Zivatartávolság-mérő

Az ismertetendő "műszer" főleg kirándulásokon, táborozások alkalmával tesz kitűnő szolgálatot, megmutatva, hogy mikor kell búvóhelyet keresni a villámcsapás, no és az eső elől. Ha pedig ilyen nincs a közelben, gyorsan el kell érni a magas fáktól távol eső részeket, ahol nem kell tartani a villámcsapás veszélyétől. Ismeretes, hogy a villámlás és dörgés észlelése között eltelt idő arányos a villámlás távolságával. A dörgés hangja 1 sec alatt mintegy 333 m-t tesz meg, míg a villám fénye szinte azonnal észlelhető a nagy terjedési sebesség miatt. Így például az 1 km-re lévő villámhoz tartozó dörgés hangja jó közelítéssel 3 sec alatt ér a megfigyelőhöz. A "műszer" tehát a villám felvillanása és a dörgés között eltelt időt méri, és jelzi ki km-ekben.

Készülék működése

Az 1. ábra szerinti kapcsolási rajz IC2, IC3 számláló-dekóder egységei végzik az órajelek számlálását, és jelzik ki a kapcsolódó LED-ek a villámlás távolságát a megfigyelőhöz képest. Az IC1/a, b kapukból álló oszcillátor állítja elő az órajeleket, melyeknek pontos beállítását teszi lehetővé P trimmer potenciométer. A villámlást T fototranzisztor észleli, mely az IC1/c, d kapukkal felépített RS-tárolót működteti. Utóbbi egyik kimenete R6, C4 tagon keresztül törli egy pillanatra a számlálókat. A másik kimenet viszont tartósan működteti az oszcillátort és engedélyezi a számláló működését. Eközben a LED-ek egymás után felviláglanak. A dörgés pillanatában kell megnyomni Ny2 nyomógombos kapcsolót. Ekkor az RS-tároló visszabillen nyugalmi állapotába. Így az leállítja az oszcillátort, valamint CE-lábon keresztül tároló-állásba kerülnek a számlálók. Ez azt jelenti, hogy a legutolsó LED jelzés rögzítődik. Újabb villámlás a folyamat automatikus újraindítását teszi lehetővé. Az oszcillátor jelének periódusideje 0,3 sec, amely közel 100 m-nek felel meg. Az oszcillátor frekvenciája gyakorlatilag nem változik, miközben 9 V-ról 3 V-ra csökken a tápfeszültség értéke. Természetesen nincs akadálya a teljesen kézzel vezérelt változatnak sem. Ebben az esetben Ny1 kapcsolót kell beépíteni T helyett, és működtetni villámlásnál (START), valamint Ny2-t dörgés kezdetén (STOP). Így a szinte folyamatos villámlás esetében is van idő leolvasni a távolságot. A tápfeszültség-ellátást igen hosszú ideig biztosítja a 9 V-os rádiótelep.

Elkészítés

A telep méreteinél nem sokkal nagyobb panelt a 2. ábra alapján készíthetjük el. Azon ifjú, vagy még gyakorlatlan olvasóink számára, akik nem készítettek még nyomtatott áramkört (NYÁK-ot), kissé részletesebben ismertetjük az elkészítés módját:

1. Szabjunk le az egyoldalasan folírozott NYÁK-lemezből megfelelő darabot. Csak jó minőségű, üvegszál erősítésű epoxigyanta-alapanyagú lemezt használjunk NYÁK készítéshez!

2. Tisztítsuk meg a fóliás felületet fémtisztára, kemény gépradírral történő alapos áttisztítással. Esetleg háztartási súrolóporral is elvégezhető a művelet, de ekkor a felület enyhén karcossá válik. Akinek módjában áll, polírozza le a panelt. Az esetleges olaj-vagy zsírfoltokat, ujjlenyomatokat benzinnel, vagy széntetrakloriddal távolítsuk el.

3. A nyák-rajz furathelyeit jelöljük át a fóliás oldalra, és pontozóval nem túl erősen üssük be azokat.

4. Most következik a fóliarajzolat elkészítése. Erre alkalmas eszköz az elektronikai alkatrészboltokban kapható 0,4 illetve 1 mm-es vastagságú filctoll, mely maratásálló festéket tartalmaz. A rajzolást célszerű a forrpontok kialakításával kezdeni. Majd az összekötővonalakat készítsük el. Végül a nagyobb felületeket rajzoljuk meg. Ha elkészült a nyákrajz, feltétlenül ellenőrizzük le, összehasonlítva az eredeti rajzzal. Az esetleges hiányosságokat pótoljuk. Az egyes vezetékek, lábak közötti összeéréseket hegyes végű eszközzel óvatosan válasszuk szét. Nagyítóval vizsgáljuk végig a teljes felületet, kijavítva a legapróbb hibát is. Ez nem felesleges munka, mert később már jóval nehezebb a hibát felfedezni és kijavítani.

5. Maratáshoz a vasklorid vizes oldatát használjuk. Hőálló üvegedénybe készítsük el az oldatot, melegítsük fel szinte forrásig. Az így elkészített folyadékba helyezzük a nyák-oldallal felfelé a panelt. Maratás közben mozgatva, a leoldódott rézanyag eltávolításával gyorsabban készül el a nyomtatott áramkör. A felület nagyságától függően a maratási idő 3-15 perc között változik.

6. 2. pont alapján távolítsuk el a maratásálló festéket a vezetékekről.

7. Az összes furatot fúrjuk ki a megfelelő átmérőjű, keményfém vagy molibdén-ötvözésű spirálfúróval. A fúrás nagy fordulatszámon történjék, jól kiköszörült fúróval. Az alkatrészekhez általában 0,8 mm-es furat elegendő.

8. Az esetleges sorját távolítsuk el, éles acélszerszám segítségével, mintegy leborotválva a felesleget.

9. A felület forrasztólakkal történő kezelése után az alkatrészek beültethetők.

10. Ellenőrizzük le a forrasztásokat zárlat szempontjából, illetve az esetleges fóliaszakadást, vagy összeérést nagyító segítségével. Utóbbi hibát úgy szüntethetjük meg, hogy vékony hegyes eszközzel a zárlat helyét szétvágjuk. Előbbit vékony huzal segítségével áthidaljuk, és a huzalt a szakaszokhoz forrasztjuk.

Alkatrészbeépítés

Az alkatrészek beültetése a 3. ábra segítségével történik. P helyébe okvetlenül finoman beállítható helitrimmert alkalmazzunk. R1-et két fémhuzal segítségével forrasszuk a helyére. Ha a fotótranzisztoros változatnál marad az olvasó, úgy nem szükséges feltétlenül a megadott típust alkalmazni. Használható más is. A lényeg, hogy közepesen érzékeny, lencsével ellátott és legalább 80-90 fokos sugárzási látószögű NPN fototranzisztor legyen. Ha pedig START kapcsolót kívánunk használni, azt a megfelelő helyre csatlakoztassuk. Ebben az esetben R1, T elmarad. A LED-ek beültetésénél célszerű D16...D18-at piros színűre választani - amely eleve felhívja a figyelmét a megfigyelőnek a veszélyre. A többi lehet más színű. Például D1...D9 zöld, D10...D15 sárga színű.
Kapcsoljuk a jelző készülékre a telepet és ellenőrizzük a működését. Ha eltakarjuk T ablakát, egyik LED sem szabad, hogy világítson. A takarást megszüntetve, megindul a számlálás, melyet D10...D18 gyors, D1...D9 lassú egymás utáni felvillanásai jeleznek. Takarjuk le ismét T ablakát és működtessük Ny2-t. A számlálás eredménye "kimerevedik", amelyet kényelmesen leolvashatunk. Példaképpen a x 1 km LED-sorban a D5, a x 0,1 km-ében D11 világít. Így a leolvasott távolság 5,2 km. Ha a T takarását megszüntetjük (és elegendően nagy a pillanatnyi fény), a kijelzett érték törlődik és kezdődik az újabb mérés. Az oszcillátor finom beállítása P-vel úgy történik, hogy a 9 km-es LED az indítástól számított 27 sec múlva jelezzen. Ennek ellenőrzésére a legalkalmasabb a stopper- vagy digitális óra.
Az elektronika beszerelhető egy megfelelő méretű fémdobozba. A panel forrasztási oldala alá helyezzük a telepet, zárlatvédő keménypapír- vagy műanyaglappal. T célszerűen a bal oldali oldallapra szerelendő. Figyelem! T fémtokozású, melynek háza összeköttetésben áll a kollektor kivezetéssel. Így a tranzisztort el kell szigetelni a doboztól. Szigetelőként például 5 mm-es LED-foglalat használható. A LED-sorok számára két hosszanti ablakot vágjunk a doboz felső lapján. Belülről víztiszta védő plexi csíkot ragasszunk fel. A LED-kivezetések olyan hosszúak legyenek, hogy beszerelés után még éppen érjék el a védőplexit. K (Ny1), Ny2 szintén az előlapra szerelhető. A panel 0 pontját kössük össze az árnyékoló dobozzal, az esetleges véletlen indítás kiküszöbölése érdekében. A LED-ek alá feliratokat is helyezhetünk, a távolság könnyebb leolvashatósága érdekében. Ugyancsak feliratozható a többi kezelőszerv is. Ezeket célszerű Alfaset öntapadós betűkből kialakítani, majd színtelen lakkal többször vékonyan átfújva rögzíteni.

Felhasználás előtti teendők

T végleges beállítását vihar alkalmával végezhetjük el igazán. Megfigyelhető, hogy vihar közeledtével erősen besötétedik az ég. Erre a megvilágításra még nem szabad működésbe lépnie a fototranzisztornak. Ha ez mégis megtörténik, úgy R1 értékét csökkenteni kell addig, ameddig az alap megvilágítás hatására éppen nem kezdődik meg a számlálás. Azért kellett a beültetésnél R1-et kivezetésekre forrasztani, hogy ezáltal könnyű legyen az esetleges értékcsere a dobozban. Ezután villámlás hatására meg kell, hogy induljon a számlálás. Így a dörgés pillanatában megnyomva Ny2-t, leolvasható a villámlás távolsága.