Kişisel Yıldırım Dedektörü: 5 Adım (Resimli)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:19

Bu projede, sizi yakındaki yıldırım çarpmalarına karşı uyaran küçük bir cihaz oluşturacağız. Bu projedeki tüm malzemelerin toplam maliyeti, ticari bir yıldırım dedektörü satın almaktan daha ucuz olacak ve bu süreçte devre yapma becerilerinizi geliştireceksiniz!

Bu projede kullanılan sensör, yıldırım düşmesini 40 km'ye kadar algılayabildiği gibi, 4 km'lik bir tolerans dahilinde bir yıldırım çarpmasının mesafesini de belirleyebilmektedir. Bu güvenilir bir sensör olsa da, dışarıdaysanız sizi yıldırım çarpmalarına karşı uyarması için asla ona güvenmemelisiniz. Kendi devre çalışmanız, ticari bir yıldırım dedektörü kadar güvenilir olmayacaktır.

Bu proje, DFRobot'tan bir taşıyıcı devre ile AS3935 yıldırım sensörü IC'ye dayanmaktadır. Yıldırımın özelliği olan elektromanyetik radyasyonu algılar ve bu bilgiyi mesafe ölçümüne dönüştürmek için özel bir algoritma kullanır.

Gereçler

Bu proje sadece birkaç parça gerektiriyor. Bilgi, bir piezo buzzer aracılığıyla kullanıcıya verilir ve devreye bir lityum iyon polimer pil ile güç verilir. Aşağıda tüm parçaların tam listesi bulunmaktadır:

• DFRobot Yıldırım Sensörü
• DFRobot Böceği
• DFRobot LiPoly Şarj Cihazı
• Piezo Buzzer (sadece bir tane gerekir - birçok farklı tip çalışır)
• 500 mAh LiPoly (herhangi bir 3.7V LiPoly çalışacaktır)
• Slide Switch (herhangi bir küçük anahtar işe yarayacaktır)

Bu öğelere ek olarak, aşağıdaki araçları/öğeleri de isteyeceksiniz:

• Havya
• Lehim
• Bağlantı teli
• Tel striptizci
• Sıcak yapıştırıcı tabancası

Ayrıca bu proje için 3D baskılı bir kasa oluşturma sürecini detaylandırıyorum. 3D yazıcınız yoksa cihazı kılıfsız çalıştırmanız yine de sorun değil.

Adım 1: Devre

Bu yapıda nispeten az sayıda parça olduğundan, devre özellikle karmaşık değildir. Tek veri hattı, yıldırım sensörü için SCL ve SDA hatları ve buzzer için bir bağlantıdır. Cihaz bir lityum iyon polimer pil ile çalışıyor, bu yüzden devreye bir lipoly şarj cihazı da entegre etmeye karar verdim.

Yukarıdaki resim tüm devreyi göstermektedir. Lipoly pil ile lipoly pil şarj cihazı arasındaki bağlantının JST erkek/dişi konektörler aracılığıyla yapıldığını ve lehimleme gerektirmediğini unutmayın. Devre hakkında daha fazla ayrıntı için bu projenin başındaki videoya bakın.

Adım 2: Devre Montajı

Bu cihaz, serbest şekillendirme olarak bilinen bir devre montaj tekniği için harika bir adaydır. Bu projedeki parçaları mükemmel bir tahta gibi bir alt tabakaya yapıştırmak yerine, her şeyi kablolarla bağlayacağız. Bu, projeyi çok daha küçük yapar ve montajı biraz daha hızlıdır, ancak genellikle estetik açıdan daha az hoş sonuçlar verir. Serbest biçimli devrelerimi sonunda 3D baskılı bir kılıfla kaplamayı seviyorum. Bu projenin başındaki video, serbest şekillendirme sürecini detaylandırıyor, ancak ben metinsel olarak da attığım tüm adımları gözden geçireceğim.

İlk adım

Yaptığım ilk şey, yeşil terminal bloklarını lipoly şarj cihazından çıkarmaktı. Bunlar gerekli değildir ve yer kaplar. Daha sonra lipoly şarj cihazının "+" ve "-" terminallerini Beetle'ın önündeki "+" ve "-" terminallerine bağladım. Bu, lipoly pilin ham voltajını doğrudan mikrodenetleyiciye besler. Beetle'ın teknik olarak 5V'a ihtiyacı var, ancak yine de lipoliden kabaca 4V ile çalışacak.

Yıldırım Sensörünün Kablolanması

Daha sonra birlikte verilen 4 pimli kabloyu kabaca iki inç tel kalacak şekilde kestim. Uçlarını soydum, kabloyu yıldırım sensörüne taktım ve aşağıdaki bağlantıları yaptım:

• Yıldırım sensöründeki "+", Beetle'daki "+" işaretine
• Yıldırım sensöründeki "-", Beetle'daki "-" işaretine
• Yıldırım sensöründeki "C", Beetle'daki "SCL" pedine
• Yıldırım sensöründeki "D", Beetle'daki "SDA" pedine

Ayrıca yıldırım sensöründeki IRQ pimini Beetle'daki RX pedine bağladım. Bu bağlantının Beetle'da bir donanım kesintisine gitmesi gerekiyordu ve RX pedi (pim 0) kalan tek kesinti özellikli pimdi.

Buzzer'ı Kablolama

Buzzer'ın kısa ucunu Beetle (toprak) üzerindeki "-" terminaline ve uzun ucunu pin 11'e bağladım. Buzzer'ın sinyal pini maksimum çok yönlülük için bir PWM pinine bağlanmalıdır ki bu pin 11'dir.

Pili Değiştirme

Gerekli olan son şey, projeyi açıp kapatmak için pile hat içi bir anahtar eklemektir. Bunu yapmak için önce iki kabloyu anahtardaki bitişik terminallere lehimledim. Anahtarın bağlantıları kırılgan olduğu için bunları sıcak tutkalla sabitledim. Daha sonra pildeki kırmızı kabloyu yarıya kadar kestim ve anahtardan çıkan kabloları her iki uca lehimledim. Telin açıkta kalan kısımlarını ısıyla daralan makaron veya sıcak tutkalla kapladığınızdan emin olun, çünkü bunlar topraklama tellerinden biriyle kolayca temas edebilir ve kısa devre yapabilir. Anahtarı ekledikten sonra pili pil şarj cihazına takabilirsiniz.

Her Şeyi İçeri Katlamak

Son adım, karmaşık kablo ve bileşen karmaşasını ortadan kaldırmak ve onu bir şekilde prezentabl görünmesini sağlamaktır. Herhangi bir kabloyu kırmadığınızdan emin olmak istediğiniz için bu hassas bir iştir. İlk önce lipoly şarj cihazını lipoly pilin üstüne sıcak yapıştırarak başladım. Bunun üzerine Beetle'ı yapıştırdım ve sonunda yıldırım sensörünü en üste yapıştırdım. Yukarıdaki resimde gösterildiği gibi, buzzer'ı kenara oturması için bıraktım. Nihai sonuç, teller boyunca uzanan bir tahta yığınıdır. Ayrıca, daha sonra bunları 3D baskılı bir kasaya entegre etmek istediğim için, anahtarın kablolarını serbestçe çalışacak şekilde bıraktım.

Adım 3: Programlama

Bu devrenin yazılımı şu anda basittir ancak ihtiyaçlarınıza göre büyük ölçüde özelleştirilebilir. Cihaz şimşek algıladığında, önce çok sayıda bip sesi vererek yakında şimşek olduğunu bildirir, ardından şimşek mesafesine karşılık gelen belirli sayıda bip sesi çıkarır. Yıldırım 10 kilometreden daha yakınsa, cihaz bir uzun bip sesi çıkarır. Sizden 10 km'den fazlaysa, cihaz mesafeyi ona böler, yuvarlar ve bu kadar çok kez bip sesi çıkarır. Örneğin, 26 km uzağa yıldırım düşerse, cihaz üç kez bip sesi çıkarır.

Tüm yazılım, yıldırım sensöründen gelen kesintiler etrafında döner. Bir olay algılandığında, yıldırım sensörü, mikrodenetleyicide bir kesintiyi tetikleyen IRQ pinini yükseğe gönderir. Sensör, gürültü seviyesinin çok yüksek olması gibi yıldırım dışı olaylar için de kesintiler gönderebilir. Parazit/gürültü çok yüksekse, cihazı tüm elektronik cihazlardan uzaklaştırmanız gerekir. Bu cihazlardan gelen elektromanyetik radyasyon, uzak bir yıldırım çarpmasından kaynaklanan nispeten zayıf elektromanyetik radyasyonu kolayca gölgede bırakabilir.

Mikrodenetleyiciyi programlamak için Arduino IDE'yi kullanabilirsiniz - kart seçiminin "Leonardo" olarak ayarlandığından emin olun. Ayrıca yıldırım sensörü için kütüphaneyi indirip kurmanız gerekecektir. Bunu burada bulabilirsiniz.

Adım 4: 3D Basılı Kılıf

Cihazım için bir kılıf modelledim. Serbest biçimli devreniz muhtemelen farklı boyutlara sahip olacak, ancak kasamı, birçok farklı tasarımın hala içine sığabileceği kadar büyük yapmaya çalıştım. Dosyaları buradan indirebilir ve ardından yazdırabilirsiniz. Kasanın üst kısmı alta oturur, bu nedenle kasa için özel bir parça gerekmez.

Ayrıca kendi cihazınızın bir modelini yapmayı ve bunun için bir kılıf oluşturmayı deneyebilirsiniz. Bu süreci bu projenin başındaki videoda detaylandırıyorum ancak izlenecek temel adımlar şu şekilde:

1. Cihazınızın boyutlarını yakalayın
2. Cihazınızı bir CAD programında modelleyin (Fusion 360'ı seviyorum - öğrenciler ücretsiz olarak alabilir)
3. Cihaz modelinden bir profili kaydırarak bir servis talebi oluşturun. 2 mm'lik bir tolerans genellikle iyi çalışır.

Adım 5: Cihazınızı Kullanma ve Daha Fazlası

Tebrikler, artık tam işlevli bir yıldırım dedektörüne sahip olmalısınız! Cihazı gerçekten kullanmadan önce, cihazın gerçekten yıldırımı algılayabildiğinden emin olmak için etrafınızda bir fırtına olana kadar beklemenizi tavsiye ederim. Benimki ilk denemede çalıştı ama bu sensörün güvenilirliğini bilmiyorum.

Cihazı şarj etmek basittir - şarj ışığı yeşile dönene kadar bir mikro USB kablosunu lipoly şarj cihazına takmanız yeterlidir. Şarj ederken cihazın açık olduğundan emin olun, aksi takdirde pile güç gitmeyecektir! Ayrıca bip seslerini daha çok sevdiğiniz bir şeye değiştirmenizi tavsiye ederim; Kulağa daha hoş gelen notalar oluşturmak için Tone.h kitaplığını kullanabilirsiniz.

Herhangi bir sorun veya sorunuz varsa yorumlarda bana bildirin. Projelerimin daha fazlasını görmek için www. AlexWulff.com web siteme bakın.