. In questo caso (considerando che il ventilatore ruota su un piano orizzontale, ma ha un angolo di rotazione libero fino a 90°), si ottiene l'umidificazione di un'ampia area della stanza.
Grazie all'uso degli spruzzatori per acquari, l'umidità viene spruzzata in piccole gocce, quindi non si verificano perdite d'acqua (e pozzanghere sotto la ventola). Il dispositivo è stato praticamente testato dall'autore nella calda estate del 2007.

Attenzione!
Il temporizzatore elettronico sopra descritto può essere sostituito con una versione industriale analoga per finalità (e viceversa), descritta in dettaglio nel sottocapitolo 4.2. In questo caso, non è necessario assemblare da soli il dispositivo elettronico, ma, ad esempio, prendere un'unità elettronica già pronta.

1.2. Indicatore di fulmine

I temporali lontani interferiscono con le comunicazioni radio e la navigazione e quelli che passano nelle vicinanze possono danneggiare le apparecchiature di comunicazione con segnali indotti dai fulmini.
I fulmini diretti sono particolarmente pericolosi e portano alla distruzione di attrezzature, incendi e vittime umane.
Le scariche di fulmini inducono potenti segnali di impulso sulle linee di alimentazione e di comunicazione e anche brevi picchi di tensione al loro interno possono causare malfunzionamenti e guasti di costosi dispositivi elettronici e computer. La probabilità di pericolo di temporali è particolarmente elevata nelle zone rurali con lunghe linee aperte, con alti pali dell'antenna per apparecchiature di ricezione e trasmissione, che i radioamatori locali cercano di installare più in alto (su una collina), su pali o pali metallici.
Si consiglia di spegnere le apparecchiature radio quando si avvicina un temporale.
Un temporale nelle vicinanze può essere visto e sentito, ma come puoi avvisarlo in anticipo? Dopotutto, tutti ne hanno bisogno: turisti e pescatori, diportisti e radioamatori che trascorrono molte ore in onda. L'allarme tempestivo del pericolo di temporali è molto importante anche per le altre persone che lavorano o si riposano lontano dai rifugi.

1.2.1. Metodi per misurare l'attività dei fulmini in numeri

Esistono due metodi noti per registrare l'attività temporalesca. Entrambi sono stati inventati e studiati tra la fine del XIX e l'inizio del XX secolo.
Statico: la registrazione avviene quando l'intensità del campo elettrico nell'atmosfera aumenta da 100 V/m (in condizioni normali) a 1-40 kV/m prima di un temporale (i fulmini si verificano anche in cieli sereni). Questo metodo è ampiamente noto a molti nei corsi di fisica.
Un dispositivo in grado di registrare l'intensità del campo è chiamato elettrometro.
Gli elettrometri moderni non necessitano di antenne complesse; registrano il campo elettrico dell'atmosfera, anche se il dispositivo di monitoraggio è installato sul davanzale di una finestra, e il campo elettrico di un pettine preelettrizzato costituito da una miscela di materie plastiche viene registrato a una distanza di 1–2 m (un bastoncino di ebanite pre-elettrizzato (strofinato) sarà “visto” da lontano) .
Il secondo metodo è elettromagnetico, in cui l'intensità del campo è determinata dalla composizione spettrale e dall'intensità degli impulsi di onde radio con una frequenza di 7-100 kHz, emessi dai fulmini (scariche).
Non a caso uno dei segni di un temporale in avvicinamento è un aumento del livello di fruscii (crepitio) percepiti dall'orecchio umano durante l'ascolto di segnali dalle stazioni radio in varie gamme di onde lunghe e medie.
Si ritiene che questo metodo sia stato inventato da A. S. Popov.
Sulla base di questo principio è stato realizzato un dispositivo segnalatore di fulmini, il cui circuito elettrico è mostrato in Fig. 1.5.

Riso. 1.5. Circuito elettrico dell'indicatore di fulmini

1.2.2. Principio di funzionamento del dispositivo

La bobina di estensione L1, la cui uscita superiore (secondo lo schema) è collegata all'antenna WA1 - un pin da 45-60 cm, aumenta l'efficienza del circuito di ingresso del dispositivo L2C1. Il circuito di ingresso è sintonizzato su una frequenza di 330 kHz (al di sopra della densità spettrale massima degli impulsi di onde radio emessi dalle scariche elettriche dei fulmini).
L’impostazione del circuito di ingresso del dispositivo determina anche la distanza dalla quale è possibile “rilevare” un temporale in avvicinamento. Con gli elementi indicati nel diagramma, il dispositivo rileverà un temporale in avvicinamento da una distanza di 130-150 km (un esperimento con il dispositivo finito è stato effettuato nel villaggio di Erakhtur, nella regione di Ryazan, nel distretto di Shilovsky nell'estate del 2007) .
Il segnale amplificato dal transistor VT1 viene fornito allo stadio di registrazione (VT2-VT4). Un impulso ad alta frequenza (HF) (amplificato da VT1) con un'ampiezza di tensione di 1–3 V provoca l'apertura dei transistor VT2 e VT3 e la scarica del condensatore di ossido C4. La corrente di carica del condensatore C4 passa attraverso il diodo ad alta frequenza VD1 e il resistore R5, il che porta ad un ritardo nella chiusura del transistor VT4 e nell'illuminazione dell'indicatore LED HL1.

1.2.3. A proposito di dettagli

Le bobine L1 e L2 sono induttanze del tipo DPM-1, DPM2, DM, D179–0,01 con i corrispondenti valori di induttanza indicati sullo schema elettrico.
Al posto del LED HL1, è possibile utilizzare un altro indicatore LED (con una corrente fino a 12 mA in modo che il dispositivo non perda efficienza) o un indicatore audio (ad esempio KPI-4332–12 con frequenza audio incorporata Generatore). L'indicatore sonoro al posto del LED HL1 si accende secondo i poli indicati sul suo corpo.
Il resistore R4 imposta la soglia di risposta (sensibilità) del dispositivo.
La tensione di alimentazione del dispositivo è 3–6 V CC. La fonte di alimentazione è costituita da 2-3 batterie (accumulatori) di tipo AAA o AA o da un adattatore stabilizzato con trasformatore di isolamento da una rete a 220 V.
Poiché il dispositivo funziona a frequenze relativamente basse, non esistono requisiti speciali per i suoi elementi.
I transistor VT1-VT4 possono essere qualsiasi silicio a bassa potenza e avere la struttura appropriata. Invece di VT1, VT3, VT4, puoi utilizzare KT3102 con qualsiasi indice di lettere, 2N4401 o simili nelle caratteristiche elettriche.
Transistor VT2 - p - conduttività p-p, ad esempio KT3107 con qualsiasi indice di lettera o 2N4403.
Diodo VD1: qualsiasi impulso (germanio o silicio), ad esempio D9, D18, KD503.

1.2.4. Impostare

Il dispositivo non necessita di regolazione (ad eccezione dell'impostazione della soglia di risposta con resistore variabile R4).

Come controllare?
Un dispositivo corretto assemblato con parti riparabili è facile da controllare. Portare l'apparecchio finito con le batterie collegate a una distanza di 1,5–2 m su un fornello a gas con accensione automatica. Premere brevemente il pulsante di autoaccensione presente sulla stufa. L'indicatore LED dovrebbe rispondere con brevi lampeggi. Se non è presente una stufa con autoaccensione, il dispositivo può essere controllato in modo diverso, utilizzando un accendino con elemento piezoelettrico. Il LED dovrebbe lampeggiare brevemente quando l'elemento piezoelettrico dell'accendino viene “acceso” a una distanza di 0,5–1 m.

1.2.5. Applicazioni pratiche

Oltre al rilevamento a lungo raggio di un fronte temporalesco in avvicinamento, il dispositivo funziona bene anche a distanza ravvicinata. Pertanto, puoi controllare le prestazioni delle stufe a gas con accensione automatica, accendini piezoelettrici (per le stufe a gas - esistono dispositivi separati sotto forma di un enorme fiammifero) e anche trovare fonti di scarso contatto nelle comunicazioni elettriche - sia all'interno che " all'aperto". Un cattivo contatto elettrico, ad esempio nei cavi elettrici (che è una fonte di interferenze elettromagnetiche per i dispositivi di comunicazione radio), può essere rilevato da una distanza di diversi metri utilizzando un segnalatore di fulmini, anche se la fonte del cattivo contatto è in profondità nell'ambiente. parete.

1.2.6. Dispositivi industriali per scopi simili

Ho avuto modo di vedere in più di un'occasione gli indicatori luminosi portatili (con display LCD) in vendita gratuita. Di norma, questi dispositivi mostrano la velocità di avvicinamento di un temporale, il tempo rimanente fino al suo arrivo, l'intensità prevista e altri parametri. Sistema di allarme: suono e luce. Gli impulsi delle onde radio vengono ricevuti da un'antenna magnetica; l'analisi della loro intensità, frequenza e composizione spettrale consente a un dispositivo elettronico "intelligente" di concludere che si sta avvicinando un temporale.

1.3. Scala dell'indicatore lineare

La maggior parte dei circuiti comparatori di tensione descritti, in cui le linee di LED fungono da indicatori, si basano sul principio del confronto parallelo della tensione di ingresso (da qui la necessità di un gran numero di dispositivi di confronto - comparatori). Il numero dei dispositivi di confronto corrisponde al numero di canali (LED) nella linea.
Quello mostrato in Fig. non presenta questo inconveniente. 1.6, con un confronto sequenziale della tensione di ingresso, in cui è presente un solo comparatore che confronta il segnale di tensione costante all'ingresso con una tensione di riferimento che cambia ciclicamente.

Riso. 1.6. Schema elettrico del dispositivo indicatore scala

I risultati del confronto vengono trasferiti al registro a scorrimento sul chip D2, dalla cui uscita vengono letti sulla riga dell'indicatore utilizzando un codice parallelo. Questo design del circuito consente una maggiore precisione, chiarezza e letture dinamiche. Insieme ad altre qualità distintive positive di questo dispositivo rispetto ad altri simili - facilità di fabbricazione, parti economiche, non criticità della tensione di alimentazione - è in grado di competere per la sua popolarità tra radioamatori e professionisti. Una tensione alternata e impulsi possono essere forniti all'ingresso del circuito (con una piccola modifica) - quindi può diventare un indicatore universale e preciso con una scala luminosa che non è inferiore nella dinamica dei cambiamenti nelle indicazioni e nella precisione degli strumenti puntatori con classe 2. Nella linea dei LED, la discrezione delle indicazioni deve essere presa in considerazione quando è necessario calibrare la scala luminosa.

1.3.1. Principio di funzionamento del dispositivo

Lo schema funziona come segue. Il generatore di clock sul popolare chip CMOS K561LA7 produce impulsi rettangolari. La frequenza massima del clock di registro con una tensione di alimentazione di 5 V è 2 MHz, U p = 12 V, f max = 5 MHz. Essi arrivano all'ingresso di clock C del registro ad approssimazioni successive D2, effettuando uno spostamento orologio per orologio delle informazioni caricate nel registro. Parallelamente a ciò, il processo di misurazione del livello della tensione in ingresso avviene utilizzando il comparatore D3. Il risultato del confronto (livello logico alto o basso) dall'uscita del comparatore va all'ingresso dati D del registro, determinando così lo stato delle sue uscite. Alla fine del ciclo di conversione del segnale analogico di ingresso in una serie di impulsi logici, all'uscita del registro CC (pin 3), appare un segnale logico "zero" attivo, che agisce sull'ingresso logico D4.1. Gli elementi D4.1, D1.3 generano un impulso di arresto. Pertanto l'arrivo degli impulsi all'ingresso C del clock non viene percepito dal registro e la scala LED dell'indicatore registra il livello raggiunto dal segnale in ingresso. Il livello basso di bloccaggio viene prelevato dall'uscita di conversione Q1 (la seconda cifra meno significativa), poiché viene utilizzata una striscia LED di dieci LED. Se si utilizzano tre linee di quattro LED in serie oppure una linea di 12 LED, queste vengono collegate in serie alle uscite Q11 - Q0 del registro. Vengono quindi esclusi gli elementi logici D1.3, D4.1, ed il pin 3 (CC) è collegato al pin 14 (St) del registro, e da questo il registro delle approssimazioni successive opera in modo continuo, ciclico.
Il numero di livelli di segnale indicati può essere aumentato aggiungendo microcircuiti: registri e indicatori a barre. Tali dispositivi sono ampiamente utilizzati nell'automazione industriale per l'indicazione visiva dei processi dinamici. Utilizzo il circuito in un'auto come indicatore della velocità del motore (contagiri).

1.3.2. Applicazioni pratiche

In auto è possibile installare una scala LED, sul quadro strumenti, per indicare la tensione della rete di bordo, il livello del carburante nel serbatoio, la temperatura del motore, l'ambiente, ecc. L'ambito di applicazione di questo schema può essere ampio quanto desiderato.

1.3.3. A proposito di dettagli

La linea LED ALS361A può essere sostituita con ALS361B, ALS362P, KIPT03A-10Zh (luce gialla), - 10L (luce verde), oppure composta da due linee come ALS345A (8 indicatori) o ALS317B (5 indicatori). Oppure, al posto di una linea LED, installare in serie dieci LED del tipo AL307BM o simili.

1.4. Dispositivi antifurto

I sistemi antifurto, secondo molti esperti, sono i più affidabili tra tutti i tipi di sistemi di sicurezza utilizzati nella pratica nei punti vendita grandi e piccoli. I dispositivi hanno infatti un'alta probabilità di rilevare un tag antifurto (grazie alla potenza eccezionalmente elevata degli impulsi forniti alle antenne). Tuttavia, anche nel pieno rispetto della tecnologia acustomagnetica (EAR) nella produzione dei dispositivi, questi impulsi hanno un effetto negativo sugli esseri umani (in caso di esposizione frequente e prolungata), principalmente a causa della potenza. Le caratteristiche poco studiate dei sistemi acustomagnetici sono discusse di seguito.

1.4.1. Caratteristiche sorprendenti dei sistemi antifurto

I sistemi antifurto oggi possono essere visti in quasi tutti i punti vendita. Esternamente sembrano due ante aperte installate in parallelo. Tra questi “cancelli” piatti una persona esce dal negozio (area vendita).
Nella fig. 1.7 mostra una foto del sistema antifurto.

Riso. 1.7. Aspetto del sistema antifurto

Se l'acquirente non trasporta merce “contrassegnata” con apposite microtag, il “cancello” lo lascia passare senza lamentarsi. Se l'etichetta sul prodotto non viene rimossa (neutralizzata), il sistema di allarme si attiverà e avviserà l'area vendita con forti suoni di allarme.
Quindi le guardie arriveranno di corsa e lo sfortunato "portatore" verrà catturato.
La tecnologia acustomagnetica è stata sviluppata da Sensormatic. Successivamente, visto il successo di questa tecnologia, la società Tyco ha acquisito questa azienda. Ora è una divisione (e un marchio) di ADT (American Dynamics Technology). I dispositivi attivi stessi (antenne, unità elettroniche) non sono più soggetti a copyright (i brevetti sono scaduti). Pertanto, è apparso un altro produttore: la società WG.

1.4.2. Principio di funzionamento del dispositivo

I cancelli antifurto sono dotati di un'antenna trasmittente e ricevente operante alla frequenza di 58 kHz con possibili deviazioni di ±200 Hz. Durante il funzionamento, l'antenna emette impulsi con un'ampiezza di 40 V e una durata di 1,5–1,7 ms (riempiti con una frequenza di 58 kHz). Il periodo di ripetizione dell'impulso è 650–750 ms.
Intorno all'antenna si crea un'elevata intensità di campo che fa risuonare il metallo amorfo alla frequenza di irradiazione.

Attenzione!
Questo effetto magnetostrittivo è molto pericoloso per i portatori di pacemaker.
Durante la pausa (650–750 ms), la stessa antenna funziona per la ricezione. La potenza della radiazione innescata dal tag diminuisce esponenzialmente nel tempo secondo una legge complessa che i produttori mantengono segreta. Pertanto, è abbastanza difficile imitare il segnale di risposta. Ma la presenza anche di pochi o anche minimi segnali come questi pregiudica notevolmente il funzionamento del sistema. È noto dalla pratica che se a 50-100 m da un negozio (piano commerciale) in cui è installato un sistema acustomagnetico, ce n'è un altro con un sistema simile, allora si creano interferenze reciproche difficili da eliminare. Nella pubblicità, i produttori affermano che le loro apparecchiature sono efficaci e sicure (come potrebbe essere altrimenti?), ma mi sembra che con il suo aiuto (non intenzionalmente) conducano esperimenti per studiare l'influenza di impulsi potenti (anche se a breve termine) sulla salute umana.
Per capire cos'è un metallo amorfo, in questo caso, dovresti considerare in dettaglio i marchi stessi che i venditori inseriscono sulla confezione del prodotto.
Nella fig. 1.8 mostra un segno acustomagnetico.

Riso. 1.8 Etichetta antifurto acustomagnetica

Ognuno di noi ha visto e persino tenuto queste strisce tra le mani molte volte. Proviamo a capire come funzionano.
♦ Se strappi l'etichetta antifurto dalla confezione del prodotto e la esamini dal retro, vedrai una striscia di metallo dietro la plastica traslucida.
♦ Se tagli l'etichetta puoi togliere 3 strisce di metallo: due di metallo amorfo (sono più lucide) e una di comune nastro ferromagnetico.
Nella fig. La Figura 1.9 mostra la struttura interna delle etichette acustomagnetiche.

Riso. 1.9. Struttura interna delle etichette acustomagnetiche

1.4.3. Sui danni alla salute umana. Consigli pratici per vivere un po' più a lungo

I dispositivi elettronici acustomagnetici tra tutti i sistemi antifurto sono i più dannosi per la salute umana. Le frequenze ultrasoniche emesse dalle loro antenne sono paragonabili in frequenza ad alcune frequenze biologicamente attive. La potenza di picco della radiazione può essere misurata in kilowatt.
Trai le tue conclusioni.
In ogni caso, quando si attraversa il “cancello di sicurezza”, cercare di non indugiare (per non ricevere una dose di radiazioni), e in particolare, se interviene il sistema di allarme (si sente un allarme), cercare di uscire della zona di influenza diretta delle antenne, e solo successivamente affrontare la causa di “innesco” dell’allarme.
Sfortunatamente, spesso puoi vedere l'immagine opposta. Ad esempio, viene attivato un allarme quando una donna anziana attraversa il “cancello” del sistema EAR. L'acquirente, dopo aver sentito l'allarme, chiedendosi i motivi di tanta attenzione nei suoi confronti da parte dell'elettronica, si ferma al “cancello” e aspetta che le guardie si avvicinino a lei. Per tutto questo tempo è sotto radiazioni ad alta potenza, il cui effetto sul corpo umano non è stato studiato in modo fondamentale.
Le stesse raccomandazioni valgono anche per un altro aspetto: cerca di varcare questi varchi il meno possibile, anche quando le guardie te lo richiedono per la ricerca di un tag attivo situato da qualche parte sul prodotto appena acquistato. Una soluzione migliore potrebbe essere quella di mostrare loro tutti gli articoli acquistati e portarli attraverso il cancello individualmente.

1.4.4. Metodi per combattere l'EAR

È possibile sopprimere un sistema EAR industriale?
Certo che puoi. In particolare, introducendo nel sistema interferenze provenienti da altre fonti.
Oggi molti lettori hanno accesso a Internet, dove è possibile trovare facilmente (se lo si desidera) lo schema elettrico del soppressore del sistema antifurto EAR. Assicurarsi cioè che l'allarme non si attivi quando si attraversa il “cancello” con un acquisto dal quale (per vari motivi) non sono state rimosse (neutralizzate) le etichette acustomagnetiche.
Non discuto la questione legale relativa alla rimozione degli acquisti non pagati dal negozio (motivo per cui non fornisco un diagramma del soppressore EAR). Qualcos'altro è importante. Anche se si priva il sistema di allarme antifurto della sua "voce", ciò non ridurrà gli effetti dannosi dell'elettronica sul corpo umano: l'acquirente, quando lascia il negozio (piano vendita).

1.4.5. Come rilevare le radiazioni

Per un radioamatore che vuole comprendere autonomamente il problema e trovare la sua migliore soluzione, propongo di registrare autonomamente la radiazione dei sistemi antifurto sopra descritti.
Per fare ciò, è necessario portare con sé al negozio uno speciale dispositivo sensibile, ad esempio un dispositivo di segnalazione, un indicatore di radiazioni ad alta frequenza dal Master Kit NS178.

1.5. Un semplice cicalino controllato dallo zero logico

L'attivazione di un allarme acustico collegando una fonte di alimentazione al dispositivo non è sempre consentita, soprattutto se l'allarme acustico deve essere controllato da un altro dispositivo elettronico che genera un impulso di controllo zero logico. In questo caso l'allarme sonoro viene alimentato costantemente. Questa decisione è giustificata dal fatto che il dispositivo driver del segnale audio è assemblato su un singolo microcircuito della serie K561 (utilizzando la tecnologia CMOS) e il consumo di corrente non supera i 10 mA.
Nella fig. La Figura 1.10 mostra il circuito elettrico dell'allarme sonoro.

Riso. 1.10. Circuito elettrico dell'allarme sonoro

All'ingresso del dispositivo è possibile installare un pulsante con contatti da chiudere. Secondo lo schema (Fig. 1.10), il segnale zero logico è collegato al pin 1 del microcircuito DD1 e al filo comune.
Il pulsante simula la fornitura di un segnale zero logico al pin 1 del microcircuito DD1.1.
Il circuito è costituito da un generatore di frequenza infra-bassa che utilizza gli elementi DD1.1, DD1.2 (impulsi con una frequenza di 0,5 Hz sul pin 4 del microcircuito) e un generatore di impulsi con una frequenza di 1 kHz che utilizza gli elementi DD1.3, DD1.4.
Quando c'è un segnale di livello logico basso sul pin 1 dell'elemento DD1.1 (quando il circuito di sicurezza è interrotto), i generatori iniziano a funzionare e il primo generatore controlla il funzionamento del secondo, quindi, all'uscita del nodo (pin 11 del microcircuito DD1.4), raffiche di impulsi appaiono con una frequenza variabile.
Il segnale di uscita dal pin 11 del microcircuito DD1.4 può essere alimentato all'ingresso di un altro circuito o ad uno stadio a transistor di amplificazione, caricato, a sua volta, su una capsula piezoelettrica o (se viene utilizzato un amplificatore di potenza superiore) su un dinamico Testa.
L'applicazione pratica del dispositivo è universale. Il segnalatore acustico può essere utilizzato nei dispositivi di sicurezza, nei giocattoli, nelle comunicazioni radio (ad esempio come generatore sonoro del segnale di “trasmissione” e della chiamata a toni) e in diversi altri casi.
Questa unità elettronica non necessita di regolazione.
La fonte di alimentazione è stabilizzata con una tensione di uscita di 5-15 V.

1.6. Cercapersone radio semplice

Un cercapersone è un dispositivo che trasmette un segnale (compreso un segnale di allarme) a distanza. In questo caso il prefisso “radio” significa trasmettere un segnale tramite onde radio. Molti moderni sistemi di allarme sono dotati di un dispositivo cercapersone radio, che include un portachiavi - rilevatore - ricevitore di segnali radio. In particolare, le auto sono dotate di tali allarmi.
Oggi puoi comprare quasi tutto. Coloro che hanno una giornata tendono a farlo. Chi vuole farlo con le proprie mani è creativo. Per i tipi creativi di radioamatori, propongo sulle pagine della rivista un semplice circuito elettrico di un radiocercatore, un dispositivo che trasmette un segnale radio di "allarme" su una distanza massima di 0,5 km in linea di vista. Un proprietario di un’auto che possiede un dispositivo del genere è completamente libero (soprattutto di notte) di saltare giù dal letto caldo alla “chiamata di un sistema di allarme che suona simile al mio”. Coloro che hanno ripetuto il dispositivo raccomandato non hanno bisogno di smontare "la propria o l'auto di qualcun altro ha iniziato a cantare", avendo sentito, di regola, un normale segnale di allarme per auto attraverso lo spessore dei finestrini con doppi vetri. L'autopager segnalerà direttamente a casa, senza disturbare i vicini con trilli acuti.
Consideriamo il circuito elettrico del cercapersone mostrato in Fig. 1.11.

Riso. 1.11. Circuito elettrico di un cercapersone radio

Il trasmettitore cercapersone è costituito da un oscillatore e da un amplificatore ad alta frequenza. Il generatore è realizzato sul transistor VT1, l'amplificatore è realizzato sul transistor VT2.
Il trasmettitore cercapersone è stabilizzato da un risonatore al quarzo funzionante alla terza armonica del quarzo 48 MHz (144 MHz).
Il circuito C4, L1 è sintonizzato sulla seconda armonica del quarzo, il circuito C5, L2 – sulla terza armonica.
La bobina L1 contiene 8 spire di filo PEL-1 con un diametro di 0,3 mm, la bobina L2 contiene 4 spire dello stesso filo. In questo caso il diametro di entrambe le bobine è di 4 mm.
Viene utilizzato un cavo di installazione in rame intrecciato (con isolamento) lungo 30 cm poiché il cavo WA1 MGTF-1.0 è adatto a questi scopi.
Un segnale può anche essere fornito al punto A (vedi Fig. 1.11) da fonti esterne (sensori di allarme e altri). È importante qui che il segnale nel punto A sia costituito da impulsi di frequenza sonora ricevuti da una persona attraverso l'orecchio (100-1800 kHz). Questo segnale di “allarme” verrà trasmesso quando si verifica la situazione appropriata. Le opzioni pratiche di applicazione sono descritte di seguito.
Il resistore limitatore R4, il condensatore di livellamento delle ondulazioni C1 e il diodo zener VD1 sono lo stabilizzatore di tensione del generatore dell'auto durante il funzionamento del motore. Se si sa che il dispositivo funzionerà a batteria o con una fonte di alimentazione stabilizzata, è possibile escludere questi elementi dal circuito.
Il pulsante di blocco SB1 "ON" trasforma il cercapersone radio in modalità standby. Il dispositivo inizierà ad emettere un segnale radio quando i contatti del pulsante SB2, che è un finecorsa di illuminazione standard (attivato all'apertura delle porte), verranno chiusi.

1.6.1. Impostare

La regolazione viene effettuata con l'amplificatore RF spento (il punto di connessione tra il collettore del transistor VT1 e il condensatore di transizione C6 è temporaneamente interrotto).
Chiudendo forzatamente i contatti del pulsante SB1, fornire alimentazione e verificare la generazione al collettore del transistor VT1. Se gli elementi sono funzionanti e i collegamenti sono corretti, non è necessario regolare il dispositivo.

Questo dispositivo è perfetto per coloro che sono impegnati nel turismo, nell'escursionismo e altro ancora rilevare un temporale in un raggio di circa 80 km, che vi permetterà di trovare riparo, nascondervi e spegnere in tempo le apparecchiature elettriche.

Assemblare un registratore di temporali non è così difficile, poiché non contiene parti scarse e impostazioni speciali, devi solo configurare R4: questa è la soglia di sensibilità del rilevatore;

Bobina di estensione L1 aumenta la sua efficacia. Il circuito di ingresso L2 C2 è sintonizzato su circa 330 kHz.

L2-pende su qualsiasi circuito di una vecchia radio, diametro telaio 5 mm, 360 spire di filo 0,2 mm, altezza avvolgimento 10 mm. Il circuito L1 ha gli stessi parametri, solo 58 giri di filo da 0,2 mm Nella mia versione questa bobina non c'è, l'ho sostituita con un'altra: puoi sperimentarla.

Informazioni sui dettagli di un registratore di avvicinamento temporale fatto in casa. I transistor VT1-VT4 possono essere qualsiasi, da KT315/KT361 a KT3102/KT3107. Diodo VD1: qualsiasi impulso.

Principio operativo: il segnale isolato nel circuito oscillatorio e amplificato dal transistor VT1 viene fornito alla cascata di registrazione (VT2-VT4). L'impulso RF apre i transistor VT2 e VT3 e scarica il condensatore C4. La sua corrente di carica, passando attraverso il diodo VD1 e il resistore R6, porta ad un'apertura più lunga del transistor VT4 e all'accensione della spia VL1.

Puoi utilizzare un LED o un indicatore sonoro con un generatore integrato, a seconda di quale sia più conveniente per te. Puoi controllare il registratore utilizzando un accendino piezoelettrico, facendo clic sull'accendino a una distanza di mezzo metro dall'antenna. Si consiglia di mettere a terra il dispositivo per una maggiore sensibilità.