Wilt u op een veilige manier de enorme elektrische velden waarnemen die door naderende onweersbuien worden opgewekt? Deze slimme onweerdetector, voor het eerst gepubliceerd in Elektor in juni 2003, doet precies dat. In plaats van bliksem rechtstreeks te detecteren, meet de schakeling veranderingen in het omringende atmosferische elektrische veld, een fascinerend venster op een van de krachtigste natuurverschijnselen.

De schakeling

De detector van B. Oehlerking werkt door de sterkte van het lokale elektrische veld te meten, dat sterk toeneemt als een onweersbui nadert. Een eenvoudige uitschuifbare antenne of een meter draad fungeert als sensorantenne en vangt de kleine elektrische potentialen op die door de atmosfeer worden geproduceerd. Omdat deze spanningen verrassend hoog kunnen zijn, wordt het ingangssignaal eerst sterk verzwakt door weerstandsdelers voordat het naar een paar CMOS 4093 Schmitt-trigger-IC's wordt geleid.
 
Lightning intensity detector 2
Onderschrift
De schakeling vergelijkt het binnenkomende signaal met twee vooraf ingestelde drempelwaarden. Wanneer het elektrische veld ongeveer 1,3 kV/m overschrijdt, gaat de eerste LED branden, wat duidt op verhoogde atmosferische activiteit. Als het veld verder stijgt tot boven ongeveer 13 kV/m, waarschuwt een tweede LED voor aanzienlijk sterkere elektrische omstandigheden. Dankzij de Schmitt-trigger-ingangen beschikt de detector over ingebouwde hysterese, waardoor de LED's niet flikkeren wanneer het gemeten veld rond de schakeldrempel zweeft.

De schakeling wordt gevoed door een 9V-batterij, is compact en draagbaar, en verbruikt zeer weinig stroom. Het is bedoeld als educatief instrument om de veranderende elektrische omgeving voor en tijdens onweersbuien te observeren. Het is uiteraard niet bedoeld als bliksemvoorspeller of veiligheidsapparaat. Verantwoord gebruikt vanuit een beschutte locatie, biedt het een boeiende manier om onzichtbare atmosferische processen in real time te volgen.
 
Lightning intensity detector 1
Onderschrift

Praktisch experimenteren

Hoewel goedkope weersensoren en op internet gebaseerde bliksemkaarten inmiddels breed beschikbaar zijn, blijft dit project uit 2003 een waardevolle hands-on ervaring, omdat het een fysiek verschijnsel rechtstreeks meet in plaats van te steunen op externe data. Het bouwen van de detector geeft waardevol inzicht in analoog ontwerp met hoge impedantie, meting van elektrische velden, drempeldetectie en het praktisch gebruik van Schmitt-triggers in meetschakelingen.

Het bliksemintensiteitsdetector-project

Het originele artikel, "Onweerdetector," verscheen in Elektor van juni 2003. Bekijk het artikel.
Noot van de redactie: Dit artikel verscheen voor het eerst in een uitgave van Elektor uit 2003. Sommige onderdelen en componenten zijn mogelijk niet meer verkrijgbaar. Desondanks denken wij dat u het artikel informatief zult vinden.
 
Elektor Newsletter 42026 (1)