Створення портативного детектора блискавок на основі датчика AS3935

Abstract

У сучасних умовах глобальних кліматичних змін та зростання кількості екстремальних погодних явищ актуальною є проблема своєчасного виявлення грозової активності, зокрема блискавок, які можуть завдавати шкоди електронному обладнанню, інфраструктурі та становити загрозу для життя людей. Особливу важливість це питання має для польового використання у військовій сфері, сільському господарстві та рятувальних операціях. Об’єктом дослідження є процес виявлення атмосферної електричної активності. Предмет дослідження – апаратно-програмна система для виявлення блискавок. Мета роботи – розробити портативний детектор блискавок, здатний до автономної роботи, з виведенням інформації про грозову активність. Практична значущість роботи полягає у створенні пристрою, який може використовуватись у мобільних умовах без прив’язки до мережі живлення, що робить його корисним для військових, фермерів, туристів, рятувальників тощо. Апробація роботи була здійснена у межах Всеукраїнської науково-практичної конференції «Могилянські читання – 2024: досвід та тендеції розвитку суспільства в Україні: глобальний, національний та регіональний аспекти» (секція 22: «Автоматизація та комп’ютерно-інтегровані технології»), яка відбувалась 6 листопада 2024р. у місті Миколаїв. У пояснювальній записці викладено анотація двома мовами, зміст, перелік скорочень, вступ, три розділи та висновок. У першому розділі проведено аналіз існуючих систем для виявлення блискавок та розглянуто обмеження комерційних рішень. У другому розділі обґрунтовано вибір мікроконтролера та сенсора, сформульовано технічні вимоги до пристрою, а також спроєктовано апаратну складову. У третьому розділі описано програмну реалізацію, налагодження взаємодії з датчиком AS 3935, вивід інформації на дисплей, а також тестування пристрою. На основі результатів тестування підтверджено працездатність системи та доцільності обраного технічного рішення. In the current context of global climate change and the growing number of extreme weather events, the problem of timely detection of thunderstorm activity, including lightning, which can cause damage to electronic equipment, infrastructure, and pose a threat to human life, is of great importance. This issue is especially important for field use in the military, agriculture, and rescue operations. The object of research is the process of detecting atmospheric electrical activity. The subject of research is a hardware and software system for lightning detection. The purpose of the work is to develop a portable lightning detector capable of autonomous operation, with the output of information about thunderstorm activity. The practical significance of the work is to create a device that can be used in mobile conditions without being tied to a power supply network, which makes it useful for the military, farmers, tourists, rescuers, etc. The work was tested at the All-Ukrainian Scientific and Practical Conference “Mohyla Readings – 2024: Experience and Trends in the Development of Society in Ukraine: Global, National and Regional Aspects” (Section 22: “Automation and Computer-Integrated Technologies”), which took place on November 6, 2024, Mykolaiv. The explanatory note includes an abstract in two languages, a table of contents, a list of abbreviations, an introduction, three chapters, and a conclusion. The first section analyzes existing lightning detection systems and discusses the limitations of commercial solutions. The second section justifies the choice of microcontroller and sensor, formulates technical requirements for the device, and designs the hardware component. The third section describes the software implementation, the establishment of interaction with the AS 3935 sensor, the display of information, and the testing of the device. Based on the test results, the system operability and the feasibility of the chosen technical solution were confirmed.