DIY seismometr: 9 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:24

Vytvořte seismometr pro detekci silných zemětřesení po celém světě za méně než 100 $! Hlavními součástmi jsou slinky, některé magnety a deska Arduino.

Krok 1: Jak to funguje?

Tento seismometr detekuje pohyb země pomocí magnetu visícího na slinku. Magnet se může volně odrážet nahoru a dolů. Kolem magnetu je umístěna stacionární cívka drátu. Jakýkoli pohyb magnetu generuje v drátu drobné proudy, které lze měřit.

Zbytek zařízení je v podstatě nějaká elektronika, která měří ty malé proudy v drátu a převádí je na data, která můžeme číst. Zobrazí se náčrt rychlého přehledu.

1a: Spring (Slinky, Jr.), 1b: Magnet (dva prstencové magnety RC44)

2. Zesilovač magnetického drátu (MW42-4), převádí slabý signál na silný

3. Převodník analogového signálu na digitální (Arduino), převádí analogový signál na digitální proud čísel

4. Záznamové zařízení (PC), používá software k záznamu a zobrazení dat

Krok 2: Naviňte nějaký drát

První věc, kterou jsme udělali, bylo vyrobit naši cívku z drátu. V našem prvním modelu jsme použili koncovky z PVC přitlačené na oba konce krátké části potrubí, abychom vytvořili stěny na obou stranách omotaného drátu. Odřízli jsme konce, abychom je znovu otevřeli. Odřízli jsme část 1 PVC trubky a zabalili asi 2 500 otáček pomocí magnetického drátu 42 gauge.

Dýmka je skvělý způsob, jak ji vyrobit z levných, snadno dostupných dílů. K vytvoření stěn na obou stranách omotaného drátu jsme použili PVC koncovky přitlačené na oba konce krátké části potrubí. Odřízli jsme konce, abychom je znovu otevřeli.

Vytvořili jsme efektivnější verzi cívky s drátem pomocí některých 3D tištěných dílů. To bylo mnohem snazší zabalit, protože to bylo spojeno s funkcí navíjení cívky starého šicího stroje. V krátkém videu můžete vidět, jak jsme to zranili. Pokud máte přístup k 3D tiskárně a chcete používat naše modely, dejte nám vědět a my vám můžeme soubory poslat! Všimněte si také větších drátů na fotografiích. Konec magnetického drátu jsme připájili na silnější drát, se kterým se pak lépe pracuje.

Krok 3: Zavěste/zkalibrujte svůj Slinky

Použili jsme Slinky Jr, který má menší průměr než slinky plné velikosti. Ve spodní části jsme namontovali dva prstencové magnety RC44 naskládané dohromady na 6 dlouhý kus závitové tyče #4-40. Tyto magnety sedí uvnitř drátu a když se pohybují, indukují v drátu proud.

V horní části slinky jsme namontovali další magnet na ocelovou desku, na kterou se slinky přichytily. Ve videu ukazujeme, jak zkalibrovat slinky na 1 Hz. Toto je zásadní krok k získání správné frekvence. Slinky by se měly odrážet nahoru a dolů jednou, během jedné sekundy.

Ve spodní části závitové tyče je také prstencový magnet R848. Tento magnet sedí uvnitř malé části měděné trubky. To pomáhá tlumit pohyb, snižovat hluk a vidět, že se slinky odrazí pouze tehdy, když dojde k dostatečnému třesu!

Krok 4: Zesílení proudu

Magnet pohybující se uvnitř cívky drátu produkuje velmi malé proudy, takže je musíme zesílit, abychom viděli malý signál. Existuje spousta dobrých obvodů zesilovače, uvízli jsme v obvodu použitém v seismometru TC1, který jsme našli online. Na obrázku vidíte schéma obvodu zesilovače. Jednoduše jsme použili prkénko!

Krok 5: Skrytí analogového signálu do digitálního proudu čísel

Arduino je malý, levný mikroprocesor, který je velmi populární. Pokud s tím nemáte žádné zkušenosti, doporučujeme začít s jednou z dostupných instruktážních sad.

Deska Arduino přijímá analogový signál ze zesilovače a převádí jej do proudu digitálních, numerických dat. Za tímto účelem bylo Arduino naprogramováno kódem z projektu TC1 Seismometer, který byl zmíněn na začátku tohoto Instructable. Zde je opět odkaz na tento projekt, který vám může pomoci s nastavením Arduina!