СОДЕРЖАНИЕ = СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО = АВТОМАТИКА В БЫТУ = ИЗМЕРЕНИЯ = ЗДОРОВЬЕ = ОПЫТ
Цифровой флюгер.
Этот прибор может быть полезен тем, кому нужно знать точное направление ветра или наведение по азимуту. Точность прибора зависит от точности изготовления и составляет приблизительно 5 градусов. Его можно успешно использовать для определения относительного направления ветра на парусной яхте для управления парусами. Для дистанционного управления наведением на цель радиолюбительских антенн. Да, и просто, если вам интересно знать направление ветра.
Прибор состоит из собственно флюгера с лимбом, инфракрасных датчиков с формирователями, и блока индикации. Флюгер может иметь любую известную форму от флажка, стрелы с оперением до петушка с хвостом. На оси флюгера закреплен лимб с кодовыми делениями. Информация с лимба считывается инфракрасными датчиками. Сигнал с датчиков усиливается формирователем (рис.1). Логический сигнал с формирователей поступает на блок индикации (рис.2). В блоке индикации сигнал раскодируется дешифратором и высвечивается его цифровое значение светодиодами.
Электрические схемы формирователей и дешифратора стандартны и в пояснении не нуждаются. Необходимо лишь заметить, что на выходе операционного усилителя будет инверсный сигнал. То есть, при освещении фотодиода на выходе усилителя будет нулевой потенциал.
Чертежи печатных плат блока индикации показаны на рис.3, рис.4, а блока формирователей на рис. 6. Печатная плата формирователей сделана из одностороннего стеклотекстолита, поэтому на ней имеется три перемычки. Две перемычки от 11 выводов микросхем (по плюсу), и одна перемычка по минусу питания. На рис.6 они указаны пунктиром. На плате формирователей установлены светодиоды. Если предполагается кратковременное включение флюгера, то гасящие резисторы светодиодов R8 √ R14 можно поставить мощностью 0,25 Вт., в противном случае лучше подойдут резисторы мощностью 0,5 Вт.
Разметка лимба (рис.5) сделана в коде 1-2-4-8 под дешифраторы. Младший разряд (крайний) размечен через 5 градусов. Так как светодиод младшего разряда высвечивает две цифры 0 и 5, то соответствующие входа дешифратора DD1 соединены между собой. Второе кольцо и последующие размечены через 10 градусов. Лимб имеет диаметр 115 мм и изготовлен из одностороннего стеклотекстолита. Разметка разрядных колец сделана через 5 мм. В центре лимб имеет отверстие для закрепления на оси флюгера.
Схематически расположение лимба и платы формирователей показано на рис. 7.
Необходимо обратить внимание на точности изготовления лимба, соосности отверстий под оптопары и закрепление лимба на оси без осевых и радиальных биений.
Необходимо признать, что данный вариант флюгера является простейшим и подвержен ошибкам при переходе между полями кода. (Лучшие результаты даст использование кода Грея, но это усложнит дешифратор.) Однако эти ошибки появляются в пределах одного градуса. Их можно уменьшить применением лимба большего диаметра, оптопары √ меньшего диаметра. Так, если использовать данное устройство при наведении антенны, то лимб можно сделать большего диаметра и разрезным для удобства крепления на трубе хомутом. Лимб можно сделать из плексигласа с наклейкой на него (фотографической черной) бумаги.
Установку флюгера по направлению на север можно сделать приблизительно по Полярной звезде или по компасу. Ив том и в другом случае погрешность для европейской части страны не превысит 5 градусов. Более точную установку можно выполнить по астрономическому календарю на текущий год. При установке надо помнить, что стрелка флюгера показывает направление, ОТКУДА ветер дует. Т.е. при наведении стрелки на север на индикаторе должны высвечиваться нули. Если вы закрепили корпус флюгера как вам удобно, то установку на ноль можно производить с помощью изменения положения лимба на оси. После установки флюгера лимб закрепляется.
Соединение флюгера с блоком индикации производится 10 жильным кабелем с герметичным разъемом на одном конце.
Устройство потребляет ток 0,6 А при напряжении питания 9 В. Если использовать при изготовлении лимба оргстекло, то потребляемый ток можно существенно уменьшить. Для этого надо увеличить значения гасящих резисторов светодиодов.
Литература: Елисеев С.В. Геодезические инструменты и приборы. М. Недра. 1973 г.
Все рисунки (GIF) можно скачать ЗДЕСЬ zip 158 кБ.
СОДЕРЖАНИЕ = СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО = АВТОМАТИКА В БЫТУ = ИЗМЕРЕНИЯ = ЗДОРОВЬЕ = ОПЫТ