Ανιχνευτής κεραυνών και μετρητής: 8 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:38

Πάντα ήθελα να φτιάξω έναν ανιχνευτή φωτισμού, αλλά βρήκα τα σχήματα του κυκλώματος λίγο πέρα από τις δυνατότητές μου. Πρόσφατα ενώ σερφάρω στο δίχτυ, συνάντησα ένα πολύ δροσερό κύκλωμα που μετράει τις αστραπές όταν συμβαίνουν! Αφού κοίταξα το σχηματικό κύκλωμα σκέφτηκα - τελικά, εδώ είναι ένας ανιχνευτής κεραυνών που μπορώ να φτιάξω με τις περιορισμένες ικανότητές μου.

Ο ανιχνευτής είναι ένας απλός σχεδιασμός και όποιος έχει κάποιες βασικές ηλεκτρονικές δεξιότητες δεν πρέπει να έχει κανένα πρόβλημα να το κάνει.

Ο τρόπος με τον οποίο λειτουργεί είναι ότι το κύκλωμα μπορεί να ανιχνεύσει εκκένωση από κεραυνό και μετράει έως 9 μέσω μιας οθόνης 7 τμημάτων. Μόλις ξεπεράσετε τα 9, επανέρχεται στο 0.

Μια μεγάλη φωνή στον D. Mohankumar που σχεδίασε τον μετρητή κεραυνού και τον ανιχνευτή.

Τα κύρια στοιχεία που αποτελούν τον ανιχνευτή είναι ένα IC (CD 4033) και ένας μετρητής 7 τμημάτων. Και ένα φθηνό και εύκολο να το βρείτε στο eBay. Βασικά, ο πείρος εισόδου αριθμού 1 του IC είναι πολύ ευαίσθητος σε ηλεκτρικές εκκενώσεις, όπως κεραυνούς. Κάθε φορά που κεραυνός χτυπά τη γη, απελευθερώνει χιλιάδες βολτ τα οποία μπορούν να ανιχνευτούν από το IC. Το IC μετατρέπει το σήμα σε αριθμητική έξοδο στην οθόνη των 7 τμημάτων.

Έχω απαριθμήσει όλα τα απαραίτητα μέρη και έχω προσθέσει επίσης συνδέσμους όπου μπορείτε να τα βρείτε. Εάν δεν έχετε αντιμετωπίσει ποτέ κάτι τέτοιο, σας ενθαρρύνω πραγματικά να το δοκιμάσετε. Όπως ανέφερα προηγουμένως, είναι σχετικά απλό να το φτιάξετε και να διασκεδάσετε.

Βήμα 1: Μέρη και εργαλεία

Μέρη:

1. IC - CD 4033 - eBay

2. 7 Εμφάνιση τμήματος (κοινή κάθοδος) - eBay

3. Αντίσταση 100R - eBay

4. 1K Resistor - eBay

5. Θήκη μπαταρίας 9V - eBay

6. Πυκνωτής 1uF - eBay

7. Κεραία - eBay

8. Πωλείται καλώδιο πυρήνα (σύρμα breadboard) - eBay

9. Κενό PCB - eBay

10. Μπαταρία 9V

11. Project Box - eBay

12. Προσαρμογέας 6 υποδοχών DIP IC Socket - eBay

13. Διακόπτης - eBay

14. Διάφορες μικρές βίδες κλπ

Εργαλεία:

1. Ζεστή Κόλλα

2. Ντρέμελ

3. Συγκολλητικό σίδερο

4. Πίνακας ψωμιού

5. Σούπερ κόλλα

6. Πένσα

7. Κατσαβίδια κλπ

Βήμα 2: Κυκλώματα και διαγράμματα

Εξοικειωθείτε με το διάγραμμα κυκλώματος. Οι 2 πρώτες εικόνες δείχνουν το αρχικό διάγραμμα κυκλώματος και οι άλλες πώς το τροποποίησα ελαφρώς. Ο λόγος για τον οποίο πρόσθεσα ένα επιπλέον καλώδιο από το αρνητικό σκέλος στον πυκνωτή στη γείωση της μπαταρίας ήταν επειδή δεν είχα καμία ανάγνωση από την οθόνη των 7 τμημάτων αρχικά. Αφού έκανα λίγη έρευνα, ανακάλυψα ποιο ήταν το ζήτημα και πρόσθεσα ένα επιπλέον καλώδιο που έκανε το κόλπο.

Έχω συμπεριλάβει και τα δύο διαγράμματα κυκλώματος, ώστε να δείτε τη διαφορά. Μπορείτε επίσης να βρείτε το πρωτότυπο εδώ.

Το επόμενο διάγραμμα είναι το pin out για την οθόνη των 7 τμημάτων. Βεβαιωθείτε ότι έχετε λάβει υπόψη τον τρόπο με τον οποίο οι καρφίτσες είναι αριθμημένες και τοποθετημένες.

Το τελευταίο διάγραμμα είναι το pin out για το IC. Και πάλι, λάβετε υπόψη τον τρόπο με τον οποίο οι καρφίτσες είναι αριθμημένες και τοποθετημένες.

Ας επιστρέψουμε στο κύριο διάγραμμα κυκλώματος. Μπορείτε να δείτε ότι υπάρχουν 7 συνδέσεις στην οθόνη 7 τμημάτων από τις 10. Άλλες 2 συνδέονται μεταξύ τους και συνδέονται στη γείωση μέσω της αντίστασης 100 ohm. Αυτό αφήνει 1 καρφίτσα που είναι πείρος 5 που είναι για το δεκαδικό σημείο στην οθόνη που δεν θα χρησιμοποιήσουμε

Οι άλλες κύριες συνδέσεις από το IC είναι είτε στη γείωση είτε στις θετικές. Ο ακροδέκτης 1 είναι συνδεδεμένος με την αντίσταση 1Κ και επίσης με την κεραία.

Αυτό είναι πραγματικά. Είναι ένα απλό σχέδιο μόλις το διασπάσετε. Τώρα ήρθε η ώρα να ξεκινήσετε και να κάνετε το κύκλωμα πριν κάνετε οποιαδήποτε συγκόλληση

Βήμα 3: Προσθήκη των συνδέσεων IC στο Ground και Positive

Το πρώτο πράγμα που πρέπει να κάνετε είναι να πραγματοποιήσετε τις συνδέσεις στο IC με τη γείωση και τα θετικά τερματικά.

Βήματα:

Θετικές Συνδέσεις

1. Προσθέστε το IC στο breadboard

2. Συνδέστε την αντίσταση 1k στο σκέλος 1 στο IC και το άλλο σκέλος στο τμήμα του breadboard που θέλετε να κάνετε θετικό.

3. Στη συνέχεια προσθέστε το αρνητικό σκέλος του πυκνωτή στο σκέλος 15 στο IC. Προσθέστε επίσης ένα καλώδιο από το αρνητικό πόδι στο τμήμα στο breadboard που θέλετε να αλέσετε.

4. Προσθέστε το θετικό σκέλος στο θετικό τμήμα στο breadboard

5. Προσθέστε δύο καλώδια άλματος στα πόδια 3 και 16 στο θετικό τμήμα

6. Τέλος, προσθέστε ένα καλώδιο στην κεραία και συνδέστε το στο σκέλος 1 στο IC δίπλα στην αντίσταση 1K

Συνδέσεις εδάφους

1. Προσθέστε καλώδια βραχυκυκλωτήρων στα πόδια 2, 8 και 14 στο τμήμα γείωσης της σανίδας ψωμιού.

Βήμα 4: Σύνδεση του IC με την οθόνη 7 Segment και την μπαταρία

Το επόμενο πράγμα που πρέπει να κάνετε είναι να συνδέσετε το IC στην οθόνη των 7 τμημάτων

Βήματα:

1. Σπρώξτε το τμήμα 7 στο breadboard

2. Ξεκινήστε να προσθέτετε τα καλώδια από το IC στο αντίστοιχο σκέλος της οθόνης. Ξεκινήστε με το σκέλος χαμηλότερης τιμής στο IC που τυχαίνει να είναι 7 και συνδέστε ένα καλώδιο βραχυκυκλωτήρα από το σκέλος 7 στο σκέλος 10 στην οθόνη.

3. Συνεχίστε μέχρι να ολοκληρωθούν όλες οι συνδέσεις από το IC στην οθόνη

4. Στη συνέχεια, προσθέστε μερικά καλώδια άλματος στα πόδια 3 και 8 στην οθόνη. Αυτά θα πρέπει στη συνέχεια να συνδεθούν με το ένα από τα σκέλη της αντίστασης 100R και το άλλο σκέλος της αντίστασης με το τμήμα γείωσης στην σανίδα ψωμιού.

5. Στη συνέχεια, συνδέστε τη μπαταρία στη γείωση και στα θετικά τμήματα. Θα πρέπει να δείτε τις λυχνίες LED στην οθόνη να ανάβουν και να δείχνουν ένα «0». Εάν δεν έχετε ή λείπουν τμήματα, ελέγξτε τα καλώδια για να βεβαιωθείτε ότι όλα είναι σωστά συνδεδεμένα.

Βήμα 5: Δοκιμή του κυκλώματός σας

Τα καλά νέα είναι ότι δεν χρειάζεται να περιμένετε κεραυνό για να δοκιμάσετε το κύκλωμά σας. Το μόνο που χρειάζεστε είναι ένας αναπτήρας με μίζα (πιεζοηλεκτρικό) που μπορείτε να αγοράσετε στα περισσότερα μέρη που πωλούν τσιγάρα. Χρησιμοποίησα κάτι παρόμοιο με αυτό για να δοκιμάσω το οποίο δούλεψε.

Βήματα:

1. Αρχικά, επεκτείνετε την κεραία

2. Στη συνέχεια, ενεργοποιήστε τον ανιχνευτή. Η οθόνη πρέπει να έχει μηδενική εμφάνιση.

3. Τοποθετήστε τον αναπτήρα (ή γεννήτρια σπινθήρων) κοντά στην κεραία και κάντε έναν σπινθήρα. Αυτό θα πρέπει να εγγραφεί στην οθόνη ως 1. Δοκιμάστε το ξανά και θα δείτε την οθόνη να μετράει έως 9 και στη συνέχεια να μηδενίζεται ξανά.

4. Εάν δεν εγγραφεί, δοκιμάστε να βάλετε τη σπίθα πιο κοντά στην κεραία. Βεβαιωθείτε ότι δεν αγγίζετε την κεραία όταν κάνετε τον σπινθήρα, διαφορετικά δεν θα εγγραφεί.

5. Εάν γειώσετε το κύκλωμα θα διαπιστώσετε ότι έχετε καλύτερη ανάγνωση. Προσπαθήστε να προσθέσετε άλλο καλώδιο στο τμήμα γείωσης και αγγίξτε το άκρο με το δάχτυλό σας. Μετακινήστε τη γεννήτρια σπινθήρων πιο μακριά και δοκιμάστε την ξανά. Θα πρέπει να μπορείτε να κρατάτε τον σπινθήρα περίπου 150 mm μακριά από την κεραία πριν σταματήσει να καταγράφει. Στην τελική κατασκευή κράτησα αυτό το σύρμα και πρόσθεσα ένα μικρό κομμάτι χαλκού για να γειώσω καλύτερα το κύκλωμα

6. Εάν εξακολουθείτε να μην εμφανίζεται τίποτα στην οθόνη, δοκιμάστε να αφαιρέσετε τον πυκνωτή. Αρχικά δεν μπορούσα να πάρω τίποτα, αλλά μόλις αφαίρεσα τον πυκνωτή λειτούργησε καλά. Θα μπορούσατε να αφήσετε τον πυκνωτή έξω από το κύκλωμα, αλλά διαπίστωσα ότι μερικές φορές θα πήγαινε στο 0 αν μετακινούσα το κύκλωμα. Νομίζω ότι είναι επειδή το σκέλος 15 στο οποίο είναι συνδεδεμένος ο πυκνωτής είναι το σκέλος επαναφοράς και ο πυκνωτής το σταθεροποιεί αυτό. Μόλις συνέδεσα τον πυκνωτή με το καλώδιο γείωσης λειτούργησε καλά, οπότε τον αντικατέστησα.

Βήμα 6: Συγκόλληση του κυκλώματος μαζί

Εάν το κύκλωμά σας έχει δοκιμαστεί και λειτουργεί καλά, στη συνέχεια πρέπει να προσθέσετε σε ένα μόνιμο PCB. Δεν θα το περάσω αυτό βήμα προς βήμα καθώς δεν είναι βιώσιμο να το κάνουμε αυτό. Ωστόσο, θα δώσω μερικές συμβουλές για το πώς προχώρησα. Είμαι πραγματικά αρχάριος, οπότε είμαι σίγουρος ότι υπάρχουν καλύτεροι τρόποι για να το πετύχω.

Βήματα:

1. Αρχικά, συγκολλήστε στη θέση του τον ακροδέκτη IC DIP Connector.

2. Στη συνέχεια, ξεκινήστε να συνδέετε τα καλώδια από το IC στις θετικές και γειωμένες συνδέσεις. Ο καλύτερος τρόπος για να γίνει αυτό είναι να δημιουργήσετε ένα τμήμα στο PCB στο οποίο μπορούν να συνδεθούν όλα τα καλώδια γείωσης και τα θετικά καλώδια.

3. Μόλις ολοκληρώσετε αυτές τις συνδέσεις, προσθέστε τα καλώδια στο IC για την οθόνη.

4. Ο τρόπος σύνδεσης της οθόνης εξαρτάται από εσάς. Μόλις το έκανα στυλ "dead bug" κολλώντας τα καλώδια απευθείας στα πόδια της οθόνης. Μπορείτε επίσης να συνδέσετε την οθόνη σε ένα κομμάτι PCB και να κολλήσετε με αυτόν τον τρόπο.

5. Αποφάσισα επίσης να προσθέσω ένα σύρμα από το έδαφος σε μια μικρή λωρίδα χαλκού. Ο χαλκός θα ήταν προσαρτημένος στο εξωτερικό της θήκης που θα γειώνει το κύκλωμα όταν το κρατάω στο χέρι μου. Αυτό θα βοηθήσει στην ευαισθησία.

6. Μην ξεχάσετε να προσθέσετε επίσης έναν διακόπτη, ώστε να μπορείτε να ενεργοποιήσετε και να απενεργοποιήσετε το κύκλωμα. Αυτό μπορεί να γίνει με την προσθήκη ενός διακόπτη στο θετικό καλώδιο της μπαταρίας

6. Μόλις συνδεθούν όλα, δοκιμάστε ξανά για να βεβαιωθείτε ότι όλα λειτουργούν όπως πρέπει.

Βήμα 7: Προσθήκη σε ένα περίβλημα

Εξαρτάται από εσάς τι τύπο περιβλήματος θέλετε να χρησιμοποιήσετε. Θα μπορούσατε να χρησιμοποιήσετε ένα παλιό walkie talkie ή ακόμα και ένα μικρό κουτί από χαρτόνι, αν αυτό είναι το μόνο που έχετε. Χρησιμοποίησα ένα φτηνό κουτί έργου το οποίο λειτούργησε καλά.

Βήματα:

1. Αρχικά, επεξεργαστείτε πού πρόκειται να πάει η οθόνη. Χρησιμοποιήστε ένα dremel ή κάτι παρόμοιο για να κόψετε το τμήμα και ελέγξτε για να βεβαιωθείτε ότι η οθόνη ταιριάζει στην τρύπα.

2. Στη συνέχεια, συνδέστε την μπαταρία στο εσωτερικό της θήκης

3. Τρυπήστε τρύπες για την κεραία, διακόπτη και το σύρμα για το καλώδιο γείωσης

4. Ασφαλίστε την κεραία και μεταβείτε στη θέση της.

5. Συγκολλήστε στο καλώδιο γείωσης ένα μικρό κομμάτι χαλκού ή κάτι παρόμοιο. Κολλήστε στη θέση του στο πλάι της θήκης. Θα πρέπει να είναι σε θέση όπου το κρατούν φυσικά τα δάχτυλά σας

Βήμα 8: Βρείτε μια καταιγίδα

Εντάξει, δεν κατάφερα να δοκιμάσω αυτόν τον ανιχνευτή φωτισμού σε μια καταιγίδα. Ελπίζω ότι μια καταιγίδα θα έρθει σύντομα στην περιοχή μου, ώστε να δοκιμάσω και να δημοσιεύσω ένα βίντεο. Εκτιμώ ότι ένας ανιχνευτής φωτισμού θα μπορούσε να δείξει τουλάχιστον ότι ανιχνεύει τον φωτισμό, αλλά έμεινα ανυπόμονος:)

Εάν το κάνετε ένα και μια καταιγίδα χτυπήσει το σπίτι σας, ενημερώστε με αν ο ανιχνευτής σας μετράει τις αστραπές.

Παρ 'όλα αυτά, είναι ακόμα ένα διασκεδαστικό έργο και όποιος θέλει να μάθει κύκλωμα θα βρει αυτό το έργο ένα εξαιρετικό μέρος για να ξεκινήσει.