Circuit : détecteur d'intensité de foudre

Envie d’observer en toute sécurité les immenses champs électriques produits par l’approche des orages ? Publié pour la première fois dans Elektor en octobre 2003, cet ingénieux détecteur d’intensité de foudre le permet aux expérimentateurs. Au lieu de détecter directement la foudre, le circuit mesure les variations du champ électrique atmosphérique ambiant et révèle ainsi l’un des phénomènes naturels les plus puissants.

Circuit

Le détecteur de B. Oehlerking mesure l’intensité du champ électrique local, qui augmente fortement à l’approche d’un orage. Une simple antenne fouet télescopique ou un fil d’un mètre sert de capteur et recueille les faibles potentiels électriques induits par l’atmosphère. Ces tensions pouvant être très élevées, le signal d’entrée est d’abord fortement atténué par des diviseurs résistifs, puis transmis à deux circuits intégrés CMOS 4093 à déclencheur de Schmitt.
  Le circuit compare le signal reçu à deux seuils définis. Lorsque le champ électrique dépasse environ 1,3 kV/m, la première LED s’allume et signale une forte activité atmosphérique. Si le champ dépasse ensuite environ 13 kV/m, une seconde LED s’allume pour signaler des conditions électriques nettement plus intenses. Grâce aux entrées à déclencheur de Schmitt, l’hystérésis intégrée empêche les LED de clignoter lorsque le champ mesuré oscille autour des seuils de commutation.

Alimenté par une pile de 9 V, le montage est compact, portable et consomme très peu de courant. Conçu comme instrument pédagogique, il permet d’observer l’évolution du champ électrique avant et pendant les orages. Il ne constitue évidemment ni un dispositif de prévision de la foudre ni un équipement de sécurité. Utilisé avec prudence depuis un lieu abrité, il permet d’observer en temps réel des phénomènes atmosphériques invisibles.

Expérimentation pratique

Même si les capteurs météo bon marché et les cartes de foudre en ligne sont désormais courants, ce projet de 2003 reste une expérience pratique instructive, car il mesure directement un phénomène physique au lieu de dépendre de données distantes. Construire ce détecteur apporte de solides notions de conception analogique à haute impédance, de mesure de champ électrique, de détection de seuil et d’emploi des déclencheurs de Schmitt dans les circuits de mesure.

Le projet de détecteur d'intensité de foudre

L'article original, « Détecteur d’orages » est paru dans Elektor d'octobre 2003. Consultez l'article.

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Note de la rédaction : Cet article a été publié pour la première fois dans un numéro d'Elektor de 2003. Certains des composants et pièces mentionnés ne sont peut-être plus disponibles. Nous pensons néanmoins que vous trouverez cet article instructif.