Самодельный барометр. Домашняя метеостанция. :: Это интересно!
В нашей Домашней метеостанции, которую мы оснащаем, чтобы заниматься по одноименному лэпбуку (его вы можете посмотреть и приобрести ЗДЕСЬ), появился очередной прибор. В этот раз это самодельный барометр. Он нужен нам, чтобы измерять давление воздуха. Принцип действия тут прост: на пустую банку натягивается шарик, к нему крепится легкая стрелочка. При увеличении давления внешний воздух вминает внутренний вглубь, шарик прогибается, стрелочка поднимается. А при падении давления воздух в банке начинает давить на шарик изнутри, он «вспучивается», стрелочка наклоняется вниз.Для чего это нужно? Да хотя бы для того, чтобы узнать, отчего это у мамы так болит сегодня голова 🙂 А если серьезно, то от давления зависит, придет ли к нам циклон или антициклон и принесет нам дождь или жару. Мы с Катей уже который день по утрам вскакиваем к нашему самодельному барометру, чтобы узнать — начало ли, наконец, повышаться давление. Ведь так хочется, чтобы поскорее ушли зарядившие дожди и в Крым вернулось солнышко! И вот, наконец-то сегодня, стрелочка барометра поднялась! Ждем теперь перемены погоды!
А вот как делается этот барометр.
Нам понадобиться:- стеклянная банка
- воздушный шарик
- канцелярская резинка или скотч
- бамбуковая шпажка или соломинка
- цветная бумага для стрелочки и шкалы
- канцелярский зажим-прищепка
Ход работы:
Натягиваем шарик на горлышко банки и закрепляем его крепко-накрепко резинкой или скотчем.
На кончик бамбуковой шпажки приклеиваем стрелочку из бумаги
Второй конец палочки с помощью скотча приклеиваем на шарик
В прищепку вставляем полоску картона высотой с банку, на которой будем делать шкалу.
Устанавливаем шкалу так, чтобы стрелочка барометра показывала на нее, и карандашом или фломастером отмечаем показания.
| Вот это и есть наш самодельный барометр |
Чтобы градуировать шкалу, надо на первых порах сличать показания самодельного барометра с настоящим (или с данными на сайте погоды, если обычного барометра в доме нет).
Вот, мы за неделю получили такие данные. Теперь можем измерять давление в диапазоне от 736 до 750 мм ртутного столба. Но надеемся, что скоро давление еще поднимется, и к нам придет хорошая погода!
| Измерение атмосферного давления с помощью самодельного барометра |
Что еще за самодельные приборы для наблюдения за погодой есть в нашей домашней метеостанции, можно почитать здесь: Гигрометр из шишки, Измеряем силу ветра, Дождеметр, Наблюдения за облаками, Флюгер, Солнечные часы, Как определить стороны света, Наблюдаем звезды
Самодельный барометр — мастер класс
Самый доступный и самый массовый вид туризма, это туризм — пеший. На самостоятельные и плановые пешеходные маршруты ежегодно выходят миллионы людей.Главная цель пешеходного туризма — удовлетворять естественный интерес учащихся в личном изучении своего края, воспитать любовь к своей малой родине, показав, как он прекрасен.
Не маловажной целью таких походов является воспитание физическое, приобретение ребятишками необходимых начальных навыков в труде и привить им интерес к путешествиям.
Готовясь к походу, необходимо знать погоду на завтра, чтобы подкорректировать план или даже отложить поход, если прогнозы погоды могут угрожать здоровью участников. Известно, что, помимо народных примет, неплохо погоду предсказывают барометры. Каждый участник похода может сам изготовить простой барометр, который не плохо предсказывает погоду и его, если соблюдать определенные предосторожности, можно даже с собой взять.
Для изготовления барометра берется стеклянная баночка из — под детского пюре с её герметичной крышкой и пустой прозрачный стержень от шариковой ручки. Пробивается в крышке отверстие, чтоб трубочка в отверстие входила с усилием. Баночку необходимо на одну треть наполнить дистиллированной водой и закрутить крышку, стержень отрегулировать так, чтобы он не доходил до дна миллиметра на три. Воду в баночке нужно чуть подкрасить, добавив в неё капельку чернил. Стык трубки с крышкой герметизируем пластилином. Самодельный барометр готов к эксплуатации. Поставьте барометр туда, где на него прямые солнечные лучи не будут попадать. Барометром пользоваться просто: если в трубке не видать воды и даже выходят воздушные пузырьки со дна баночки, то погода на следующие дни будет стоять ясная. Если же в трубочке вода поднимается выше уровня воды в баночке, то погода ухудшится и лучше отложить дальние походы на будущее.
Электронный барометр своими руками | Мастер Винтик. Всё своими руками!
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:
• чувствительности датчика;
• установки средней точки отсчета давления.
Особенности барометра
В устройстве применен откалиброванный в заводских условиях термокомпенсированный датчик 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.
Рекомендации по изготовлению
Данное устройство предназначено для того, чтобы пользоваться им в домашних условиях. Поэтому для него не требуется специального герметичного корпуса, защищающего элементы схемы от внешних факторов в полевых условиях. Все компоненты барометра-индикатора, включая датчик давления и элементы настройки, собраны на печатной плате (см. рис.).
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.
В данном устройстве микросхема LM 3914 работает в режиме DOT -точка, то есть при отключенном выводе 9, а питание подается только на время индикации давления при нажатой кнопке «Измерение».
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.
Удачи!
Литература: Изабель Ги, «Электронные устройства для рыбалки»
ПОДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ
П О П У Л Я Р Н О Е:
- Стирка ультразвуком!
- Три схемы индикаторов бортовой сети автомобиля
- Инфракрасный термометр своими руками на MLX90614
Внедрение передовых энергосберегающих технологий выдвинуло на передовые рубежи прогресса новое устройство бытового назначения — ультразвуковое стирающее устройство. Подробнее…
Далеко не во всех автомобилях установлен контроль за напряжением бортовой сети. Раньше в отечественных автомобилях стояла обычная лампочка в щитке, которая сигнализировала о зарядке АКБ. Это, конечно мало информации. Было бы не лишним установить дополнительный цифровой вольтметр или хотя бы индикатор из нескольких разноцветных светодиодов, показывающий основные пороги допустимых напряжений. Ниже приведены три простые схемы светодиодных индикаторов напряжения авто.
Подробнее…
Для изготовления нашего бесконтактного термометра будем использовать датчик-пирометр MLX90614 — это инфракрасный датчик, позволяющий определять температуру бесконтактным методом.
Такой датчик позволяет практически моментально считывать температуру тела, измеряя инфракрасное излучение объекта. Сейчас познакомимся с ним поближе и разберем работу в Bascom-AVR.
Подробнее…
Популярность: 3 638 просм.
Исследовательский проект на тему «Барометр своими руками»
Разинкин Владимир, Лосев Никита, Бондарь Дарья
БАРОМЕТР СВОИМИ РУКАМИ
с. Ягуново
Содержание
Введение……………………………………………………………………………3
1 Теоретическая часть……………………………………………………………5
История происхождения барометра………………………………………5
Варианты изготовления барометра в домашних условиях………………5
Практическая часть…………………………………………………………9
Барометр своими руками……………………………………………………9
Проведение эксперимента…………………………………………………10
Вывод………………………………………………………………………10
Заключение………………………………………………………………………11
Список литературы………………………………………………………………12
Приложения………………………………………………………………………13
Введение
Часто для того, чтобы узнать погоду на следующий день, мы слушаем прогноз погоды. Из него мы узнаём о предполагаемой температуре, наличии осадков, скорости ветра и атмосферном давлении.
Тема нашей работы является актуальной, потому что каждый из нас, прежде чем выйти на улицу хочет знать, а что там за окном? Доказательством актуальности нашей темы является анкетирование, которое мы провели среди учащихся Ягуновской школы. Каждый из опрошенных, хочет узнать, какая погода, прежде чем выйти на улицу. 25 человек из 35 участников анкет не знают, как сделать барометр своими руками, но хотели бы научиться.
Каждый день мы сталкиваемся с удивительными явлениями: например, с силой, которая действует благодаря воздуху.
Нас заинтересовало: «На что влияет атмосферное давление? Почему о нём сообщается в прогнозе погоды?» Оказалось, что с изменением атмосферного давления связано изменение погоды. Если давление повышается, то можно ожидать ясной погоды, а если понижается, то пасмурной. Изменение атмосферного давления сказывается и на самочувствии людей, страдающих гипертонией.
Можно ли создать прибор для наблюдения изменения атмосферного давления своими руками?
Мы решили, поиграем в метеорологов! Они измеряют атмосферное давление, потому что оно показывает перемещение воздушных масс, которые влияют на погоду.
Объект исследования: атмосферное давление и способы его измерения.
Предмет исследования: прибор для измерения атмосферного давления
Гипотеза: можно создать прибор для наблюдения изменения атмосферного давления в домашних условиях.
Цель: изготовление прибора для наблюдения изменения атмосферного давления своими руками.
Задачи исследования:
-проанализировать литературу по данной теме;
— изучить, кто первый разработал барометр;
-познакомиться с вариантами изготовления барометров;
— проанализировать работу барометра в домашних условиях.
Планируемый результат: Определение атмосферного давления с помощью барометра сделанного своими руками.
Теоретическая часть
История происхождения барометра
Для измерения атмосферного давления были изобретены приборы, которые называются барометрами. (Слово барометр происходит от двух греческих слов: барос – тяжесть, метрео – измеряю)[1, 29]
Первый барометр был изобретён итальянским учёным Эванджелиста Торричелли в XVII веке. Ртутный барометр, изобретенный Торричелли, очень неудобен в обращении и опасен. В жидкостных барометрах давление измеряется высотой столба жидкости (ртути) в трубке, запаянной сверху, а нижним концом опущенной в сосуд с жидкостью (атмосферное давление уравновешивается весом столба жидкости). Ртутные барометры — наиболее точные, они используются на метеостанциях.
Б.Паскалем в 1646 году был создан водяной барометр, но его размеры оказались очень большими. Высота такого барометра более 13 м.[3, 94]
В практике для измерения атмосферного давления используют металлический барометр, называемый анероидом. (Анероид в переводе с греческого–безжидкостный. Так барометр называют потому, что он не содержит ртути). Он показывает атмосферное давление, действующее на гофрированную тонкостенную металлическую коробку, в которой создано разрежение. При понижении атмосферного давления коробка слегка расширяется, а при повышении – сжимается и воздействует на прикрепленную к ней пружину со стрелкой.
Мы посмотрели различные источники, в которых описывалось создание прибора своими руками. Самые простые в изготовлении барометры, следующие:
Варианты изготовления барометра в домашних условиях
Барометр из еловой шишки
Чтобы сделать простейший прибор, предсказывающий погоду на несколько часов вперед, понадобятся две ровные деревянные дощечки. Для основания надо вырезать квадрат со стороной 70 мм, а для боковинки прямоугольник 70×150 мм.
Запилить торцы крупным напильником, а затем всю поверхность зачистить наждачной шкуркой. Соединить их на клею, укрепив мелкими гвоздями, как показано на рисунке. Из плотной бумаги надо вырезать шкалу, нарисовать на ней деления и два знака: солнце и зонтик. У самой боковины прикрепить к основанию крупную сухую сосновую шишку. К одной из нижних ее чешуек надо приклеить сухую соломинку с бумажной стрелкой на конце. (Приложение 1. Рис.1)
Барометр из пихты
Надо срезать веточку длиной 10-12 см молодой пихты с иголками. Все иголки с нее удалить, кроме одной. И она станет барометром.
Для этого надо прикрепить веточку двумя маленькими гвоздиками к дощечке из фанеры, дерева или оргстекла. Единственное требование, чтобы пихтовая игла могла свободно отклоняться вверх-вниз.
Затем надо поднести иглу к горячей печке, духовке или поместить недалеко от газовой горелки… Влага с поверхности веточки очень скоро испарится, а игла поднимется вверх. Сделать на дощечке отметку — 1, а потом написать «Солнечно».[2,56]
Далее поднести дощечку к пару от кипящего чайника — игла, наоборот, опустится вниз. Сделать отметку — 10, а потом написать «Дождь». Остается только проградуировать наш барометр на 10 частей.
Барометр надо вывесить в тени, чтобы прямые лучи на него не попадали. Все готово. Теперь, выходя из дома, мы можем прогнозировать и солнечный день, и дождь в зависимости от положения единственной иглы молодой пихты. (Приложение 1, Рис.2)
Барометр из жестяной масленки
Такой барометр можно сделать из маленькой жестяной масленки с параллельными боковыми сторонами.
Надо подобрать пробку, которая бы плотно закрывала единственное отверстие будущего барометра. До того как поставить пробку на место, в ней необходимо проделать отверстие такого диаметра, чтобы пропустить сквозь него прозрачную трубку-соломинку для коктейлей. Впрочем, лучше применить стеклянную трубочку с внутренним диаметром отверстия 1,5 — 2,0 мм. Ёмкость на 2/3 заполняется подкрашенной водой, в отверстие вставляется трубка с пробкой, в трубке при этом должно содержаться немного той же подкрашенной воды. При повышении атмосферного давления уровень жидкости в трубке будет подниматься, и наоборот. Такой барометр надо закрепить на подставке с вертикальной линейкой. От градуировать его можно, снимая показания с настоящего барометра. Вместо металлической емкости можно применить любую маленькую стеклянную бутылочку. После заполнения подкрашенной водой и установки пробки с трубкой, долейте в трубку немного воды. Так как корпус барометра жесткий, при повышении давления уровень воды будет понижаться, при понижении — повышаться. (Приложение 2. Рис. 3)
Барометр из стеклянной бутылки
Для того чтобы изготовить барометр, нам необходимо иметь 3 простые вещи:
— стеклянную бутылку, объемом 0.5 литра
— стеклянную трубку
— резиновую пробку с отверстием для трубки
Внизу трубка не должна касаться дна бутылки на 15-20 мм.
Вверху должна торчать из пробки на 35-45 мм.
Бутылку следует до половины заполнить водой, желательно дождевой.
Если водяной столб в трубке внизу — атмосферное давление высокое, вверху-низкое. Бывает, что переливает через верх — очень низкое атмосферное давление. (Приложение 2. Рис. 4)
Барометр из лампочки
Надо взять перегоревшую электрическую лампочку, и там, где начинается цоколь с резьбовой частью, аккуратно просверлить небольшое отверстие диаметром 2-3 мм. Сверлить нужно очень осторожно, прикладывая минимальное усилие, иначе баллон может треснуть или разбиться. Когда отверстие будет просверлено, залить в него водопроводную воду, заполнив стеклянную колбу до половины. Затем добавить в нее две-три капли чернил или туши и перемешайте. Барометр готов. Остается подождать, пока внутренняя стенка колбы просохнет, и подвесить барометр между оконными рамами. Лучше всего с северной стороны, где на него не будут попадать прямые солнечные лучи. Если же окна выходят на юг, установите в верхней части окна. Через несколько часов можно снимать показания. Наш барометр может предсказывать погоду за сутки достаточно полно.
Практическая часть
2.1Барометр своими руками
Дома у нас прибора для наблюдения за атмосферным давлением нет, и поэтому мы решили сделать прибор своими руками из подручных средств.
Оборудование
Для того чтобы изготовить барометр, необходимо иметь:
банка стеклянная с широкой горловиной,
воздушный шарик,
резинка,
трубочка,
лист А4,
скотч,
ножницы,
краски. (Приложение 4. Рис.6)
План создания
Вырезать из воздушного шарика кружок чуть больше, чем диаметра банки.
Натянуть вырезанный кружок на горлышко и закрепить его с помощью резинки.
Обрезать кончик соломинки наискосок и заострить один из ее концов.
Закрепить с помощью клейкой ленты другой кончик соломинки скотчем посередине натянутой резиновой пленки.
Закрепить лист бумаги около банки так, чтобы острие соломинки его слегка касалось. После этого отметь «ноль» в том месте, где соломинка касается листа. Ниже и выше этого значения с интервалом в 1 мм отметить цифры 1, 2 и 3.
Принцип работы
1) При увеличении атмосферного давления пленка прогибается вниз, соломинка поднимается вверх и указывает «Ясно».
2) При уменьшении атмосферного давления плёнка поднимается вверх, соломинка – вниз и показывает «Пасмурно». (Приложение 5. Рис. 7)
2.2 Проведение эксперимента
Мы решили провести эксперимент, чтобы убедиться правильно ли работает прибор. Ежедневно в 830 ч. мы фиксировали ПОКАЗАНИЯ своего прибора и заносили результат в таблицу, затем наблюдали за погодой в течение дня, записывая результат в столбец «ПОГОДА». (Приложение 5. Таблица 1)
После проведения двухнедельного эксперимента значения показателей прибора и погоды совпали, что подтверждает правильную работу созданного прибора.
Вывод
Барометр, который у нас получился, показывает изменение давления снаружи банки. Если давление повышается, то воздух начинает давить сверху на резиновую крышку банки и соломинка поднимается. И наоборот, если давление понижается, то воздух давит на чувствительную мембрану изнутри банки и соломинка опускается.
Точные показатели атмосферного давления на таком барометре не увидишь, так как мембрана натянутого шарика не достаточно тонка и чувствительна. Трубочка опускается и поднимается всего на одно деление, но повышение и падение атмосферного давления видно очень хорошо. Эти результаты совпадали с объявлениями о погоде.
Наблюдения показали: При повышении атмосферного давления, погода была ясной, солнечной. При понижении давления – пасмурной и ненастной.
С помощью построенного нами прибора можно прогнозировать погоду.
Проводить данные опыты не сложно, но интересно. Они безопасны, просты и полезны. Наш барометр предупреждает близких об изменении атмосферного давления, и они вовремя принимают меры. Нас не застанет врасплох ненастье.
Заключение
За период работы над проектом мы изучили разную литературу, которая помогла нам сделать свой прибор по определению атмосферного давления. В процессе эксперимента мы наблюдали за работой нашего барометра и, основываясь на его показания, научились предсказывать погоду на ближайшие сутки. Теперь мы знаем, что этот дорогостоящий прибор можно изготовить своими руками в домашних условиях. На этом наше исследование не окончено, и в дальнейшем мы планируем изготовить другие варианты барометров из подручных материалов и опробовать их в работе. Новые исследования впереди!
Список литературы
Книга экспериментов. Просто о сложном/Пер. с итал. И.Гурьянова. – [Текст] М.: Эксмо, 2013. – 128с.
Детская энциклопедия “Хочу все знать” // [Текст] М. “Планета детства” – 2003.– С. 260–261.
Новая энциклопедия школьника //– [Текст] М. “Махаон”.– 2009.– С. 128 – 129.
Приложение 1
Рис. 1 Барометр из еловой шишки
Рис.2 Барометр из пихты
Приложение 2
Рис.3 Барометр из жестяной масленки
Рис.4 Барометр из стеклянной бутылки
Приложение 3
Рис.5 Барометр из лампочки
Приложение 4
Рис. 6 Оборудование для изготовления барометра
Приложение 5
пасмурно
ясно
Рис.7 Принцип работы барометра
Результаты эксперимента с 24 февраля по 7 марта Таблица 1
ДЕНЬ
ПОКАЗАНИЯ
ПОГОДА
Понедельник(24.02)
Ясно
Солнечно
Вторник(25.02)
Ясно
Солнечно
Среда(26.02)
Пасмурно
Облачно, снег
Четверг(27.02)
Ясно
Солнечно
Пятница(28.02)
Пасмурно
Облачно
Суббота(01.03)
Пасмурно
Облачно
Вторник(04.03)
Пасмурно
Облачно
Среда(05.03)
Ясно
Солнечно
Четверг(06.03)
Ясно
Солнечно
Пятница(07.03)
Пасмурно
Облачно
