小伙自制雷电预报器,无意中抢了气象台的饭碗?!

发表于 讨论求助 2019-12-02 16:55:40

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雨时,常会看到电光闪闪,听到雷声隆隆,这就是人们常说的雷电。雷电对人类的危害性众所周知。就每家每户而言,雷电发生时常会引起家庭失火、损坏家用电器,甚至危及人身安全!
每年的5月~9月是我国雷雨频发的季节,该如何预防雷电所带来的损失与危害呢?别急,电子爱好者又出新招,雷电报警器就此诞生!日后便可在雷雨到来之前,探测出远处天空云层间或云层与大地之间的放电,对雷电进行早期预警。这样,我们可以及时采取相关的防雷击措施,如断开家用电器的电源、拔掉计算机调制解调器的数据传输线等,做到防患于未然!
  
小编真心感觉工程师都是“神”啊!
这不是抢气象局的饭碗吗?
下面看看制作方法吧!
 
元器件选择
该制作总共用了19个电子元器件和配件,可按照下图所示的实物集体照一一进行配购。

所用元器件实物外形图
 
晶体管VT1~VT3均用9014型硅NPN小功率三极管, VD用1N4148型硅开关二极管 。
 
HA选用CPB14A12-4.0型自带音源微型直流压电陶瓷蜂鸣器,其外形尺寸及引脚排列如下图所示。 

CPB14A12-4.0型压电陶瓷蜂鸣器
 
RP选用普通塑料封装的小型卧式微调电位器。R1~R4一律用RTX-1/4W型碳膜电阻器。C1、C2用CC1型高频瓷介电容器,C3、C4用CT1型低频瓷介电容器,C5、C6用CD11-16V型电解电容器。
 
天线W可用一段φ1mm、长度150mm的铁(铜)丝。如果希望作品更美观一些的话,可选用便携式收音机常用的150mm长度的拉杆天线。G采用6F22-9V型叠层干电池,要求配上揿钮式接线扣板。

制作方法
现分步介绍如下:

1
焊接电路
首先,裁取一块尺寸约为35 mm×20mm的单孔“洞洞板”,按照下图给出的电路板接线图进行焊接(注意:焊接面朝向读者,元器件在板的背面)。焊接时充分利用元器件引脚飞线连接,要求焊点光亮整洁。
图4  “洞洞板”接线图
 
焊接时注意,压电陶瓷蜂鸣器HA通过4cm长的两根细电线焊接在“洞洞板”上,电池扣板的引线长度以7cm左右为宜。焊接好的实物如下图所示。

(a) 元件面

(b) 焊接面

(c) 整体面

2
调试电路
焊接好的电路,经检查无问题后,便可按下图所示接通9V叠层干电池,开始进行调试。

接通干电池G
 
具体方法:
首先,按照下图所示,用小螺丝刀缓慢调节微调电位器RP的电阻值,使压电陶瓷蜂鸣器HA处于临界发声状态(即振荡电路处于临界起振状态)。调节RP电阻值的技巧是,可预先将小螺丝刀逆时针旋转至HA不发声,接着一边缓慢顺时针方向旋转小螺丝刀,一边听HA是否开始发声。当压电陶瓷蜂鸣器HA发声时,即停止顺时针方向旋转小螺丝刀,并反方向(逆时针)稍退回一点点小螺丝刀,使HA停止发声,即获最佳工作状态。

微调电位器RP
 
然后,按照下图所示,用小螺丝刀或手指直接去触及一下天线W,则压电陶瓷蜂鸣器HA应发声1s~2s。如果HA连续发声或根本不发声,则说明探测器的灵敏度过高或太低,应重新微调RP,再进行检测,直到符合要求。还可以用塑料梳子连续梳干燥的头发十多下,使塑料梳子与头发摩擦后带上静电,在距离天线W约2m远的地方用手指逼近塑料梳子使其放电,以检验能否让压电陶瓷蜂鸣器HA可靠发声1~2s。如果不符合要求,亦应重新细调RP,直至达到要求为止。

调试天线W

使用方法
能预雷电预报器做成功以后,可摆放在计算机桌旁或经常有人的地方,进行每天24小时全天候的雷电预报工作。一旦预报器反复发声,在排除其他静电放电干扰的情况下,便说明雷电即将到来。
 
需要指出的是,该预报器不仅能够探测静电放电,而且还能探测附近各种电器产生的“电火花”。每当开关附近的电灯或其他用电器的电源开关时,“天线宝宝”均会发声1~2s;而如果房间空气比较干燥时,人体就会带上较高的静电,当用手去接触金属门拉手或其他物体时,只要产生静电放电,亦会触发不远处的“天线宝宝”发声1~2s。使用中应注意加以区分,不要预报器一发声就判断为雷电将至。
 
如果使用中发现预报器的探测灵敏度不够理想,可按照前面所讲的电路调试方法,微调电位器RP的电阻值,并进行灵敏度测试,直到满意为止。该预报器一般可检测到半径5km范围内的云中放电。其电路静态工作电流≤60μA,报警时工作电流为4mA左右。每换一块9V新干电池,通常可连续监控一年时间。




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