سالها پیش، فکر میکنم در سال 1997 بود، من وارد یک مدار جالب در کتابی در مورد ولتاژ بالا [ 1 ] شدم. این نمودار یک "شمارگر رعد و برق" ساده بود که برای کمک به طراحی حفاظت در برابر صاعقه در خطوط برق طراحی شده بود. توضیحات بسیار مختصر بود، اما به دنبال مرجع کتابشناسی، میتوانم مقاله اصلی [ 2 ] را پیدا کنم که در می 1972 منتشر شد.
اگر تا به حال فکر کرده اید، برای یک منطقه معین، چند ضربه در یک طوفان وجود دارد، تعداد دفعات آنها چقدر است، چند طوفان در سال اتفاق می افتد، چند روز در سال طوفانی است (این تقریباً تعریف "فعالیت کرونیک" است ) یا اینکه میانگین مدت یک طوفان چقدر است، این مدار پاسخ هایی را ارائه می دهد.
با توجه به مقاله اصلی، همچنین (تقریبا) امکان تخمین چند ضربه در هر کیلومتر مربع به زمین را در سال فراهم می کند. این می تواند اطلاعات ارزشمندی در هنگام نصب برقگیر در خطوط تغذیه آنتن شما باشد.
برخی از تصاویر رعد و برق را می توانید در اینجا پیدا کنید .
آنتن
برای شمارش ضربات، به سنسور کافی و کافی نیاز داریم. این مدار از یک آنتن برای حس کردن تغییرات میدان الکتریکی استفاده می کند. مقاله اصلی پیشنهاد میکند که شش سیم موازی به طول 14 متر، در ارتفاع 20±5 متری از سطح زمین، همانطور که در نمودار زیر خلاصه شده است، معلق شود:
ظرفیت استاتیکی نسبت به زمین آنتن باید حدود 220 pF باشد.
سیم ها باید به خوبی از زمین عایق شده و همه به هم متصل شوند. این آنتن باید در یک منطقه نسبتاً صاف و شفاف، دور از خطوط برق هوایی قرار گیرد.
این راهاندازی برای یک شرکت برق با فضای «نامحدود» و جابجایی عالی است، اما برای من کمی سخت بود: تصمیم گرفتم سیمهای آنتن را زیر سقف خود نصب کنم. فاصله کمتری وجود دارد و مسطح نیست (اما شیب دارای ارتفاع متوسط حدود 5 متر است) اما هیچ تیری برای نصب وجود ندارد، بدون سیم مخصوص، فضای اضافی مورد نیاز نیست و کاملاً خوب کار می کند.
انتهای دیگر شمارنده باید به زمین متصل شود. من از لوله تامین آب فولادی به عنوان اتصال زمین استفاده کردم. من مقاومت زمین آن را اندازه گرفتم و 3.6 Ω پیدا کردم که بسیار خوب است، زیرا مقاله اصلی به مقاومت زمین کمتر از 100 Ω نیاز دارد.
![یک عدد فلاش شمار](https://duino4projects.com/wp-content/uploads/2015/07/A-lightning-flash-counter.jpg)
مدار شمارنده
مدار این شمارنده رعد و برق بسیار ساده است: فقط چهار ترانزیستور.
همه چیز با اتصال آنتن و زمین به دو پایانه ورودی سمت چپ آغاز می شود. اول، برق گیر SG1 از پالس های ولتاژ بالا که ممکن است از آنتن بیایند مراقبت می کند. البته از برخورد مستقیم صاعقه جان سالم به در نخواهد برد. مدل مورد استفاده در اینجا، زیمنس N80-A230X، در 20 ± 230 ولت جرقه می زند و در برابر پالس 20 میکرو ثانیه ای 12 کیلو آمپر مقاومت می کند. هر دستگیر کننده مشابه این کار را انجام می دهد. مقاومت R1 یک مسیر DC به زمین را برای تخلیه آهسته هر گونه باری که ممکن است روی آنتن جمع شود فراهم می کند.
فیلتر ورودی توسط C1، R3، R3، R4، R5 و C2 تشکیل شده است. این یک فیلتر باند گذر است که برای فرکانس مرکزی 500 هرتز و نقاط -3 دسی بل در 100 هرتز و 2.5 کیلوهرتز طراحی شده است. این پیکربندی توسط نویسنده مقاله اصلی برای ایجاد تفاوت بین اصابت صاعقه و سایر انواع نویزهای الکترومغناطیسی انتخاب شده است. تا اینجا، مقاومت های قدرت و خازن های ولتاژ بالا مورد نیاز است. همچنین مطمئن شوید که عایق خوب است. برای دقت بهتر قطعات با دقت 1 درصد انتخاب بهتری خواهد بود.
چهار ترانزیستور یک بخش یکباره ثابت را تشکیل می دهند. در حالت بیکار، تمام ترانزیستورها مسدود هستند. هنگامی که ولتاژ پایه T1 از 3.4 ولت بالاتر می رود، شروع به هدایت می کند. این ولتاژ آستانه به دلیل ولتاژ پایه امیتر معمولی 0.7 ولت به اضافه 2.7 ولت است که توسط دیود زنر DZ1 معرفی شده است. در مدار اصلی، دو سلول جیوه به صورت سری برای داشتن یک ولتاژ خوب و پایدار 2.7 ولت در امیتر T1 استفاده شد. اما سلولهای جیوه مدتها پیش ممنوع شده بودند، بنابراین در اینجا از دیود زنر به جای آن استفاده میشود: احتمالاً کمی دقت کمتری دارد (زنرهای ولتاژ پایین زانوی خیلی تیز در مشخصه ولتاژ جریان خود ندارند) اما نیازی به تعمیر و نگهداری ندارند.