Ловец молний

Ловец молний

Да, зима — не лучший результат для статьи о молниях. Но время близится! Сезон гроз и дождей всего через каких-то 4-5 месяцев, а работы – куры не клюют.Все видели молнии? Молнии прекрасные, витые.

Вы понимаете как они вправду выглядят? Да, их удается сфотографировать, но лишь с одной стороны, и через раз.
Смотрите кроме этого: Обзор видеоплаты MSI N780 Lightning

Компания MSI представила собственную версию GeForce GTX 780 спустя три месяца по окончании официального анонса референсных моделей на упрощенном чипе GK110. Более того, по заявлению производителя, разработка нового адаптера велась более года. Сейчас мы оценим итог труда разработчиков, что "настойчиво попросил" от них много упрочнений – MSI N780 Lightning.GeForce GTX 780 основан на пара упрощенной версии топового графического процессора GK110.

Именно на это решение переключился интерес требовательных энтузиастов.

А мы обучились ловить каждую молнию, да ещё строить полную 3d модель каждой, кроме того невидимой в тучах молнии! Более того, через 15 секунд по окончании удара в любой точке над Москвой, её координаты и трёхмерный профиль сразу же обновляется на отечественном сайте!Под катом 6 мБ трафика.Что такое молния? Как она зарождается? Википедия даёт самый полный и развёрнутый ответ, но краткая выжимка о сути молнии, серьёзная дня последующего описания оттуда такая:

  • Молнии сопровождаются громом и вспышкой.
  • Молнии не бывает меньше нескольких сотен метров и имеют среднюю длину 2.5 км.
  • Молнии бывают наземные (каковые бьют в почву, весьма редкие) и внутреоблачные.

И самое ответственное, как зарождается молния:

  1. В облаке происходит «Ударная ионизация», которая является началом молнии и появляется «фаворит-заряд», что будет потом пробираться через воздух, прокладывая дорогу главному заряду.
  2. Фаворит спонтанно выбирает точку в пространстве, расположенную в нескольких десятках метров от себя, и с огромной скоростью перелетает в том направлении, наряду с этим создаёт «канал», и издаёт негромкий «хрясь»
  3. Фаворит делает перемещение и останавливается в той точке, в которую прилетел и ожидает в том месте пара микросекунд. За это время из базисного облака по всем до этого созданным каналам беззвучно проходит маленькой разряд, подпитывая фаворита.
  4. Потом он опять делает пункт 2-3, пока не достигнет или почвы (что очень редко), или другого скопления заряда в другом облаке, где он рассеивает собственный заряд.
  5. Когда фаворит достиг точки разряда, по всем созданным им каналам за доли секунды проносится главной заряд, что до этого ожидал в тучке, силой тока пара сотен тысяч ампер, наряду с этим создаётся «БАБААААХ»

Плюс ко всему, часто фаворит раздваивается либо растраивается (не грусти, фаворит, не расстраивайся), создавая новые и новые ответвления.Самое ответственное из сообщённого для предстоящего описания: молния делает звук «хрясь-хрясь-…-хрясь-хрясь-БАБАХ», да и то же самое происходит со световым излучением от молнии.Так давай её поймаем!«В смысле поймаем!?» спросите вы. Ну да, легко выражение прекрасное. В действительности мы захотели оцифровать молнию.

Мы можем её заметить и услышать с трёх разных мест и способом триангуляции воссоздать картину всей молнии, полное расположение фаворита в любой момент молнии на карте города, конечно его продолжительность нахождения в том месте.Для этого необходимо во-первых необходимо забрать карту Москвы, и пометить на ней точки, где будут размешаться отечественные базы-сенсоры-передатчики. Были выбраны районы Митино, Марьина и Парк Победы Роща. Хороший треугольник!

Да и находятся они все на возвышении, что также важно.Базы-сенсоры-передатчикиДля того, дабы заметить и услышать молнию мы закупили фотодиоды, микрофоны. Но не простые. Молнии в Москве – это неизменно ливень. Ливень для электроники – неизменно смерть. Исходя из этого мы существенно потратились и приобрели всё влагонепроницаемое.Для обработки сигнала были закуплены три платы Raspberry PI.

Для передачи сигнала с каждой базисной станции на главный компьютер были использованы USB-модемы с мобильным интернетом не сообщу какой компании. Питание каждой базы происходило от трёх автомобильных аккумуляторная батарей.На каждую базу было использовано 8 фотодиодов, расположенных по кругу, направленных в различные стороны. Микрофон был помещен в центр круга, направлением вверх.

Софт был запрограммирован так, дабы в момент, в то время, когда появляется вспышка (подразумевается, что вспышка задетектируется всеми базисными станциями в один момент, что есть началом отсчёта), начинается высокочастотная запись с микрофона.Установка базыНе думали мы, что это будет самая сложная часть проекта. Дабы находиться на крыше какого-либо дома хоть козюлю из носа, требуется легко неимоверная куча документов!

Разрешение экспертизы, разрешение управляющей компании, соглашение, условия, впредь до протокола собрания обитателей дома. Столкнувшись со всем этим, мы решили пойти По другому, неправильному пути. Представляясь доставщиками пиццы, мы ходили по зданиям в ближайшей округе выбранных точек дислокации, искали, где возможно нелегально пробраться на крышу. И о чудо! В округе 500 метров в каждой точке нашлось по одному такому подъезду.

Прикормив консьержек, мы затащили оборудование на крыши, настроили и довольные убежали к себе…Осталось лишь ожидать…Первая грозаНи разу в жизни я не ожидал грозы так, как тогда. Ожидали мы около месяца. В этот самый момент она отправилась. Она произошла так неожиданно и скоро, что мы кроме того опоздали дожарить шашлыки на даче в 40 км от Москвы.

Так скоро по обочине мимо пробок я ещё ни при каких обстоятельствах не ездил.Первые сигналы были страшными. Оно и ясно, микрофоны настроены как-нибудь, плата запрограммирована также как-нибудь, по причине того, что не было ни единой возможности протестировать плату с софтом. Но, слава Всевышнему, гроза шла около 5-6 часов, а нас было ровно трое. Помчавшись к точкам, где размешались отечественные базы, мы начали искать ответ, как возможно скорее.

Прямо в подъезде под крышей (лишь тогда я сообразил, что возможно было всё делать дома на эргономичном сухом кресле, через терминал). Наконец Сергей, один из отечественных, настроил всё как надеется и скинул нам по исходнику. Скомпилировав и запустив программу, в момент следующей молнии я осознал, что всё трудится превосходно!

Осциллограммы записанных звуков были прелестны, в особенности в случае если отфильтровать медианным фильтром (+ незначительный ручной фильтр для красоты картины):Тут так всё разумеется, что кроме того не нужно пояснять, где пробирается через воздух фаворит, а где идет главной разряд. На остальных платах показался совсем подобный сигнал с маленьким смещением громкости и уровней! Плюс ко всему мы узнали, что чем дольше путь, на что перескакивает фаворит, тем тише звук.

По всей видимости, перескакивая на мелкие расстояния, проходит намного больший ток, и диаметр нагреваемого воздуха больше, что ведет к более громкому хлопку. Обстановка мало напоминает эффект тоннелирования.Смотрите ко мне, на данный момент выскочит молния!Обработав полученные осциллограммы в софте, созданном на Unity3d, мы взяли их! Молнии!

Само собой разумеется, не без неприятностей. Перечислю неприятности перечнем:

  • Не сходу додумались брать за центр распространения звука не ту точку, где покоится фаворит, а середину «канала», что он создаёт.
  • Весьма мешала частота дискретизации, шум дождя исигнализациимашин в момент грома.
  • На одной из трёх станций, которую мы поместили вглубь квартала, в дом средней высоты, безумно портило картину эхо, идущее от соседних зданий и от почвы. Было нужно перевозить станцию на другой дом.
  • Требуется полностью правильная позиция баз, для этого нам потребовалось ещё раз съездить к нашим базам и записать их правильные GPS+ГЛОНАСС координаты.

Но вот он итог:Более того! Самое потрясающее то, что в следующую грозу мы насчитали 8 видимых молний. Наряду с этим вспышек с громом было 23, т.е. 15 молний было в облака, недоступных для человека. Но отечественные станции кроме того их оцифровали! Мы заметили невидимые молнии.

Чем ближе молния выяснялась к центру треугольника, тем правильнее получалось её прописать.Вот, ещё мало картин молний, наложенных на Москву, вид сверху. Если Вы нашли тут собственный дом, не переживайте, ни одна молния в дом не попала.И вот моя любимая, быть может это сбой программы. =)НапоследокВ этот момент мы готовим сайт на котором будут в онлайн-режиме транслироваться все 3d изображения молний.

Возможно будет поглядеть на город с точки размещения молнии, конечно взглянуть на молнию как бы из собственного окна, сравнить с настоящей молнией и убедиться в точности измерения. Возможно будет взглянуть все молнии, их точное время и точную позицию, в которое они ударили, конечно просмотреть прошлые грозы и скачать самую понравившуюся молнию.

Молнии до тех пор пока что будут обрабатываться лишь для Москвы, но весьма бы хотелось распространиться и на другие, более дождливые города.Да, соглашусь, кроме всего другого нам ещё сильно мешали ветра, перепады давления и перепады температур воздуха на пути от молнии к микрофону, исходя из этого совершенной автоматической оцифровки сделать не удалось. Мы уверены, что программа обработки лжёт на 50-100 метров в каждой точке.

Но всё равняется эти 50-100 метров незаметны на фоне неспециализированной длины молнии в 2500 метров. Было бы нужно установить мелкие метеостанции с барометром, флюгером и термометром. Плюс ко всему микрофоны были недостаточными по дискретизации, и они дают большое количество шумов. По произведенным расчётам мы узнали, что для определения расположения молнии с точностью до 20 метров требуется ещё как минимум 4-5 станций, уточняющих итог.

Плюс ко всему нужно поставить на каждой станции по 2 микрофона для уточнения.UPD1: Многие хабровчане просят разместить более детальную данные о технической части проекта. С наслаждением напишем, необходимо мало времени.

Случайная статья:

The lightning struck in the TV! Cool! We caught a lightning by a kite.


Похожие статьи:

Комментирование и размещение ссылок запрещено.

Обсуждение закрыто.