Kostengünstiger Blitzdetektor mit Arduino Uno – VLF-EMF-Sensor

Benötigte Komponenten

Funktionsprinzip

Blitze emittieren starke elektromagnetische Impulse im VLF/LF-Bereich (3–300 kHz). Eine einfache Drahtantenne koppelt diese Felder ein und induziert winzige Spannungsschwankungen. Der Arduino misst diese an einem Analogeingang.

Das Spannungs-Problem

Analogpins lesen nur 0–5V. Die induzierte Spannung schwingt aber positiv UND negativ. Lösung: Ein Spannungsteiler (2×10kΩ) legt den Pin auf 2,5V (Mitte). Der 3,3MΩ-Widerstand koppelt die Antenne hochohmig ein. Schwankungen bewegen sich nun um 2,5V – kein Datenverlust, keine Pin-Beschädigung.

Abtastrate & Prescaler

Ziel: ~7 kHz Blitze-Signal → Nyquist erfordert ≥28 kSamples/s. Standard-ADC: nur 9,6 kSamples/s. Der ATmega328P erlaubt aber Prescaler-Einstellung. Prescaler 16 → theoretisch 77 kSamples/s, praktisch ~46 kSamples/s – ausreichend.

Software

• 512-Byte-Ringpuffer für ADC-Werte
• Kontinuierliches Sampling mit optimiertem ADC-Register-Setup
• Blitz-Erkennung: Schwellenwert-Überschreitung im Puffer
• Bei Erkennung: Gesamter Puffer über Serial ausgegeben (Plotter-tauglich)
• Datenweiterleitung an ESP8266/ESP32 für IoT möglich

Ergebnisse

Reichweite ca. 10–20 km. Serial Plotter zeigt charakteristische Blitz-Signaturen (scharfe Spitzen mit Nachschwingen). Quellcode auf GitHub: klauscam/Arduino-Lightning-Detector

Erweiterungen

• Mehrere Antennen für Richtungsbestimmung
• GPS-Modul für Ortsstempel
• SD-Karten-Logging
• Web-Dashboard via ESP32

Ein faszinierendes Physik-Experiment für wenige Euro – Blitzortung zum Selberbauen!