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Forum: Projekte & Code Gewitterwarner


Autor: Ingo Less (corrtexx)
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Anbei ein kleines Bastelprojekt. Es beinhaltet eine Schaltung sowie das 
Programm. Die Idee mit dem AM-Demodulator habe ich mir bei 
http://www.elektronik-labor.de/Lernpakete/Gewitter.html abgeguckt. Das 
Programm ist Eigenentwicklung.

Es handelt sich um einen Gewitterwarner. Nach dem Start findet das 
Programm selbstständig seinen optimalen Arbeitspunkt für den 
AM-Demodulator. Man kann händisch die Empfindlichkeit verstärken oder 
abschwächen. Richtig eingestellt erfasst es Schaltvorgänge am 
Lichtschalter. Bei einem echten Gewitter konnte ich es mangels Gewitter 
noch nicht testen. Wenn die Sensivität (einstellbar von -40 - +40 
PWM-Incremente) auf 0 steht, und kein Gewitter in Sicht ist, blinkt die 
gelbe LED. Die "Anschläge" -40 und +40 werden mit Blinken der grünen LED 
(-40) und der roten LED (+40) signalisiert.

Wird das Gerät zu scharf eingestellt, triggert es sich selber, somit 
muss die Empfindlichkeit verringert werden. Werden Blitze (oder andere 
Störungen) erkannt, werden diese im Zeitraum von 1s gezählt.
1...10 => Grüne LED blinkt für min 1s und der Piepser piepst.
11..20 => Gelbe LED...
>21    => Rote LED...

Die Software ist im ersten release, es können noch bugs auftreten. Auch 
ist es sehr wenig kommentiert. Aber ich bin trotzdem mal auf eure 
Anregungen gespannt.

Die Spule ist eine 330µH Luftspule in Widerstandsbauform.

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Autor: korax (Gast)
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1895 schon erfunden:
https://de.wikipedia.org/wiki/Alexander_Stepanowitsch_Popow

"...seine Versuche über den Empfang elektrischer Schwingungen, die von 
natürlichen Blitzentladungen bei Gewittern rührten, und führte erstmals 
in der Welt ein Detektionsgerät dafür vor."

War'n Spaß.
Gut wäre, wenn man die Gewitterentladungen sicher von anderen Störungen 
unterscheiden könnte.

Autor: Ingo Less (corrtexx)
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korax schrieb:
> Gut wäre, wenn man die Gewitterentladungen sicher von anderen Störungen
> unterscheiden könnte.
Das kann man sicher hinbekommen, wenn man weiss wie die sich von nem 
Lichtschalter unterscheiden und in der Schaltung manifestieren. Da ich 
das mangels Gewitter noch nicht weiss, kann ich dazu nichts sagen.

Hilfreich wäre wenn es jemand nachbaut und Erfahrungen weiter reicht...

: Bearbeitet durch User
Autor: Simpel (Gast)
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Alles eine Frage der Perspektive...

Ein funktionaler Gewitterwarner sollte das Gewitter davor warnen, daß 
ich ein riesen Donnerwetter veranstalte, falls es auf die Idee kommt, 
Blitze in meine Nähe zu schleudern.

Autor: Zeus (Gast)
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hi!

Richtig interessantes Projekt. Es gibt da ja auch einen extra 
Gewitter-Chip. Hast du den verwendet bzw. dir schonmal angeguckt?

Der Chip kann sogar zwischen Erde Wolke und Wolke Wolke Blitzen 
unterscheiden.

https://www.embeddedadventures.com/datasheets/AS39...

Autor: Dieter F. (jim_quakenbush)
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Zeus schrieb:
> Der Chip kann sogar zwischen Erde Wolke und Wolke Wolke Blitzen
> unterscheiden.

Woher kast Du denn diese Kenntnis? Kannst Du mir das bitte im Datenblatt 
zeigen - sehe ich nicht, bin wohl zu alt. Was ich sehe ist:

"Detects both cloud-to-ground and intra-cloud (cloud-to-cloud)
flashes"

Das kann er wohl - aber unterscheiden? Dazu gehört wohl etwas mehr ... 
:-)

Autor: Zeus (Gast)
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Dieter F. schrieb:
> Zeus schrieb:
>> Der Chip kann sogar zwischen Erde Wolke und Wolke Wolke Blitzen
>> unterscheiden.
>
> Woher kast Du denn diese Kenntnis? Kannst Du mir das bitte im Datenblatt
> zeigen - sehe ich nicht, bin wohl zu alt. Was ich sehe ist:
>
> "Detects both cloud-to-ground and intra-cloud (cloud-to-cloud)
> flashes"
>
> Das kann er wohl - aber unterscheiden? Dazu gehört wohl etwas mehr ...
> :-)

Hmm... Ich hätte es tatsächlich so interpretiert.

Er scheint ja immerhin komplexere Algorithmen implementiert zu haben, da 
er natürliche Blitze von menschengemachten EMV-Einflüssen 
(Lichtschalter) unterscheiden kann.

Wäre durchaus mal interessant, ob die unterschiedlichen Blitztypen 
prinzipiell durch ihre Charakteristika im Spektrum unterscheidbar sind.

Autor: Ingo Less (Gast)
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Nein, ich habe einen gewöhnlichen AM Demodulator benutzt um Kosten und 
Komplexität gering zu halten... Aber wenn ich irgendwann mal an so ein 
iC komme werde ich es mal damit versuchen.

Autor: Dieter F. (jim_quakenbush)
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Zeus schrieb:
> Er scheint ja immerhin komplexere Algorithmen implementiert zu haben, da
> er natürliche Blitze von menschengemachten EMV-Einflüssen
> (Lichtschalter) unterscheiden kann.

Ja, da gibt es eine interessante Abhandlung drüber (lange her), die in 
die Entwicklung eingeflossen ist (habe ich nicht greifbar ... muss man 
halt nach lightning detection etc. suchen). Da geht es um den Abstand 
vom "Leitblitz" zum "eigentlichen" Blitz etc. . Da wird auch erklärt, 
wie man grundsätzlich eine Näherung an die Entfernung zum Gewitter 
berechnen kann.

Übrigens gibt es da auch eine Gemeinde (nicht mit dem 
Franklin-Detektor-IC), welche recht rege ist und eine Web-Page mit 
aktuellen Blitz-Ereignissen bereitstellt:

http://de.blitzortung.org

In diesem Jahr habe ich es nicht mehr geschafft - aber im nächsten Jahr 
will ich mir zumindest mal so einen Empfänger bauen - auch da muss man 
etwas im Netz suchen ...

Autor: Klaus I. (klauspi)
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Zeus schrieb:
> Hmm... Ich hätte es tatsächlich so interpretiert.
>
> Er scheint ja immerhin komplexere Algorithmen implementiert zu haben, da
> er natürliche Blitze von menschengemachten EMV-Einflüssen
> (Lichtschalter) unterscheiden kann.
>
> Wäre durchaus mal interessant, ob die unterschiedlichen Blitztypen
> prinzipiell durch ihre Charakteristika im Spektrum unterscheidbar sind.

Schau Die mal die Website vom Kainka genauer an. Ich glaube der 
Franklin-IC wurde da auch mal erwähnt.

Aber was ein mögliches charakteristische Spektrum betrifft würde ich 
eher auf den dedizierten Blitzbeobachter-Websites nachsehen.

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Autor: Fred Ram (Firma: www.ramser-elektro.at/shop) (fred_ram)
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Hey. Der kommt mir doch bekannt vor :-D

Habe da in meinem Shop auch einen Gewitterwarner.
Dieser ist aber auf einen PIC12F1572 basierend.
Analogfrontend ist auch der TA AM Receiver.
Das Eingangssignal wird über einen analogen Comparator geschickt.
Dieser hat den Vorteil, das man da noch einiges rausholen kann,
was die Empfindlichkeit angeht.
Ausserdem kann der PIC seine eigene Versorgungsspannung messen.
Da könnte man eine fixen PWM Liste in Abhängigkeit der 
Versorgungsspannung erstellen.

Leider sind Gewitter im Moment sehr rar :-(

Autor: Mark W. (kram) Benutzerseite
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Tolles Projekt.
Ich hatte auch mal vor, mir so etwas zu bauen, aber wir befinden uns 
gerade im Hausbau und habe zusaetzlich noch eine jetzt <1 jaehrige 
Tochter dazu bekommen. Naja, und da ist halt sehr wenig Zeit im Moment.
Ich habe mir da dieses Design mit dem AMS Sensor rausgesucht.
https://www.digikey.com/reference-designs/en/senso...
Wobei ich 280 USD schon recht happig finde.
Ich hatte ueberlegt, den Sensor zu nehmen und es mit einem PSoC zu 
machen.

Autor: Fred Ram (Firma: www.ramser-elektro.at/shop) (fred_ram)
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Der AMS Sensor alleine ist nicht gerade billig.
Ausserdem gibt es das Problem, eine geeignete Antenne dafür zu finden.
Die in den Appnotes verwendete ist nicht gerade einfach zu finden.

Darum habe ich den mit dem TA Empfänger ausgeführt.
Die Genauigkeit reicht zum warnen eines aufziehenden Gewitters.

Möchte aber nächstes Jahr die Software nochmals überarbeiten.
Sehe da noch ein kleiens Problem mit dem Abgleich der AGC, wenn zuviel 
EMV vorhanden ist.

Autor: Dieter F. (jim_quakenbush)
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Fred R. schrieb:
> Der AMS Sensor alleine ist nicht gerade billig.
> Ausserdem gibt es das Problem, eine geeignete Antenne dafür zu finden.

Nö, das gibt es in Kombination als breakout-board z.B. hier

Ebay-Artikel Nr. 232111328523

oder noch woanders. Ich habe 18 € zzgl. Versand gezahlt.

Autor: Fred Ram (Firma: www.ramser-elektro.at/shop) (fred_ram)
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18€ zzgl. Versand !
Sagte doch, der ist teuer...
Google mal was der komplette Bausatz vom "Potzblitz Gewitterwarner" mit 
TA7642 Receiver kostet?
Selbe Funktion.
Darum finde ich den IC teuer.
Ausserdem musste ich auch am AMS Sensor nachträgliche Abgleiche 
durchführen.
Also ist der IC auch nicht der heilige Gral.

Autor: Dieter F. (jim_quakenbush)
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Fred R. schrieb:
> Google mal was der komplette Bausatz vom "Potzblitz Gewitterwarner" mit
> TA7642 Receiver kostet?
> Selbe Funktion.
> Darum finde ich den IC teuer.
> Ausserdem musste ich auch am AMS Sensor nachträgliche Abgleiche
> durchführen.
> Also ist der IC auch nicht der heilige Gral.

Hast Du mal mit TA7642 (erfolgreich) gebaut? Erfolgreich im Sinne von 
"Blitze werden recht zuverlässig erkannt und von sonstigen 
Funkentladungen unterschieden"?

Kannst Du damit auch die ungefähre Entfernung des Gewitters bestimmen?

Da steckt einiges an know-how drin - das kostet halt Geld. Dafür kannst 
Du das Teil aber auch an Deinen AVR, STM..., Raspi oder was weiß ich 
unproblematisch anklinken und auswerten.

Dafür finde ich 18 € nicht zu teuer - das ist aber Ansichtssache.

Autor: Fred Ram (Firma: www.ramser-elektro.at/shop) (fred_ram)
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Hast dir meinen Blitzwarner im Shop noch nicht genau angesehen, oder? 
;-)

Das Einzige was noch fehlt: Richtige Blitze / Technische Blitze 
unterscheiden.

Die Entfernungen zu detektieren funktioniert schon recht gut.

Bin bei der nächsten Revision schon beim überlegen, ob ich den TA 
rausschmeisse und das analoge Frontend diskret aufbaue.
Kommt Billiger.
Aber die Fertigungsstreuung wird vermutlich auch zunehmen.

Autor: Dieter F. (jim_quakenbush)
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Fred R. schrieb:
> Hast dir meinen Blitzwarner im Shop noch nicht genau angesehen, oder?
> ;-)

Korrekt - habe ich aber jetzt :-)

Ich habe schon 3 Versionen in dieser Art auf dem Steckbrett und mit 
Lochraster ausprobiert - u. a. fast analog Deiner Version, aber mit 
ATTiny13.

Funktioniert recht ordentlich - habe auch noch ein wenig mit 
Ferrtit-Antennen und anderen Frequenzen experimentiert.

Diese beiden Sätze aus Deiner Produktbeschreibung meinst Du ernst?

"Um so näher ein Blitz sich entlädt, umso mehr Pulse werden von diesem 
im AM Spektrum freigesetzt.
Der Mikrocontroller zählt die Impulse mit und erhöht daraufhin den 
Warnpegel."

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Autor: Zeus (Gast)
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Wäre es eigentlich auch möglich zu detektieren, ob in den nächsten 
Sekunden ein Blitz in unmittelbarer Nähe einschlagen wird? Die 
elektrische Feldstärke sollte dann ja ansteigen und kritische Werte 
erreichen...

Autor: Dieter F. (jim_quakenbush)
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Zeus schrieb:
> Wäre es eigentlich auch möglich zu detektieren, ob in den nächsten
> Sekunden ein Blitz in unmittelbarer Nähe einschlagen wird? Die
> elektrische Feldstärke sollte dann ja ansteigen und kritische Werte
> erreichen...

Ja, wenn Du GENAU DA stehst wo der Blitz in den nächsten 10 - 200 
Millisekunden einschlagen wird (und Du den Leitblitz übelebt hast ;-) )

: Bearbeitet durch User
Autor: Fred Ram (Firma: www.ramser-elektro.at/shop) (fred_ram)
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Dieter F. schrieb:
> "Um so näher ein Blitz sich entlädt, umso mehr Pulse werden von diesem
> im AM Spektrum freigesetzt.
> Der Mikrocontroller zählt die Impulse mit und erhöht daraufhin den
> Warnpegel."

Ich weiss, das ist sehr ungünstig (und eigentlich technisch falsch) 
formuliert.
Aber ich kann in einer Produktbeschreibung keine komplette Aufklärung, 
über eine HF Einkopplung, in einen LC Schwingkreis erklären.

Zeus schrieb:
> Wäre es eigentlich auch möglich zu detektieren, ob in den nächsten
> Sekunden ein Blitz in unmittelbarer Nähe einschlagen wird? Die
> elektrische Feldstärke sollte dann ja ansteigen und kritische Werte
> erreichen...

Es ist NICHT das E Feld ausschlaggebend, wieweit ein Blitz zuvor weg 
war.

Einen Blitz in der Zukunft zu detektieren, DAS wäre mal was neues !
Müsste ich aber zuvor meinen Flux Kompensator fertig bauen ;-)
Plutonium könnte ich vom Onkel Kim abbetteln ;-)

Wie die Blitzintesität ausgewertet wird dürfte klar sein, oder?
Habe mal die Hauptroutine ein bischen gekürzt und angehangen.
Da dürfte dann Einiges klar werden.
Die Details zu den Hardwareinstellungen,UART,Sleep und Co. findet Ihr in 
den kompletten Sources.

: Bearbeitet durch User
Autor: Fred Ram (Firma: www.ramser-elektro.at/shop) (fred_ram)
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Apropos:
Die Entfernungsabschätzung erfolgt nach folgendem Dokument:
http://journals.ametsoc.org/doi/pdf/10.1175/1520-0...

Autor: Zweifel (Gast)
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Das ist doch hockuspokus!

: Wiederhergestellt durch Moderator
Autor: René H. (Firma: Herr) (hb9frh)
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Zweifel schrieb:
> Das ist doch hockuspokus!

Nein, Physik.

Grüsse,
René

Autor: Zweifel (Gast)
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Dann würde der Bausatz heiss  begehrt sein.
Die gleichbleibende Stückzahl spricht dagegen!

Autor: René H. (Firma: Herr) (hb9frh)
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Zweifel schrieb:
> Dann würde der Bausatz heiss  begehrt sein.
> Die gleichbleibende Stückzahl spricht dagegen!

Nö, das interesse ist nur Begrenzt. Mich interessiert ein Gewitter 
nicht. Sturm schon eher.

Das was der Gewitterwarner macht, ist, er erkennt lediglich Blitze. 
Thats it.

Grüsse,
René

Autor: Fred Ram (Firma: www.ramser-elektro.at/shop) (fred_ram)
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Zweifel schrieb:
> Dann würde der Bausatz heiss  begehrt sein.
> Die gleichbleibende Stückzahl spricht dagegen!

Schön, das du dir Sorgen um meine Zukunft machst ;-)

Im Winter gibt es eben selten Gewitter.
Im Sommer schon.
Da kann das auswerten von Blitzen schon recht gut sein, um z.Bsp. 
frühzeitig eine Markise automatisch einzufahren, bevor Diese ,durch den 
meist mit Gewittern verbundene Sturm, beschädigt wird.

Ja, solcher Hokuspokus lässt sich dank RS232 Schnittstelle (TTL Pegel!) 
realisieren.
Die UART Pins können, wenn die Software des Pics angepasst wird auch 
direkt ein Relais, o.ä. schalten.

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