Schaltung: Blitzintensitätsdetektor

Möchten Sie die enormen elektrischen Felder beobachten, die von herannahenden Gewittern erzeugt werden? Dieser clevere Blitzintensitätsdetektor, erstmals im Juni 2003 in Elektor veröffentlicht, bietet Experimentierfreudigen genau das.

Möchten Sie die gewaltigen elektrischen Felder herannahender Gewitter auf sichere Weise beobachten? Dieser raffinierte Blitzintensitätsdetektor, der erstmals im Juni 2003 in Elektor veröffentlicht wurde, macht genau das möglich. Anstatt Blitze direkt zu erfassen, registriert die Schaltung Veränderungen im umgebenden atmosphärischen elektrischen Feld und bietet so einen faszinierenden Einblick in eines der mächtigsten Naturphänomene.

Die Schaltung

B. Oehrlekings Detektor misst die Stärke des lokalen elektrischen Feldes, das beim Herannahen eines Gewitters deutlich ansteigt. Eine einfache Teleskopantenne oder ein Ein-Meter-Draht dient als Sensorantenne und nimmt winzige elektrische Potenziale auf, die durch die Atmosphäre induziert werden. Da diese Spannungen überraschend hoch sein können, wird das Eingangssignal zunächst durch Widerstandsteiler-Netzwerke stark abgeschwächt, bevor es einem Paar CMOS-4093-Schmitt-Trigger-ICs zugeführt wird.

Die Schaltung vergleicht das eingehende Signal mit zwei voreingestellten Schwellenwerten. Übersteigt das elektrische Feld etwa 1,3 kV/m, leuchtet die erste LED auf und zeigt erhöhte atmosphärische Aktivität an. Steigt das Feld weiter auf etwa 13 kV/m an, leuchtet eine zweite LED als Warnung vor deutlich stärkeren elektrischen Bedingungen. Dank der Schmitt-Trigger-Eingänge verfügt der Detektor über eine eingebaute Hysterese, die ein Flackern der LEDs verhindert, wenn das gemessene Feld um die Schaltschwellen schwankt.

Das fertige Projekt wird von einer 9-V-Batterie gespeist, ist kompakt, tragbar und verbraucht sehr wenig Strom. Es ist als Lehrgerät zum Beobachten der sich verändernden elektrischen Umgebung vor und während Gewittern konzipiert. Es handelt sich selbstverständlich nicht um ein Blitzvorhersage- oder Sicherheitsgerät. Von einem geschützten Ort aus verantwortungsvoll eingesetzt, bietet es eine faszinierende Möglichkeit, unsichtbare atmosphärische Prozesse in Echtzeit zu beobachten.

Praktisches Experimentieren

Obwohl preisgünstige Wettersensoren und internetbasierte Blitzkarten heute weit verbreitet sind, bleibt dieses Projekt aus dem Jahr 2003 ein lohnendes praktisches Experiment – denn es misst ein physikalisches Phänomen direkt, anstatt sich auf Ferndaten zu stützen. Der Aufbau des Detektors vermittelt wertvolle Einblicke in hochohmiges Analogdesign, elektrische Feldsensorik, Schwellenwerterfassung und den praktischen Einsatz von Schmitt-Triggern in Messschaltungen.

Das Blitzintensitätsdetektor-Projekt

Der Originalartikel „Gewittermelder" erschien in der Elektor-Ausgabe vom Juni 2003. Lesen Sie den Artikel.

Anmerkung der Redaktion: Dieser Artikel erschien erstmals in einer Elektor-Ausgabe aus dem Jahr 2003. Einige der Bauteile und Komponenten sind möglicherweise nicht mehr erhältlich. Dennoch sind wir überzeugt, dass Sie den Artikel informativ finden werden.