Помню, когда совсем маленьким был, то мой дед никогда не слушал по радио прогноз погоды, он всегда смотрел на свой старенький стрелочный барометр, стрелок у него было как минимум две (точно не помню, ведь столько лет прошло), и никогда не ошибался!

Вот и я давно хотел у себя в хозяйстве иметь барометр, да все никак, то дорого, то не попадался, то еще какие-то препятствия. Но вот начал заниматься микроконтроллерами и стало возможным сделать барометр самому.
Поднакопил я в заначке от любимой жены деньжат и приобрел датчики, MPX4115AP(датчик давления) и HIH-4000-004(датчик влажности), почему именно эти? Да просто, потому что в интернете именно по ним есть много информации, да и в продаже они были, хотя и дорогие. Львиная доля стоимости всего устройства пришлась именно на них.
Оба датчика аналоговые, а это значит, что барометр должен представлять из себя двухвходовый вольтметр, с корректировкой показаний АЦП в мм.рт.ст. (миллиметры ртутного столба), и % (проценты влажности воздуха). Сам пересчет показаний АЦП в мм.рт.ст. , и % я добросовестно взял из статьи «Небольшая метеостанция своими руками» - http://www.avispro.com.ua/doc.php?id=1172

Но представленная в статье конструкция показалась мне избыточной, а мне хотелось сделать проще и обязательно на светодиодных индикаторах, так как они светятся и имеют большой размер, а значит, их будет хорошо видно издалека, и при любом освещении, да и ток потребляют они гораздо меньше чем подсветка ЖКИ.
Я применил индикатор ВА56-12SRWA(светодиодный семисегментный, 3 разряда ОА ), 2 штуки. Они сверхяркие, т.е. можно дополнительно снизить потребляемый ток.

О том, как использовать значения атмосферного давления и влажности воздуха в предсказании погоды можно прочитать, например, здесь - http://www.meteopost.com/info/Pressure/

Вот такая в результате получилась схема:

Разводка платы такая:

На печатной плате общая шина - цифровая и аналоговая разделены.
Питание тоже разделено на аналоговое и цифровое, и подается через дроссели 25мкгн. на аналоговые цепи, а проводник в ферритовой трубочке на цифровые.

На входе АЦП конденсаторы по 0,33мкф на аналоговую землю, и резистор 750ом к датчикам. Это фильтры для снижения всевозможных помех на входы.

Выводы микроконтроллера AVCC и AREF зашунтированы керамическими конденсаторами по 0,1мкф, и еще по 10,0мкф танталовые (желтенькие со старых материнских плат).

Для того чтобы показания влажности воздуха были корректными, его необходимо вынести за пределы помещения (на улицу), и соединить с платой кабелем (лучше экранированным), и конечно защитить от прямого попадания осадков, ведь кристалл датчика совсем открытый. Датчик давления выносить за пределы платы совсем необязательно.

Эта программа, конечно не эталон, но как вариант для начинающих вполне сгодится
Безусловно, можно добавить гашение незначащего нуля в индикаторе влажности, это несложно, можно покопаться и что-то еще поправить, ведь совершенству нет предела.
Я предоставляю читателям полную свободу действий по улучшению кода.

Статья рассчитана на людей, которые любят что-то создавать своими руками, именно для души, и морального удовлетворения.

Замечание: Коммерческое использование материалов данной статьи запрещено!

Код написан в CodeWizardAVR V2.04.4a
Плата разведена в Sprint-Layout 5.0
Схема нарисована в Splan7.0.0.8_portable_rus

Екатерина Третьякова

Как показать детям изменения атмосферного давления? Обычно мы не замечаем атмосферное давление, но его изменение может вызвать резкую перемену погоды. Устройство современных барометров очень сложное для восприятия дошкольников. Поэтому я решила сделать самодельный прибор для измерения атмосферного давления.

Прибор для измерения атмосферного давления называется барометром . Для его изготовления понадобится воздушный шар, стеклянная банка, соломинка для питья, резинка, зубочистка, ножницы и клейкая лента.

Отрезаем ножницами кончик воздушного шара.

Плотно натягиваем шар на горлышко банки. Затем резинкой прочно закрепим воздушный шар на банке.

С помощью клейкой ленты закрепляем зубочистку к одному концу соломинки.

Другой её конец закрепляем клейкой лентой на натянутом на банке воздушном шарике. Соломинка с зубочисткой будет служить указательной стрелкой барометра .

Готовим вертикальную панель с обозначениями : в верхней части - солнце, в нижней – облако; в середине - шкала делений. Также на панели располагаем схематичное изображение действия барометра .

При высоком давлении воздух давит на шарик, и стрелочка поднимается. При низком атмосферном давлении на шарик усиливается давление воздуха из банки, он приподнимается, а стрелочка опускается. При высоком атмосферном давлении обычно стоит хорошая погода, а при низком давлении – прохладная и ненастная.

Проследив за своим барометром несколько дней , дети заметят : при любом изменении атмосферного давления его стрелочка будет подниматься или опускаться.

Публикации по теме:

Панно "Бабочки". Для работы вам понадобится: набор цветной бумаги, ножницы, клей, карандаш. Вырежьте из цветной бумаги много полос шириной.

Вот и наступило лето, как -то на прогулке мы с детьми увидели бабочку, грациозно порхающую над цветами, она нам очень понравилась. Бабочка.

Мастер-класс «Часы». Эти часы можно сделать с детьми подготовительной группы и изучать по ним время. 1. Вырезаем по шаблону основу для.

Мастер-класс для педагогов «Я сам мастер декоративно-прикладного творчества» «Если вы сумеете научить ребёнка в детские годы ощущать красоту, изумляться дивным творениям человеческих рук, красотой природы, то вырастите.

Подснежники… людей всегда изумляла способность подснежников расти под снегом. Так называют все растения, цветущие ранней весной. В соке.

Лето-прекрасное время года для всех. Занятия можно проводить на улице, а если ещё соединить в одно несколько занятий, то есть интегрированное.

На пороге праздник день влюблённых, как прекрасно, что кто-то, кого-то любит. Мы с детьми 1-й младшей группы сделали валентинки для своих.

Здравствуйте, друзья!

Сегодня я расскажу вам, как сделать барометр собственными руками. Изготовить его несложно, времени потребуется немного, экзотических материалов тоже не потребуется. Читающим эту статью папам – советую привлечь к изготовлению свое чадо – ребенок будет увлечен не только на время изготовления, но и еще несколько дней спустя, когда будет едва проснувшись бежать смотреть на показания собственноручно изготовленного барометра и предсказывать вам погоду на предстоящий день. Короче говоря, изготовление барометра из подручных средств — очень неплохой вариант реализации домашнего эксперимента для любознательного ребенка. Если хотите познакомиться с историей происхождения барометра, его типами и принципом работы – загляните в мою предыдущую .

Итак, приступим. К слову сказать, своими руками можно сделать различные барометры. Но сегодня мы с вами рассмотрим, как изготовить жидкостный барометр. Для этого нам потребуется сосуд, пробка и трубочка. Ну и немного вспомогательных материалов вроде скотча, клея, пластилина и красителя.

В качестве сосуда лучше всего использовать стеклянную прозрачную бутылку. Пластиковая не подойдет, т.к. емкость должна быть жесткой, чтобы противостоять атмосферному давлению не деформируясь.

Пробка может быть любая обеспечивающая герметичность. Подойдет как готовая, так и самодельная, например, из свернутой в рулончик изоленты.

В качестве трубочки я взял кусок медицинской капельницы. Трубка должна быть достаточно длинная или широкая (почему – объясню позже). Коктейльная, например, не годится, она узкая и короткая.

Готовим раствор, который будет служить нам индикатором атмосферного давления. Можно использовать простую воду, но за прозрачной жидкостью наблюдать не очень удобно. Поэтому я в воду добавил немного перманганата калия (марганцовки). Можно использовать также пищевые красители.

Наливаем раствор в бутылку примерно наполовину.

Теперь изготавливаем узел индикатора. Его роль выполняет прозрачная трубка длиной желательно не менее метра. Почему нельзя брать короткую трубку? Поясним это расчетами. Предположим, что мы хотим, чтобы наш барометр хорошо фиксировал изменение атмосферного давления в пределах 40 мм ртутного столба – от 740 до 780 мм. В этом случае величина относительного изменения атмосферного давления составит:

ΔP=(P 2 -P 1)/P 1 ΔP=(780-740)/740=0.054

В таком же соотношении изменится и объем воздуха в нашем сосуде. Если в сосуде объемом 500 мл 250 мл воздуха, то при изменениях атмосферного давления объем воздуха может измениться на 13.5 мл:

ΔV=250 мл * 0.054=13.5 мл

И это изменение объема воздуха (а следовательно и жидкости) должна компенсировать трубка. Объем коктейльной трубочки, к примеру, равен:

V=πR 2 H V соломинки =3.14 * 1 mm 2 * 200 mm = 628 mm 3 или 0.628 мл

Как видим, коктейльная соломинка никак не способна компенсировать изменения атмосферного давления. В случае ее использования вы столкнетесь либо с вытеканием излишней жидкости, либо попаданием воздуха из внешней среды внутрь сосуда. По-хорошему, чтобы наш барометр успешно работал при изменениях атмосферного давления нам нужна трубка длиной:

H=V/πR 2 Hтрубки=13500 mm 3 /3.14*1 mm 2 =4299 mm или 4.3 m

при внутреннем диаметре трубки 2 мм.

У меня такой трубки под рукой не оказалось. Я взял отрезок трубки от капельницы длиной около метра. Для моих экспериментов этого оказалось достаточно.

В принципе, барометр готов. Как видите, изготовить барометр своими руками не сложно, но потребуется аккуратность. Самое главное – это обеспечить герметичность сосуда. Необходимо, чтобы атмосфера сообщалась с содержимым сосуда только через трубку и ни в коем случае через неплотно вставленную пробку или зазоры между пробкой и трубкой. В этом случае барометр работать не будет! Чтобы избежать этого, я промазал стыки трубки и пробки, а также пробки и горлышка бутылки клеем – пластилин не подошел, т.к. не обеспечивал должной герметичности.

Чтобы не сооружать держатель для трубки, я обмотал трубку вокруг бутылочного горлышка и закрепил скотчем.

Теперь необходимо выставить уровень жидкости в трубке. Из прогноза погоды я знал, что на день изготовления барометра атмосферное давление в моем городе было 760 мм рт. ст. Следовательно, уровень жидкости мне нужно было установить где-то в районе середины трубки. Поскольку текущий уровень был в самом начале трубки, мне потребовалось повысить давление в сосуде так, чтобы уровень жидкости поднялся до середины трубки. Для этого я шприцем через пробку несколько раз ввел в бутылку воздух.

Можно было и не пользоваться шприцем, а вдуть немного воздуха в бутылку прямо через трубку, но шприцем было точнее.

Все, можно приступать к наблюдениям! Если атмосферное давление повышается, уровень жидкости в трубке падает. А если снижается, то уровень жидкости поднимается. Учитывая это можно отградуировать ваш прибор, то есть нанести на него шкалу.

В процессе наблюдения будьте готовы к значительному влиянию на показания окружающей температуры. Малейшее повышение температуры (даже если обхватить бутылку руками на несколько секунд) приводит к изменению давления внутри бутылки и, следовательно, уровню жидкости в трубке. Поэтому измерения для большей точности желательно проводить при постоянной температуре.

Как видите, сложного ничего нет. Довольно быстро можно изготовить собственными руками вполне работоспособный прибор.

Весь объем операций сводится к следующим:

• заполнить сосуд наполовину индикаторной жидкостью;
  
• пропустить через пробку сосуда трубку, обеспечив герметичность стыков клеем или герметиком;
• выставить рабочий уровень жидкости в трубке.

Желаю удачи в изготовлении барометра !

В этом видеоуроке покажем, как сделать барометр в домашних условиях всего за несколько минут. И это вполне работоспособный прибор, который очень пригодится, например, рыболовам, людям, которые планируют пойти в поход, садоводам.

Для изготовления барометра нам понадобятся:
Пробка от полиэтиленовой бутылки.
ПЭТ бутылка от чернил, которая используется для заправки принтера.
Обломок полотна ножовки по металлу.
Клей 88.
ПВХ трубка диаметром 4 мм.
Шприц.
Банка с крышкой.

Нужно учесть, что чем тверже бутылка, тем лучше она подходит для работы. При использовании слишком пластичной емкости барометр не будет работоспособным, так как давление во внешней среде будет равно давлению внутри банки, в то время как для работы барометра нужна разница давлений вне и снаружи. В данном видеоуроке использована ПЭТ бутылка, так как она более доступна, чем стеклянные бутылки из под шампанского. Можно также использовать стеклянные банки для закатки, сначала их закупорив и затем впаяв в крышку трубку.

Можно трубку заменить на трубку от пасты шариковой ручки, она также будет работать.

Рассмотрим на примере подобного барометра, сделанного из 2-литровой бутылки, как ориентироваться по данному прибору с предсказанием дождя. Столб воды колеблется в пределах 50 см. Если условно разделить это расстояние на три части, то можно предвидеть изменение погоды по такому правилу: чем ниже столб воды, тем яснее погода.

Если столб воды находится в нижней трети, то дождя точно не будет в ближайшие два дня. Если столб воды в верхней трети, то вероятность дождя высокая. Также имеет значение скорость движения водяного столба: если столб находится в нижней трети и за пару дней подскочил до верхней трети, то скорее всего будет сильная буря.

Нужно помнить,что барометр чувствителен к перепадам температур. Поэтому лучшим местом для него будет погреб или жилая комната с постоянной температурой.

Если барометр показывает ясную погоду, чтобы не напекло голову, позаботьтесь о своем здоровье, а в этом вам поможет . Что еще можно ?

Как сделать водяной барометр Паскаля

Специально для Marzena: опыт подходит для студентов третьего класса, которым нужно построить простую камеру.
Опыт для жителей города – проводится в здании высотой не менее четырех этажей.

Целевая группа:
от детского сада до средней школы.

Цели обучения:
гидростатическое давление, атмосферное давление, простые уравнения, графики, экспериментальная методология, плотность, свойства воды, погодные явления.

Опыт:
Мы строим водяной барометр Паскаля, и в течение нескольких дней мы наблюдаем указания, сравнивая их с метеорологическими наблюдениями и метеорологическими отчетами.

Оборудование:
– здание: наше окно должно быть расположено на высоте 11-12 м над землей, если мы будем жить выше, то мы должны спросить кого-то, кто живет на четвертом этаже ниже нас, мы также можем установить барометр внутри здания – на лестничной клетке;
– пластиковая прозрачная, мягкая трубка диаметром 3-5 мм (приобретается в технических магазинах), нам нужно около дюжины метров;
– прочный пружинный зажим для этой трубки (имеется в техническом магазине);
– пластиковая бутылка емкостью 0,3-0,5 литра;
– проволока, клейкая лента и т. д. для крепления;
– некоторые чернила;
– свеча;
– измерительная лента – не менее 12 м;
– Интернет (вики, метеорологические службы);
– если у нас есть, для сравнения результатов полезно использовать электронный барометр.

Мы строим барометр:
В колпачке бутылки сверлите отверстие диаметром, более или менее похожим на нашу трубку. В самой бутылке, рядом с шеей, мы также делаем отверстие диаметром несколько мм, что позволяет выравнивать давление снаружи и внутри бутылки. Около 20 см от конца трубки мы привязываем к ней проволочную петлю (скрепку) и тщательно нагреваем пламя свечой, чтобы проволока расплавилась в трубку, но не пробила ее. Пробиваем трубку через отверстие в пробке так, чтобы на внутренней стороне вилки находилось около 20 см, а встроенная проволочная петля забивалась с пробкой. Бутылку заполняют кипяченой (всегда свежей варкой: для удаления воды, растворенной в воде) чернила, окрашенные водой, закрытая крышка (труба достигает более или менее дна бутылки) и всасывают воду во всю длинную трубку, пытаясь не пить.
Верхний конец трубки – один с зажимом – прикреплен к оконным или балконным рельсам на 4-м этаже. Мы осторожно опускаем бутылку. Он должен быть расположен примерно на 10,5 м ниже верхнего конца трубки. Трубу не нужно размещать вертикально или прямо – ее можно, например, просверлить лестницей. В этот момент уровень воды на верхнем конце начнет падать (вакуум будет создан над концом водного столба).
Мы устанавливаем бутылку на балкон соседнего 4-го этажа под нами или на перила, если мы отстегнем наш барометр на лестничной клетке. Мы измеряем вертикальное расстояние от конца трубки до уровня воды в бутылке и отмечаем уровень «10 м» на верхнем конце. Если трубка работает наклонно, или если она немного подвешивается, мы должны измерять разницу в уровнях, а не расстояние вдоль трубки. На верхнем конце трубки мы добавляем градуировку или прикрепляем к ней линейку, чтобы мы могли читать уровень воды в диапазоне около 0,5 м в обоих направлениях от текущего уровня с точностью до 1 см.

Курс эксперимента: в течение нескольких дней, каждый день (или каждые несколько часов) мы наблюдаем и записываем результаты уровня воды в нашем барометре. Зная плотность воды, мы преобразуем их в давление, выраженное в hPa. Мы объясняем, откуда взялось традиционное устройство атмосферного давления: «мм рт. Ст.» – чтобы у нас была труба, заполненная ртутью, а не водой. Мы сравниваем результаты, полученные с измерением электронного барометра и метеорологических отчетов (я рекомендую сайт ICM UW). Помните, что метеорологические отчеты не дают абсолютного давления, но снижаются до уровня моря – мы объясняем, что такое сокращение состоит и рассчитано коррекция для нашего города.
С более продвинутыми учениками средней школы мы обсуждаем и учитываем влияние температуры (изменение плотности воды) на наше измерение как коррекцию.
Мы обсуждаем важность атмосферного давления для погоды. Мы объясняем механизмы формирования и поддержания областей высокого и низкого давления и типичных погодных явлений.

Историческое истребление:
Мы говорим о барометре, построенном Блейзом Паскалем на стене многоквартирного дома в Руане, и диктовке о том, как местный тавернер дал Паскалю баррель бургундского вина, чтобы заполнить его барометром вместо воды, цель «научного доказательства его качества», Оказалось, что вино – чуть светлее воды – имеет свой уровень в барометре немного выше, чем вода в трубке рядом с ним, так что это супер.
Мы можем участвовать в более обширном отступлении от широкого вклада Паскаля в математику, физику и философию – вплоть до религии.

Конечно, мы объясняем, где используется используемая сегодня единица давления: «Паскаль» Па.

Использование:
Барометр можно использовать в течение весенне-осеннего сезона (морозы будут его испортить), и если он установлен внутри здания – это зима. Мы можем использовать его для практических целей: «Планируем ли мы полевую деятельность завтра? Нет… лучше нет, потому что давление падает, может дождь ».
Я предупреждаю вас об упрощении таких понятий, как «давление падает – будет дождь», но я рекомендую вам проверять такие частично законные зависимости на практике и показать это как пример закона, который, хотя он не работает на 100%, но позволяет вам провести значительную вероятность. Несколько (несколько месяцев) наблюдений могут использоваться как иллюстрация и введение в концепцию корреляции – это для учеников, не имеющих высшего образования. Но нам не нужно сопоставлять младшего со всем математическим формализмом: пример проверяемости прогнозов погоды идеально подходит для введения законов, которые дают истинные статистические предсказания, хотя и не обязательно в отдельных случаях.
Очень редко, что с увеличением давления дождь будет падать, кроме кратковременного дневного шторма, – и если что-то подобное произойдет – у нас будет возможность читать лекции о довольно редкой аномалии погоды и ее источниках (на веб-сайте метеослужбы ICM доступны очень тщательно и легко написанные «синоптические комментарии», обновляемые каждое утро и объясняющие текущую погодную ситуацию доступным способом).

Техническое обслуживание:
Если мы используем барометр более чем на несколько дней, мы должны пополнить воду в нашей бутылке, когда она испарится. В зависимости от типа трубки каждую неделю или несколько недель мы также должны разобрать все наше устройство, наполнить его свежей (отварной) водой и переустановить. Это вызвано диффузией газов из воздуха через стенки трубки и возможными утечками на зажиме, закрывающем трубку, которая разрушает вакуум выше уровня воды. После такого «обновления» вакуума стоит написать разницу в уровне воды до и после этой операции – и если это важно, сделайте соответствующую коррекцию (в зависимости от даты измерения).

Если барометр будет использоваться дольше, особенно если он установлен на солнечной стене здания, стоит добавить в воду какое-то средство против водорослей – его можно купить в садоводческом магазине.

То, что мы поняли из урока:
мы уже знаем, что атмосферное давление зависит от высоты – чем оно выше, тем ниже. Давление на какой высоте измеряется нашим барометром? На высоте нашего окна, где заканчивается водяной столб в трубке? На уровне первого этажа, где находится бутылка? Где-то между?

Ksawery
Stojda
Репетитор, физик

Как сделать барометр из лампочки

Для изготовления барометра потребуется перегоревшая стеклянная лампочка с большой стеклянной колбой, наждачная бумага, клей, дрель или шуруповерт, машинное масло, медная проволока диаметром 2-3 мм, чернила из шариковой ручки.

Необходимо сделать отверстие в месте соединения цоколя и стеклянной колбы. Для этого капните каплю машинного масла на то место, где будете сверлить отверстие. Потрите два листа наждачной бумаги между собой. Осыпавшийся абразив нанесите на машинное масло и разотрите до образования густой массы. Возьмите кусок медной проволоки диаметром 2-3 мм и зажмите его в патрон дрели. Он будет служить нам сверлом. Оберните стеклянную колбу полотенцем, а цоколь лампочки зажмите между двумя деревянными дощечками. Аккуратно просверлите отверстие в лампочке. При сверлении необходимо прикладывать минимальные усилия, чтобы стеклянная колба не треснула.

Через просверленное отверстие выдавите немного чернил из шариковой ручки в колбу. Если нет чернил, то можно использовать кусок грифеля химического карандаша, предварительно растерев его до порошкообразной массы. Залейте в стеклянную колбу водопроводную воду до середины. Перемешайте до полного растворения чернил или грифеля, если вы использовали химический карандаш.

Возьмите веревку и намотайте ее на цоколь по спирали, оставив свободный конец длиной около 30 сантиметров. Нанесите на цоколь клей и оставьте заготовку подсохнуть на пару часов.

После того как клей подсохнет, необходимо подвесить барометр между оконными рамами. Желательно подвесить барометр с северной стороны, чтобы на него не попадали прямые солнечные лучи. Если окна выходят на юг, то подвешивать барометр необходимо в самой верхней части оконной рамы.

Как расшифровать показания барометра

• Если внутренние стенки стеклянной колбы покрылись мелкими каплями, то завтра ожидается сплошная облачность, но без осадков.


• Если стенки покрылись каплями среднего размера и между ними виднеются сухие полосы, то ожидается переменная облачность.

• Если стенки колбы частично покрылись крупными каплями, то будут кратковременные осадки.


• Если капли заполнили лампочку от цоколя до границы с водой, то будут грозовые осадки.

• Если достаточно крупные капли расположены только у границы с водой, а остальная часть колбы осталась сухой, то грозовой фронт пройдет стороной, за 40-60 км от вас.


• Если в дождливую погоду стенки колбы стали сухими, то завтра установится хорошая погода без осадков.

Пользоваться таким барометром можно только при положительной температуре воздуха. Зимой барометр необходимо убрать из оконной рамы, так как вода может замерзнуть и стеклянная колба треснет.