Détection de la foudre, fabriquer un radiogoniomètre

[Comode]

Bonjour,

La ou je vit, il n'existe aucune carte des impacts de foudre... Je suis pourtant dans une zone extremement orageuse, et j'aimerai pouvoir localiser les impacts (enfin pas forcément les impacts, les éclairs tout court en fait)...

Un rapide coup d'oeil sur le net, et la solution idéale semble s'appeler radiogoniomètre...

De ce que j'ai compris, c'est 2 antennes planes (et en cercle) disposée perpendiculairement... Quand la foudre tombe, chacune des 2 antennes va capter un courant induit, et on pourra déterminer la direction de la foudre grâce a une relation d'amplitude (cosinus?) du signal capté entre les 2 antennes...

Mon idée, c'est de fabriquer moi même ce système... Le problème, c'est que de nombreuse données me manquent...

Ce que je veux faire, c'est plutôt que d'utiliser des trucs compliqués a brancher sur le PC (carte acquisition analogique), je veux utiliser ma carte son pour faire ça, et plus précisément le line-in stéréo...

Je branche chacune des 2 antennes sur un des 2 cannaux, et j'enregistre le signal...

En cas de coup de foudre, on devrait ainsi enregistrer un "son" stéréo, et il n'y aurait alors plus qu'a faire la relation d'amplitude sur chacun des 2 cannaux (petit programme a faire) pour déterminer la direction de l'éclair... Vous me suivez ?

Mes question sont donc, par ordre d'importance :

- Quelles longueurs d'onde va t-il faloir capter ? sont-elle compatible avec ce que peut endurer une carte son (50Hz-20Khz) ?

- a quelle tension induite faut-il s'attendre dans une antenne en fonction de la distance lorsque la foudre est perdendiculaire a l'antenne (la réponse peut aussi être en fonction de la dernière question) ?

- Quel est la relation mathématique entre la direction de l'éclair et l'amplitudes des signaux captés par les antennes perpendiculaires ? Je suppose que l'amplitude est maximale quand l'éclair frape a la perpendiculaire de l'antenne et est nulle quand il frape dans le plan de l'antenne ? fonction cosinus simple ? quelqun peut confirmer ? des subtilités à savoir ?

- Comment doit on concevoir l'antenne pour être efficace ? Quelle est sa taille optimale, quel métal utiliser (cuivre ? alu ? fer ? monobrin, multibrin ?) et combien de boucle de fil faudrait-il par antenne ?

Pour les problème de triangulation, je verrais ça si j'arrive a faire le 1er capteur...

En vous remerciant par avance...

[Alpha Lacertae]

Je suis loin d'avoir les reponses a toutes tes questions, mais voici peut-etre une piste pour exploiter ton idee de branchement via la carte son : Goniometer (audio)

Et j'ai aussi trouver ca : Loops are somewhat directional along the axis of highest gain, but have a sharp null in the axis perpendicular to their highest gain. Therefore, when using a loop for direction finding, the plane of the antenna is rotated until the signal disappears. As planar loops have a 180 degree symmetry, other methods must be used to determine if the signal is in front or behind the loop.

Frequently, a dipole and a loop are used together, to obtain a combined cardioid radiation pattern with a sharp null on only one side.

Pour le reste faudra que je rentre du boulot parce que la c'est bouillant de faire de telles recherches ... /emoticons/happy@2x.png 2x" width="20" height="20">

[Comode]

Je suis loin d'avoir les reponses a toutes tes questions, mais voici peut-etre une piste pour exploiter ton idee de branchement via la carte son : Goniometer (audio)

Et j'ai aussi trouver ca : Loops are somewhat directional along the axis of highest gain, but have a sharp null in the axis perpendicular to their highest gain. Therefore, when using a loop for direction finding, the plane of the antenna is rotated until the signal disappears. As planar loops have a 180 degree symmetry, other methods must be used to determine if the signal is in front or behind the loop.

Frequently, a dipole and a loop are used together, to obtain a combined cardioid radiation pattern with a sharp null on only one side.

Pour le reste faudra que je rentre du boulot parce que la c'est bouillant de faire de telles recherches ... /emoticons/happy@2x.png 2x" width="20" height="20">

Ca va bien dans le sens de ce que je pensait pour la relation d'amplitude (max a la perpendiculaire, nulle dans le plan) ce qui tend a confirmer qu'il s'agit d'une bete relation cosinus...

Autant je pense que pour la théorie, le concept que j'évoque est viable, mais pour les grandeurs pratiques... c'est surtout ça le problème je pense...

A vrai dire, je serais surpris que la fréquence du signal soit inférieure à plusieurs mégahertz, donc complètement incompatible avec la carte son... J'en profite pour anticiper, mais le cas échéant, est-il possible de mettre une diode simple sur chaque antenne et un condensateur entre chaque extrémité de chaque antenne ? Je suis pas du tout électronicien, mais je suppose que cela permettrai d'obtenir un signal a peu près continu pendant quelques milisecondes, et donc de pouvoir se concentrer sur l'amplitude... Quelqun peut confirmer ça aussi ?

[Cyrilleb]

Je peux essayer de t'aider: je travaille dans l'électronique.

Pour les longueurs d'onde reçues par l'antenne, ce sont à mon avis des valeurs assez élevées, de l'ordre du mégahertz. Donc pas compatible avec la carte son.

La tension induite: sans doute très faible, je dirais de l'ordre de quelques millivolts. Sans doute trop peu pour la carte son...à voir quand même, ça dépend de l'antenne. Mais c'est sûrement moins d' 1 Volt.

Pour calculer la position de l'éclair, oui c'est un simple sinus/cosinus. Une antenne te donnera le cosinus de l'angle et l'autre antenne (à 90°) te donnera le sinus.

L'antenne peut être fabriquée avec plusieurs boucles de fil de cuivre (isolé évidemment). Pour la taille de l'antenne et le nombre de boucles, je ne sais pas.

Le mieux est de commencer par faire des recherches sur le net, des amateurs ont déjà construit ce genre de détecteur.

Le coup de la diode et du condensateur me paraît être une bonne idée. C'est un montage connu pour faire de la démodulation AM. En fait, tu branches la diode et le condensateur en série, et tu mesures le signal sur le condensateur. Il faut aussi prévoir une résistance en parallèle sur le condensateur pour qu'il puisse se décharger et suivre les variations du signal.

Par contre, si le signal est faible, la diode risque de restée bloquée (il faut plus de 0.6V pour qu'elle soit passante). Dans ce cas, il faudra mettre un amplificateur HF entre l'antenne et le montage diode / condensateur.

[Comode]

Merci beaucoup pour vos réponses...

Si tu fais de l'électronique, ça peut m'intéresser /emoticons/tongue@2x.png 2x" width="20" height="20"> J'en ai fait un peu quand j'étais gamin, donc je connais vaguement les grands principes des composants, mais pas dit que je sache quel condensateur choisir, ou si besoin comment et quel transistor y mettre...

Pour la tension, je constate régulièrement qu'en cas d'éclair pas trop loin (10-15km max) le champ électromagnétique est suffisant pour produire un "pouf" sur mes hauts parleurs... je vois 3 hypothèses... Soit c'est une surtension sur le réseau électrique, soit l'interférence vient de l'électronique avant l'amplification, soit le courant induit dans la bobine du haut parleur est suffisamment fort pour faire bouger la membrane... Faudrait que je teste en débranchant le haut parleur, voir si ça le fait encore... Si c'est le cas, ça sera alors la 3e hypothèse qui marche (ce qui m'arrangerai puisque je n'aurait pas besoin de l'amplifier)... Enfin je suppose que la 2eme est plus probable...

En fait, tu branches la diode et le condensateur en série, et tu mesures le signal sur le condensateur

J'avais imaginé la diode en série et le condensateur en parallele entre entrée et sortie d'antenne, en espérant avoir une différence de potentiel entre les 2 extrémités de l'antenne pendant l'éclair qui rechargerait ainsi le condensateur... Serait-ce abusé si je te demandait de poster un petit schéma de la façon dont tu vois la chose ?

La tension induite: sans doute très faible, je dirais de l'ordre de quelques millivolts.

Penses-tu qu'on puisse faire passer ça directement dans un transformateur en mettant le condensateur après ce dernier, quitte a n'avoir aucune intensité à la sortie ? Y'a des problèmes d'inpédence qui se posent en entré sur la carte son ?

Bref, beaucoup de problème pour moi ^^ je suis programmeur, et tant que j'ai pas un signal qui rentre sur ma carte son, je suis un peu impuissant face aux problèmes de réalisation...

[manu974]

La détection de cellule orageuse se fait par réception VLF (very low fraquency) allant de 0 à 24khz, ce domaine de fréquence est aussi utilisé en radioastro, on l'appelle natural radio puisque on peut entendre la fameuse resonnace de schumann soit le battement de coeur de la Terre.

Bref il te faut deux antennes réalisé par enroulement de fils de cuivre émaillé (celui dont on se sert pour réaliser les self) environ 40m un ampli basse fréquence ( je travaille avec un simple lm386 alimenté par une pile de 9v avec un gain de 50db voir 200db si tu veux écouter autre chose) Ensuite je branche ton ampli via cable coaxial sur l'entrée micro de ta carte son.

Comme logiciel j'utilise spectrum lab qui te permet d'afficher un spectre de o à 24khz.

Attention les écoutes vlf sont très difficile surtout en zone urbaine, d'une part tu seras parasiter par le 50hz d'edf, par ta TV qui rend parfois le système inutilisable

la reference en ecoute vlf : www.vlf.it

A+

Manu

[Cyrilleb]

Voici le schéma dont je parlais plus haut:

Mais ce petit montage est à priori inutile, puisque la fréquence des signaux est compatible avec la carte son...

J'ai trouvé ce site à partir du lien donné par manu974:

http://users.edpnet.be/Danielv37/Detecteur...na.htm#Hardware

Pas évident de trouver des infos sur le net pour ce genre de récepteur...

Essaie de faire comme manu974 te propose, un petit ampli op est sûrement la solution la plus adaptée. Pour info, un gain de 50 dB équivaut à 300 environ. Un transformateur est à mon avis à proscrire, car la puissance du signal est très faible, et tu seras obligé de faire une adaptation d'impédance.

Pour le bruit dans les haut-parleurs, ça ne peut pas être le HP seul. Ca peut provenir du signal avant l'ampli ou peut-être de l'alimentation.

[Boudu34]

Voici le schéma dont je parlais plus haut:

Bon, ça c'est le Poste-à-galène de ma jeunesse dans les années 40 !

Il ne manque que la self à l'entrée (pour s'accorder sur la bande de fréquence à recevoir) et le casque de 2000 Ohms à la sortie !

Mais il est inutile de refaire le monde.

Un simple petit récepteur de radio pocket qui possède les GO (Ondes longues - 160 à 270 kHz) peut très bien faire l'affaire :

On se cale entre 2 stations (ou en bout de bande), là où il n'y a que du souffle et on relie la sortie HP à la carte d'entrée son avec un 0,1 µF afin d'avoir un isolement galvanique suffisant.

Et "Cra-cra" lors de chaque éclair !

Avant la FM en broadcast, écouter Europe 1 en AM sur 1647 m GO était vraiment pénible en période d'orages

Bon bricolage

F5JG

-

[noctiluque]

Bonjour,

Tu as Pierre-Marie (nom du pseudo) sur Montpellier qui a ça en boutique (et en ligne...).

A voir peut-être avec lui si c'est un bricolage maison ou pas...

[manu974]

Voici le schéma dont je parlais plus haut:

Mais ce petit montage est à priori inutile, puisque la fréquence des signaux est compatible avec la carte son...

J'ai trouvé ce site à partir du lien donné par manu974:

http://users.edpnet.be/Danielv37/Detecteur...na.htm#Hardware

Pas évident de trouver des infos sur le net pour ce genre de récepteur...

Essaie de faire comme manu974 te propose, un petit ampli op est sûrement la solution la plus adaptée. Pour info, un gain de 50 dB équivaut à 300 environ. Un transformateur est à mon avis à proscrire, car la puissance du signal est très faible, et tu seras obligé de faire une adaptation d'impédance.

Pour le bruit dans les haut-parleurs, ça ne peut pas être le HP seul. Ca peut provenir du signal avant l'ampli ou peut-être de l'alimentation.

Le transformateur est à éviter, tu vas balancer du 50 hz dans le système si ton filtrage n'est pas bon. J'alimente le lm 386 avec une pile de 9v. Pour faire un essai tu branche un casque stereo à la sortie de l'ampli et normalement tu entends déjà bien la foudre (en vlf on parle de spherics), et bien sûr si tu es en ville le ronronnement du 50hz.

A+

[Cyrilleb]

En fait Comode parlait de transfo pour amplifier le signal, pas pour l'alim. Une pile (ou une petite batterie) est sûrement un bon moyen d'éviter le 50Hz mais ça devient embêtant si le montage doit fonctionner souvent.

Une alim 220V est faisable, à condition d'utiliser un bon régulateur avec un bon filtrage...

Pas mal aussi l'idée d'utiliser un récepteur radio, mais ce n'est pas possible d'avoir 2 antennes (pour mesurer la direction du signal), à moins d'utiliser 2 récepteurs...

[Comode]

Merci beaucoup pour ces réponses !

Donc la solution la plus simple, ça sera certainement d'acheter des baffles amplifié de PC à pas cher, de sortir les ampli, puis de mettre une antenne d'un coté, le cable coax de l'autre...

Une fois le signal dans le PC, no problème, je ferait le programme moi même...

Ca serait marrant de se remettre a l'ampli op (puis moins couteux), mais j'ai même plus de fer à souder et je ne sais pas ou trouver en trouver ici (un 555?)

Je vous réitère donc mes remerciements pour ces précieuses informations.

Je m'attaquerais au montage la semaine prochaine, car pour l'heure, ici dans les antilles, c'est la pré-alerte cyclonique et j'ai largement de quoi m'amuser du coup /emoticons/tongue@2x.png 2x" width="20" height="20"> Omar vient d'ailleur de franchir le cap de cyclone de catégorie 1 (4.0 au dvorak)...

[prorider]

Salut

Quand tu auras fini tu pourras nous montrer le résultat avec si sa te dérange pas la démarche à suivre pour en construire un .

Merci d'avance

Prorider

[Comode]

Bonsoir,

Sinon, pour 80 euros j'ai reçu ce jour le (Lightning Radar) de chez:

http://www.geo-web.org.uk/shop.html

En fonction la semaine prochaine.

Yes ! Excellent !

Par contre, qu'est ce qu'ils t'ont envoyés ? Les plaques et composants électroniques a souder soit même ou le truc déjà monté ?

Y fournissent quoi et ne fournissent pas quoi ?

[Comode]

Bonjour,

Désolé de ma réponse tardive Comode,

Cela comprend :

1 Amplificateur d'antenne.

1 Le radar.

1 Logiciel.

1 Notice.

Reste à fabriquer une antenne.

Serge

Excuse moi si j'insiste un peu, mais le radar et l'ampli sont fournis sous forme de pieces détachées à souder ou tout est déjà monté (histoire de voir si je commande un nouveau fer a souder en même temps /emoticons/tongue@2x.png 2x" width="20" height="20">) Le site laisse supposer que c'est en kit et a monter soit même...

Par ailleur, sais-tu si le logiciel fournit avec est OpenSource ?

Encore merci pour ces informations !