Барометр

Опасность факторов

В облаках частицы присутствуют в виде пара, жидкости или кристаллов. Попадают они в атмосферу после испарения из водных пространств. Из-за того, что общий протонный поток направляется от крупных частиц к мелким, большие капли заряжены отрицательно, а маленькие — с положительным полюсом.

Молния признается опасным фактором большой мощности. Прямые воздействия разрушают строения, сооружения, высокие скалы, насаждения, вызывают пожары и непрогнозируемые взрывы, иногда ведут к смерти живых существ и людей. На пути молнии в объекте жидкость мгновенно преобразуется в пар с высокими показателями давления. Поражающее действие делят на виды:

• первичный — в результате непосредственного разрушения предмета или объекта;
• вторичный подразумевает возникновение высокой индукции, мощного электрического и магнитного поля или перенос больших потенциалов в здания.

Заряд электростатики грозового облака передает противоположный ток на цель, изолированную от поверхности почвы (внутреннее оборудование, кровли из металла, провода, радиосети). Энергоемкий потенциал сохраняется после окончания удара и релаксируются на близкие предметы. Он воспламеняет горючие материалы, воздействует на взрывчатые вещества и наносит травму людям, прикоснувшимся к заряженным объектам.

https://youtube.com/watch?v=H9UEmVZcrno

Настройка устройства

Перед первым включением, поверните ручку переменного резистора R3 полностью против часовой стрелки, а переменный резистор R6 примерно до середины диапазона. Подайте питание и поворотом движка резистора R6 протестируйте устройство. Обычно загорается светодиод VD2 и даже на короткое время VD1, это говорит о правильной работе оборудования и изменения атмосферного заряда.

Окончательные настройки должны быть сделаны в солнечный день с ясным небом, необходимо вращением R4 добиться свечения только VD5, которое свидетельствует о нормальном атмосферном электричестве. Схема, несмотря на свою простоту, очень хорошо работает и позволяет предупредить о приближении грозы задолго до ее начала.

В качестве антенна можно использовать изолированный провод длинной около 3 метров, а общий провод схемы заземлить, например, подсоединить к батарее центрального отопления.

Внимание! Во избежание поражением молнией во время наступления грозы, необходимо отключить антенну от устройства. Д
анное устройство отлично подойдет для тех, кто занимается туризмом, походами, и не только.Оно позволяет регистрировать грозу
в радиусе примерно 80 км, что позволит вовремя найти укрытие, спрятаться, отключить электрооборудование.

Д
анное устройство отлично подойдет для тех, кто занимается туризмом, походами, и не только.Оно позволяет регистрировать грозу
в радиусе примерно 80 км, что позволит вовремя найти укрытие, спрятаться, отключить электрооборудование.

Собрать регистратор грозы не так уж и сложно, так как он не содержит дефицитных деталей и особой настройки, надо всего лишь настроить R4 — это порог чувствительности детектора.

Удлиняющая катушка L1 повышает
ее эффективность. Входной контур L2 C2 настроен на частоту около 330 кГц.

L2-мотается
на любом контуре от старого радиоприемника, диаметр каркаса 5мм, 360витков провода 0.2мм, высота намотки 10мм. Контур L1 теже параметры только 58 витков провода 0.2мм в моем варианте этой катушки нет, я её заменил на другую — с ней можно поэксперементировать.

Печатная плата в формате LAY .

О деталях самодельного регистратора приближения грозы. Транзисторы VT1-VT4 могут быть любые, от КТ315/КТ361 до КТ3102/КТ3107. Диод VD1 — любой импульсный. Принцип действия: усиленный транзистором VT1 сигнал поступает на регистрирующий каскад (VT2- VT4). ВЧ импульс открывает транзисторы VT2 и VT3 и разряжает конденсатор С4. Ток его зарядки, проходя через диод VD1 и резистор R6, приводит к более длительному открыванию транзистора VT4 и зажиганию индикаторной лампочки VL1.

Можно применить светодиод или звуковой индикатор со встроенным генератором — что вам удобнее. Проверить регистратор можно с помощью пьезозажигалки — щелкая зажигалкой на расстоянии полметра от антенны.

Пользу данного устройства безусловно оценят туристы, любители походов, рыбаки, охотники и т.д. Регистрировать грозу
посредством него можно на расстоянии примерно в 80 км. В большинстве случаев этого достаточно, чтобы вовремя укрыться, спрятаться, обесточить электрооборудование.

Поскольку в конструкции регистратора не содержится редких и дорогостоящих деталей собрать его по силам почти каждому. Единственно, надо будет повозиться с порогом чувствительности детектора (настроить R4).

Схема прибора:

Катушка-удлинитель L1 повышает общую эффективность устройства. Частота настройки входного контура L2 C2 примерно 330 кГц.

Из старого радиоприемника берется любой контур. L2-мотается проводом 0.2 мм. 360 витков на каркас диаметром 5 мм. Высота намотки 1 см. Аналогичные параметры у контура L1, только витков не 360, а 58. Со второй катушкой можно поэкспериментировать, убрать совсем или заменить другой.

В регистраторе грозы используются следующие детали:

• транзисторы VT 1 — 4 (подойдут любые от КТ 315-361 до КТ 3102-3107;
• какой угодно импульсный диод VD1.

Принцип работы
: каскад-регистратор (VT2-VT4) принимает сигнал усиленный транзистором VT1. Транзисторы VT2 и VT3 открываются ВЧ импульсом, затем разряжается конденсатор С4. Диод VD1 совместно с резистором R6, пропуская ток зарядки С4, инициируют более продолжительное открывание транзистора VT4 и активизацию лампочки-индикатора VL1.

Печатная плата
формат LAY.

Допускается использование не только светодиода, но и звукового индикатора с интегрированным генератором, кому как удобно. Для проверки регистратора можно воспользоваться пьезозажигалкой. Устройство должно сработать на щелканье зажигалкой с расстояния в полметра. Регистратор грозы рекомендуется заземлить, это увеличит чувствительность.

Права на фотографии принадлежат Алексею Шепелеву

Молния

Красивое и небезопасное явление природы – молния – представляет собой искровой разряд в атмосфере.

Уже в середине ХVIII века ученые обратили внимание на внешнее сходство молнии с электрической искрой. Высказывалось предположение, что грозовые облака несут в себе большие электрические заряды и что молния есть гигантская искра, ничем, кроме размеров, не отличающаяся от искры между шарами электрофорной машины

На это указывал М.В. Ломоносов, занимавшийся изучением атмосферного электричества.

Ломоносов построил «громовую машину» – конденсатор, находившийся в его лаборатории и заряжавшийся атмосферным электричеством посредством провода, конец которого был выведен из помещения и поднят на высоком шесте. Во время грозы из конденсатора можно было извлекать искры. Таким образом, было показано, что грозовые облака действительно несут на себе огромный электрический заряд.

Разные части грозового облака несут заряды разных знаков. Чаще всего нижняя часть облака (обращенная к земле) бывает заряжена отрицательно, а верхняя – положительно. Поэтому, если два облака сближаются разноименно заряженными частями, то между ними проскакивает молния.

Однако грозовой разряд может произойти и иначе. Проходя над землей, грозовое облако создает на ее поверхности большой индуцированный заряд, и поэтому облако и поверхность земли образуют две обкладки большого конденсатора. Напряжение между облаком и землей достигает нескольких миллионов вольт, и в воздухе возникает сильное электрическое поле. В результате может произойти пробой, то есть молния, которая ударит в землю. При этом молния иногда поражает людей, дома, деревья.

Гром, возникающий после молнии, имеет такое же происхождение, что и треск при проскакивании искры. Он появляется из-за того, что воздух внутри канала молнии сильно разогревается и резко расширяется, отчего и возникают звуковые волны. Эти волны, отражаясь от облаков, гор и других объектов, создают длительное многократное эхо, поэтому и слышны громовые раскаты.

Задание №3E084F

Что такое молния?

• • 1) электрический разряд в атмосфере
  • 2) электрический ток в электролите, которым является влажный воздух
  • 3) излучение света заряженным облаком
  • 4) излучение энергии заряженным облаком
• Задание №466AD7

Какие утверждения о молнии верны?

А.	Молния – разряд, который возникает между заряженными облаками и между облаком и землей при достаточно высоком напряжении между ними.
Б.	Молния – разряд, который возникает между заряженными облаками и между облаком и землей при достаточно разреженной атмосфере.

• • 1) только А
  • 2) только Б
  • 3) и А, и Б
  • 4) ни А, ни Б
• Задание №B885D3

Над землей висит облако, поверхность которого, обращенная к земле, заряжена отрицательно. Какого знака заряд будет иметь поверхность земли в этом месте?

• • 1) положительный
  • 2) отрицательный
  • 3) заряд будет равен нулю
  • 4) знак заряда зависит от влажности воздуха

Задание №427A88

Может ли произойти разряд (молния) между двумя одинаковыми шарами, несущими равный одноимённый заряд? Ответ поясните.

Задание №6ED619

Над Землёй висит облако, поверхность которого, обращённая к Земле, заряжена положительно. Какого знака заряд будет иметь поверхность Земли в этом месте?

• • 1) положительный
  • 2) отрицательный
  • 3) заряд будет равен нулю
  • 4) знак заряда зависит от влажности воздуха
• Задание №F8CBD5

Молния – это

А. электрический разряд в атмосфере.

Б. излучение света облаком, имеющим большой электрический заряд.

Правильный ответ:

• • 1) только А
  • 2) только Б
  • 3) и А, и Б
  • 4) ни А, ни Б

1.3. Линейная индикаторная шкала

Большинство описанных схем компараторов напряжения в которых индикаторами служат линейки из светодиодов построены по принципу параллельного сравнения входного напряжения (отсюда необходимость в большом числе сравнивающих устройств – компараторов). Количество сравнивающих устройств соответствует количеству каналов (светодиодов) в линейке. Такого недостатка лишена представленная на рис. 1.6 схема, с последовательным сравнением входного напряжения, в которой имеется только один компаратор, сравнивающий сигнал постоянного напряжения на входе с циклически изменяющимся образцовым напряжением.

Результаты сравнения передаются на сдвиговый регистр на микросхеме D2, с выхода которого снимаются на индикаторную линейку параллельным кодом. Такое схемное решение позволяет обеспечить большую точность, наглядность и динамичность показаний. На ряду с другими положительными отличительными качествами этого устройства перед другими аналогичными – простотой изготовления, недорогими деталями, не критичностью к питающему напряжению– оно способно конкурировать за свою популярность среди радиолюбителей и профессионалов. На вход схемы можно подавать (путем маленькой доработки) переменное напряжение, импульсы – тогда оно может стать универсальным, точным индикатором со световой шкалой, не уступающей по динамике изменения показаний и точности стрелочным приборам с классом 2. В линейке светодиодов следует учитывать дискретность показаний и при необходимости проградуировать световую шкалу.

1.3.1. Принцип работы устройства

Схема работает следующим образом. Тактовый генератор на популярной КМОП – микросхеме К561ЛА7 вырабатывает прямоугольные импульсы. Максимальная тактовая частота регистра при напряжении питания 5 В – 2 МГц, U п = 12 В, f max =5 МГц. Они поступают на тактовый вход С регистра последовательного приближения D2, осуществляя потактовый сдвиг информации, загружаемой в регистр. Параллельно с этим протекает процесс измерения уровня входящего напряжения с помощью компаратора D3. Результат сравнения (высокий или низкий логический уровень) с выхода компаратора поступает на вход D данных регистра, определяя тем самым состояние его выходов. По окончания цикла преобразования входного аналогового сигнала в серию логических импульсов, на выходе СС регистра (вывод 3) появляется активный сигнал логического «нуля», который действует на вход логики D4.1. Элементы D4.1, D1.3 вырабатывает импульс остановки. Поэтому поступление импульсов на тактовый вход С регистром не воспринимается и светодиодная шкала индикатора регистрирует достигнутый входным сигналом уровень. Запирающий низкий уровень берется с выхода пересчета Q1 (второй младший разряд), так как применена светодиодная линейка из десяти светодиодов. Если применить последовательно три линейки по четыре светодиода или линейку на 12 светодиодов – их подключают последовательно к выходам Q11 – Q0 регистра. Тогда элементы логики D1.3, D4.1 исключаются, а вывод 3 (СС) соединяется с выводом 14 (St) регистра и от этого регистр последовательного приближения работает непрерывно, циклично. Число индицируемых уровней сигнала может быть увеличено путем добавления микросхем – регистров и шкальных индикаторов. Широко применяются такие устройства в промышленной автоматике, для наглядной индикации динамических процессов. Я применяю схему в автомобиле, в качестве индикатора оборотов двигателя (тахометра).

1.3.2. Варианты практического применения

Светодиодная шкала может быть установлена в автомобиле, на щитке приборов, для индикации напряжения питания бортовой сети, уровня горючего в баке, температуры двигателя, окружающей среды и так далее. Сфера применения этой схемы может быть сколь угодно много.

1.3.3. О деталях

Светодиодную линейку АЛС361А можно заменить на АЛС361Б, АЛС362П, КИПТ03А-10Ж (желтое свечение), – 10Л (зеленое свечение), составить из двух линеек типа АЛС345А (8 индикаторов) или АЛС317Б (5 индикаторов). Или вместо светодиодной линейки последовательно установить десять светодиодов типа АЛ307БМ или аналогичных.

1.5. Простой звуковой сигнализатор, управляемый логическим нулем

Включение звукового сигнализатора путем подключения к устройству источника питания не всегда допустимо, особенно если звуковым сигнализатором необходимо управлять другим электронным устройством, которое формирует управляющий импульс логического нуля. При этом питание на звуковой сигнализатор поступает постоянно. Такое решение оправдывается тем, что устройство формирователя звукового сигнала собрано на одной микросхеме К561 серии (по технологии КМОП), и ток потребления не превышает 10 мА. На рис. 1.10 представлена электрическая схема звукового сигнализатора.

На входе устройства можно установить кнопку с контактами на замыкание. Согласно схеме (рис. 1.10) сигнал логического нуля подключается к выводу 1 микросхемы DD1 и общему проводу. Кнопка имитирует подачу на вывод 1 микросхемы DD1.1 сигнал логического нуля. Схема состоит из генератора инфранизкой частоты на элементах DD1.1, DD1.2 (на выводе 4 микросхемы импульсы с частотой 0,5 Гц) и генератора импульсов частотой 1 кГц на элементах DD1.3, DD1.4. При сигнале низкого логического уровня на выводе 1 элемента DD1.1 (при разрыве шлейфа охраны) генераторы начинают работать, причем первый генератор управляет работой второго, поэтому на выходе узла (вывод 11 микросхемы DD1.4) пачки импульсов появляются с переменной частотой. Выходной сигнал с вывода 11 микросхемы DD1.4 можно подавать на вход другой схемы или на усилительный транзисторный каскад, нагруженный, в свою очередь, на пьезоэлектрический капсюль или (если применить усилитель большей мощности) на динамическую головку. Практическое применение устройство универсально. Звуковой сигнализатор можно применять в устройствах охраны, игрушках, радиосвязи (например, в качестве звукового генератора сигнала «передача» и тонального вызова) и в других всевозможных случаях. В налаживании данный электронный узел не нуждается. Источник питания – стабилизированный с выходным напряжением 5-15 В.

Достоинства и недостатки анерографов анероидов

Преимущества анероидного погодника:

• конструкция простая, хотя несколько сложнее, чем у жидкостных, ртутных вариантов. Но у последних есть чувствительные части — хрупкая колба, вещество может испариться, вытечь. У анероидов устройство надежнее, конструкция более основательная, части устойчивее к механическим, иным влияниям, поэтому ими наиболее часто пользуются не только в быту, но и, например, в туристических походах, на производстве. Данный плюс не касается утраты со временем мембраной сильфона чувствительности, но это решаемая проблема (особенность опишем ниже как недостаток);
• по указанным выше причинам долговечнее;
• не требуют источников питания, батареек, чем выгодно отличаются от электронных приборов;
• компактность. Этот параметр несколько хуже, чем у электронных типов, но вполне достаточный для того, чтобы изготовить изделие в форме ручных, карманных часов.

Несколько характерных схем внутреннего устройства механических погодников:

Принцип действия анероидов имеет такие недостатки:

• металл мембраны реагирует:
  • на температуру: при плюсовой расширяется, при минусовой — сжимается. Поэтому часто у анероидов есть встроенный дугообразный термометр-компенсатор (качественное изделие должно иметь его) для вычисления поправки. Значения рт. ст. и температуры могут находиться на одном табло. Такой же недостаток присущ и жидкостным вариантам, но у них данное явление выражено значительнее. Ртутные изделия меньше всего чувствительные к t°, поэтому считаются наиболее точными. Электронные приборы также имеет данный минус, но поправки на t° делаются микросхемой автоматически;
  • на высоту.  Например, если человек с измерителем находится на гористой местности, то надо точку отсчета брать иную (именно для такой конкретной локации), которая отличается от таковой на равнине. Если же пользователь часто меняет высоту своего местоположения и нужна точность, то вместе с анероидом надо применять высотомер (альтиметр), есть модели со встроенным таким прибором (в авиации они называются барометрическими высотомерами);
• мембрана измерителя со временем утрачивает упругость, поэтому надо делать поправку, калибровку (но это скорее не минус, а особенность эксплуатации).

SyPressure

Приложение SyPressure заслуживает того, чтобы занимать первое место в нашем списке. Программа обладает всеми необходимыми функциями и удобным интерфейсом. Здесь имеется собственный виджет, который показывает не только текущее давление, но и прогноз погоды. При желании, вы можете настроить автоматический показ уведомлений на дисплее вашего смартфона. Оповещения о предстоящих природных сюрпризах будут отображаться в виде значка в панели уведомлений. К сожалению, последняя версия SyPressure имеет досадный баг: в настройках начали сами собой включаться звуковые предупреждения, и телефон иногда может зазвонить в самое неподходящее время.

В верхней части окна программы отображается атмосферное давление в текущий момент времени. Вы можете выбрать один из возможных способов вывода информации: шкала, диаграмма или график. Единицы измерения также можно настроить по своему усмотрению: hPa (гектопаскаль), inHg (дюйм ртутного столба), mmHg (миллиметр ртутного столба), psi (фунт на квадратный дюйм), atm (физическая атмосфера). В нижней части окна можно увидеть колебания давления (рост/падение) и предполагаемые изменения погоды. Здесь же находится панель настройки уведомлений.

Способы подключения контроллеров

Рассматривая тему подключений, сразу нужно отметить: для установки каждого отдельно взятого аппарата характерной чертой является работа с конкретной серией солнечных панелей.

Так, например, если используется контроллер, рассчитанный на максимум  входного напряжения 100 вольт, серия солнечных панелей должна выдавать на выходе напряжение не больше этого значения.

Любая солнечная энергетическая установка действует по правилу баланса выходного и входного напряжений первой ступени. Верхняя граница напряжения контроллера должна соответствовать верхней границе напряжения панели

Прежде чем подключать аппарат, необходимо определиться с местом его физической установки. Согласно правилам, местом установки следует выбирать сухие, хорошо проветриваемые помещения. Исключается присутствие рядом с устройством легковоспламеняющихся материалов.

Техника подключения моделей PWM

Практически все производители PWM-контроллеров требуют соблюдать точную последовательность подключения приборов.

Техника соединения контроллеров PWM с периферийными устройствами особыми сложностями не выделяется. Каждая плата оснащена маркированными клеммами. Здесь попросту требуется соблюдать последовательность действий

Подключать периферийные устройства нужно в полном соответствии с обозначениями контактных клемм:

1. Соединить провода АКБ на клеммах прибора для аккумулятора в соответствии с указанной полярностью.
2. Непосредственно в точке контакта положительного провода включить защитный предохранитель.
3. На контактах контроллера, предназначенных для солнечной панели, закрепить проводники, выходящие от солнечной батареи панелей. Соблюдать полярность.
4. Подключить к выводам нагрузки прибора контрольную лампу соответствующего напряжения (обычно 12/24В).

Указанная последовательность не должна нарушаться. К примеру, подключать солнечные панели в первую очередь при неподключенном аккумуляторе категорически запрещается. Такими действиями пользователь рискует «сжечь» прибор. В этом материале более подробно описана схема сборки солнечных батарей с аккумулятором.

Также для контроллеров серии PWM недопустимо подключение инвертора напряжения на клеммы нагрузки контроллера. Инвертор следует соединять непосредственно с клеммами АКБ.

Порядок подключения приборов MPPT

Общие требования по физической инсталляции для этого вида аппаратов не отличаются от предыдущих систем. Но технологическая установка зачастую несколько иная, так как контроллеры MPPT зачастую рассматриваются аппаратами более мощными.

Для контроллеров, рассчитанных под высокие уровни мощностей, на соединениях силовых цепей рекомендуется применять кабели больших сечений, оснащённые металлическими концевиками

Например, для мощных систем эти требования дополняются тем, что производители рекомендуют брать кабель для линий силовых подключений, рассчитанный на плотность тока не менее чем 4 А/мм2. То есть, например, для контроллера на ток 60 А нужен кабель для подключения к АКБ сечением не меньше 20 мм2.

Соединительные кабели обязательно оснащаются медными наконечниками, плотно обжатыми специальным инструментом. Отрицательные клеммы солнечной панели и аккумулятора необходимо оснастить переходниками с предохранителями и выключателями.

Такой подход исключает энергетические потери и обеспечивает безопасную эксплуатацию установки.

Структурная схема подключения мощного контроллера MPPT: 1 – солнечная панель; 2 – контроллер MPPT; 3 – клеммник; 4,5 – предохранители плавкие; 6 – выключатель питания контроллера; 7,8 – земляная шина

Перед подключением солнечных панелей к прибору следует убедиться, что напряжение на клеммах соответствует или меньше напряжения, которое допустимо подавать на вход контроллера.

Подключение периферии к аппарату MTTP:

1. Выключатели панели и аккумулятора перевести в положение «отключено».
2. Извлечь защитные предохранители на панели и аккумуляторе.
3. Соединить кабелем клеммы аккумулятора с клеммами контроллера для АКБ.
4. Подключить кабелем выводы солнечной панели с клеммами контроллера, обозначенными соответствующим знаком.
5. Соединить кабелем клемму заземления с шиной «земли».
6. Установить температурный датчик на контроллере согласно инструкции.

После этих действий необходимо вставить на место ранее извлечённый предохранитель АКБ и перевести выключатель в положение «включено». На экране контроллера появится сигнал обнаружения аккумулятора.

Далее, после непродолжительной паузы (1-2 мин), поставить на место ранее извлечённый предохранитель солнечной панели и перевести выключатель панели в положение «включено».