Karantino dirbtuvės: EMS detektorius

Lietuvių namuose siaučia karantinas, tad net Maksima dirba nuotoliniu būdu: pažiūri per internetą prekes, išsirenki, susimoki ir… neatveža nieko. Lyg to būtų maža, paaiškėja tikras COVID-19 kaltininkas – dar nepradėtas diegti 5G internetas, tačiau jau turintis savo referendumą, skubantį apsaugoti Marijos karalystę ir jį skubiai uždrausti. Pasižiūri, paskaitai, rašo dar 5G vėžį varo. Net pasaulinė sveikatos organizacija atseit patvirtino. Atsiverti PSO svetainė, surandi šalia 5G sąraše kavą, pagalvoji, o brač, dabar bus ir dėl kavos referendumas…

Baisus tas gyvenimas. Tačiau ne dėjoti aš jus čia surinkau. 5G yra ryšio standartas, kuris naudoja elektromagnetinę spinduliuotę (EMS trumpai) ryšiui. Kas ta elektromagnetinė spinduliuotė po paraliais yra, kad jau referendumus organizuoja per ją? Ir kaip ją aptikti? Čia mums pagelbės prietaisas, vadinamas EMS detektoriumi. Pasigaminkime!

Kas yra elektromagnetinė banga? Geras klausimas. Kas yra bangos, mes visi žinome, protingesni galėtų ne tik pavyzdžius duoti bet ir paaiškintų, kaip jos veikia. Bet kaip paaiškinti bangas sudarytas iš elektrinių ir magnetinių laukų? Gamta mums nedavė įrankio, kuris leistų jausti šiuos laukus. Taip, mes turime akis ir matome šviesą. Bet liūto dalis EMS yra paslėpta nuo mūsų ir apie ją mes sužinome tik įvairių mūsų pasigamintų prietaisų dėka.

Antenoje teka srovė, kuri indukuoja elektromagnetinę bangą.

Elektromagnetines bangas skleidžia specialios antenos, kuriomis teka srovės. Tekanti srovė yra nepastovi – ji svyruoja. Kuomet elektros srovė teka laidu, ji kuria aplink laidą magnetinį lauką. Jei srovė yra pastovi, magnetinis laukas yra pastovus ir nieko įdomaus nevyksta. Tačiau jei srovė auga, su ja auga ir aplinkui laidą esantis magnetinis laukas. Jei srovė mažėja, mažėja kartu su ja ir magnetinis laukas.

Šioje vietoje įsijungia Maksvelo lygčių magija. Lygtys sako, kad jei kinta laike (didėja, mažėja) magnetinis laukas, atsiranda elektrinis laukas. Elektrinis laukas yra specifinis, jis yra uždaras. Fizikai sako, kad elektrinis laukas yra solenoidinis, jis neturi šaltinio – krūvio. Šis laukas yra lygiagretus kažkiek laidui ir praeina pro magnetinio lauko spartaus kitimo sritį.

Elektromagnetinė spinduliotė yra sudaryta iš elektrinių ir magnetinių bangų.

Kažkurio momentu, elektrinis laukas irgi keisis – silpnės, stiprės. Toks laukas jau sekančiame taške anot Maksvelo dėsnių sukurs lauką. Šis laukas jau bus magnetinis. Jis taipogi bus uždaras, solenoidinis ir bus jau toliau nuo laido. Savo ruožtu, jis bus statmenas elektriniam laukui bet gulės toje pačioje plokštumoje kaip ir pradinis magnetinis. Stiprėdamas ir silpnėdamas jis savo ruožtu dar toliau nuo šaltinio sukurs elektrinį lauką. Ir taip iki be galo. Mes aprašėme elektromagnetinės bangos sklidimą! Tokia banga yra paprasčiausia ir fizikai ją vadina plokščia EMS banga.

Bangos dažnis (arba bangos ilgis) leidžia mums klasifikuoti EMS.

Tokia EMS banga turi sritis, kur laukai stipriausi ir silpniausi – keteras ir įdubas. Atstumas tarp dvejų įdubų yra lygus pusei svarbaus dydžio – pusei bangos ilgio. Kodėl bangos ilgis toks svarbus? Todėl, kad visų EMS bangų greitis vakuume yra pastovus. Žinodami greitį mes galime surasti bangos dažnį – sužinoti, kaip dažnai vyksta dūžiai. Kodėl tai yra svarbu? Nes bangos dažnis pasako mums, kokia banga yra. Kuriai elektromagnetinio spektro daliai ji priklauso.

Elektromagnetinis spektras nusako visą elektromagnetinių bangų įvairovė. Jei bangos svyruoja lėtai, mes kalbame apie radijo bangas, kurių bangos ilgiai yra kilometriniai. Jeigu bangos ilgiai yra centrimetrų eilės, mes kalbame apie mikrobangas. Jas sutinkame šiolaikinio ryšio sistemose – Wi-Fi, 4G ir ateinančiame 5G ryšyje. Kai bangos ilgiai tampa mikrometrų eilių, mes kalbame apie šiluminę spinduliuotę – tai yra infraraudonos bangos. Už šių bangų smulkesnes bangas mes matome akimis, tai yra šimtų nanometrų regimos šviesos bangos. Kada bangos ilgis tampa palyginamas su nanometrais, mes kalbame apie ultravioletinę spinduliuotę ir ją dažniausiai sutinkame soliariume arba saulėkaitoje. Dar smulkesnės EMS bangos yra Rentgeno bangos, kurios rado pritaikymą medicinoje. Pačios smulkios žmogui žinomos EMS bangos yra gama spinduliai – jos tokios energingos, kad mes jas nebevadiname bangomis, o kalbame apie spindulius.

Apie atskirų bangų pritaikymą ir šaltinius pakalbėkime kitą kartą, kadangi tai mokslas, kurio antro kurso fizikus kankina ne vieną paskaitą. Galu gale mes gi nesame vieno sadisto ir mazochistų klubas? Pakalbėkime būtent apie mikrobangas. Jų daugiausia mūsų aplinkoje – mikrobangę, telefonai, bevielis namų ryšys. Kaip mes galime jas aptikti?

4G ryšio stiprintuvo antena.

Atsakymas yra paprastai. Pakanka pasidairyti kokioje elektronikos prekių parduotuvėje kaip atrodo antenos, sumontuotos 4G ryšio arba Wi-FI signalo stiprintuvuose. Jos yra palyginus mažos, nes bangų ilgiai tų bangų yra centimetro eilių. Mums gera žinia yra ta, kad antena gali būti ir laidas. Svarbu kad ilgis tiktų – ne per trumpas, nei per ilgas.

Taigi pereikime prie EMS detektoriaus. Mums bus būtinos šios dalys (bendra kaina nesiekia 30 eurų):

DedamojiSpecifikacijaKiekiskaina € / vntTiekėjas
Resistor1W 1MO 5%10.06https://www.lemona.lt/?page=item&i_id=43123
ArduinoUno R3124https://www.lemona.lt/?page=item&i_id=173054
Speaker100x100mm 20W 8om12.90https://www.lemona.lt/?page=item&i_id=72798
BatteryPanasonic 6LR61APB, pak. B112.40https://www.lemona.lt/?page=item&i_id=161884
USB cableUSB A Male -> B Male cable10.65http://www.kilobaitas.lt/USB/DEFENDER_/DEFENDER_USB_cable_USB04-06_US/83763/CatalogStoreDetail.aspx?CatID=PL_592&ID=707785
LEDØ5mm green/red10.06https://www.lemona.lt/?page=item&i_id=23478
 Šviesos diodas Ø5mm raudonas matinis  1 0.06https://www.lemona.lt/?page=item&i_id=23477
wire 1-1,5m1×2.5mm² yellow LgY 300/500V 70*C RoHs10.49https://www.lemona.lt/?page=item&i_id=164570
Mums būtinų dedamųjų sąrašas

Visas dalių rinkinys ant stalo atrodo taip

Mūsų dalys – šviežiai nupirktos.

Darbą pradėkime nuo karpimo – pasigaminkime maitinimą mūsų detektoriui. Šių dvejų dalių nėra sąraše, nes kai kurie Arduino turi komplekte pagamintą laidą. Mūsų pigesnis – neturi.

Pradžioje pasikarpome laidą, kuris maitins detektorių.

Sekančiu žingsniu mes prilituojame du laidus prie mūsų garsiakalbio.

Garsiakalbis su laidais.

Garsiakalbį mums reikės pajungti prie Arduino, tad iš Arduino dalių rinkinio paruošiame metalinius kontaktus, kurias fiksuojame gumomis ant laidų.

Laidus pritvirtiname prie Arduino. Aš vėliau schemoje pakartosiu tikslią padėtį.

Dabar laikas imtis antenos. Prie antenos vieno galo pritvirtiname rezistorių, kitas galas bus laisvas. Šviesos diodą tvirtiname lygiagrečiai garsiakalbiui.

Arduino viduje paleidžiamas šis kodas

Arduino pajungiame prie kompiuterio ir įkrauname šį kodą:

#include <SoftwareSerial.h>
#define SerialIn 5
#define SerialOut 7


#define wDelay 900

int inPin = 5;
int val = 0;
int OutLedPin = 2;

SoftwareSerial mySerialPort(SerialIn, SerialOut);

void setup()
{
  pinMode(SerialOut, OUTPUT);
  pinMode(SerialIn, INPUT);
  pinMode(OutLedPin, OUTPUT);

  mySerialPort.begin(19200);
  mySerialPort.print("vv");

  mySerialPort.print("xxxx");
  delay(wDelay);
  mySerialPort.print("----");
  delay(wDelay);
  mySerialPort.print("8888");
  delay(wDelay);
  mySerialPort.print("xxxx");
  delay(wDelay);

  Serial.begin(9600);
}

void loop()
{

 val = analogRead(inPin);

 Serial.println(val);
 dispData(val);
 val = map(val, 1, 100, 1, 2048);
  if(val >= 1){
  
    digitalWrite(OutLedPin, HIGH);
  }else{
       digitalWrite(OutLedPin, LOW);                     
  } 
 tone(9,val,10);

}



void dispData(int i)
{
   if((i<-999) || (i>9999))
 {
   mySerialPort.print("ERRx");
   return;
 }
 char fourChars[5];
 sprintf(fourChars, "%04d", i);

 mySerialPort.print("val");
 mySerialPort.print(fourChars);
  
}

Įsitikiname ar viskas veikia

Ten kur stipri EMS mes turime matyti lemputės mirksėjimą ir girdėti garsiakalbio zvimbimą.

Bendra įrenginio schema yra labai paprasta

Tokį įrenginuką sumeistavo FTMC kartu su Mėškėnų M-Lab PhabLabs 4.0 projekto metu. Mūsų variantas atrodė galu gale štai taip neformaliai.

EMS detektoriaus FTMC versija.

Skanaus atkartojimo karantino metu! Dabar jus detektuosite pavojingas vietas!!

https://www.youtube.com/watch?v=dbkiMIaSv7w

https://www.youtube.com/watch?v=V2_WcfgsGRw

Parašykite komentarą

Brukalų kiekiui sumažinti šis tinklalapis naudoja Akismet. Sužinokite, kaip apdorojami Jūsų komentarų duomenys.