Magnétomètre

Un petit dispositif très simple pour détecter les éruptions solaires

Notre astre préféré qui est le soleil, possèdes ses humeurs. Ces phénomènes ont des cycles de 11 ans. Lors de fortes périodes d’activités des éjections de matière ionisées peuvent être dirigées vers la terre, occasionnant des magnifiques aurores boréales. mais aussi des perturbations sur le fonctionnement de nos systèmes électrique. Des pannes de courants généralisée, perturbation de liaisons radio. En 2021 nous entrons dans un nouveau cycle d’activité, dont le maximum sera atteint en 2025.

Lors de ces éruptions, le champs magnétique terrestre est perturbé par la compression des lignes de forces. De forts courants circulent dans la magnétosphère, conduisant ces particules ionisée sur les pôles de la terre et génère de la lumière au contact de la haute atmosphère ( comme dans nos tubes néon ) il s’agit des aurores boréales.
Dans ce même temps les aiguilles de nos boussoles s’agitent… Imperceptible au niveau de l’équateur, mais de façon significative à l’approche des pôles.

Le radioamateur est sensible aux éruptions solaire. Durant un événement, il verra ses liaisons radio devenir de plus en plus mauvaises jusqu’à la disparition totale de son correspondant. La perturbation peut durer de quelques minutes à plusieurs heure. Il existe de nombreux sites spécialisés à la mesure de ces perturbations. Mais construire son petit dispositif de détection est passionnant !

En faisant quelques recherches sur internet, j’ai trouvé des montages à base de magnétomètre FGM-3. Puis je suis tombé sur le site AuroraWatch qui décris un montage avec une simple boussole. Étant trop éloigné des pôles pour voir mon aiguille bouger, j’ai malgré tout tenté le coup… Sur un board, j’ai reproduit le schéma ci-dessous.

Voici le principe de fonctionnement… Je l’ai légèrement modifié, car d’origine c’était une diode infrarouge, et à nos latitudes vaut mieux un faisceau plus fin, étant plus proche de l’équateur les boussoles sont moins sensibles au orages magnétique. Le principe: Avec un champ magnétique artificiel (bobines), on fait pivoter l’aiguille de 90° Le courant dans la bobine va augmenter jusqu’à amener l’aiguille en contact avec le faisceau lumineux. Dès que l’aiguille viens en contact avec le faisceau, le phototransistor va détecter une chute de luminosité… le courant va baisser… l’aiguille voudra revenir dans sa position initiale (Nord-Sud) Mais la contre réaction est tellement rapide que l’aiguille ne bougera pas. Elle restera à effleurer le faisceau laser. Lorsque le champ magnétique terrestre est modifié, Il se créera un couple de rotation sur l’aiguille de la boussole. Le phototransistor détectera une variation dû au déplacement de l’aiguille,l’amplificateur l’opérationnel tentera de maintenir l’équilibre et augmentera ou diminuera la tension dans la bobine. Je mesure la tension de bobine avec le convertisseur de l’Arduino ! Dans le soft, je fais une moyenne sur 45secondes (lissage de bruit de fond) et je filtre les valeurs erronée (dues au parasites radio)

Le petit dispositif ne donnait pas de très bons résultats. Les variations que je détectais provenait des changements de température (La diode laser, et le phototransistor y sont sensibles) Pour supprimer ce problème, j’ai installé le système dans une boite en polystyrène et placé des bouteilles d’eau comme tampon thermique, puis j’ai transmis les données via un petit émetteur wifi. Le problème thermique résolu, une autre perturbation restait encore ! En remarquant que le système était perturbé lors de journée ensoleillée, mais que le dispositif était dans l’obscurité, j’ai rapidement mis en cause le courant qui circulait dans mes panneaux solaire (8 ampère en 12v) pourtant distant de 4 mètres, j’ai dû l’éloigner pour retrouver le calme. Les données sont transmises par radio sur ma console, que je peu désormais promener partout dans la maison 🙂

Actuellement le système fonctionne bien, lorsque la magnétosphère est agitée mon magnétomètre le détecte parfaitement ! Pourtant en 2021, l’activité est encore très faible. Mais malgré cela je détecte plusieurs évènements par mois, confirmée à chaque fois par les magnétomètres officiels.

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