Ремонт барометра своими руками

Добавил пользователь Дмитрий К.
Обновлено: 30.08.2024

Барометр — это прибор, предназначенный для измерения атмосферного давления. Особенно полезны барометры метеочувствительным людям и рыбакам. Барометры бывают жидкостные, механические и электронные. О последнем сегодня и пойдёт речь. С помощью чувствительного датчика давления, схемы затем через светодиоды электронный барометр способен отображать изменение атмосферного давления в сторону его понижения или повышения.

Регулировка

В схеме предусмотрена регулировка:

• установки средней точки отсчета давления.

Особенности барометра

В устройстве применен откалиброванный в заводских условиях термокомпенсированный датчик давления.
Так как система, связанная с функцией плавательного пузыря, очень чувствительна к перепадам давления, то любое изменение оказывает воздействие на поведение рыб и, следовательно, на результаты рыбалки. Такие колебания давления (как правило, очень плавные) сложно определить без барометра или индикатора давления.

С точки зрения рыболова, медленное повышение температуры и давления являются благоприятными факторами, в то время как быстрое возрастание или стабильно высокое давление, напротив, не предвещает успешной рыбалки. Оптимальным для рыбалки считается среднее давление.

В данном устройстве заимствованы пьезорезистивные свойства миниатюрной кремниевой пластины, работающей по принципу тензометра, способного фиксировать малейшие колебания поверхности. Здесь используется датчик с термокомпенсацией (компании Motorola), отличающийся высокой точностью и прокалиброванный в заводских условиях. Чувствительность тензодатчика составляет 0,2 мВ/кПа.

Краткая метрологическая справка: несмотря на то что за единицу давления в международной системе СИ принят паскаль (1 Па — 1 Н/м2), довольно часто используют бар, который равен 100 ООО Па. Атмосферное давление на шкалах домашних стрелочных барометров чаще всего указывается в миллибарах. Таким образом, нормальное атмосферное давление составляет:
100 000 Па = 100 кПа — 1 бар = 1 000 мбар = 1 000 гПа.

При этом давлении напряжение на выходе тензодатчика (МРХ 2200 АР) равно 100 X 0,2 мВ = 20 мВ. На основе этого датчика можно изготовить барометр, если оснастить его, к примеру, точным цифровым вольтметром. Однако для нашего случая в этом нет никакой необходимости, поскольку нас интересует, как изменяется давление: в сторону повышения или понижения. Индикатор изменения давления можно реализовать на основе шкалы, состоящей из нескольких светодиодов.

Принципиальная схема барометра-индикатора

Принципиальная схема устройства представлена на рисунке ниже.

Напряжение питания на датчик давления подается непосредственно от батареи 9 В (выводы 1 и 3). В целях продления службы батареи напряжение питания на схему подается только на время считывания с помощью кнопки, включенной в разрыв цепи питания. Сигнал с датчика давления поступает на дифференциальный усилитель, построенный на двух операционных усилителях DA2.1 и DA2.2 в корпусе (LM 324). Он усиливает амплитуду сигнала тензодатчика в 50 раз.

С помощью переменного резистора R4, включенного между двумя резисторами с одинаковыми номинальными значениями сопротивления R1 и R2, можно произвести точную регулировку. С учетом коэффициента усиления, при атмосферном давлении 1 ООО Па (100 кПа), получаем на выходе дифференциального усилителя:
0,2 х 100 х 50 = 1000 мВ = 1 В.

Имея в распоряжении точный (например, цифровой) вольтметр с пределом измерения 2 В, можно пересчитывать измеренное напряжение в абсолютное значение атмосферного давления.

Это напряжение снимается между выводами 7 и 14 дифференциального усилителя. Для визуального контроля, как и в описанном выше устройстве, применена интегральная схема дискриминатора LM 3914, содержащая десять компараторов, у каждого из которых один вход подключен к общему выводу (5), а вторые входы — к промежуточным точкам резистивного делителя. Потенциал на выводе 4 определяет нижний предел измерения давления, а верхний предел устанавливается путем изменения потенциала на объединенных выводах 6 и 7 с помощью переменного резистора R5. Так, чтобы верхний предел индикации атмосферного давления составлял 1060 мбар, следует задать на движке резистора R5 напряжение около 1,1 В относительно вывода 8.

Список деталей

Работа с индикатором

Порядок индикации изменений атмосферного давления следующий: медленно вращая движок переменного резистора R6, установите на входе 5 дискриминатора такой потенциал, при котором включаются средние светодиоды HL5 и HL6. Если через определенное время давление начнет расти, то светодиоды от HL7 до HL10 зажгутся поочередно, в зависимости от амплитуды этого изменения. И наоборот, понижение давления — признак приближающегося дождя — сопровождается уменьшением напряжения на выводе 5 микросхемы. В этом случае поочередно начнут загораться светодиоды с HL4 по HL1.

Монтаж

Монтаж устройства производится в соответствии с монтажной схемой (см. рис. выше).

Рекомендуем подобрать индикаторные светодиоды таким образом, чтобы их цвета несли функциональную нагрузку. Так, применив светодиоды HL5 и HL6 желтого цвета, можно четко обозначить исходную точку. Светодиоды, размещенные с одной стороны от средней точки, могут быть, например, красными, а с другой стороны — зелеными.

На практике нет необходимости в очень точной калибровке. Достаточно обеспечить максимальную чувствительность, чтобы схема могла регистрировать малейшие изменения атмосферного давления.

А уж в зависимости от этого вы будете решать, есть ли смысл отправляться на рыбалку.

Барометр - это незаменимый помощник рыбака. Его основное назначение, показывать текущее атмосферное давление. Но с помощью этого прибора можно и предсказать изменение погоды на ближайшее время. Не только для профессионала, но и для любителя он может стать отличным помощником при подготовке к рыбалке. А как им пользоваться и как правильно его настроить я вам расскажу из своего личного опыта.

Знаком с этим прибором я уже очень давно, висел раньше у меня дома наш родной Ульяновский (хороший кстати раньше делали прибор), был барометр у меня и на работе. Даже будучи юным парашютистом. я невольно столкнулся с этим прибором, а вернее механизмом. Но ближе к делу.

Покупая барометр не каждый знает, что он нуждается в настройке. Даже старый, верный и настроенный прибор при перемещении на приличное расстояние (например, в рыбацкий домик за 150-300 км) требует повторной настройки. С обратной стороны любого барометра если приглядеться, можно увидеть винт регулировки, он располагается по центру прибора. Выглядит как винтик для плоской отвертки с знаком + и -. Чтобы настроить прибор нужны точные, эталонные данные. Это может быть радио, телевидение или интернет в котором говорят во время прогноза погоды текущее давление в вашей местности. Вот под него и подстраиваем, берем отвертку и вращаем винт. ВАЖНО! Нельзя сильно крутить, можно сломать барометр. Прибор это нежный - и регулировка производится без лишних усилий.

А вот так выглядит винт регулировки:

Как правило на циферблате у барометра две стрелки. Одна стрелка механизма, и она показывает текущее атмосферное давление, а вторая может свободно вращаться за винт, расположенный на лицевой панели, это стрелка закладка. Вот как это выглядит. Черная стрелка основная, золотая стрелка - закладка, памятка

Как раз эта золотая стрелка и нужна для прогнозирования погоды. Кстати для рыбалки считается самое лучшее давление 740- 747 мм рт. ст. Разве что для налима оно будет другим, налим, наверное, единственная рыба которая любит сильную непогоду.

Методика элементарного прогнозирования погоды заключается в следующем: Подвижную стрелку выставляем строго по положению основной стрелки показания прибора. Через некоторое время 1-3 часа, пол дня, 1 день возвращаемся к прибору и смотрим куда отклонилась стрелка. Благодаря нашей стрелке закладке мы видим осталось ли давление на месте, давление упало или оно выросло. Как правило, если давление стабильно растет - это значит летом будет солнечно, сухо и жарко, ветер штиль (слабый или отсутствует). Зимой рост давления к безветренной и морозной погоде. А если давление стабильно падает - это значит летом будет пасмурная или дождливая погода, ветер сильный, а при резком падении даже штормовой. Зимой падение давления к метели, снегопаду противной и пасмурной погоде.

Кстати на многих барометрах даже есть надписи, которые соответствуют той или иной погоде при определенном давлении. Но не торопитесь слепо верить надписям, и не забывайте немного мозги включать :) При определенном навыке со временем барометр становится хорошим другом не только рыбака, но всякого "метеозависимого" человека.

Шаг 1

Проверьте руководство или диаграмму, прилагаемую к вашему барометру, чтобы подтвердить расположение регулировочного винта. Если он не поставляется с руководством или схемой, проверьте заднюю крышку на наличие крышки в центре или найдите открытое отверстие в задней части монтажной платы барометра, на котором нет винта, не прикрепленного к плате.

Шаг 2

Шаг 3

Совместите отвертку из вашего набора с типом головки винта.

Шаг 4

Медленно поверните винт, проверяя движение иглы индикации на лицевой панели барометра.

Шаг 5

С ее помощью было интересно предсказывать погоду, наблюдать на последующий день за точностью сделанных показаний.

Конечно, сравнивать эту конструкцию с метрологическими приборами не стоит, но в качестве грубого прогноза она вполне работоспособна.

К тому же подобная система позволяет развивать у детей навыки наблюдения и анализа природных явлений.

Поэтому описываю ее в статье как советы домашнему мастеру по изготовлению простого барометра из электрической лампочки и способам расшифровки полученной информации. Текстовый материал дополняется поясняющими картинками, фотографиями и видеороликом.

Как работает самодельный барометр

Для предсказания погоды используется закрытое стеклом лампочки пространство с небольшим отверстием вверху. В эту емкость залита чистая вода. На нее воздействуют:

атмосферное давление через прорезь в стекле;
влажность воздуха;
температура окружающей среды.

Под комплексным действием этих факторов происходит испарение поверхностного слоя с конденсацией паров внутри стеклянного баллона лампочки без выхода через отверстие. По характеру образовавшегося конденсата, его форме и плотности, судят о предстоящей погоде, предсказывают состояние атмосферы на ближайшие 12?24 часа или чуть дольше.

Необходимые инструменты

В обязательном порядке потребуется:

перегоревшая или целая лампа накаливания;
защитные перчатки;
надфиль или электрическая дрель с алмазным сверлом;
один кристаллик марганцовки либо обломок от грифеля из химического карандаша — не всегда.

Для изготовления крепления барометра потребуется электрический паяльник или клей с подставкой.

Технология изготовления

На руки надевают защитные перчатки. Они будут предохранять кожу от порезов и попадания мелких осколков стекла. Лампочка хрупкая, под случайным излишнем усилии она может развалиться на мелкие осколки. Работать с ней следует очень аккуратно.

В верхней части колбы около цоколя необходимо сделать сквозное отверстие с поперечным сечением от одного до нескольких мм кв, не больше. Оно будет сообщать внутреннюю полость баллона с атмосферным воздухом.

Способы создания отверстия

Работа надфилем

Боковой гранью режущей кромки осторожно прорезают отверстие в стекле колбы.

Величину усилия необходимо контролировать: очень легко проточить большую щель или повредить хрупкое стекло. Работу выполняйте над емкостью, в которую будут падать стеклянные опилки. Это обезопасит уборку рабочего места.

Сверление отверстия в стекле

Этот метод позволяет сделать строго калиброванное отверстие круглой формы. Однако он требует практических навыков обработки стекол сверлами мелких диаметров. Работать можно дрелью или шуруповертом.

Обычное сверло для обработки металла должно быть хорошо заточено, а место сверления отмечено и очищено. Лампочку необходимо надежно зафиксировать, а дрель использовать на средних оборотах и постепенно снижать их величину. Отклонение сверла от вертикали, как и нажим, не допускается. Даже при выполнении этих требований высока вероятность повреждения колбы.

Поэтому для сверления отверстия подбирают специальные сверла с алмазным напылением наконечника. Работают ими очень осторожно.

Наполнение колбы водой

Внутрь лампочки через прорезанное отверстие необходимо налить чистой отстоявшейся или лучше кипяченной воды чуть меньше трети ее внутреннего объема.

Самодельный барометр из лампочки в принципе готов к эксплуатации. Но для удобства использования его можно:

подкрасить воду прибора, например, раствором марганцовки. Конденсат станет лучше виден;
снабдить устройством подвешивания или подставкой.

О креплении самодельного барометра

Крепежный узел прибора изготавливают для эксплуатации в одном из двух вариантах:

подвешивании на ручку или крючок;
стационарной установке на подоконнике.

Петля для подвешивания

Используют отрезок медной проволоки, сгибают его петлей, а свободные концы впаивают внутрь контакта цоколя.

Остается подвесить самодельный барометр на подготовленный крючок или ручку.

Подставка

Можно использовать подходящий по диаметру колпачок от бутылочки с косметикой или моющих средств.

В него вклеивают лампочку либо ее крепят другим доступным способом, например, на пластилин или замазку. Такую самодельную конструкцию прибора удобно ставить на подоконник в любом свободном месте.

Главное условие безопасности — ограничить доступ к прибору малолетних детей и домашних животных, которые могут легко опрокинуть или разбить стеклянную колбу.

Как расшифровать информацию и пользоваться прибором

Наблюдение за конденсатом

Анализировать состояние влажности в колбе, предсказывать по ней погоду поможет следующая таблица.

Состояние конденсата	Прогноз погоды
Образование мелких капель конденсата на внутренних стенках колбы.	Предстоит облачный день. Осадки не предвидятся.
Средней величины капли конденсата держатся на стенках. Между ними хорошо видны сухие полосы, расположенные по вертикали.	Предсказывается переменная облачность.
На стенках колбы держатся капли конденсата большой величины.	Ожидается кратковременная дождливая погода.
Крупные капли конденсата стекают со стенок.	Предстоит дождь с грозой.
Верхняя половина колбы барометра сухая, а снизу около воды собрались крупные капли конденсата.	Дождевой фронт пройдет на удалении, не затронув нашу территорию.
Стенки лампочки сухие, а на улице идет дождь.	Назавтра ждем смену погоды с хорошим солнечным небом.
Влажные капли конденсата сконцентрировались на северной стенке барометра.	После обеда ожидаются осадки.

Эту таблицу можно распечатать на принтере и разместить поблизости от самодельного прибора. Помнить все эти сведения не обязательно. Дети же, когда будут вовлечены в игру по метеорологии, очень быстро станут держать всю информацию в уме.

Особенности эксплуатации

Пользоваться самодельным барометром придется только в отапливаемом помещении. При отрицательной температуре вода и конденсат просто замерзнут. Располагают его на окне либо подоконнике. Желательно, чтобы оно было установлено с северной стороны здания. Считается, что так обеспечиваются более точные показания.

Объяснить это можно только тем, что такое окно меньше подвергается нагреву солнечными лучами, работает в более холодной части дома, точнее моделирует состояние погоды на улице.

О точности показаний

Наш организм, как и все живое, реагирует на изменения погоды. Особенное влияние на него оказывают давление и влажность воздуха. Поскольку они сменяются не мгновенно, а постепенно, то возникает возможность ее прогнозирования.

Для их отслеживания метеорологи используют:

Мы же значительно искажаем все эти процессы.

Это довольно упрощенное представление о прогнозе метеорологических событий, но даже этот уровень наш самодельный прибор не сможет полностью охватить:

атмосферное давление в колбе немного изменяется при прохождении через строительные конструкции и отверстия;
на показаниях сказываются условия влажной среды комнаты, которые созданы системой вентиляции, слоями паропроницаемости, гидроизоляции и пароизоляции.

К тому же в последнее время в быту стали массово использоваться мойки воздуха. А они тоже регулируют влажность в помещениях, влияют на работу самодельного барометра.

Однако даже с учетом этих условий в летнее время можно уверенно предсказывать поведение погоды с точностью до 70%. Зимой, благодаря действию отопления, этот показатель снижается, но не критично.

Во всяком случае, его всегда можно сравнить с профессиональными расчетами метеорологических программ, выложенных в интернете, использовать для привития детям наблюдательности, развития склонности к анализу сложных природных явлений.

Этим не стоит пренебрегать, ведь изготовление самодельного барометра не составляет труда, занимает порядка десятка минут. Дети оценят вашу работу, получив обучающую игрушку-базу в виде развивающей внимание домашней метеостанции.

Если у вас остались вопросы, то можете задать их в комментариях. Сейчас вам удобно поделиться этим материалом с друзьями в соц сетях.

Читайте также: