Un Seismograph oder Seismometer ist ein Gerät, mit dem Bewegungen der Erdoberfläche gemessen werden könnendas heißt, Erdbeben oder Zittern jeglicher Art. Im Allgemeinen werden sie verwendet, um diejenigen zu messen, die durch die Bewegung von tektonischen oder lithosphärischen Platten erzeugt werden, und um so Studien durchführen und mögliche Erdbeben vorhersagen zu können. Die Erfindung wurde 1842 vom Schotten James David Forbes geschaffen.
Das Instrument dieser Zeit war primitiv und bestand aus einem Pendel, das aufgrund seiner Masse aufgrund der Trägheit unbeweglich blieb. Während sich alle anderen Teile der Maschine um ihn bewegten. Das Pendel hatte eine Ahle am Ende und erlaubte das Schreiben auf einer Walze von zeitgebundenes Papier. Auf diese Weise wurde der Boden, wenn er vibrierte, auf dem Papier in Form von Kurven dargestellt.
Nach und nach entwickelten sich die Messinstrumente, um sich an neue Skalen anzupassen und nur Zittern zu messen, das Menschen fühlen konnten. Seitdem war die Entwicklung bis zu den neuen mit viel mehr Präzision und viel empfindlicher für die verschiedene Aufgaben von Geologen und anderes Personal, das normalerweise diese Art von Maßnahme anwendet. Mit der Einführung der Elektronik wurden diese Geräte modernisiert und viel ausgefeilter, bis sie die aktuellen Seismographen erreichen.
Derzeit können Seismographen Informationen von Zittern von verschiedenen Punkten auf der Erde erhalten. Diejenigen in der Nähe der Epizentren können Erdbebenmessungen durchführen, um Anrufe aufzuzeichnen S-Wellen und P-Wellen. Andererseits können die entferntesten nur P-Wellen aufzeichnen. Und falls Sie es nicht wussten, werden die am Boden platzierten Sensoren zur Erfassung dieser irdischen Schwingungen als Geophone bezeichnet, obwohl im Meer auch ein komplementäres Hydrophon verwendet wird Messen Sie die Schallwellen, die bei einem Erdbeben vom Wasser übertragen werden.
So montieren Sie den Seismographen
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El Betrieb dieses Projekts Es ist ganz einfach, wie aus dem Diagramm im obigen Bild ersichtlich ist. Der Heimseismograph erfasst die Bewegung des Bodens dank eines Magneten, der an einer Feder hängt, damit er frei auf und ab springen kann.
Eine stationäre Drahtspule wird um den Magneten auf der Referenzfläche gelegt. Dank dessen wird jede Bewegung erkannt, egal wie klein der Magnet ist, da erzeugt Ströme im Kabel, die gemessen werden können mit Präzision. Der Rest des Geräts ist die Elektronik, die erforderlich ist, um diese Elektronik in Daten umzuwandeln, die auf dem Bildschirm unseres PCs aufgezeichnet und angezeigt werden können.
Benötigte Materialien
Um ein solches System zu erstellen, benötigen Sie einige ganz grundlegende Elemente und die wir alle zur Hand haben. Die vollständige Liste lautet:
- Un Metallfeder. Es kann das typische Spielzeug des berühmten Slinky Jr.-Spielzeugs sein, das Sie in einigen Filmen sehen, die einige Treppen herunterziehen und alleine hinuntergehen ...
- Ringmagnet mach es mächtig (RC44), zum Beispiel aus Neodym.
- Verstärker OpAmp LT1677CN8 Signalsignal und Spule aus Kupferdraht Magnetisch (42 Gauge Lack isoliert), um das schwache Signal in ein stärkeres umzuwandeln. (MW42-4)
- PVC-Rohre das Kabel wickeln.
- Ein Gerät, das das analoge Signal in ein digitales umwandeln kann. In diesem Fall wird es verwendet Arduino.
- Ein Aufnahme- und Aufnahmegerät. In diesem Fall läuft die Software weiter unser pc um darzustellen, was Arduino aufnimmt ...
- Struktur aus Holz, Metall oder Kunststoff zur Aufnahme der Feder.
- Steckbrett oder Platte der gedruckten Schaltung zum Löten.
- Widerstände 10K und 866K
- Kondensatoren 0.01 uF, 0.1 uF, 1 uF, 330 pF
- Kabel für den Anschluss
Schritt für Schritt
Paso 1
Zuerst müssen Sie einen Kupferdraht mit Isolierung aufwickeln Erstellen Sie eine Spule. In diesem Projekt verwenden sie PVC-Rohre, die Sie in jedem Sanitär finden können. Der Schlauch wird geschnitten und Sie lassen etwa 1 cm (2.54 Zoll) übrig, wo er mit 2500 Fadenwindungen umwickelt wird. Denken Sie daran, dass es mit etwas Lack isoliert werden muss, sie werden in einigen Betrieben bereits so verkauft.
Sie können auch ein Stück mit einem erstellen 3D-Drucker, wenn Sie es vorziehenoder verwenden Sie andere Arten von recycelten Materialien, um das PVC-Rohr zu ersetzen ... Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Spulen selbst dort zu verwenden, wo die Wunde herkommt, wenn Sie ein Paar davon haben. Und um den Draht zu wickeln, können Sie die Hilfe einer Nähmaschine oder eines Bohrers verwenden, wie im Video gezeigt.
Denken Sie daran, Sie müssen Löten Sie normale Drähte an beide Enden des Kupferdrahtes der Spule. Mit ihnen können Sie die Verbindungen verbessern, da der Kupferdraht der Spule extrem dünn ist, um damit arbeiten und ihn dann mit der Arduino-Platine verbinden zu können.
Paso 2
Der nächste Schritt ist Hängen Sie die Feder auf und kalibrieren Sie sie mit dem Magneten. Dazu müssen Sie die Magnete auf den Draht oder die Feder kleben. Sie sollten mit der Wicklung, die Sie im vorherigen Schritt erstellt haben, im Rohr aufgehängt werden. Sie müssen den Abstand, in dem Sie es an Holz, Metall oder was auch immer Sie verwenden, gut kalibrieren ... damit bei Zittern die Feder den Magneten genau in die Mitte der Spule bewegt, damit er induzieren kann ein Strom darin.
Darüber hinaus sollte die Kalibrierung die Vibration ist 1HzDas heißt, es bewegt sich einmal pro Sekunde auf und ab. Auf und ab ist der gesamte Zyklus, der in einer Sekunde ausgeführt werden muss.
Paso 3
zu verstärken den induzierten Strom in der SpuleDa das Bewegen des Magneten im Kern der Spule sehr kleine Ströme erzeugt, wird ein Signalverstärker benötigt. Es gibt verschiedene Arten von guten Signalverstärkern, die Sie verwenden können. Die Verbindung ist einfach, Sie können es auf einem Steckbrett oder auf einem Lochblech durch Bodenbelag tun, wenn Sie es dauerhaft lassen wollen. Sie müssen nur die Schaltkreise wie in der Abbildung gezeigt anschließen ...
Paso 4
Jetzt werden wir das Arduino Board EinDies ist dafür verantwortlich, das von der Schaltung aus dem vorherigen Schritt verstärkte Signal in digitale Daten umzuwandeln. Der Seismograph basiert auf einem anderen TC1-Projekt Hier finden Sie weitere Details zur Arduino-Konfiguration.
Paso 5
Wenn Sie Arduino über USB mit dem PC verbinden, werden die Daten erfasst und über eine Software können die Daten geladen werden serielle Schnittstelle Monitor dass Sie in Arduino IDE haben. Alles sollte die richtigen Daten anzeigen. Wenn nicht, überprüfen Sie, ob sie ordnungsgemäß mit dem richtigen COM-Port verbunden sind.
Sie können verwenden jAmaSixEs ist ein interessantes Projekt und in der Lage zu sein, Daten zu sehen und mit anderen Studenten und Wissenschaftlern auf der ganzen Welt zu teilen.
Sie können auch einige Anpassungen und Verbesserungen vornehmen Lärm reduzieren und verhindern Sie, dass Sie falsche Informationen geben. Das System ist sehr empfindlich und kann daher Zittern aufzeichnen, bei denen es sich nicht wirklich um Erdbeben handelt. Es kann auch Vibrationen von einigen nahe gelegenen Geräten oder Fahrzeugen aufnehmen. Jetzt bereinigen und Fehler machen! Bis ich es fein abstimme ...
Quelle:
Instructables - Selbstgebautes Seismometer