Jak krok za krokem vytvořit domácí seismograf od nuly

značka seismografu na papíře

Un seismograf nebo seismometr je zařízení, které umožňuje měřit pohyby zemského povrchu, tj. zemětřesení nebo otřesy jakéhokoli druhu. Obecně se používají k měření těch, které vznikají pohybem tektonických nebo litosférických desek, a jsou tak schopny provádět studie a předpovídat možná zemětřesení. Vynález vytvořil Skot James David Forbes v roce 1842.

Nástroj té doby byl primitivní a sestával z kyvadla, které díky své hmotnosti zůstalo nehybné kvůli setrvačnosti. Zatímco se kolem něj pohybovaly všechny ostatní části stroje. Kyvadlo mělo na svém konci šidlo a umožňovalo psaní na válečku časově vázaný papír. Tímto způsobem, když vibrovala země, bylo to na uvedeném papíře znázorněno ve formě křivek.

Postupně se měřicí přístroje vyvinuly tak, aby se přizpůsobily novým měřítkům, aby měřily pouze otřesy, které lidé cítili. Od té doby byl vývoj konstantní až do nových, s mnohem větší přesností a mnohem citlivější pro různé úkoly geologů a další pracovníci, kteří obvykle používají tento typ opatření. S příchodem elektroniky byla tato zařízení modernizována a stala se mnohem sofistikovanějšími, dokud nedosáhla současných seismografů.

V současné době mohou seismografy přijímat informace z otřesů z různých bodů na Zemi. Ti, kteří jsou v blízkosti epicentra, mohou zaznamenávat hovory pomocí měření zemětřesení S vlny a P vlny. Na druhou stranu nejvzdálenější mohou zaznamenávat pouze vlny P. A pokud jste nevěděli, senzory umístěné na zemi, které zachycují tyto pozemské vibrace, se nazývají geofony, i když v moři se také používá doplňkový hydrofon změřte akustické vlny, které jsou přenášeny vodou při zemětřesení.

Jak namontovat seismograf

Domácí seismografové schéma

Pokud máte rádi tento typ zařízení a výrobce, můžete to udělat svůj vlastní kutilský seismograf za necelých 100 EUR...

El fungování tohoto projektu Je to docela jednoduché, jak je vidět na schématu na obrázku výše. Domácí seismograf detekuje pohyb země díky magnetu, který visí z pružiny, aby se mohl volně odrážet nahoru a dolů.

Stacionární cívka drátu je umístěna kolem magnetu na referenční ploše. Díky tomu bude detekován jakýkoli pohyb bez ohledu na to, jak malý je magnet bude generovat proudy v kabelu, které lze měřit s přesností. Zbytek zařízení je elektronika nezbytná k transformaci této elektroniky na data, která lze zaznamenat a zobrazit na obrazovce našeho počítače.

Potřebné materiály

K vytvoření takového systému budete potřebovat několik zcela základní prvky a které máme všichni na dosah ruky. Celý seznam je:

  • Un kovová pružina. Může to být ten typický pro slavnou hračku Slinky, Jr., ty, které vidíte v některých filmech, které strhávají schody a jdou dolů ...
  • Prstencový magnet aby byl výkonný (RC44), například z neodymu.
  • Zesilovač Signální signál OpAmp LT1677CN8 a cívka z měděného drátu Magnetický (izolovaný lak o rozměru 42) pro převod slabého signálu na silnější. (MW42-4)
  • PVC trubky k navinutí kabelu.
  • Zařízení schopné převést analogový signál na digitální. V tomto případě se používá Arduino.
  • Záznamové a záznamové zařízení. V tomto případě běží software náš počítač představovat to, co Arduino zachytí ...
  • struktura ze dřeva, kovu nebo plastu k uchycení pružiny.
  • Prkénko nebo talíř deska s plošnými spoji pro pájení.
  • Rezistory 10 tis. A 866 tis
  • Kondenzátory 0.01 uF, 0.1 uF, 1 uF, 330 pF
  • Kabely pro připojení

Postup krok za krokem

krok 1

Nejprve musíte navinout nějaký měděný drát s izolací na vytvořte cívku. V tomto projektu používají PVC trubky, které najdete v jakémkoli potrubí. Trubice je přeříznuta a ponecháte asi 1 cm (2.54 palec), kde je ovinuta 2500 závity nitě. Nezapomeňte, že musí být izolován nějakým lakem, v některých zařízeních se již tak prodávají.

Můžete také vytvořit kus pomocí 3D tiskárna, pokud chcete, nebo k výměně PVC trubky použijte jiné druhy recyklovaných materiálů ... Další možností je použít samotné cívky tam, kde je navinutá nit, pokud jich máte několik. K zabalení drátu můžete použít šicí stroj nebo vrtačku, jak je vidět na videu.

Cívka z měděného drátu

Pamatujte, že musíte pájejte normální vodiče na oba konce měděného drátu cívky. S nimi budete moci zlepšit připojení, protože měděný vodič cívky je extrémně tenký, aby s ním mohl pracovat a poté jej připojit k desce Arduino.

krok 2

Dalším krokem je zavěste a zkalibrujte pružinu magnetem. K tomu musíte dát magnety přilepené k drátu nebo pružině. Měly by být zavěšeny uvnitř potrubí s vinutím, které jste vytvořili v předchozím kroku. Musíte dobře nakalibrovat vzdálenost, ve které jej zavěsíte na dřevěnou, kovovou nebo jakoukoli jinou podpěru ..., aby při třesu pružina posunula magnet přímo do středu cívky, aby mohla vyvolat proud v něm.

Odpružená magnetická pružina

Kromě toho by kalibrace měla provést: vibrace je 1 Hz, to znamená, že se pohybuje nahoru a dolů jednou za sekundu. Nahoru a dolů je kompletní cyklus, který musí být proveden za jednu sekundu.

krok 3

na zesílit indukovaný proud v cívceProtože pohyb magnetu v jádře cívky generuje velmi malé proudy, je zapotřebí zesilovač signálu. Existuje několik typů dobrých zesilovačů signálu, můžete použít jakýkoli. Připojení je jednoduché, můžete to udělat na prkénku na prkénku nebo na děrovaném plechu podlahou, pokud to chcete nechat trvalé. Jednoduše musíte zapojit obvody, jak je znázorněno na obrázku ...

krok 4

Tak pojďme arduino deska OSN, který bude zodpovědný za transformaci signálu zesíleného obvodem z předchozího kroku a jeho transformaci na digitální data. Seismograf je založen na jiném Projekt TC1 kde najdete další podrobnosti o konfiguraci Arduina.

krok 5

Program registrace signálu

Když připojíte Arduino k PC přes USB, budou data zachycena a pomocí softwaru bude možné data načíst přes monitor sériového portu které máte v Arduino IDE. Všechno by mělo zobrazovat správná data, pokud ne, zkontrolujte, zda je správně připojeno ke správnému portu COM.

Můžete použít jAma šestJedná se o zajímavý projekt a schopnost vidět a sdílet data s ostatními studenty a vědci z celého světa.

Můžete také provést několik vylepšení a vylepšení snížit hluk a zabránit vám v poskytování nepravdivých informací. Systém je docela citlivý, takže dokáže zaznamenat otřesy, které ve skutečnosti nejsou zemětřesení. Může také zachytit vibrace z některých blízkých zařízení nebo vozidel. Nyní proveďte Vyčištění a Chyba! Dokud to nedoladím ...

zdroj:

Pokyny DIY seismometr

TC1 seismograf


Buďte první komentář

Zanechte svůj komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Povinné položky jsou označeny *

*

*

  1. Odpovědný za údaje: Miguel Ángel Gatón
  2. Účel údajů: Ovládací SPAM, správa komentářů.
  3. Legitimace: Váš souhlas
  4. Sdělování údajů: Údaje nebudou sděleny třetím osobám, s výjimkou zákonných povinností.
  5. Úložiště dat: Databáze hostovaná společností Occentus Networks (EU)
  6. Práva: Vaše údaje můžete kdykoli omezit, obnovit a odstranit.