Грозоотметчик

источник:  Радио № 3   2005 

Удаленные грозы создают помехи радиосвязи и навигации, ближние же могут наведенным молнией сигналом вывести из строя аппаратуру связи. Особенно опасны прямые попадания молнии приводящие к уничтожению аппаратуры, пожарам и человеческим жертвам. Грозовые разряды наводят мощные импульсные сигналы на линии электропередачи и связи, а даже короткие броски напряжений в них могут вызвать сбои в работе и выход из строя дорогих приборов, например, компьютеров.
 
 Особенно велика вероятность этого в сельской местности с ее протяженными открытыми линиями, поэтому аппаратуру желательно отключать при приближении грозы.
Близкая гроза видна и слышна, но как получить предупреждение о ней заранее? Ведь это нужно и туристам, и рыболовам, и яхтсменам, и многим другим людям, работающим или отдыхающим далеко от укрытий.
Это легко сделать "грозоотметчиком", но только в его современном исполнении.
Известны два метода регистрации грозовой активности: статический, по возрастанию напряженности электрического поля в атмосфере примерно от 100 В/м в обычном состоянии до 1 ...40 кВ/м перед грозой (случаются разряды молний и при ясном небе!) и электромагнитный, по наличию, спектральному составу и интенсивности импульсов радиоволн (атмосфериков), излучаемых молниями. Недаром одним из признаков приближающейся грозы являются шорохи и трески при прослушивании сигналов радиостанций в диапазонах длинных и средних волн. Современные электрометры, конструируемые радиолюбителями, не требуют больших антенн, регистрируют электрическое поле атмосферы, даже стоя на подоконнике, а поле наэлектризованной расчески — на расстоянии нескольких метров.
Второй, электромагнитный метод регистрации гроз "по А. С. Попову" использовал американский радиолюбитель Б. Радмор [2] в простом "карманном" приборе с телескопической антенной WA1 длиной всего 30...60 см (рис.).

Схема устройства:

Удлиняющая катушка L1 повышает ее эффективность. Входной контур L2C2 настроен на частоту около 330 кГц, т. е. выше максимума спектральной плотности атмосфериков (7... 100 кГц). Возможно, это продиктовано желанием не регистрировать слишком далекие грозы, дальше, скажем, 100 км.
Усиленный транзистором VT1 сигнал поступает на регистрирующий каскад (VT2— VT4). ВЧ импульс открывает транзисторы VT2 и VT3 и разряжает конденсатор С4. Ток его зарядки, проходя через диод VD1 и резистор R6, приводит к более длительному открыванию транзистора VT4 и зажиганию индикаторной лампочки VL1.
Можно применить светодиод или звуковой индикатор.
Резистором R4 устанавливают порог срабатывания устройства.
Питают "грозоотметчик" от двух гальванических элементов.
Поскольку устройство работает на сравнительно низких частотах, то особых требований к его элементам нет.
Транзисторы VT1—VT4 могут быть любые кремниевые малой мощности и соответствующей структуры — от КТ315/КТ361 до КТ3102/КТ3107.
Диод VD1 — любой импульсный (германиевый или кремниевый), например, Д18 или КД503.
Лампа накаливания VL1 — на напряжение до 3 В и ток не более 100 мА.
Настройки устройство не требует (кроме установки порога срабатывания подстроечным резистором R4).
Признак нормальной его работы — срабатывание от зажигалки с пьезоэлементом при ее удалении от антенны на расстояние примерно 1 м.

От себя:  приёмные катушки можно рассчитать в любой программе по расчёту индуктивности, но можно и поэкспериментировать с различными индуктивностями. Я не придерживался точности и намотал приблизительную индуктивность согласно схеме.
Вместо лампочки применил яркий синий светодиод размещённый прямо на плате, радиодетали Советского производства, питание - аккумулятор от мобильного телефона, корпус от заводского реле времени. Лицевая панель из матового тёмно-зелёного оргстекла от приёмника "Кристалл" через которое свет от светодиода хорошо рассеивается.

Монтажные платы:

ЛИТЕРАТУРА:
1. Головин Г. И. А. С. Попов изобретатель радио/под ред. д.т.н., проф. И. Г Кляцкина. — М.: Гос. изд. литературы по вопросам связи и радио, 1945, с. 74.
2. Radmore В. A lighting detector for the shack. QST, 2002, Aprii, p. 59—61.
3. Clift R. E. Storm Monitor. http:// www.vlf.it/storm_monitor/stormmon-itor.htm
4. The ThunderBolt. Storm and Lightning Detector System. http:// www.safetyproductsunlimited.com/lightning.html