На солнечных батареях в ландшафтном дизайне

ХАЙРУЛЛИНА Д.Р., КГЭУ, г. Казань

Науч. рук. канд. техн. наук, доцент ШИРИЕВ Р.Р.

На сегодняшний день применение автономных светильников на солнечных батареях в ландшафтном дизайне приобретает все большую популярность. Причиной этому служит наличие таких достоинств, как доступность, практичность, оригинальный внешний вид, мобильность и удобство при эксплуатации, позволяющих выгодно выделить и составить конкуренцию другим средствам освещения, применяемым при ландшафтном дизайне загородных участков и зон отдыха. Также эти светильники не нуждаются в постоянном техническом обслуживании и ремонте. Эти светильники будут служить не только источниками света, но и являться элементами декора.

Автономные солнечные светильники, как правило, применяются для освещения дорожек, ступенек лестниц, границ бассейнов и фонтанов, кустарников и деревьев, беседок и там, где имеются резкие перепады рельефа.

Большинство автономных солнечных светильников питаются никель-кадмиевой аккумуляторной батареей. В течение дня светильник преобразовывает солнечный свет в электроэнергию, а при наступлении темноты самостоятельно включается. Источником света в таком светильнике служит один или более светодиодов. Некоторые из светильников выполнены в герметичном исполнении IP67, так что им не страшны атмосферные осадки.

Использование автономных светильников на солнечных батареях придаст уютное, романтичное и сказочное пространство ландшафту загородных участков и зон отдыха без дополнительных финансовых затрат.

Литература

1. Уличное освещение на солнечных батареях с помощью стильных светильников: [Электрон. ресурс]. – URL: http://samdizajner.ru/ulichnoe-osveshhenie-na-solnechnyx-batareyax.html.

2. Уличное освещение: светильники на солнечных батареях: [Электрон. ресурс]. – URL: http://energomir.biz/alternativnaya-energetika/
solnce/svetilniki-na-solnechnyx-batareyax.html.

УДК 621.389

УМНЫЙ НАСОС

ХИСМАТУЛЛИН П.О., МИНИБАЕВ А.И., МОБУ ДО СЮТ;

МАМЛЕЕВА А.Р., КГЭУ, г. Казань

Науч. рук. пед. доп. обр. МИНИБАЕВ Ф.Ш.

Последние несколько лет в нашем районе стоит засуха, в результате которой многие колодцы в деревнях пересохли, а в некоторых грунтовая вода стала поступать очень медленно. Поэтому эти колодцы не могут обеспечить хозяйство водой в полном объеме, т.е. из колодца можно вычерпать 3-4 ведра воды, после чего приходится ждать некоторое время до нового пополнения колодца водой. Появляются трудности в поливе огорода, содержании большого количества скота, и, более того, дома воду приходится расходовать очень экономно. Положение еще больше усложняется, если мы для набора воды используем электрический насос. Дело в том, что при использовании насоса нельзя допустить понижения уровня воды ниже уровня всасывающей трубы. В противном случае в трубу может попасть воздух, и насос не будет качать воду или может выйти из строя. В то же время следить за уровнем воды в колодце сверху невозможно.

В связи с этим появилась идея создания датчика для определения уровня воды в колодце. Принцип действия этого устройства основан на электропроводности воды [1, 2]. Как известно, сопротивление воды очень большое, поэтому решили использовать усилитель постоянного тока, который состоит из двух транзисторов [3, 4], к нему присоединили светодиод, два электрода, опущенных в воду, и источник постоянного тока.

Когда электроды находятся в воде, светодиод горит, показывая, что уровень воды в колодце выше нижнего конца электродов. Если светодиод гаснет – надо отключить насос. Далее возникла идея создать устройство для определения верхнего уровня воды в колодце. Когда вода поднимается до верхнего уровня, другой светодиод загорается, показывая необходимость включения насоса.

При использовании прибора общий электрод необходимо соединить с землей (для этого рядом с колодцем надо забить штырь и соединить с ним общий привод). Электрод для верхнего уровня опускаем на максимальную глубину воды в колодце. Правила эксплуатации устройства таковы: при загорании желтого светодиода следует включить насос; при отключении красного светодиода – выключить насос. Но при этом человек должен находиться все время у колодца, пока набирается вода, что вызывает неудобства.

Появилась необходимость усовершенствовать устройство, а именно:

1) вместо светодиодов поставили электромагнитное реле К₁ и К₂, для включения насоса использовали реле К₃;

2) для питания устройства вместо батареи использовали блок питания на 6 В.

Когда вода поднимается до максимального уровня, реле К₁ включает реле К₃, а оно, в свою очередь, одним контактом включает насос и одновременно другим контактом блокирует реле К₁, при этом насос качает воду. Когда уровень воды будет ниже нижнего уровня, реле К₂ отключает насос. При использовании усовершенствованного датчика уровня воды полностью отпадает необходимость присутствия человека.

Но возникает новая проблема: накопительная бочка может переполниться. Во избежание потерь воды добавили еще один датчик, электроды которого опускаются в емкость с водой. При наполнении емкости датчик отключает насос с помощью реле К_3.

Прибор должен быть абсолютно безопасным при использовании. Поэтому для питания устройства собрали выпрямитель на 6 В с двумя последовательно соединенными трансформаторами 220 В на 42 В и 42 В на 6 В. Если случайно замкнут первичная и вторичная обмотка в одном трансформаторе (что бывает крайне редко), другой трансформатор защитит человека от поражения электрическим током.

Использование прибора позволит обеспечить водой в случае засушливого лета частный дом. Благодаря дешевизне и простоте в использовании прибор можно использовать не только в индивидуальном, но и в фермерском хозяйстве.

Литература

1. Перышкин А.В. Физика. 8 кл.: учеб. для общеобразоват. учеб. заведений / А.В. Перышкин. – 3-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2011.

2. Енохович А.С. Справочник по физике / А.С. Енохович. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Просвещение, 1990.

3. Борисов В.Г. Кружок радиотехнического конструирования /
В.Г. Борисов. – М.: Просвещение, 2008.

4. Терещук Р.М. Полупроводниковые приемно-усилительные устройства: справ. радиолюбителя / Р.М. Терещук, К.М. Терещук, С.А. Седов. – Киев: Наук. думка, 2005.

УДК 621.311.04

КОНТРОЛЬ ЧАСТИЧНЫХ РАЗРЯДОВ

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ МЕТОДОМ

ХУСНУТДИНОВ Р.А., МАРДАНОВ Г.Д., КГЭУ, г. Казань

Науч. рук. д-р физ.-мат. наук, профессор ГОЛЕНИЩЕВ-КУТУЗОВ А.В.

Электромагнитный метод предусматривает регистрацию частичных разрядов (ЧР) с помощью антенны наружной установки. Антенна представляет собой электромагнитный регистратор, рассчитанный для работы в диапазоне метровых или сантиметровых волн. Метод основан на регистрации высокочастотных колебаний в измерительной схеме при возникновении ЧР. Такие измерительные схемы находят широкое применение, так как позволяют надежно измерять основные характе­ристики ЧР и обеспечивают высокую чувствительность, минимальный регистрируемый кажущийся заряд составляет 10^–14–10^–15 Кл.

Лабораторный вариант экспериментальной установки имеет в своем составе две антенны разного типа, цифровой осциллограф, ПК с платой АЦП и специализированным программным обеспечением. Схема измерения ЧР представлена на рисунке.

~ U

У

L

ПК

АЦП

ПО

И

А1

А2

ЦО

Схема измерения ЧР электромагнитным методом: И – изолятор;
А1 – антенна LA380; А2 – антенна Н31101; У – усилитель;
ПК – персональный компьютер; ПО – программное обеспечение LabVIEW;
АЦП – аналого-цифровой преобразователь; ЦО – цифровой осциллограф

Электромагнитное излучение ЧР представляет собой видеоимпульс. Как правило, для измерения ЧР в высоковольтной изоляции применяются приборы, работающие в области высоких частот (VHF-метод) с узкополосным диапазоном до 2 МГц и широкополосным более 50 МГц. Сигнал электромагнитного излучения, генерируемый ЧР, возникающими в исследуемых высоковольтных изоляторах, детектируется с помощью антенн А1 и А2. Для визуализации и настройки частотного диапазона сигналов ЧР используется цифровой осциллограф.

В качестве первой антенны (А1) используется активная рамочная антенна LA380 (диаметр 30 см). Антенна имеет внутренний усилитель с высоким коэффициентом усиления (20 дБ в диапазоне 10 кГц – 250 МГц). LA380 предназначена для работы в частотном диапазоне 10 кГц – 500 МГц. Для выполнения измерений в полевых условиях используется узконаправленная антенна А2.

В качестве второй антенны (А2) используется Н311-01 – всеволновая телевизионная антенна с широкополосным усилителем, которая применяется для приема в дециметровом диапазоне. Антенна осуществляет прием сигналов в диапазоне частот 48,5–890 МГц и состоит из дециметровой части. Антенна обладает равномерным усилением по всему частотному диапазону. Дециметровая часть представляет собой логопериодическую антенну с 20 вибраторами.

Разработанная система использовалась при проведении исследований на высоковольтных подстанциях г. Казани. В перспективе планируется разработка модификации программы обработки, которая позволит записывать сигналы электромагнитного излучения ЧР поочередно с необходимого количества изоляторов в двоичный, текстовый или файл специфического формата, а затем проводить постобработку записанных данных для последующего анализа состояния изоляторов.

УДК 621.311.04