Солнеч­ная ячейка вместо мик­рофона

При воз­дей­ствии света на крем­ни­е­вый сол­неч­ный эле­мент про­ис­хо­дит фото­воль­та­и­че­ский эффект — воз­ник­но­ве­ние напря­же­ния или элек­три­че­ского тока. В основ­ном это явле­ние исполь­зу­ется для полу­че­ния элек­три­че­ства, но сейчас мы рас­ска­жем о том, как с помо­щью сол­неч­ного эле­мента и науш­ни­ков сде­лать эле­мен­тар­ный инди­ка­тор мер­ца­ния для выяв­ле­ния нека­че­ствен­ных ламп осве­ще­ния.

Для экс­пе­ри­мента мы взяли кро­шеч­ный кусок сол­неч­ной ячейки из отхо­дов про­из­вод­ства с номи­наль­ным напря­же­нием 0.5 вольта и мощ­но­стью 0.25 ватта. Конечно, это не самый под­хо­дя­щий вари­ант, так как данный фраг­мент ячейки не имеет ни под­ложки, ни защит­ного покры­тия, а потому — очень хруп­кий. Кроме того, у него нет про­вод­ных выхо­дов, поэтому при­па­и­вать кон­такты нам при­шлось непо­сред­ственно к лице­вой и тыль­ной поверх­но­стям панели. Если вы хотите поль­зо­ваться при­бо­ром про­дол­жи­тель­ное время, то лучше купить гото­вую сол­неч­ную панель или поза­им­ство­вать ее у садо­вого фона­рика.

К выхо­дам сол­неч­ной панели мы при­па­яли гнездо mini-jack для науш­ни­ков: левый и правый каналы — на один полюс сол­неч­ной панели, «землю» — на другой. Остается под­клю­чить науш­ники — и детек­тор готов. Теперь можно «послу­шать» как мер­цают лампы, даже если это мер­ца­ние неза­метно для наших глаз.

Солнеч­ная панель, в отли­чие от наших глаз, успе­вает фик­си­ро­вать даже очень крат­ковре­мен­ные пере­пады ярко­сти, неуло­ви­мые зре­нием, но ока­зы­ва­ю­щие в неко­то­рых слу­чаях угне­та­ю­щее воз­дей­ствие на нерв­ную систему. Электри­че­ское напря­же­ние на сол­неч­ной панели меня­ется в такт коле­ба­ниям ярко­сти, а науш­ники озву­чи­вают эти пере­пады напря­же­ния.

По высоте звука вы можете узнать частоту мер­ца­ния, а по гром­ко­сти — отно­си­тель­ную ампли­туду. В каче­стве эта­лона можно взять обыч­ную лампу нака­ли­ва­ния, так как ампли­туда ее мер­ца­ния очень мала и не ока­зы­вает суще­ствен­ного воз­дей­ствия на орга­низм.

Для видео­ро­лика мы сде­лали второй вари­ант инди­ка­тора мер­ца­ния и под­клю­чили его к пор­та­тив­ному рекор­деру для записи звука. Как видите, с помо­щью этого про­стого устрой­ства можно не только обна­ру­жи­вать высо­ко­ча­стот­ные коле­ба­ния ярко­сти света, но и при­ни­мать све­то­вую инфор­ма­цию. В каче­стве пере­дат­чика может высту­пать све­то­диод или лазер.

На ролике с нашим экс­пе­ри­мен­том при вклю­че­нии све­то­ди­од­ной настоль­ной лампы появ­ля­ется звук чуть выше ноты соль боль­шой октавы, что соот­вет­ствует частоте 100 герц — сто коле­ба­ний в секунду. Это значит, что и лампа мер­цает с такой пери­о­дич­но­стью. Частота пере­мен­ного тока в сети состав­ляет 50 герц, но в тече­ние каж­дого сину­со­и­даль­ного цикла лампа вспы­хи­вает два раза — при поло­жи­тель­ном и отри­ца­тель­ном полу­пе­ри­оде.

От того, насколько сильно лампа успе­вает сни­зить свою яркость в пере­ры­вах между вспыш­ками, зави­сит ампли­туда ее мер­ца­ния и вред­ное воз­дей­ствие на орга­низм. Считается, что пуль­са­ции глу­би­ной 2-3% при часто­тах от 100 до 300 герц уже нега­тивно влияют на работу мозга.

В нашем случае гром­кость «зву­ча­ния» све­то­ди­од­ной лампы при­мерно соот­вет­ствует обыч­ной лампе нака­ли­ва­ния при оди­на­ко­вом рас­сто­я­нии про­слу­ши­ва­ния. Это значит, что ампли­туда коле­ба­ний у нее неболь­шая и не опасна для здо­ро­вья.

Для опре­де­ле­ния частоты мер­ца­ний по звуку в домаш­них усло­виях можно исполь­зо­вать любой музы­каль­ный инстру­мент или про­грамму для смарт­фона, ана­ли­зи­ру­ю­щую зву­ко­вые частоты. Вот, что полу­чи­лось у нас при ана­лизе звука с помо­щью мобиль­ного при­ло­же­ния:

Другая све­то­ди­од­ная лампа, кото­рая была вклю­чена на про­тя­же­нии всего видео­ро­лика — «молчит», а значит — не мер­цает вообще. Конечно, такие лампы пред­по­чти­тель­нее. К сожа­ле­нию, во время съемок мы не обна­ру­жили ни одной откро­венно плохой лампы для при­мера, но в бли­жай­шее время обя­за­тельно найдем и пока­жем резуль­тат ее «про­слу­ши­ва­ния» в отдель­ном видео.

Для регу­ли­ровки ярко­сти теле­ви­зо­ров, ком­пью­те­ров, теле­фо­нов и фона­ри­ков часто исполь­зу­ется высо­ко­ча­стот­ное пре­ры­ва­ние подачи напря­же­ния (широтно-импульс­ная моду­ля­ция, сокра­щенно ШИМ или PWM), что может при­во­дить к мер­ца­нию, кото­рое также можно услы­шать с помо­щью сол­неч­ной панели и науш­ни­ков.

Конечно, это не про­фес­сио­наль­ный инстру­мент, но он гораздо надеж­нее «каран­даш­ного теста» или спо­соба про­верки мер­ца­ний с помо­щью камеры смарт­фона. А глав­ное — намного инте­рес­нее.

Проверка мер­ца­ния лампы с помо­щью «каран­даш­ного теста»

Проверка мер­ца­ния лампы с помо­щью камеры смартфона