Proteger un dispositivo flotante anclado contra ataques de rayos

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Estoy construyendo un dispositivo, actual como prueba de concepto, pero me gustaría tenerlo en funcionamiento durante un largo período de tiempo (más de un año) con un mantenimiento mínimo.

El dispositivo está alimentado por un conjunto de células solares, contiene un microprocesador y otros dispositivos computacionales, y comunicaciones de radio / microondas. Todo el shebang está suspendido debajo de un globo meteorológico (con algunos de los componentes de transcepción y las células solares conectadas a la parte superior), y está atado al suelo mediante un cable (no conductor) de 200 metros de longitud.

Mi preocupación actual por el dispositivo es su longevidad. Aunque en un entorno controlado, el dispositivo es capaz de durar para siempre (ish), estoy preocupado por los factores ambientales, el principal son los rayos.

Entonces, ¿cómo puedo proteger el dispositivo si ocurre tal evento, o evitarlo por completo?

EDIT

En el caso de que a alguien le importe y quiera replicar lo que estoy intentando, busqué paquete de 600 g aquí en ebay .

Además, si alguien sabe de un dispositivo mejor (que podría sostener un peso mayor sin llegar a los 100) que un globo meteorológico para suspender un dispositivo, haga gritar (se desconoce el peso final, menos de 5 kg)

    
pregunta topherg

2 respuestas

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Una correa húmeda "no conductora" sigue siendo bastante propicia para los rayos. Creo que hay algunas cosas que vale la pena considerar:

  • ¿Qué tan probable es que sea un rayo, tanto en términos absolutos como en comparación con los eventos de vientos fuertes?
  • ¿Cómo va a sobrevivir el globo en sí mismo a un rayo?

Colocar las células solares en la parte superior del globo me parece muy malo para la estabilidad y también exponerlas a los rayos. Lo que haría como mitigación de rayos es ponerlos a un metro o menos por debajo del globo, por debajo del punto de amarre. A menos que estés muy cerca del ecuador, el sol todavía alcanzará las celdas en ángulo.

Tendrá que sellar la electrónica muy a fondo. Puede protegerse un poco más contra ESD colocándolos en una caja de aluminio; También ayudará a rociar algunas de las protecciones ESD tradicionales (diodos TVS, bobinas de choque pequeñas) en cualquier conexión fuera de la caja.

De manera realista, construiría varios de estos dispositivos y aceptaría que, ya sea que lo elimines durante una tormenta, o que se desaparezca o se evapore con un rayo.

Editar: dependiendo de la altura, el clima, los requisitos posicionales y las reglas de aviación locales, un planeador autónomo podría funcionar bastante bien para este tipo de cosas; Es cierto que es un proyecto mucho más grande. Pero revisa las reglas de aviación locales para conocer los globos aerostáticos en esa alitiude de todos modos.

    
respondido por el pjc50
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Suponiendo que el dispositivo no necesita funcionar durante tormentas eléctricas, podría crear un circuito detector de rayos en el dispositivo que apague automáticamente los componentes electrónicos sensibles y desconecte las antenas expuestas del circuito. Una opción sería un circuito de radio AM no sintonizado con un detector de nivel y un contador de frecuencia de ataque. El circuito luego volverá a conectar y volver a alimentar los componentes electrónicos sensibles después de un período específico y continuará supervisando la actividad de rayos.

    
respondido por el Jerry Penner

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