Als u geïnteresseerd bent in het monitoren van het niveau van statische spanning tijdens stormachtig weer, een onweersbui, dan zal het voorgestelde monitorcircuit u op weg helpen. Ik was jong, nieuwsgierig en altijd geïnteresseerd in verschijnselen als het radiofrequentiegeluid van de aarde, evenals het radiofrequentiespectrum tijdens een woedende storm (stormen, onweersbuien). Ik dacht ook dat als ik al antennes heb geïnstalleerd, ik, als ik op tijd een sterk statisch veld herken dat zich om mij heen vormt, op tijd kan reageren op een mogelijke blikseminslag (bijvoorbeeld de antennes aarden). In een van de circuits die ik ontwikkelde, gebruikte ik een comparator die een hoorbaar alarm inschakelde als de statische veldsterkte (V/m) een vooraf ingestelde waarde bereikte.

Ik heb veel apparaten gebouwd, variërend van buis- tot veldeffecttransistors (FET's) met geïsoleerde poort, maar het voorgestelde ontwerp blinkt uit in betrouwbaarheid en kan van onschatbare waarde zijn in de hierboven genoemde gevallen. Als u geen meter met een nul in het midden vindt, weet ik zeker dat u anderen met een nul aan het einde van de schaal zult huisvesten, net zoals u door de waarden van de details van de schakeling te kiezen kan elke geschikte meter aanpassen aan het voorgestelde circuit, afhankelijk van de impedantie en de volledige afbuigstroom van de naald. Je kunt ook andere typen veldeffecttransistors gebruiken, maar ik heb een veldeffecttransistor met een junctie gebruikt, met een p-type kanaal (JFET).

Er kan ook een enkel uitgangscircuit worden gevormd door een FET-stroommeter rechtstreeks aan te sluiten. Vergeet niet om een ​​lek-/voorspanningsweerstand aan te sluiten op de positieve pool van de voeding met p-kanaal FET's en op de negatieve pool van de voeding met n- kanaal FET's.

Vanuit deze invalshoek is een van mijn beste ontwerpen aller tijden er een die gebruik maakt van een n-kanaals dual-gate geïsoleerde poort FET (MOSFET), zoals de 40673 waarbij beide poorten met elkaar zijn verbonden.

Schema

In het bovenstaande circuit is de p-kanaal FET-poort verbonden met aarde, omdat deze een bipolaire voeding gebruikt, via een zeer hoge weerstand - ik gebruikte 11 MΩ in de eerste versie. Bedenk dat dergelijke weerstanden niet alleen moeilijk verkrijgbaar zijn, maar dat deze plek ook een struikelblok is als er veel lekkage in het circuit zit. Op dit punt is het het beste om de poort met rust te laten en een nieuwe hoogwaardige coaxkabel naar een externe antenne te gebruiken, meestal met een capacitieve belasting. Je moet ook zorgen voor de beschermingspunten tegen neerslag van de antennestructuur waar energie naar de grond kan lekken, anders zul je merken dat je meter bij de eerste regendruppels de gevoeligheid verliest.

Ik heb een 22" antennemast (Wilson) gebruikt met de gebruikelijke bevestigingen met twee moeren aan het uiteinde om de capacitieve belasting vast te houden en met een plastic paraplu om de antennestructuur op de juiste plaatsen tegen vocht te beschermen.

Op dezelfde manier moet de coaxiale aansluiting worden beschermd tegen vocht - hier heb ik N-type connectoren op de antenne en op het chassis voor de binnenmeter gebruikt. Wat de resistieve belasting met hoge weerstand betreft, ben ik er zeker van dat u, indien nodig, de noodzakelijke thuis kunt maken. Voor hoge veldsterktes heb ik als belasting een potentiometer van 10 MΩ gebruikt, die ik eventueel uit de schakeling kon weren. Voor dit doel heb ik een keramisch geïsoleerde schakelaar gebruikt die is ontworpen voor hoogspanningscircuits om lekkage te verminderen, maar goedkopere soorten schakelaars werken goed in dit circuit. Het gebruikte type FET is niet kritisch - ik gebruikte J176 van All Electronics, ook een potentiometer van 10 MΩ en een meter "kwamen" van dit bedrijf naar mij toe.

Wat de voeding betreft: de spanning van 12 V voor de AF-sectie is niet kritisch, maar de bipolaire moet goed gestabiliseerd zijn en voornamelijk afkomstig zijn van een andere transformator of een andere wikkeling met netvoeding, aangezien stroompieken van de AF IC de voeding uit balans zullen brengen. meter circuit. Als resultaat van het experiment ontdekte ik dat het veranderen van de voorspanning van de op-amp een zeer gevoelige manier is om de balans van de meter te regelen, wat acceptabeler is dan het verschuiven van de meterstanden op andere manieren (bijvoorbeeld handmatig, mechanisch, met meetklok of elektronische balancering (nulstand) - op de meter zelf). Ik moet er rekening mee houden dat als je geen meter met nul in het midden kunt krijgen, je een van de pinnen kunt aarden of deze kunt aansluiten op de pin van een trimmer, waarbij de pinnen van deze potentiometer zijn verbonden met de plus en min van een stroombron. bron, bijvoorbeeld een potentiometer met een weerstand van 5 of 10 kOhm. Ik heb het geprobeerd en het werkte prima, maar wat ik het leukst vond, waren de prestaties van de 250-0-250 uA-meter. Ik heb nog geen goed schema ontwikkeld om de meter automatisch op nul te zetten, meestal wordt de balans verstoord als de polariteit verandert, wat kan worden waargenomen tijdens bliksemontladingen, maar ook in het "vreedzame" statische veld om je heen. In de maximale versterkingsmodus (gevoeligheidsmodus) kunt u bij helder weer gedurende de dag veranderingen in veldgradiënten opmerken, evenals onweersbuien op afstanden per staat (VS) van u vandaan. Een van de problemen waar dit bliksemdetectorcircuit last van heeft, is de noodzaak om de nul van de meter vaak aan te passen, vooral in de maximale versterkingspositie, geassocieerd met een omkering van de spanningspolariteit tijdens een onweersbui.

De analoge meter kan worden vervangen door een digitale multimeter met een computerinterface. De afbeelding toont een schets van een Velleman DVM345 digitale multimeter die wordt gebruikt als transferrecorder. (transientrecorder). Met de software kunt u de grafische weergave van de waarden bekijken en de verkregen waarden opslaan in het ".dat"-bestand.

MasView - Windows-programmeermateriaal ter beschikking gesteld door Velleman (http://www.velleman.be/)

Digitale multimeter DVM 345 Velleman met PC-interface.

Hoe hoger de versterking van de op-amp, of hoe hoger de ingangsimpedantie van het poortcircuit van de FET, hoe duidelijker het probleem wordt, daarom adviseer ik om de impedantie van het poortcircuit te verminderen en ook de versterking van de op-amp in sterke statische velden. Ik zorgde ook voor AF-toegang vanaf de op-amp en mengde dit signaal met verschillende niveaus voor statische en RF-signalen door volumeregelaars (niveau) in te bouwen.

AF-gedeelte

Het AF-signaal komt van een eenvoudig IC van het type LM380, de interactie van de regelaars merk je als je alles bouwt zoals hier afgebeeld. Een bufferversterker en mixercircuit zouden nuttig zijn, maar ik heb geprobeerd de details hier tot een minimum te beperken. Een goede aanvulling op het uitgangs-AF-circuit zou een equalizer (grofweg: toonregeling) zijn, waarmee je de uitgangsfrequentierespons van het apparaat vorm zou kunnen geven en het niveau van interferentie, zoals AC-brom, zou kunnen verminderen.

Deze afbeelding toont een voorbeeld van een uitgangssignaal van 0…22 kHz verkregen met behulp van Spectrum Lab Software ontwikkeld door DL4YHF). Beginnend van onder naar boven: ruis, “sferische” signalen, Alpha-projectsignalen, één CW-signaal en veel RTTY-signalen.

RF-gedeelte

Voor het RF-gedeelte gebruikte ik een oude Tesla-laagfrequente spoel die ik om een ​​plastic buis van 1,20 meter lang en 15 cm diameter wikkelde, waarin ik 3000 draadwindingen plaatste. Je kunt bezwaar maken, want een rechte “touw” antenne werkt hier goed, het gebruik van verkortingselementen is ook acceptabel, dus de monsterspoel is hier helemaal niet nodig, maar ik wilde maximale signalen ontvangen bij lage frequenties, juist vanwege de hoge kwaliteitsfactor van de spoel, om de algehele versterking van het circuit te verminderen, om het gezoem van de 60 Hz-netvoeding te minimaliseren (in de VS hebben we 50 Hz). In die zin zijn lange pinnen, en vooral draden, hier ongewenst. Het signaal wordt versterkt door de ingangsversterker, die een FET (JFET) in zijn samenstelling heeft. De ingangsselectiviteit wordt verzekerd door de kleine waarde van de condensator, waardoor een hoge gevoeligheid kan worden bereikt met een minimale achtergrond van 60 Hz. Een 741 opamp zorgt voor AF-versterking, en een andere 741 opamp wordt gebruikt om de zender te voeden met 500 µA volledige afbuigstroom (nul aan het einde van de schaal) om RF-niveaus aan te geven. Ik vond het handig om een ​​regelaar in serie met de meter op te nemen om deze op het paneel te monteren, samen met de versterkingsregeling van de 741 opamp die de meter voedt, dit biedt de meter de meeste flexibiliteit onder verschillende weersomstandigheden. Deze meter is erg handig voor het bepalen van het aantal bliksemontladingen per tijdseenheid bij slecht weer.

Conclusie

Ik heb gemerkt dat tijdens een onweersbui het vrijkomen van een grote hoeveelheid energie in de wolken bijdraagt ​​aan het ontstaan ​​van onverwachte regenbuien, waaruit blijkt dat de velden in de wolken grote hoeveelheden water vasthouden en wanneer deze, na een ontlading, verzwakken en kan geen water vasthouden, het morst, na krachtige blikseminslagen, zoals uit een emmer. In veel opzichten is dit al een bekende waarheid, die ik vele jaren geleden begreep toen ik de onsterfelijke werken van Nikola Tesla over dit onderwerp las en erin geïnteresseerd raakte, en vond dat het niettemin interessant is om de verzameling en accumulatie te observeren van energie en kijk naar het resultaat dat verschijnt - wat er binnenkort uit zal voortkomen.

Over het algemeen is de schakeling heel eenvoudig, kan in veel variaties worden gemaakt en ik hoop dat u het een interessante aanvulling zult vinden op uw laagfrequente (extra lange golf) bewakingsapparatuur. Ik zou graag zien dat de ideeën voor het automatisch aanpassen van de nulstellingsfunctie van een statische elektriciteitsmeter tot leven komen, vooral als het eigenlijke circuit geen betekenisvolle informatie over polariteitsomkering schendt, en in dit licht hoop ik redelijke ideeën van iedereen te horen lezers. Je kunt mijn e-mailadres vinden op mijn website: http://www.shipleysystems.com/~drvel/ , of http://www.bbsnets.com/public/users/russell.clift/index.htm , misschien heb je iets die u naar deze site wilt sturen, zodat iedereen deze kan zien. Ik kijk uit naar nieuwe ideeën van alle lezers die projecten zoals de hierboven genoemde interessant vinden.

Russell E. Clift, AB7IF

Gratis vertaling uit het Engels: Viktor Besedin (UA9LAQ)

Met dit eenvoudige ontwerp kunt u veranderingen in de atmosferische lading volgen. Door bijvoorbeeld een toename van de atmosferische afvoer vast te stellen, kan men de nadering van een onweersfront voorspellen. De omvang van de atmosferische lading op een zonnige dag is ongeveer 100 mV, maar met de opeenstapeling van onweerswolken en voordat er regen ontstaat, neemt de omvang van de elektrische lading vele malen toe.

Bij onweer kan de spanning vlak voor de blikseminslag oplopen tot enkele duizenden volts. Dit beschrijft het circuit van de atmosferische elektriciteitsmonitor, waarvan de verandering op de LED-balk wordt weergegeven.

Beschrijving van de werking van de atmosferische elektriciteitsdetector

Het ingangscircuit bestaat uit een antenne, waarvan het signaal wordt toegevoerd aan de operationele versterker DA1 (TL071) die als comparator wordt gebruikt. Dit type op-amp heeft een JFET-ingang en een versterking tot 100 dB. De niet-inverterende ingang is verbonden met een spanningsdeler gevormd door weerstanden R3 en R4, en de niet-inverterende ingang is verbonden met een antenne.

Weerstand R2 beschermt DA1 tegen te gevaarlijke ingangsspanning, terwijl weerstand R1 de niet-inverterende ingang stabiel houdt. Omdat de operationele versterker TL071 een zeer hoge versterking heeft, wordt een weerstand R5 aan de schakeling toegevoegd, die een terugkoppeling vormt met de juiste beperkingen.

Afhankelijk van de ingangsspanning zal uitgang 6 DA1 een spanning hebben in het bereik van 2,5 tot 5 V, die via een variabele weerstand R6 wordt toegevoerd aan ingang 5 van de LM3914 (DD1) microschakeling. Weerstand R7 beperkt de maximale gevoeligheid.

Een IC is een geïntegreerd circuit dat in staat is (lineaire) ingangsspanning te meten en de waarden uit te voeren naar een reeks LED's. In feite blijkt het een klassiek analoog LED-display te zijn. De stroom die door de LED's vloeit, wordt beperkt door de LM3914 zelf, dus er zijn geen externe weerstanden nodig. In dit circuit wordt de ingangsspanning van 1,7 tot 4,2 V verdeeld over vijf LED's.

Apparaat set up

Voordat u het apparaat voor de eerste keer inschakelt, draait u de knop van de variabele weerstand R3 volledig tegen de klok in, en van de variabele weerstand R6 tot ongeveer het midden van het bereik. Schakel de stroom in en draai aan de schuifregelaar van weerstand R6 om het apparaat te testen. Meestal licht de VD2-LED op en zelfs voor een korte tijd VD1 geeft dit de juiste werking van de apparatuur en veranderingen in de atmosferische lading aan.

De definitieve instellingen moeten worden gemaakt op een zonnige dag met een heldere hemel. Het is noodzakelijk om R4 te draaien om de gloed van alleen VD5 te bereiken, wat normale atmosferische elektriciteit aangeeft. Het schema werkt, ondanks zijn eenvoud, heel goed en stelt je in staat om lang voordat het begint te waarschuwen voor de nadering van een onweersbui.

Als antenne kan een geïsoleerde draad van ongeveer 3 meter lang worden gebruikt en de gemeenschappelijke draad van het circuit kan worden geaard, bijvoorbeeld aangesloten op een centrale verwarmingsbatterij.

Aandacht! Om te voorkomen dat u tijdens een onweersbui door de bliksem wordt getroffen, moet u de antenne loskoppelen van het apparaat.

Een apparaat als een onweersrecorder is een goede zaak voor wandelaars en niet alleen. Het registreert een onweersbui binnen een straal van ongeveer 80 km. Hierdoor kunt u de internetkabel op tijd loskoppelen, aangezien netwerkkaarten vaak verbranden als blikseminslagen dichtbij zijn, of tijd hebben om de drogende kleding op straat uit te trekken voordat het nat wordt van de regen. Het samenstellen van een onweersbuirecorder is niet zo moeilijk, omdat deze geen schaarse onderdelen en speciale instellingen bevat, je hoeft alleen maar R4 aan te passen - dit is de gevoeligheidsdrempel van de detector.

De verlengingsspoel L1 verhoogt zijn efficiëntie. Het ingangscircuit L2 C2 is afgestemd op een frequentie van ongeveer 330 kHz, L2 wordt op elk circuit van een oude radio gewikkeld, framediameter 5 mm, 360 draadwindingen 0,2 mm, wikkelhoogte 10 mm. Het L1-circuit heeft dezelfde parameters, slechts 58 windingen van 0,2 mm draad, in mijn versie van deze spoel is er geen, ik heb hem vervangen door een andere - je kunt ermee experimenteren. in LAY-formaat.

Over de details van een zelfgemaakte onweersbui-aanpakrecorder. Transistoren VT1-VT4 kunnen elk zijn, van KT315 / KT361 tot KT3102 / KT3107. Diode VD1 - elke puls. Werkingsprincipe: het door de transistor VT1 versterkte signaal wordt naar de opnametrap (VT2-VT4) gevoerd. De RF-puls opent de transistoren VT2 en VT3 en ontlaadt condensator C4. De laadstroom, die door de VD1-diode en de R6-weerstand gaat, leidt tot een langere opening van de VT4-transistor en het ontsteken van het VL1-indicatielampje.

U kunt een LED of een geluidsindicator gebruiken met een ingebouwde generator, afhankelijk van wat u het beste uitkomt. U kunt de registrar controleren met een piëzo-aansteker - door op een halve meter afstand van de antenne op de aansteker te klikken. Het is aan te raden het apparaat te aarden, hierdoor ontstaat er meer gevoeligheid. Auteur: (specificeer).

Om dit te doen, zijn aan de uiteinden van de sproeiers watersproeiers geïnstalleerd - druppelaars worden bovenop het rooster van een kamerventilator bevestigd (het is raadzaam om een ​​vloerventilator met een hoge schacht te gebruiken). Eén keer per uur (of in een ander algoritme dat door de radioamateur is “geprogrammeerd” voor specifieke taken) spuit de water- en tankblower vocht in kleine druppels op de roterende ventilatorbladen. In dit geval (rekening houdend met het feit dat de ventilator in één horizontaal vlak draait, maar een vrije rotatiehoek tot 90 ° heeft), wordt bevochtiging van een groot deel van de kamer bereikt.
Dankzij het gebruik van aquariumsproeiers wordt het vocht gedoseerd, in kleine druppels, gespoten, waardoor er geen waterlekkage (en plassen onder de ventilator) ontstaat. Het apparaat werd in de hete zomer van 2007 door de auteur praktisch getest.

Aandacht!
De hierboven beschreven elektronische timer kan worden vervangen door een soortgelijke industriële versie (en vice versa), die in detail wordt beschreven in paragraaf 4.2. In dit geval is het niet nodig om zelfstandig een elektronisch apparaat te assembleren, maar bijvoorbeeld een kant-en-klare elektronische eenheid te nemen.

1.2. Bliksemindicator

Onweersbuien op afstand verstoren de radiocommunicatie en navigatie, en onweersbuien van dichtbij kunnen communicatieapparatuur uitschakelen met een door bliksem veroorzaakt signaal.
Vooral gevaarlijk zijn directe blikseminslagen, die leiden tot de vernietiging van apparatuur, branden en menselijke slachtoffers.
Bliksemontladingen veroorzaken krachtige impulssignalen op hoogspanningslijnen en communicatielijnen, en zelfs korte spanningspieken daarin kunnen storingen en defecten aan dure elektronische apparaten en computers veroorzaken. De kans op bliksemgevaar is vooral groot in landelijke gebieden met lange open lijnen, met hoge masten van antennes voor ontvangst- en zendapparatuur, die lokale radioamateurs hoger (op een heuvel), op palen of metalen masten proberen te plaatsen.
Het is raadzaam om de radioapparatuur uit te schakelen als er een onweersbui nadert.
Een nabijgelegen onweersbui is te zien en te horen, maar hoe krijg je daar vooraf een waarschuwing voor? Iedereen heeft het tenslotte nodig: toeristen en vissers, zeilers en radioamateurs die vele uren in de lucht doorbrengen. Vroegtijdige waarschuwing voor bliksemgevaar is ook erg belangrijk voor andere mensen die ver van schuilplaatsen werken of ontspannen.

1.2.1. Methoden voor het meten van onweersactiviteit in cijfers

Er zijn twee methoden voor het registreren van onweersbuien. Beiden zijn eind 19e - begin 20e eeuw uitgevonden en onderzocht.
Statisch - fixatie vindt plaats door een toename van de elektrische veldsterkte in de atmosfeer van 100 V / m (in de normale toestand) tot 1-40 kV / m vóór een onweersbui (bliksemontladingen komen zelfs bij heldere hemel voor). Deze methode is algemeen bekend bij veel natuurkundecursussen.
Een apparaat dat de veldsterkte kan meten, wordt een elektrometer genoemd.
Moderne elektrometers vereisen geen complexe antennes, ze registreren het elektrische veld van de atmosfeer, zelfs als het besturingsapparaat op de vensterbank is geïnstalleerd en het elektrische veld van een voorgeëlektrificeerde kam gemaakt van een mengsel van kunststoffen zich op een afstand van 1 bevindt. –2 m (een vooraf geëlektrificeerde (gewreven) ebonietstok zal van ver worden “gezien”) .
De tweede methode is elektromagnetisch, waarbij de veldsterkte wordt bepaald door de spectrale samenstelling en intensiteit van radiogolfpulsen met een frequentie van 7-100 kHz, uitgezonden door bliksem (ontladingen).
Geen wonder dat een van de tekenen van een naderend onweer een verhoogd niveau van geritsel (gekraak) is dat door het menselijk oor wordt waargenomen bij het luisteren naar radiosignalen in verschillende bereiken van lange en middellange golven.
Er wordt aangenomen dat deze methode is uitgevonden door A. S. Popov.
Volgens dit principe werd een blgemaakt, waarvan het elektrische circuit wordt getoond in Fig. 1.5.

Rijst. 1.5. Elektrisch circuit van de indicator van bliksemontladingen

1.2.2. Het werkingsprincipe van het apparaat

De L1-verlengspoel, waarvan de bovenste (volgens het diagram) uitgang is verbonden met de WA1-antenne - een pin van 45-60 cm, verhoogt de efficiëntie van het L2C1-ingangscircuit van het apparaat. Het ingangscircuit is afgestemd op een frequentie van 330 kHz (boven de maximale spectrale dichtheid van radiogolfpulsen die worden uitgezonden door elektrische bliksemontladingen).
De ingangscircuitinstelling van het apparaat bepaalt ook de afstand waarop een naderend onweer kan worden "gespot". Met de elementen aangegeven op het diagram zal het apparaat een naderend onweersbui detecteren vanaf een afstand van 130-150 km (het experiment met het voltooide apparaat werd uitgevoerd in het dorp Erakhtur, regio Ryazan, district Shilovsky, in de zomer van 2007 ).
Het door de transistor VT1 versterkte signaal wordt naar de opnametrap (VT2-VT4) gevoerd. Een hoogfrequente (HF) puls (versterkt door VT1) met een spanningsamplitude van 1–3 V draagt ​​ertoe bij dat de transistoren VT2 en VT3 openen en de oxidecondensator C4 wordt ontladen. De laadstroom van de condensator C4 gaat door de hoogfrequente diode VD1 en de weerstand R5, wat leidt tot een vertraging bij het sluiten van de transistor VT4 en het ontsteken van de indicator-LED HL1.

1.2.3. Over details

Spoelen L1 en L2 zijn smoorspoelen van het type DPM-1, DPM2, DM, D179-0.01 met de overeenkomstige inductiewaarden aangegeven op het elektrische schema.
In plaats van de HL1 LED kunt u een andere indicatie-LED gebruiken (met een stroomsterkte tot 12 mA zodat het apparaat geen efficiëntie verliest) of een audio-indicator (bijvoorbeeld KPI-4332-12 met ingebouwde audiofrequentie generator). De geluidsindicator in plaats van de HL1-LED wordt ingeschakeld volgens de polen die op het lichaam zijn aangegeven.
Weerstand R4 stelt de drempel (gevoeligheid) van het apparaat in.
De voedingsspanning van het apparaat bedraagt ​​3–6 VDC. Als stroombron zijn 2-3 vingerbatterijen (accu's) van het type AAA of AA geschikt of een gestabiliseerde adapter moet transformatorgeïsoleerd zijn van een 220 V-netwerk.
Omdat het apparaat op relatief lage frequenties werkt, zijn er geen speciale eisen aan de elementen ervan.
Transistoren VT1-VT4 kunnen elk silicium met laag vermogen en de bijbehorende structuur zijn. In plaats van VT1, VT3, VT4 kunt u KT3102 gebruiken met elke letterindex, 2N4401 of soortgelijke elektrische kenmerken.
Transistor VT2 - p - p-r geleidbaarheid, bijvoorbeeld KT3107 met elke letterindex of 2N4403.
Diode VD1 - elke puls (germanium of silicium), bijvoorbeeld D9, D18, KD503.

1.2.4. Vestiging

Het apparaat hoeft niet te worden aangepast (behalve het instellen van de responsdrempel met een variabele weerstand R4).

Hoe te controleren?
Het juiste apparaat, samengesteld uit bruikbare onderdelen, is eenvoudig te controleren. Breng het voltooide apparaat met aangesloten batterijen van 1,5-2 m naar een gasfornuis met automatische ontsteking. Druk kort op de zelfontbrandingsknop van de kachel. De indicatie-LED moet met korte flitsen reageren. Als er geen zelfontbrandingskachel is, kan het apparaat op een andere manier worden gecontroleerd, met behulp van een aansteker met een piëzo-elektrisch element. De LED moet kort knipperen wanneer het piëzo-elektrische element van de aansteker wordt "aangezet" op een afstand van 0,5-1 m ervan.

1.2.5. Toepassingsmogelijkheden

Naast detectie op lange afstand van een naderend onweer, werkt het apparaat ook goed op korte afstand. U kunt dus de prestaties van gasfornuizen met zelfontbranding, piëzo-elektrische aanstekers (voor gasfornuizen - er zijn zulke afzonderlijke apparaten in de vorm van een enorme lucifer) controleren en bronnen van slecht contact in elektrische communicatie vinden - zowel binnenshuis en "buiten". Een slecht elektrisch contact, bijvoorbeeld in elektrische bedrading (die een bron is van elektromagnetische interferentie voor radiocommunicatieapparatuur) wordt vanaf een afstand van enkele meters gedetecteerd met behulp van een bliksemindicator, zelfs als de bron van het slechte contact zich diep in het lichaam bevindt. de muur.

1.2.6. Industriële apparaten voor een soortgelijk doel

Draagbare indicatoren van bliksemontladingen (met LCD) heb ik meer dan eens in de vrije verkoop kunnen zien. In de regel geven deze apparaten de naderingssnelheid van een onweersbui, de tijd vóór de aankomst, de verwachte intensiteit en andere parameters weer. Alarm - geluid en licht. De ontvangst van radiogolfpulsen wordt uitgevoerd op een magnetische antenne, door analyse van hun intensiteit, frequentie en spectrale samenstelling kan een "slim" elektronisch apparaat concluderen dat er een onweersbui nadert.

1.3. Lineaire indicatorschaal

De meeste van de beschreven circuits van spanningsvergelijkers waarin LED-strips als indicatoren dienen, zijn gebouwd op het principe van parallelle vergelijking van de ingangsspanning (vandaar de behoefte aan een groot aantal vergelijkingsapparaten - comparatoren). Het aantal vergelijkingsapparaten komt overeen met het aantal kanalen (LED's) in de lijn.
Het exemplaar getoond in figuur 1 heeft deze tekortkoming niet. 1.6-circuit, met een seriële vergelijking van de ingangsspanning, waarin er slechts één comparator is die het constante spanningssignaal aan de ingang vergelijkt met een cyclisch veranderende referentiespanning.

Rijst. 1.6. Elektrisch schema van het indicatorschaalapparaat

De vergelijkingsresultaten worden overgebracht naar het schuifregister op de D2-chip, van waaruit ze via een parallelle code naar de indicatorlijn worden gebracht. Een dergelijk circuitontwerp zorgt voor een grotere nauwkeurigheid, helderheid en dynamiek van de metingen. Samen met andere positieve onderscheidende eigenschappen van dit apparaat ten opzichte van andere soortgelijke - fabricagegemak, goedkope onderdelen, niet kritisch voor de voedingsspanning - kan het concurreren om zijn populariteit onder radioamateurs en professionals. Een wisselspanning, pulsen kunnen worden toegepast op de ingang van het circuit (door een kleine verfijning) - dan kan het een universele, nauwkeurige indicator worden met een lichte schaal die niet onderdoet voor de dynamiek van verandering in aflezingen en nauwkeurigheid voor aanwijsapparaten met klasse 2. In de lijn van LED's moet rekening worden gehouden met de discretie van de metingen en de noodzaak om de lichtschaal te kalibreren.

1.3.1. Het werkingsprincipe van het apparaat

Het schema werkt als volgt. De klokgenerator op de populaire CMOS-chip K561LA7 genereert rechthoekige pulsen. De maximale klokfrequentie van het register bij een voedingsspanning van 5 V is 2 MHz, Up = 12 V, f max = 5 MHz. Ze arriveren bij de klokingang C van het opeenvolgende benaderingsregister D2 en voeren een klok-voor-klok-verschuiving uit van de in het register geladen informatie. Parallel hieraan verloopt het proces van het meten van het niveau van de binnenkomende spanning met behulp van de comparator D3. Het resultaat van de vergelijking (hoog of laag logisch niveau) van de uitgang van de comparator wordt naar de ingang D van de registergegevens gevoerd, waardoor de status van de uitgangen ervan wordt bepaald. Aan het einde van de cyclus van het omzetten van het analoge ingangssignaal in een reeks logische pulsen, verschijnt een actief logisch "nul"-signaal aan de uitgang van het CC-register (pin 3), dat inwerkt op de ingang van logica D4.1. Elementen D4.1, D1.3 genereren een stoppuls. Daarom wordt de aankomst van pulsen op de klokingang met het register niet waargenomen en registreert de LED-schaal van de indicator het niveau dat door het ingangssignaal wordt bereikt. Het lage vergrendelingsniveau wordt overgenomen van de Q1-herberekeningsuitgang (tweede minst significante bit), aangezien een LED-lijn van tien LED's wordt gebruikt. Indien u drie lijnen van vier LED's of een lijn van 12 LED's in serie toepast, worden deze in serie aangesloten op de uitgangen Q11 - Q0 van het register. Vervolgens worden de logische elementen D1.3, D4.1 uitgesloten en wordt pen 3 (CC) verbonden met pen 14 (St) van het register, en van daaruit werkt het opeenvolgende benaderingsregister continu, cyclisch.
Het aantal weergegeven signaalniveaus kan worden vergroot door microschakelingen toe te voegen - registers en schaalindicatoren. Dergelijke apparaten worden veel gebruikt in de industriële automatisering voor visuele indicatie van dynamische processen. Ik gebruik het circuit in een auto als indicator voor het motortoerental (toerenteller).

1.3.2. Toepassingsmogelijkheden

De LED-schaal kan in de auto, op het instrumentenpaneel, worden geïnstalleerd om de spanning van het boordnetwerk, het brandstofniveau in de tank, de motortemperatuur, de omgeving, enzovoort aan te geven. De reikwijdte van dit plan kan willekeurig groot zijn.

1.3.3. Over details

De LED-balk ALS361A kan worden vervangen door ALS361B, ALS362P, KIPT03A-10ZH (gele gloed), - 10L (groene gloed), kan bestaan ​​uit twee lijnen van het type ALS345A (8 indicatoren) of ALS317B (5 indicatoren). Of installeer in plaats van de LED-lijn tien LED's van het type AL307BM of vergelijkbaar in serie.

1.4. Anti-diefstal apparaten

Antidiefstalsystemen zijn volgens veel experts het meest betrouwbaar van alle soorten beveiligingssystemen die in de praktijk in grote en kleine winkels worden gebruikt. Apparaten hebben een grote kans om een ​​antidiefstaltag te detecteren (vanwege het uitzonderlijk hoge vermogen van de pulsen die aan de antennes worden geleverd). Maar zelfs als de akoestomagnetische technologie (EAR) van de productie van apparaten volledig wordt nageleefd, hebben deze impulsen een negatief effect op een persoon (bij frequente en langdurige blootstelling) - voornamelijk als gevolg van kracht. De weinig bestudeerde kenmerken van akoestomagnetische systemen worden hieronder besproken.

1.4.1. Verbazingwekkende kenmerken van antidiefstalsystemen

Antidiefstalsystemen zijn tegenwoordig in bijna elk stopcontact te vinden. Uiterlijk zien ze eruit als twee open poortvleugels die parallel zijn geïnstalleerd. Tussen deze platte ‘poortjes’ verlaat een persoon de winkel (handelsvloer).
Op afb. 1.7 toont een foto van het antidiefstalsysteem.

Rijst. 1.7. Uiterlijk van het antidiefstalsysteem

Als de koper de goederen die zijn 'gemarkeerd' met speciale microtags niet bij zich heeft, laten de 'poorten' hem gedwee door. Als het label van het product niet wordt verwijderd (niet geneutraliseerd), zal het alarmsysteem werken en de handelsvloer op de hoogte stellen met luide alarmgeluiden.
Vervolgens komen de bewakers aanrennen en wordt de ongelukkige "drager" gepakt.
Akoestomagnetische technologie ontwikkeld door Sensormatic. Later, nadat hij het succes van deze technologie had gezien, nam Tyco het bedrijf over. Het is nu een divisie (en handelsmerk) van ADT (American Dynamics Technology). Actieve apparaten zelf (antennes, elektronica-eenheden) vallen niet langer onder het auteursrecht (octrooien zijn verlopen). Daarom verscheen er een andere fabrikant - WG.

1.4.2. Het werkingsprincipe van het apparaat

Antidiefstalpoorten hebben een zend-ontvangstantenne die werkt op een frequentie van 58 kHz met mogelijke afwijkingen van ±200 Hz. Tijdens bedrijf zendt de antenne pulsen uit met een amplitude van 40 V, een duur van 1,5 - 1,7 ms (gevuld met een frequentie van 58 kHz). De pulsherhalingsperiode is 650–750 ms.
Rond de antenne ontstaat een grote veldsterkte, waardoor het amorfe metaal gaat resoneren op de bestralingsfrequentie.

Aandacht!
Dit magnetostrictieve effect is zeer gevaarlijk voor dragers van pacemakers.
In een pauze (650–750 ms) werkt dezelfde antenne voor ontvangst. De kracht van de geïnitieerde straling van het label neemt exponentieel af met de tijd volgens een complexe wet die de fabrikanten geheim houden. Daarom is het vrij moeilijk om het responssignaal te simuleren. Maar de aanwezigheid van zelfs maar een klein beetje van dergelijke signalen schaadt de werking van het systeem aanzienlijk. Uit de praktijk is bekend dat als er op 50-100 m van de winkel (handelsvloer) waar het akoestisch magneetsysteem zich bevindt, er een andere is met een soortgelijk systeem, deze onderlinge interferentie veroorzaken die moeilijk te elimineren is. In advertenties beweren fabrikanten dat hun apparatuur effectief en veilig is (hoe kan het ook anders?), maar het lijkt mij dat ze met hun hulp (niet opzettelijk) experimenten hebben opgezet om de invloed van de machtigste (zij het kortstondige) te bestuderen. termijn) impulsen voor de menselijke gezondheid.
Om te begrijpen wat een amorf metaal is, moet u in dit geval in detail de labels zelf bekijken, die door verkopers in productpakketten worden geplaatst.
Op afb. 1.8 toont een akoestomagnetisch label.

Rijst. 1.8 Akoestomagnetische tag van antidiefstalsysteem

Ieder van ons heeft deze strips herhaaldelijk gezien en zelfs in onze handen gehouden. Laten we proberen erachter te komen hoe ze zijn gerangschikt.
♦ Als u het antidiefstallabel van de productverpakking scheurt en vanaf de achterkant bekijkt, ziet u een metalen strip achter het doorschijnende plastic.
♦ Als je het label doorknipt, kun je 3 metalen strips verwijderen: twee van amorf metaal (ze zijn glanzender) en één van gewone ferromagnetische tape.
Op afb. 1.9 toont de interne opstelling van akoestomagnetische tags.

Rijst. 1.9. Interne opstelling van akoestische magnetische tags

1.4.3. Over schade aan de menselijke gezondheid. Praktische tips om wat langer te leven

Van alle antidiefstalsystemen zijn akoestomagnetische elektronische apparaten het schadelijkst voor de menselijke gezondheid. De ultrasone frequenties die door hun antennes worden uitgezonden, zijn qua frequentie evenredig met sommige biologisch actieve frequenties. Het piekstralingsvermogen kan worden gemeten in kilowatt.
Trek uw eigen conclusies.
Probeer in ieder geval bij het passeren van de “veiligheidspoort” niet te blijven hangen (om geen stralingsdosis te ontvangen), en in het bijzonder, als het alarmsysteem heeft gewerkt (er is een alarmsignaal te horen), probeer dan te vertrekken de zone van directe invloed van de antennes, en pas dan het oorzaakalarm "trip" aanpakken.
Helaas wordt vaak het tegenovergestelde gezien. Er wordt bijvoorbeeld een alarm geactiveerd wanneer een oudere vrouw de “poorten” van het EAR-systeem passeert. De klant, die het alarm heeft gehoord en zich afvraagt ​​​​wat de redenen zijn voor zoveel aandacht voor haar elektronica, stopt bij de "poort" en wacht tot de bewakers haar benaderen. Al die tijd heeft ze onder krachtige bestraling gestaan, waarvan het effect op het menselijk lichaam niet fundamenteel is bestudeerd.
Dezelfde aanbevelingen gelden voor een ander aspect: probeer zo min mogelijk door dit hek te gaan, zelfs als de bewakers dit eisen, vanwege het zoeken naar een actieve tag die zich ergens op het product bevindt dat je zojuist hebt gekocht. De beste oplossing zou kunnen zijn om ze alle spullen die je hebt gekocht te laten zien en ze één voor één door de poort te brengen.

1.4.4. Methoden voor het omgaan met EAR

Kan een industrieel EAR-systeem worden onderdrukt?
Natuurlijk kan je dat. In het bijzonder door interferentie van andere bronnen op het systeem te veroorzaken.
Tegenwoordig hebben veel lezers toegang tot internet, waar u (als u dat wenst) eenvoudig het elektrische circuit van de EAR-onderdrukker kunt vinden. Dat wil zeggen om ervoor te zorgen dat het alarm niet wordt ingeschakeld bij het passeren van de "poort" met een aankoop, waarvan (om verschillende redenen) de akoestomagnetische markeringen niet zijn verwijderd (niet geneutraliseerd).
Ik bespreek niet de juridische kwestie van het verwijderen van onbetaalde aankopen uit de winkel (daarom bied ik niet het EAR-onderdrukkingsprogramma aan). Er is nog iets belangrijks. Zelfs als u het antidiefstalalarm de "stem" ontneemt, zal dit de schadelijke effecten van elektronica op het menselijk lichaam - de koper - niet verminderen wanneer hij de winkel (handelsvloer) verlaat.

1.4.5. Hoe straling op te vangen

Voor een radioamateur die zelfstandig het probleem wil begrijpen en de beste oplossing wil vinden, stel ik voor om zelfstandig de straling van de hierboven beschreven antidiefstalsystemen te repareren.
Om dit te doen, moet u een speciaal gevoelig apparaat meenemen naar de winkel, bijvoorbeeld een signaalapparaat - een indicator voor hoogfrequente straling van de Master Kit NS178.

1.5. Eenvoudige zoemer aangedreven door logische nul

Het inschakelen van de zoemer door een stroombron op het apparaat aan te sluiten is niet altijd acceptabel, vooral als de zoemer moet worden bestuurd door een ander elektronisch apparaat dat een logische nulbesturingspuls genereert. In dit geval wordt de stroomtoevoer naar het geluidssignaleringsapparaat constant geleverd. Deze beslissing wordt gerechtvaardigd door het feit dat het audis gemonteerd op een enkele chip uit de K561-serie (met behulp van CMOS-technologie) en dat het stroomverbruik niet hoger is dan 10 mA.
Op afb. 1.10 toont het elektrische circuit van de zoemer.

Rijst. 1.10. Bedradingsschema van de zoemer

Aan de ingang van het apparaat kunt u een knop met sluitcontacten installeren. Volgens het diagram (Fig. 1.10) is het logische nulsignaal verbonden met pin 1 van de DD1-chip en een gemeenschappelijke draad.
De knop simuleert de levering van een logisch nulsignaal op pin 1 van de DD1.1-chip.
De schakeling bestaat uit een infrarood-lage frequentiegenerator op de elementen DD1.1, DD1.2 (op pin 4 van de microschakeling pulsen met een frequentie van 0,5 Hz) en een pulsgenerator met een frequentie van 1 kHz op de elementen DD1 .3, DD1.4.
Met een laag logisch niveausignaal op pin 1 van het DD1.1-element (wanneer de beveiligingslus wordt verbroken), beginnen de generatoren te werken en bestuurt de eerste generator de werking van de tweede, dus aan de uitgang van het knooppunt ( pin 11 van de DD1.4-chip), verschijnen er uitbarstingen van pulsen met een variabele frequentie.
Het uitgangssignaal van pin 11 van de DD1.4-chip kan worden gevoerd naar de ingang van een ander circuit of naar een versterkende transistortrap, die op zijn beurt wordt geladen op een piëzo-elektrische capsule of (als een versterker met een hoger vermogen wordt gebruikt) op een dynamische versterker. hoofd.
De praktische toepassing van het apparaat is universeel. De zoemer kan worden gebruikt in beveiligingsapparatuur, speelgoed, radiocommunicatie (bijvoorbeeld als geluidsgenerator van het "transmissie" -signaal en toonoproep) en in verschillende andere gevallen.
Deze elektronische unit hoeft niet afgesteld te worden.
Voeding - gestabiliseerd met een uitgangsspanning van 5-15 V.

1.6. Eenvoudige radiopager

Een pager is een apparaat dat een signaal (waaronder een alarmsignaal) over een afstand uitzendt. In dit geval betekent het voorvoegsel "radio" de overdracht van een signaal via radiogolven. Veel moderne alarmen zijn uitgerust met een radio-pagerapparaat, inclusief een sleutelhanger - een detector - een radiosignaalontvanger. Met name auto's zijn uitgerust met dergelijke alarmen.
Tegenwoordig kun je bijna alles kopen. Degenen die een dag hebben, hebben de neiging dat te doen. Degenen die het met hun eigen handen willen doen, houden zich bezig met creativiteit. Voor de creatieve aard van radioamateurs stel ik op de pagina's van het tijdschrift een eenvoudig elektrisch circuit van een radiopager voor - een apparaat dat een "alarm" radiosignaal uitzendt tot een afstand van maximaal 0,5 km in een directe gezichtslijn. Een autobezitter die zo'n apparaat heeft, is volledig vrij (vooral 's nachts) van het springen uit een warm bed naar 'de roep van een alarm dat klinkt als het mijne'. Na het aanbevolen apparaat te hebben herhaald, is het niet nodig om "de auto van iemand anders of die van iemand anders te demonteren", omdat u in de regel een standaard auto-alarmsignaal door de dikte van dubbele beglazing hebt gehoord. De autopager geeft een signaal thuis, zonder de buren te storen met scherpe trillingen.
Beschouw het elektrische circuit van de pager, weergegeven in Fig. 1.11.

Rijst. 1.11. Elektrisch schema van de radiopager

De pagerzender bestaat uit een oscillator en een hoogfrequente versterker. De generator is gemaakt op de transistor VT1, de versterker is gemaakt op de transistor VT2.
De zender van de pager wordt gestabiliseerd door een kwartsresonator die werkt op de derde harmonische van kwarts op 48 MHz (144 MHz).
Het C4, L1 circuit is afgestemd op de tweede harmonische van kwarts, het C5, L2 circuit is afgestemd op de derde harmonische.
Spoel L1 bevat 8 windingen PEL-1 draad met een diameter van 0,3 mm, spoel L2 bevat 4 windingen van dezelfde draad. In dit geval is de diameter van beide spoelen 4 mm.
Als antenne WA1 werd een montage koperdraad (met isolatie) van 30 cm lang gebruikt, MGTF-1.0 draad is zeer geschikt voor deze doeleinden.
Punt A (zie Fig. 1.11) kan ook een signaal ontvangen van externe bronnen (alarmsensoren en andere). Hier is het belangrijk dat het signaal op punt A bestaat uit pulsen met een audiofrequentie, die door een persoon op het gehoor worden ontvangen (100-1800 kHz). Dit alarmsignaal wordt uitgezonden wanneer zich een passende situatie voordoet. Praktische toepassingen worden hieronder besproken.
De begrenzingsweerstand R4, de rimpelafvlakcondensator C1 en de zenerdiode VD1 zijn de spanningsregelaar van de generator van de auto terwijl de motor draait. Als het zeker bekend is dat het apparaat zal werken op een batterij of een gestabiliseerde stroombron, kunnen deze elementen worden uitgesloten van het circuit.
Knop met fixatie SB1 "ON" schakelt de radiopager in stand-bymodus in. Het apparaat begint een radiosignaal in de lucht uit te zenden wanneer de contacten van de SB2-knop, een standaard verlichtingseindschakelaar (geactiveerd wanneer de deuren worden geopend), zijn gesloten.

1.6.1. Vestiging

De aanpassing wordt uitgevoerd terwijl de RF-versterker is uitgeschakeld (verbreek tijdelijk het verbindingspunt van de collector van de transistor VT1 en de overgangscondensator C6).
Door de contacten van de knop SB1 met geweld te sluiten, leveren ze stroom en controleren ze de generatie op de collector van de transistor VT1. Met bruikbare elementen en correcte aansluitingen hoeft het apparaat niet te worden aangepast.

Dit apparaat is perfect voor degenen die zich bezighouden met toerisme, wandelen en niet alleen een onweersbui detecteren binnen een straal van ongeveer 80 km, waardoor u op tijd onderdak kunt vinden, u kunt verstoppen en elektrische apparatuur kunt uitschakelen.

Het samenstellen van een onweersbuirecorder is niet zo moeilijk, omdat deze geen schaarse onderdelen en speciale instellingen bevat, je hoeft alleen maar R4 aan te passen - dit is de gevoeligheidsdrempel van de detector.

Verlengspoel L1-boosts de effectiviteit ervan. Het ingangscircuit L2C2 is afgestemd op een frequentie van ongeveer 330 kHz.

L2-bungel op elk circuit van een oude radio, framediameter 5 mm, 360 draadwindingen 0,2 mm, wikkelhoogte 10 mm. Het L1-circuit heeft dezelfde parameters, slechts 58 windingen van 0,2 mm draad, in mijn versie van deze spoel is er geen, ik heb hem vervangen door een andere - je kunt ermee experimenteren.

Over de details van een zelfgemaakte onweersbui-aanpakrecorder. Transistoren VT1-VT4 kunnen elk zijn, van KT315 / KT361 tot KT3102 / KT3107. Diode VD1 - elke puls.

Operatie principe: geselecteerd in het oscillatiecircuit en versterkt door de transistor VT1, komt het signaal in de opnamefase (VT2-VT4). De RF-puls opent de transistoren VT2 en VT3 en ontlaadt condensator C4. De laadstroom, die door de VD1-diode en de R6-weerstand gaat, leidt tot een langere opening van de VT4-transistor en het ontsteken van het VL1-indicatielampje.

U kunt een LED of een geluidsindicator gebruiken met een ingebouwde generator, afhankelijk van wat u het beste uitkomt. U kunt de registrar controleren met een piëzo-aansteker - door op een halve meter afstand van de antenne op de aansteker te klikken. Het wordt aanbevolen om het apparaat te aarden voor een grotere gevoeligheid.