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采用闪电传感器AS3935探测风暴距离-器件知识

时间:2024-04-04 21:07:09

“被闪电击中的可能性”是一个短语,用于表示某些事情不太可能发生。尽管如此,根据美国国家气象局的数据,美国每年(1982年至2010年)平均有54人死亡事件是由于雷击造成的,只有百分之十的人实际死亡。历史表明,一个人受到被闪电击中的人的一生机会大约是千分之一。

这些死亡和伤害中的许多都可以避免。典型的原因是在风暴期间处于不安全的地方。这可能意味着当典型的下午风暴袭来,或者在宁静的山谷湖泊中游泳并且没有注意到即将到来的风暴时,被Pike‘s Peak捕获。

如果对即将来临的风暴有足够的警告,就可以避免这种情况。虽然经验法则涉及计算闪电和雷电之间的秒数,但却给人一种安全感,人们不能总是看到闪电(特别是如果它是云到云),有些人根本没有注意。例如,当一个人想出来时,如果一群孩子在湖边游泳需要寻求庇护,那可能为时已晚。

奥地利微电子公司(现为ams)开发了一种传感器,可以使风暴预测更加可靠,称为富兰克林闪电AS3935。它是一种单芯片电路,可检测并向入射风暴的“前沿”提供距离估计。

“前沿”这个短语有点误导,因为它表明一个人正处于暴风雨的直接道路上。事实上,就这个传感器而言,前缘只是风暴的最近边缘,如果风暴在附近发出掠射,它可能永远不会真正到达。然而,它与你的距离 - 无论它在哪里 - 都是最相关的信息。

用于估计距离的算法在电路中是硬编码的;没有涉及软件。可以设置各种引脚和寄存器来配置不同的设置,但基本计算对用户来说仍然是不透明的。这极大地简化了设备的使用。它通常连接到或其他一些外部电路。 AS3935将生成距离估计值,但系统的其余部分可以使用该信息执行某些操作,例如发出某种警告。

基本操作

内部算法包括两个关键的基本任务:分析电脉冲以确定它是否是雷击,如果是,则估算风暴距离。请注意,给定的距离不是实际检测到的雷击距离,而是通过对最近检测到的撞击模式的统计分析确定的到风暴前缘的距离。 AS3935的框图如图1所示,主要操作块用红色包围。

采用闪电传感器AS3935探测风暴距离

图1:AS3935框图,主要功能单元由红色的边界。 (由ams提供。)

雷击产生的电磁脉冲可以通过调谐到500 kHz,带宽为33 kHz的外部天线(见图2)进行检测。模拟前端(AFE)解调和放大天线信号,一旦事件超过其阈值,看门狗电路就会向闪电探测器发出警报。然而,许多其他电磁事件产生高能量事件。重要的是,这种非闪电“干扰器”不要被误解为闪电 - 反之亦然。

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