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闪电探测器

发布时间:2020-06-09 发布时间:
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通过使用合理的RF接收器,并使用专有算法处理接收的信号,比如AS3935,可以检测到电活动是否是由闪电引起的,并且它根据信号的强度可估计出距离;距离指的是从风暴开始到闪电开始形成的距离,并且距离范围是40 km到1 km之间。该算法用于通过一定的近似来区分闪电(大气放电)、点火线圈、火花塞、电刷电动机和微波炉产生的放电。

为了使大气放电传感器更容易使用,我制作了一个包含AS3935集成电源的分线板。核心器件就是这片IC,我把它的电源,通信总线与外部微控制器电路和主要控制信号一起连接出来。所有外部连接都被连接到一排2.54 mm间隙的排针上,我们可以使用一条排线进行连接。与外部的数据连接是串行的,使用I²C总线或SPI总线;

MISO(主输入从输出),用于电路板数据输出,用于向Arduino发送与检测到的闪电有关的数据;

MOSI(主输出从输入),它是Arduino的数据输出,用于向分线板传送设置消息或确认消息;

CS(片选)是Arduino的输出,使分线板能够在SPI总线上进行交互; CS很有用,因为有几个设备可以使用SPI,为了避免数据冲突,我们需要每个设备使用不同的CS。

SCL(时钟)是信号同步的时钟。

注意,如果没有另外说明,AS3935的第引脚8,即CS在内部上拉,保持在逻辑高电平,但可以通过JCS跳线强制为逻辑0。对于串行通信模式,可以使用标记为SI的第二个跳线在分线板上选择,通过引脚9选择不同的模式;

在SPI模式下,引脚9是低电平;

在I²C模式下,引脚9是高电平,可以连接在VDD上。

在我的应用程序中,我选择了第一个选项,可以看到去掉了跳线。

引脚IRQ(10),连到CN1连接器的端子3,IRQ是一个输出,它与微控制器通信,当检测到闪电并且相应的值写入其中一个内部寄存器时,AS3935将设为高电平( REG0x03 [3:0])。

检测闪电的无线电干扰的阶段,与引脚2和3有关,引脚2和3是芯片的无线电接收器输入,它需要一个反谐振电路连接到输入端,以便调谐一定的带宽并排除与之无关的低频干扰。

 

应用

我的项目基本上由三个部分组成:分解板上的闪电探测器,Arduino Uno板,其功能是分析传感器的信号,处理它并在串行LCD显示器上显示提取的信息,即检测到的放电次数,并说明哪些是由闪电“产生”的以及估计距离。

其中传感器分线板通过ISCP连接器与Arduino连接。

为了管理串行显示,我们使用软件上的模拟时序,使用SoftwareSerial.h库进行模拟。如上所述,传感器分线板通过SPI总线连接,从中接收所有设置,并传送有关雷电检测的数据;板载芯片本身足以测量到放电过程,因此提供的数据不需要Arduino进行特殊处理。

使用了ICSP连接器上的SPI总线与分线板的连接;然后电路板使用GND(接地)和Vcc(连接到+ 5V)获取电源。

组件

  • 1×Arduino UNO
  • 1×串行16*2显示器
  • 1×闪电测量模块

 

 

 

 


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