Показваме пример за АЦП, който е изграден с развойната платка Arduino Uno. Може да се използва за различни проекти при които се изисква обработка на сигнали.
Платките Arduino са с вграден 10 битов АЦП, който има ограничени възможности, които на този етап ще са ни достатъчни. В друга публикация ще се запознаем с по-висок клас АЦП.
Най-малкото напрежение което Arduino може да измери, е 5V/1024=0,0049 V или 4,9 mV.
bit
Resolution
min. voltage (V)
min. voltage
10
1024 – 210
0.0049V
4.9 mV
16
65536 – 216
0.000076V
76 uV
24
16777216 – 224
0.00000029V
0.29 uV
Даден е пример с потенциометър, на който средния край влиза в pin A0. По този начин имитираме даден аналогов сигнал. На нас точно това ни трябва, цифровизация на аналоговия сигнал излизащ от приемника.
Това е един доста лесен начин за постигане на тази цел. Програмата преработва сигнала от аналоговия вход и го преобразува в цифров формат (analog to digital conversion) и отчита стойности от 0 до 1023.
На входа pin A0, може би се досещате, че вместо потенциометър може да постъпи аналогов сигнал от различни устройства с амплитуда до 5V. Възможностите които предлага този схема са доста. Подходящ е за начални експерименти с вашата система. Може да надграждате и променяте кода. На базата на този пример сме успели да синтезираме изображенията на Слънцето, които са публикуване на този сайт.
Гроут Ребер (22.12.1911г. – 20.12.2002г.) е пионер в радиоастрономията, той съчетава интересите си в радиолюбителството и аматьорската астрономия. Той е последовател в изследването и разпространяването на пионерската работа на Карл Янски (22.10.1905г.–14.02.1950г.) и провежда първото изследване на космоса в радиочестотния диапазон
Построената от него радио антена през 1937г. е втората създавана някога за астрономически цели и първата параболично отразяваща антена, използвана като радио телескоп . В продължение на почти десетилетие той е единственият в света радиоастроном.
Живот
Гроут Ребер е роден и израснал в Уитън, Илинойс предградие на Чикаго, завършва Технологичния институт “Армор” (сега Илинойския технологичен институт ) през 1933г. – електроинженерство. Бил е радиолюбител и е работил за различни радио производители в Чикаго от 1933 г. до 1947г.
Ребер научил за откритието на Карл Янски (1932) за радиовълни от галактиката Млечен път и искал да последва това откритие и да научи повече за космическите радиовълни. Дали вълните идват само от Млечния път или и от други небесни обекти? Какъв процес създава радиовълните?
Той решил, че това е областта, в която иска да работи, обърнал се за работа към лабораториите Бел (Bell Labs), където работи Янски. Това обаче е било по времето на Голямата депресия и нямалo работни места и Ребер решава самостоятелно да изучава радиоастрономия.
Ранно експериментиране
Радиотелескопа на Ребер в Уийтън, Илинойс , 1937г.
През лятото на 1937г. Ребер решава да изгради свой собствен радиотелескоп в задния си двор в Уийтън докато работи на пълен работен ден за радиостанция в Чикаго. Радиотелескопът на Ребер бил значително по-напреднал от този на Янски и се е състоял от параболична антена от ламарина с диаметър 9 метра, фокусирана върху радиоприемник на 8 метра пред чинията. Цялата конструкция била монтирана на накланяща се стойка, позволявайки му да бъде насочвана в различни посоки. Дървената кула вляво на снимката се е използвала за достъп до приемника. Радиотелескопът е завършен през септември 1937г.
Първият радиоприемник на Ребер е работил на 3300 MHz, но с него не успява да открие сигнали от космоса, както и с вторият, работещ на 900 MHz. Накрая, третият му опит, е на 160 MHz (дължина на вълната 1,875 метра), който е успешен и през 1938г. успява да открие радиоизлъчването от Млечния път, потвърждавайки откритието на Янски.
Ребер прекарва дълги часове всяка нощ, като сканира небето с радиотелескопа си. Той работи през нощта, защото през деня е имало твърде много смущения от искри в автомобилните двигатели.
Графичните записи от радиотелескопа на Ребер, направени през 1943г. Пиковете в диаграмата се дължат на смущения от искренето на автомобилните двигатели (прекъсвач-токоразпределителя). По-широките върхове се дължат на Млечния път и Слънцето.
Открития
Той насочва вниманието си към изготвянето на радиоконтурна небесна карта, която той завършва през 1941г. и я разширява през 1943г.
Ребер изследва радиочестотната радиация от Космоса и представя данните като контурни карти, показващи, че най-ярките области съответстват на Млечния път. Най-ярката част е към центъра на галактиката Млечен път. Открива и други светлинни източници, които имат радиоизлъчване, като тези в Cygnus и Cassiopeia.
Диаграмите са графично изобразени в галактически координати, в които галактическият екватор е хоризонтално. По-високо е радиоизлъчването близо до галактическия екватор. Вертикалните оси са галактична ширина в градуси. Хоризонталните оси са галактическа географска дължина, в която посоката към центъра на галактиката има дължина = 0.
През годините от 1938г. до 1943г., Ребер прави първите изследвания на радио излъчванията от космоса и публикува резултатите си както в инженерни, така и в астрономически списания.
В продължение на почти десетилетие от 1937г. той е единственият радиоастроном в света.
Неговите постижения гарантират, че радиоастрономията се превръща в основна научна област на изследване след Втората световна война. Изследователски групи в много страни започват да изграждат по-големи и по-добри антени и приемници след войната.
По това време Ребер установява, че силата на радиосигнала е по-слаба при по-високи честоти, в противоречие с предсказаното от теорията за топлинната радиация. Тази теория се отнася за светлината от звездите или за всеки нагрят предмет, като например горещо желязо или печка, и прогнозира, че радиочестотите се увеличават при по-високи честоти. Но Ребер открива точно обратната връзка за Млечния път. Това би трябвало да е друг, “не-термичен” процес.
Едва през 50-те години на 20 век руският физик Виталий Лазаревич Гинзбург (21.09.1916г.-08.11.2009г.) разработва теорията за синхротронната радиация, която обяснява наблюдавания радиочестотен спектър. Съгласно теорията синхротронното излъчване е резултат от движението на електрони при скорости близки до скоростта на светлината в магнитни полета. Нашата галактика е пълна с високоскоростни заредени частици, включително електрони, известни като “космически лъчи”. Вече е прието, че тези частици са се озовали в междузвездно пространство в резултат на експлозии на супернови звезди. Това е произходът на повечето радиационни лъчения от Млечния път, които Янски и Ребър измерват.
По-късно работа на Ребер
През 50-те години на ХХ век, Ребер търси поле, което изглежда пренебрегвано от повечето други изследователи, и насочва вниманието си към космически радиовълни при много ниски честоти (1-2 MHz или дължина на вълната 150-300 метра). Вълните от тези честоти не могат да проникнат в йоносферата на Земята, освен в някои части на Земята по време на ниска слънчева активност. Такова място е Тасмания, където Ребер живее много години. Умира в Тасмания на 20 декември 2002г.
Роден е на 22 октомври 1905 г. в Норман, Оклахома, САЩ. Посещава колежа в университета в Уисконсин, където получава бакалавърска степен по физика през 1927 г.
Между 1930 и 1932 работи в телефонната компания ”Bell” Telephone Corporation Laboratory, (BTL). Изучавайки на холмделския полигон атмосферните радиосмущения на честотa 20,5 MHz в метровия диапазон около 14,6 m, открива постоянен радио шум с неизвестен произход.
Построява антена, която се завърта чрез помощта на четири гуми от Ford Model-T, с дължина около 30 м и височина 6 м. Така определя посоката на сигнала. Получените данни се записвали на хартия в малка барака близо до антената.
След като записва сигнали от всички посоки в продължение на няколко месеца, Янски ги категоризира в три вида: статични-близки гръмотевични бури, далечни гръмотевични бури и слаб сигнал с постоянно съскане с неизвестен произход. Местоположението на максималната интензивност се увеличавало и спадало веднъж на ден, което накарало Янски да предположи, че то идва от Слънцето.
След няколко месеца на проучване, интензитетът на сигнала се отклонил от позицията на Слънцето. Установява, че сигналът се повтаря с период от 23ч и 56м, което е периодът на въртенето на Земята спрямо звездите. Янски обсъжда своите наблюдения със своя приятел астрофизик и учител Алберт Мелвин Скелет. Сравнявайки наблюденията си с оптични астрономически карти, той заключава, че излъчването идва от Млечния път и е най-силно в посока на центъра на галактиката в съзвездие Стрелец. Неговото откритие е публикувано на 5 май 1933 в ”Ню Йорк таймс”. Излиза негова книга ”Електрически смущения, с извън земен произход”. Янски иска да продължи своите изследвания, но от Bell Labs го пренасочват към друг проект. С това си откритие Янски дава началото на радиоастрономията.
На 28.02.2025 г. ще станем свидетели на рядко астрономическо явление.
Вечерта на последния ден от февруари веднага след залез, седем планети – Сатурн, Меркурий, Нептун, Венера, Уран, Юпитер и Марс ще се подредят на небосвода в една линия или както е известно – парад на планетите. Но, планетите от Слънчевата система в никакъв случай не образуват права линия в пространството, тъй като техните орбити не са в една и съща равнина. Астрономите назовават това събитие планетарно нареждане. Това представление ще бъде същинска наслада за феновете на астрономията. Четири от тях Меркурий, Венера, Юпитер и Марс ще се виждат с просто око. За Уран и Нептун ще ни трябва оптичен инструмент. Сатурн ще е най-трудна за наблюдение, понеже се намира доста близко до Слънцето. Ще трябва да сме запознати с времето му на появяване на небето.
За да се насладим на събитието, трябва да отидем надалеч от градските светлини, където няма светлинно замърсяване.
Любителите притежаващи AllSky Camera могат да се надяват на чисто небе за добри кадри.
Тук ще Ви покажа връзка между данните получени чрез наблюдение – транзит на Слънцето, и сканиране по вертикала. Данните са от две различни години на приемане. Приемника в случая е един. При метода транзит на Слънцето данните са записвани директно от Radio-SkyPipe. Докато при другия метод данните се цифровизират чрез RSI и записват, което позволява обработката им по всяко време и различни начини.
На радиограмата от фиг.2 се вижда графично изобразен сигнал от две сканирания по централната линия на Слънцето с продължителност 6,7 сек.
На фиг.3 е показана радио грама, получена чрез сканиране по метода – транзит на Слънцето. Времето за цялото и получаване е около 50 мин. Самото Слънце, както се вижда преминава за около 30 мин. Наблюдава се голяма резолюция на приетия сигнал, поради факта, че тук само един ред сканиране трае в пъти повече време от сигнала на фиг.2, нужен за получаване на изображението от фиг.1/в този случай 6,7 секунди/. Честотата на дискретизация в случая е само 1s/s(настоена в Radio-SkyPipe). Тук разликата е в пъти по-малка.
При наслагване на двете изображения ясно се вижда връзката между тях.
