Монитор атмосферного электричества предупреждает о грозе

Эта простая конструкция позволяет отслеживать изменения атмосферного заряда. К примеру, фиксируя увеличение атмосферного разряда можно спрогнозировать приближение грозового фронта. Величина атмосферного заряда в солнечный день составляет около 100 мВ, но при накоплении грозовых туч и перед дождем, величина электрического заряда увеличивается во много раз.

В случае грозы, напряжение может увеличиться до несколько тысяч вольт незадолго до удара молнии. Здесь описывается схема монитора атмосферного электричества, изменение которого отображается на светодиодной шкале.

Описание работы детектора атмосферного электричества

Входная цепь состоит из антенны, сигнал с которой поступает на операционный усилитель DA1 (TL071) используемый в роли компаратора. Данный тип операционного усилителя имеет JFET-вход и усиление до 100 дБ. Его неинвертирующий вход подключен к делителю напряжения, образованного из резисторов  R3 и  R4, а неинвертирующий вход подключен к антенне.

Резистор R2 защищает DA1 от чрезмерно-опасного входного напряжения, в то время как резистор R1 удерживает неинвертирующий вход стабильным. Поскольку операционный усилитель TL071 имеет очень высокий коэффициент усиления, то в схему добавлен резистор R5 образующий обратную связь с соответствующими ограничениями.

В зависимости от величины входного напряжения, на выходе 6  DA1 будет напряжение в диапазоне от 2,5 до 5 В, который подается на вход 5 микросхемы LM3914 (DD1) через переменный резистор R6. Резистор R7 ограничивает максимальную чувствительность.

Монитор атмосферного электричества

Микросхема  LM3914 — интегральная схема, которая способна измерять (линейно) входное напряжение и выводить значения на линейку светодиодов. По сути, получается классический аналоговый дисплей на светодиодах. Ток, протекающий через светодиоды, ограничивается самой микросхемой LM3914, поэтому отпадает необходимость во внешних резисторах. В данной схеме входное напряжение от 1,7 до 4,2 В распределено на пять светодиодов.

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.

редактор

1 комментарий

  • 14.07.2016 в 10:59

    данный детектор повторяли?
    При точном соблюдении номиналов, на 6 выводе усилителя присутствует до 1 вольта максимум.
    Что не соответствует описанию

    Ответить

Добавить комментарий

Ваш электронный адрес не будет опубликован.

*