Грозоотметчик или детектор молний

Речь пойдет не о грозоотметчике Попова, хотя и его хотелось бы построить, а о детекторе гроз на основе радиосигналов определенной частоты.

Собирал по этой схеме (вариант с магнитной антенной), но с некоторыми уточнениями, о которых напишу ниже. Сразу отмечу, что переменным резистором регулируется чувствительность прибора - максимальная чувствительность та, при которой не возникает ложных срабатываний прибора (подбирается опытным путём).

Печатную плату можно скачать тут (размеры примерно 30 х 40 мм) в 2-х вариантах: для проволочной антенны и для магнитной (ферритовой).

Что такое молния и как она влияет на радиоэфир я писать не буду - об этом уже много написано. Но приведу картинку спектра молнии для понимания процессов.

Как видно, основной пик разряда приходится на 10 кГц, поэтому авторский вариант работает на частотах 5 - 10 кГц. Я же немного модифицировал схему и применил ферритовую антенну, как в СВ - ДВ радиоприемнике.

Вычитал, что грозовые разряды могут быть как в вертикальной плоскости (облако - земля), так и горизонтальной (облако - облако). Это означает, что поляризация может быть как вертикальная, так и горизонтальная. Чтобы избавиться от направленных свойств горизонтальной ферритовой антенны (хочется "ловить" молнии со всех сторон), я расположил её вертикально и получил круговую диаграмму направленности.

В своем детекторе я применил ферритовый стержень проницаемостью 2000, диаметром 13 мм и длиной 80 мм. Было замечено, что чувствительность прибора зависит не только от частоты контура, но и от индуктивности катушки: частота может быть одинаковая, но чувствительнее тот прибор, где использована бОльшая индуктивность.

Для своего прибора частоту контура выбрал около 250 кГц (индуктивность 1500 мкГн и конденсатор 270 пФ) - на такой частоте молнии фиксируются в радиусе 30 - 50 км, чего вполне достаточно для бытовых нужд. В качестве индикатора, я использовал обычную китайскую пищалку (зумер).

Прибор расположен в помещении на книжной полке. Для теста прибора я воспользовался сервисом Blitzortung.org , где в режиме реального времени (с небольшой задержкой) фиксируются разряды молнии. Скриншот "свежих" разрядов прилагаю.

Логично предположить, что уменьшив размеры феррита, но сохранив резонансную частоту антенны, можно уменьшить размеры детектора, однако мои эксперименты опровергли эту идею.

В книге Хомич В.И. Приемные ферритовые антенны (МРБ 0370), помимо прочего, речь идет о способах увеличения эффективности ферритовых антенн (более подробно читайте там), например, путем: увеличения количества стержней, а значит и общего диаметра антенны; параллельного или последовательного соединения катушек; использования феррита переменного сечения или переменной проницаемости.

В каждом отдельном случае, индуктивность антенных катушек нужно будет пересчитывать. Недостатком методики является увеличение габаритов антенны, а соответственно и самого прибора. Возможно, стоит "поиграться" с частотой контура: уменьшить размеры феррита, но увеличить частоту, но это уже в другой раз.

А пока, короткое видео работы грозоотметчика (на этом видео катушка с малой индуктивностью, которую я потом заменил на более короткую, но с большей индуктивностью):