Comments 54
Boost 5->400В на одном дросселе нормально работает? Обычно либо умножитель ставят, либо автотрансформатор.
разработать ультразвуковой датчик направления и скорости ветра
Идея золотая. На картинке ваш датчик или фабричный?
Не пробовали взять 3 датчика HC-SR04 и измерять ими расстояние до некого экрана? По идее ничего сложного нет — самое сложное отколибровать. Или не хватит чувствительности для измерения ветра?
Единственная проблема — скорость звука зависит и от температуры и от влажности.
На картинке фабричный от Vaisala. Пока что ничего не пробовал, просто увидел что такое решение существует и захотелось реализовать. На температуру и влажность придется делать поправки. Интересно, что в этом датчике ветра, еще встроен датчик дождя. Под круглым металлическим диском находятся пьезоэлементы, которые детектируют удары капель. Вообще в метеорологии много интересных датчиков.
Можно попробовать взять 4 датчика и направить по сторонам света. Только один с севера на юг (напротив экрана), второй с юга на север (напротив второго экрана). Т.к. расстояние до экранов и в первом и во втором случае одинаковое, воздух один и тот же, то отношение показаний одного датчика к своей зеркальной паре будет показывать движение воздушных масс. Но это только гипотеза, как на самом деле — сложно сказать.
Подозреваю что зависимость показаний от температуры, влажности и движения воздушных масс не такая уж тривиальная.
Подозреваю что зависимость показаний от температуры, влажности и движения воздушных масс не такая уж тривиальная.
> На температуру и влажность придется делать поправки.
Достаточно измерять время в прямом и обратном направлении. Тогда и скорость ветра, и скорость звука можно будет посчитать.
Говорят, что от влажности хорошо зависит поглощение ультразвука воздухом. www.mega-sensor.ru/articls/2011/01/12/articls_3.html Правда, графики там какие-то взаимоисключающие и формулы неубедительные, но сам принцип можно применить. Хотя по идее оно ещё и от давления должно зависеть. В общем, можно ежели не всю метеостанцию, то её львиную долю собрать на ультразвуке.
Достаточно измерять время в прямом и обратном направлении. Тогда и скорость ветра, и скорость звука можно будет посчитать.
Говорят, что от влажности хорошо зависит поглощение ультразвука воздухом. www.mega-sensor.ru/articls/2011/01/12/articls_3.html Правда, графики там какие-то взаимоисключающие и формулы неубедительные, но сам принцип можно применить. Хотя по идее оно ещё и от давления должно зависеть. В общем, можно ежели не всю метеостанцию, то её львиную долю собрать на ультразвуке.
Инженеру на заметку: Прозрачный корпус под солнцем — может быть источником гемора с некоторыми деталями. С виду чёрные, корпуса у некоторых из них, по факту отлично пропускают свет. И это на ярком солнце приводит например затиранию памяти или сработке оптопар. На моей памяти были глюки у PS2705(просто под лампой накаливания), PVT312(на солнце), побита прошивка в atmega128 после двух месяцев на солнце под стеклянной панелью. Также можно вспомнить Raspberry Pi 2, в котором от засветки вспышкой глючил преобразователь питания.
Спасибо за заметку, интересно. Хотя все это сомнительно. С оптопарами возможно такое, хотя удивительно, что производитель выбрал такой прозрачный корпус. Если мега была под стеклом, значит УФ излучение на нее не попадало, странно. А вспышка могла вызвать ЭМ помехи, от которых и заглючил преобразователь. Про Raspberry есть где нибудь описание этой проблемы?
Я как-то фотографировал со вспышкой башню из алюминиевых банок, и она упала. Ого, думаю, фотонами сдуло. Но воспроизвести еще не удалось. Хоть и возможно.
Я как-то фотографировал со вспышкой башню из алюминиевых банок, и она упала. Ого, думаю, фотонами сдуло. Но воспроизвести еще не удалось. Хоть и возможно.
Примеры проблемы.
Физика процесса.
Обычное стекло пропускает УФ достаточно неплохо(10-40%), да и не в УФ может быть дело, а в ИК или в видимом спектре.
Сроки горели, поэтому исследований не проводил, а просто залил всю плату компаундом.
Физика процесса.
Обычное стекло пропускает УФ достаточно неплохо(10-40%), да и не в УФ может быть дело, а в ИК или в видимом спектре.
Сроки горели, поэтому исследований не проводил, а просто залил всю плату компаундом.
И ещё маленькое предложение насчёт детектора осадков. Может быть надёжнее было бы покрыть всю эту плату слоем тонкого стекла, а сами осадки по изменению ёмкости конструкции детектить. Благо сама технология измерения ёмкости с помощью одной лапки контроллера уже давно есть(Atmel QTouch, google: microcontroller capacitance meter).
(Чуйка подсказывает: сейчас такие осадки, что открытые намоченные дорожки даже с позолотой съест.)
(Чуйка подсказывает: сейчас такие осадки, что открытые намоченные дорожки даже с позолотой съест.)
Есть более распространенные оптические методы. Например так
www.autoprospect.ru/toyota/corolla-verso/images/52.jpg
www.autoprospect.ru/toyota/corolla-verso/images/52.jpg
Уровень радиации пока не обрабатывается на веб страничке просто.
Про уровень осадков:
На четвертой фотографии картинка.
Про уровень осадков:
Датчик дождя имеет наиболее хитрую, на мой взгляд, конструкцию. Представляет собой качель с двумя резервуарами на концах, попеременно наполняемых из воронки, расположенной над ними. При каждом опрокидывании качели замыкается геркон. Подключение к МК такое же как и у анемометра.
На четвертой фотографии картинка.
Естественно, как только температура упала ниже нуля, намертво замерз датчик дождя. Снег детектировать он все равно не умеет. В процессе разработки видел, что умельцы в этот датчик встраивают мощные резисторы для подогрева, но мне такой подход не понравился. В будущем решил разработать простой детектор осадков, выглядит он примерно так:
Сейчас вот делаю этот датчик, он позволит и снег и дождь измерять.
Станция была установлена на крыше жилого дома.
На фотографии рядом со станцией судя по всему выход вентиляции канализационного стояка?
Кроме теплого воздуха, поднимающего в результате тепловых потерь здания, крыша покрыта рубероидом, что в солнечную погоду в результате разогрева сильно искажает показания датчика температуры.
Здание имеет по Г-образную форму? Ветер, огибающий здание может сильно поменять свое направление при движении по крыше.
Где в городе можно поставить станцию, чтобы исключить влияние этих факторов?
Соорудить мини-башню имени Шухова (гиперболоид вращения — он из прямых элементов сделан и очень хорошо держит нагрузки).
Да, вы правы. Но другого варианта у меня не было, еще повезло что хоть на крышу у меня есть доступ. Для того чтобы само здание не влияло на ветер, советуют ставить станцию по центру крыши.
Станция плохо закреплена.
Грозозащиты не увидел:(
Присоединяюсь к комменту выше необходимость непрозрачной коробки, защищенный от ИК и УФ излучения.
Еще в веб-интерфейсе нет экспорта данных в формате csv.
Грозозащиты не увидел:(
Присоединяюсь к комменту выше необходимость непрозрачной коробки, защищенный от ИК и УФ излучения.
Еще в веб-интерфейсе нет экспорта данных в формате csv.
Сейчас уже лучше, доложил еще кирпичей)
Грозозащита есть. Высоченная антенна рядом со станцией) На фото не попала. Плюс развязанный интерфейс. Если же будет прямое попадание, то уже ничего не спасет.
Прозрачная крышка выполнена из поликарбоната, и прозрачная она только для видимой части спектра. Для УФ она непрозрачна! Да и если бы она и была прозрачна для УФ, то микросхемы в корпусе находятся. Если вспомнить микросхемы с УФ стиранием, то там специальное кварцевое окно. А на ИК вообще пофиг.
Грозозащита есть. Высоченная антенна рядом со станцией) На фото не попала. Плюс развязанный интерфейс. Если же будет прямое попадание, то уже ничего не спасет.
Прозрачная крышка выполнена из поликарбоната, и прозрачная она только для видимой части спектра. Для УФ она непрозрачна! Да и если бы она и была прозрачна для УФ, то микросхемы в корпусе находятся. Если вспомнить микросхемы с УФ стиранием, то там специальное кварцевое окно. А на ИК вообще пофиг.
Датчик скорости и направления ветра изготовлены самостоятельно? На 3Д принтере?
Нет. Эти датчики покупные. Брал тут www.sparkfun.com/products/8942
https://www.youtube.com/watch?v=F2x7MEJnVjk
Скорость ветра можно также измерять при помощи трубки Пито. Никаких подвижных деталей.
Кирпичи!!!
Всё так аккуратно и проработано, а тут такое фото.
Понятно, что «не продакшн», но всю презентацию портит.
Всё так аккуратно и проработано, а тут такое фото.
Понятно, что «не продакшн», но всю презентацию портит.
Сейчас в устройстве установлен не идентифицированный крошечный счетчик Гейгера, который можно увидеть на плате в левом нижнем углу
Похоже на СБМ-10 или СБМ-21. Немного отличаются размерами и временем счета. Но оба значительно «тормознутее» упомянутого СБМ-20.
Да, у меня СБМ-10. И как написал MaksVasilev, ничего хорошего я не измеряю
Немного неудачно выбран счётчик гейгера. Если брать изначально заявленный СБМ-20, то его чувствительность по γ к 137Cs всего 60÷75 имп/мкР по паспорту, причём минимальный заявленный в этикетке уровень измеряемой мощности дозы начинается от 0,144 мкЗв/ч. Это при том, что средний уровень фона выраженный в мощности дозы по России примерно 0,08÷0,09 мкЗв/ч, по информации вроде бы Росатома. Т.е. этот датчик не плохо меряет небольшие уровни радиации (γ и немного жёсткой β), но при уровнях ощутимо превышающих фоновые значения. При фоновых значениях он крайне не эффективен.
Я так и не разглядел, что вы поставили вместо СБМ-20, но если это действиетльно маленький датчик, что это скорее всего что-то типа СБМ-10 или СБМ-21, у которых чувствительность всего 6÷9 имп/мкР (по γ к 137Cs), а начало диапазона измерения находится где-то в пределах около 1 мкЗв/ч, т.е. примерно в 10 раз выше нормального фона. Измерить фоновый уровень конечно можно таким датчиком, произведя замер в теченни очень длительного времени, но у этих датчиков собственный фон 0,2 имп/сек для СБМ-21 и 1 имп/сек для СБМ-20. Следовательно грамотно вычислить редкие фоновые импульсы радиационного фона на уровне большого количества собственных импульсов, задача весьма сложная.
Самый простой способ — взять более современный датчик, например тот же Бета-2М-1, у которого чувствительность по γ к 60Со заявлена в районе 160÷240 имп/мкР, а начальный диапазон измерения в районе 0,03÷0,05 мкЗв/ч. По крайней мере в этом случае показания измерения фона будут больше походить на именно реальные значения, а не на генератор случайных чисел со значением близком к фоновому. Круглый датчик Бета-* ещё и в корпусе разместить проще, чем штырь СБМ-20.
Я так и не разглядел, что вы поставили вместо СБМ-20, но если это действиетльно маленький датчик, что это скорее всего что-то типа СБМ-10 или СБМ-21, у которых чувствительность всего 6÷9 имп/мкР (по γ к 137Cs), а начало диапазона измерения находится где-то в пределах около 1 мкЗв/ч, т.е. примерно в 10 раз выше нормального фона. Измерить фоновый уровень конечно можно таким датчиком, произведя замер в теченни очень длительного времени, но у этих датчиков собственный фон 0,2 имп/сек для СБМ-21 и 1 имп/сек для СБМ-20. Следовательно грамотно вычислить редкие фоновые импульсы радиационного фона на уровне большого количества собственных импульсов, задача весьма сложная.
Самый простой способ — взять более современный датчик, например тот же Бета-2М-1, у которого чувствительность по γ к 60Со заявлена в районе 160÷240 имп/мкР, а начальный диапазон измерения в районе 0,03÷0,05 мкЗв/ч. По крайней мере в этом случае показания измерения фона будут больше походить на именно реальные значения, а не на генератор случайных чисел со значением близком к фоновому. Круглый датчик Бета-* ещё и в корпусе разместить проще, чем штырь СБМ-20.
О, спасибо большое за информацию. Да, судя по картинкам у меня именно СБМ-10. У меня была идея купить что-то посовременнее, но потом я нашел эти СБМ-20 и забил. А про собственный фон как то и не подумал. Пожалуй заменю на Бета-2М-1.
Бета-2М-1 — не единственный датчик, просто вспомнился, как возможно более наиболее часто попадающийся в самоделках и серийных моделях. Буква «М» в исполнении — это датчи с металлическим корпусом, т.е. только γ-излучения. Без буквы «М» из этой серии — это датчики со слюдяным окном на α, β и γ, т.е. для мониторинга именно фона — излишнее.
Если я ничего не напутал в калькуляторе, то для Бета-2* коэфициент пересчёта cpm в мкЗв/ч находится в диапазоне от 0,00329
до 0,00219, в зависимости от конкретного экземпляра. У экземпляра, который довелось подержать в руках коэфициент пересчёта был измерян 0,002631. Т.е. 53 cpm * 0,002631 = 0,14 мкЗв/ч
Если я ничего не напутал в калькуляторе, то для Бета-2* коэфициент пересчёта cpm в мкЗв/ч находится в диапазоне от 0,00329
до 0,00219, в зависимости от конкретного экземпляра. У экземпляра, который довелось подержать в руках коэфициент пересчёта был измерян 0,002631. Т.е. 53 cpm * 0,002631 = 0,14 мкЗв/ч
СБМ-10: Чувствительность по γ к 137Cs: 9,6 ÷ 10,8 имп/мкР. Проверка СБМ-10 производится при 10 мкР/с, т.е. при 360 мкЗв/ч. Это скорее детектор армагеддона, а не измеритель фона :)
Опять же, если верить калькулятору, то коэффициент пересчёта для СБМ-10 примерно 0,05262. У вас на странице станции показывает сейчас 909 cpm, т.е. примерно 47,83 мкЗв/ч (4783 мкР/ч), при норме 0,23 мкЗв/ч. Я начинаю беспокоиться о здоровье авторов метеостанции :)
Опять же, если верить калькулятору, то коэффициент пересчёта для СБМ-10 примерно 0,05262. У вас на странице станции показывает сейчас 909 cpm, т.е. примерно 47,83 мкЗв/ч (4783 мкР/ч), при норме 0,23 мкЗв/ч. Я начинаю беспокоиться о здоровье авторов метеостанции :)
А где они продаются? А то в поиске вылезают исключительно готовые дозиметры. А где только датчики — там им надо челобитную писать, чтобы цену узнать.
Ну челобитную писать — это вы наверное про сайт консенсус-групп имеете ввиду? Думаю можно и написать, цена скорее всего зависит от партии и сроков. Попробую с ними по общаться, если получится, цены озвучу.
Ну а так, гугль выдаёт в поиске один магазин дозиметров, который торгует СБМ-20-1 по 2500 руб и Бета-1-1 по 3900. Бета-1-1 по меньше вдвое по площади слюдяного окна, чем Бета-2-1, но всё равно гораздо лучше чем СБМ-20.
Ну а так, гугль выдаёт в поиске один магазин дозиметров, который торгует СБМ-20-1 по 2500 руб и Бета-1-1 по 3900. Бета-1-1 по меньше вдвое по площади слюдяного окна, чем Бета-2-1, но всё равно гораздо лучше чем СБМ-20.
Спасибо! В общем, я так понял, что не так просто купить что-то отличное от СБМ. А мне казалось, что это должно быть более распространено. Или там какие-то запреты действуют?
> это вы наверное про сайт консенсус-групп имеете ввиду? Думаю можно и написать
Ага, он самый. Лично я, можно сказать, из праздного интереса спрашивал, но ежели напишете, будет интересно. И, видимо, не только мне. Что-то мне подсказывает, что они цену максимально большую попытаются заломить в расчёте, что с ними будут торговаться, иначе не вижу смысла им не указывать цену на сайте. А быть может, и вовсе в розницу откажутся продавать.
СБМы на агрегаторе от одной до пяти тысяч стоят, причём в слабой зависимости от возраста: www.einfo.ru/store/СБМ-20. Они вообще имеют свойство протухать со временем?
> это вы наверное про сайт консенсус-групп имеете ввиду? Думаю можно и написать
Ага, он самый. Лично я, можно сказать, из праздного интереса спрашивал, но ежели напишете, будет интересно. И, видимо, не только мне. Что-то мне подсказывает, что они цену максимально большую попытаются заломить в расчёте, что с ними будут торговаться, иначе не вижу смысла им не указывать цену на сайте. А быть может, и вовсе в розницу откажутся продавать.
СБМы на агрегаторе от одной до пяти тысяч стоят, причём в слабой зависимости от возраста: www.einfo.ru/store/СБМ-20. Они вообще имеют свойство протухать со временем?
Никаких запретов нет, могут быть только ограничения связанные с желанием производителя продавать сразу большими партиями, например от 100 шт и только юрлицам.
Да, у газоразрядных датчиков есть срок годности, который можно поделить на две части:
1) срок хранения — это срок в течении которого производитель обычно гарантирует, что газовый состав внутри счётчика не измениться больше, чем на величину, изменяющую характеристики счётчика более заданной погрешности. Т.е. грубо говоря, балон счётчика вполне может «протекать» из-за дефектов сборки и обычно производииель даёт гарантию в пределах 5-10 лет, что содержимое не вылетит из балона.
2) количество частиц, которые за всю жизнь может сосчитать датчик, для СБМ-20 это 2х1010, т.е. если его не держать всю его жизнь внутри реактора АЭС, то должно хватить на любые задачи.
Да, у газоразрядных датчиков есть срок годности, который можно поделить на две части:
1) срок хранения — это срок в течении которого производитель обычно гарантирует, что газовый состав внутри счётчика не измениться больше, чем на величину, изменяющую характеристики счётчика более заданной погрешности. Т.е. грубо говоря, балон счётчика вполне может «протекать» из-за дефектов сборки и обычно производииель даёт гарантию в пределах 5-10 лет, что содержимое не вылетит из балона.
2) количество частиц, которые за всю жизнь может сосчитать датчик, для СБМ-20 это 2х1010, т.е. если его не держать всю его жизнь внутри реактора АЭС, то должно хватить на любые задачи.
Собственный фон до 1 импульса в секунду, это не значит, что он на практике будет давать тебе столько импульсов, это значит только то, что производитель датчик с таким фоновым счетом считает исправным. На практике собственный фон от датчика во много раз меньше. И если не гнаться за скоростью измерения то они вполне пригодны для измерения околофоновых значений, а для погодной станции большая скорость реакции не особо важна, это же не поисковый прибор, а просто средство мониторинга. При помощи правильной обработки результата СБМ-20 даже пригоден для выявления радиоактивности в богатых калием продуктах.
Естественно, что реальный фон датчика может оказаться ниже и да, СБМ-20 вполне можно мерять и фоновые значения, ниже заявленого порога начала измерений. Вопрос только в том, что мы хотим увидеть в качестве результата. Если мерять радиактивность в течении нескольких часов, а потом поделить на количество часов, то можно получить значение очень близкое к среднечасовой реальной мощности дозы за это время. Если измерять в более короткие промежутки, например что бы детектировать небольшие изменения радиактивного фона из-за каких-то внешних возмущений, будь то космическая активность или техногенная, то вам надо оперировать меньшими промежутками времени, тогда, например, в 1 минутных интервалах измерений вы будете скорее всего получать от СБМ-20 значения соседних измерений со значениями ± 50-100% друг относительно друга. Да это сгладится, если посчитать среднее за сутки, но это не даст вам никакой информации о том, действительно ли что-то изменилось за последние пару минут, или это просто частицы так распределились, что в соседние кванты времени попали так не равномерно.
Я считаю, что для метеостанции всё таки актуально измерять гарантированно радиационный фон относительно короткими квантами времени, 1-2 минуты максимум, что накладывает ограничения на чувствительность датчиков, в которые явно не вписывается СБМ-20 и уж категорически никак не помещяется СБМ-10.
Я считаю, что для метеостанции всё таки актуально измерять гарантированно радиационный фон относительно короткими квантами времени, 1-2 минуты максимум, что накладывает ограничения на чувствительность датчиков, в которые явно не вписывается СБМ-20 и уж категорически никак не помещяется СБМ-10.
Не совсем корректно говорить "± 50-100% друг относительно друга" не указывая доверительной вероятности. Потому, что без указания доверительной вероятности этот диапазон может быть неограниченно большим. Например для мощности дозы в 10мкР/ч и чувствительности счетчика 60 импульсов на мкР, и временем измерения одна минута, то с вероятностью 68% измеренное значение будет отличаться от истинного не более чем на 31%, в оставшихся 27% не более чем на 63%, в оставшихся еще 4% не более чем 95% (судя цифрам вы видимо для этого диапазона считал вероятности) но в еще оставшихся долях процентов измерения могут еще больше отличаться. Увеличение времени до 2 минут (а вы допускаете такой интервал времени) уменьшает доверительный интервал до 67% с вероятностью 99,7%.
Далее если говорить про скорость и точность, то опять же надо сначала сформировать задачу зачем мы все таки это делаем. Если нам нужно вычислять, а не присыпало ли нас цезием от ближайшего завода (как например это было в Электростили) то мы можем себе позволить и часовые замеры и нам хватит точности минутного замера. Если мы хотим фиксировать мимо пробегающего маджахеда с вазочкой из уранового стекла, то тут уже и Бета-2М-1 окажется бесполезен и нужно будет ставить несколько литров пластика.
Далее если говорить про скорость и точность, то опять же надо сначала сформировать задачу зачем мы все таки это делаем. Если нам нужно вычислять, а не присыпало ли нас цезием от ближайшего завода (как например это было в Электростили) то мы можем себе позволить и часовые замеры и нам хватит точности минутного замера. Если мы хотим фиксировать мимо пробегающего маджахеда с вазочкой из уранового стекла, то тут уже и Бета-2М-1 окажется бесполезен и нужно будет ставить несколько литров пластика.
А что касается калия, то справочник нам говорит, что 40К даёт при распаде энергии: Eβ = 1,314 МэВ (90%) и Еγ = 1,46 МэВ (10%).
СБМ-20 просто не может не почувствовать γ-излучение от 40К, правда ждать придётся долго, как минимум около 1 часа или больше. Впрочем даже β-составляющая у 40К весьма жёсткая, так что не вижу никаких проблем в плане детектирования наличия калия в продутах. Другой вопрос, сколько часов(дней) у вас уйдёт, что бы сделать хотя бы несколько замеров для усреднения значений, например того же чая, богатого калием-40, но дающего всего 1-2 распада на см2/мин.
СБМ-20 просто не может не почувствовать γ-излучение от 40К, правда ждать придётся долго, как минимум около 1 часа или больше. Впрочем даже β-составляющая у 40К весьма жёсткая, так что не вижу никаких проблем в плане детектирования наличия калия в продутах. Другой вопрос, сколько часов(дней) у вас уйдёт, что бы сделать хотя бы несколько замеров для усреднения значений, например того же чая, богатого калием-40, но дающего всего 1-2 распада на см2/мин.
Расскажите пожалуйста чуть подробнее про питание для счетчика Гейгера
Выглядит превосходно.
Если к ADC пину микроконтроллера метеостанции Ласточка подключить фоторезистор (который там и так есть),
и целый день непрерывно записывать на SD карту показания солнечной освещенности вкупе с временными отметками из часов реального времени RTC, то затем можно вычислить широту (длительность светового дня) и долготу (фаза светового дня).
Таким образом метеостанции Ласточка превратиться в навигационный приемник, который раз в 24 часа выдает навигационную координату!
И глушилки GPS ничего тут не сделают.
Таким образом чисто за счет дополнительного кода прошивки можно повысить ценность вашего прибора.
В принципе, этой инфы должно полностью хватить, чтобы вычислить положение фоторезистора на Земном шаре.
Вот обзор технологии навигации по датчику освещенности
https://habr.com/ru/articles/687640/
Sign up to leave a comment.
Метеостанция Ласточка