Устройство для определения направления на мекку
Изобретение относится к устройствам ориентации и навигации. Сущность изобретения состоит в том, что устройство содержит магнитную стрелку, установленную с возможностью вращения, поворотный лимб с нанесенной на нем нулевой отметкой, корпус с шкалой с названием Мекки, расположение которого соответствует его географическим координатам с поправкой на магнитное склонение, датчик угла поворота магнитной стрелки, содержащий два чувствительных элемента, индикатор направления на основе светодиодов и источник электропитания. При этом центр поворотного лимба совпадает с точкой крепления магнитной стрелки, чувствительные элементы датчика угла поворота жестко скреплены с поворотным лимбом и расположены на его поверхности на противолежащих концах отрезка прямой, проходящей через центр лимба. Длина магнитной стрелки составляет не менее расстояния между серединами чувствительных элементов и не более расстояния между максимально удаленными друг от друга границами чувствительных элементов. Светодиоды индикатора расположены на поверхности корпуса устройства по обе стороны лимба на прямой, являющейся продолжением диаметра лимба и совпадающей с осью симметрии корпуса, а индикатор выполнен с возможностью срабатывания при совмещении концов магнитной стрелки с чувствительными элементами. Техническим результатом является указание направления на Мекку, удобство в эксплуатации для всех категорий верующих, сравнительно несложная конструкция. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.
Изобретение относится к устройствам ориентации и навигации, а более конкретно к устройствам определения направления на заданный объект, в частности направления на Мекку.
Определение направления на Мекку является существенным условием правильного отправления молитв в мусульманском мире, поскольку, согласно канонам ислама, в процессе молитвы лицо верующего должно быть обращено к священному городу Мекка. У верующих мусульман, находящихся вне мечети и привычных мест обитания, выполнение этого требования может вызывать серьезные трудности.
Известны современные устройства определения направления типа электронных компасов [1]. Однако их использование для определения направления на Мекку требует специальной процедуры, для выполнения которой необходимо иметь информацию о географических координатах и величине магнитного склонения места, в котором находится верующий, и провести определенные расчеты. Такая процедура практически невыполнима для верующих с низким уровнем образования.
Наиболее близким функциональным аналогом заявленного изобретения являются указатели направления на Мекку фирмы Ilkone, выполненные на базе модифицированных мобильных телефонных аппаратов [2]. В этом случае в аппараты встраиваются дополнительные узлы, с помощью которых проводятся упомянутые вычисления для большого количества географических пунктов, данные о которых внесены в специальную память. Однако подобное усложнение приводит к существенному удорожанию устройства, что делает его приобретение весьма проблематичным для широкого круга верующих.
Целью данного изобретения является создание устройства для указания направления на Мекку, которое наряду с его удобством в эксплуатации для всех категорий верующих характеризовалось бы сравнительно несложной конструкцией и, как следствие, невысокой ценой.
Указанная цель достигается в устройстве для определения направления на Мекку, содержащем магнитную стрелку, установленную с возможностью вращения, поворотный лимб с нанесенной на нем нулевой отметкой, корпус с нанесенной на нем шкалой с названием Мекки, расположение которого соответствует ее географическим координатам с поправкой на магнитное склонение, датчик угла поворота магнитной стрелки, содержащий два чувствительных элемента, индикатор направления на основе светодиодов и источник электропитания, в котором, согласно изобретению, центр поворотного лимба совпадает с точкой крепления магнитной стрелки, чувствительные элементы датчика угла поворота жестко скреплены с поворотным лимбом и расположены на его поверхности на противолежащих концах отрезка прямой, проходящей через центр лимба, причем длина магнитной стрелки составляет не менее расстояния между серединами чувствительных элементов и не более расстояния между максимально удаленными друг от друга границами чувствительных элементов, и при этом светодиоды индикатора расположены на поверхности корпуса устройства по обе стороны лимба на прямой, являющейся продолжением диаметра лимба и совпадающей с осью симметрии корпуса, а индикатор выполнен с возможностью срабатывания при совмещении концов магнитной стрелки с чувствительными элементами.
В качестве чувствительных элементов могут быть использованы преобразователи магнитного поля в электрический сигнал, выбранные из группы, содержащей элементы Холла, магниторезисторы или использующие их интегральные схемы, причем один из указанных чувствительных элементов вырабатывает сигнал под воздействием северного полюса магнитной стрелки, а другой - под воздействием южного полюса. При этом предпочтительно, чтобы преобразователи магнитного поля были включены по схеме совпадения двух сигналов (от северного и южного концов стрелки).
В еще одном частном случае в качестве чувствительных элементов могут быть использованы щелевые оптроны или основанные на них оптоэлектронные схемы, срабатывающие при перекрытии щелей магнитной стрелкой.
В предпочтительном частном случае индикатор содержит светодиоды разного цвета.
Изобретение поясняется далее более подробно со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено:
- на фиг.1 - принципиальная схема устройства по изобретению;
- на фиг.2 - схема взаимного расположения магнитной стрелки и магниточувствительных элементов датчиков угла поворота стрелки по отношению к лимбу, вид сбоку;
- на фиг.3 - то же, что на фиг.2, вид снизу;
- на фиг.4 - схема взаимного расположения магнитной стрелки и чувствительных элементов (типа щелевых оптронов) датчика угла поворота стрелки по отношению к лимбу;
- на фиг.5 - внешний вид устройства по изобретению, вид сверху.
Устройство содержит свободно вращающуюся магнитную стрелку 1 и электронный датчик угла поворота 2 магнитной стрелки 1, включающий два чувствительных элемента 3, усилитель 4, пороговое устройство 5 (см. фиг.1). Электронная часть устройства содержит также источник питания 6 и индикатор направления 7.
Предлагаемое устройство имеет также поворотный лимб 8, центр которого совпадает с точкой крепления 9 центра магнитной стрелки 1 (см. фиг.2). Чувствительные элементы 3 датчика 2 угла поворота магнитной стрелки 1 жестко скреплены с поворотным лимбом 8 и расположены на его внутренней поверхности на противолежащих концах отрезка прямой, проходящего через центр лимба 8. Для повышения точности указания заданного направления длина упомянутого отрезка и длина магнитной стрелки 1 связаны следующим условием: длина магнитной стрелки 1 составляет не менее расстояния между центрами чувствительных элементов 3 и не более расстояния между максимально удаленными друг от друга границами чувствительных элементов 3.
Индикатор направления 7 (фиг.1) содержит светодиоды различного, например красного 10 и зеленого 11, свечения, расположенные на поверхности корпуса устройства 12 (см. фиг.5). Светодиоды 10 и 11 предпочтительно расположены на линии, совпадающей с осью симметрии 13 корпуса 12, а также с продолжением диаметра поворотного лимба 8. При этом красный светодиод 10 предпочтительно расположен между краем корпуса 12 и поворотным лимбом 8, а зеленый светодиод 11 - по другую сторону поворотного лимба 8 со стороны отсека 14, предназначенного для размещения источника питания 6.
Помимо этого, на лимбе 8 нанесена нулевая отметка 15, а на корпусе 12 содержится шкала 16 с названием Мекки, расположение которой соответствует ее географическим координатам с поправкой на магнитное склонение.
В качестве описанных чувствительных элементов 3 можно использовать преобразователи магнитного поля в электрический сигнал (например, элементы Холла, магниторезисторы или использующие их интегральные схемы), один из которых вырабатывает сигнал под воздействием северного полюса магнитной стрелки, а другой - под воздействием южного полюса. Точность определения направления возрастет, если преобразователи магнитного поля будут включены по схеме совпадения двух сигналов (от северного и южного концов магнитной стрелки). Магниточувствительные элементы 3 целесообразно располагать на внутренней поверхности поворотного лимба для уменьшения расстояния от них до концов магнитной стрелки 1, что способствует повышению точности определения направления на Мекку. В то же время магниточувствительные элементы 3 могут располагаться и на наружной поверхности лимба без существенной потери точности.
В качестве чувствительных элементов 3 можно также использовать щелевые оптроны 17 или основанные на них оптоэлектронные схемы, срабатывающие на появление концов магнитной стрелки в щелях (фиг.4). В этом случае чувствительные элементы 3 располагают на внутренней поверхности поворотного лимба таким образом, чтобы обеспечить возможность свободного перемещения магнитной стрелки 1 через щель оптрона 17.
Заявленное устройство работает следующим образом.
Пользователь совмещает нулевую отметку 15, находящуюся на поворотном лимбе 8, с нанесенным на корпус 12 устройства наименованием географического пункта, где он находится. Далее устройство включают и помещают на горизонтальной поверхности (например, на горизонтально расположенную ладонь). После этого пользователь плавно поворачивается вокруг свой оси вместе с поверхностью, на которой расположено устройство, вплоть до включения светодиодов 10 и 11.
Вызывающее включение светодиодов 10 и 11 срабатывание индикатора 7 происходит при совпадении (взаимодействии) концов магнитной стрелки 1 с чувствительными элементами 3 (магниточувствительными элементами или щелевыми оптронами 17). При этом направление на Мекку совпадает с воображаемой линией от красного светодиода 10 к зеленому светодиоду 11. Использование двух светодиодов 10 и 11 различного свечения исключает возможность ошибочно повернуться к Мекке не лицом, а спиной.
Для повышения удобства в эксплуатации устройство может располагаться непосредственно на молельном коврике, лежащем на полу или на земле. В этом случае устройство поворачивают вместе с ковриком вплоть до включения светодиодов 10 и 11.
Таким образом, заявленное устройство характеризуется несложной конструкцией и удобным алгоритмом определения направления на Мекку, доступным даже для верующих с невысоким уровнем образования.
Литература
1. Бараночников М.Л. «Микроэлектроника». М.: Изд. ДМК, 2011, т.1, с.412-442.
2. http://www.halal.ru/.
1. Устройство для определения направления на Мекку, содержащее магнитную стрелку, установленную с возможностью вращения, поворотный лимб с нанесенной на нем нулевой отметкой, корпус с нанесенной на нем шкалой с названием Мекки, расположение которого соответствует ее географическим координатам с поправкой на магнитное склонение, датчик угла поворота магнитной стрелки, содержащий два чувствительных элемента, индикатор направления на основе светодиодов и источник электропитания, характеризующееся тем, что центр поворотного лимба совпадает с точкой крепления магнитной стрелки, чувствительные элементы датчика угла поворота жестко скреплены с поворотным лимбом и расположены на его поверхности на противолежащих концах отрезка прямой, проходящей через центр лимба, причем длина магнитной стрелки составляет не менее расстояния между серединами чувствительных элементов и не более расстояния между максимально удаленными друг от друга границами чувствительных элементов, при этом светодиоды индикатора расположены на поверхности корпуса устройства по обе стороны лимба на прямой, являющейся продолжением диаметра лимба и совпадающей с осью симметрии корпуса, а индикатор выполнен с возможностью срабатывания при совмещении концов магнитной стрелки с чувствительными элементами.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве чувствительных элементов использованы преобразователи магнитного поля в электрический сигнал, выбранные из группы, содержащей элементы Холла, магниторезисторы или использующие их интегральные схемы, причем один из указанных чувствительных элементов вырабатывает сигнал под воздействием северного полюса магнитной стрелки, а другой под воздействием южного полюса.
3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что преобразователи магнитного поля включены по схеме совпадения двух сигналов (от северного и южного концов стрелки).
4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве чувствительных элементов используются щелевые оптроны или основанные на них оптоэлектронные схемы, срабатывающие при перекрытии щелей магнитной стрелкой.
5. Устройство по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что индикатор содержит светодиоды разного цвета.
