Un σεισμογράφος ή σεισμόμετρο είναι μια συσκευή που επιτρέπει τη μέτρηση των κινήσεων της επιφάνειας της γης, δηλαδή, σεισμοί ή τρόμοι οποιουδήποτε είδους. Σε γενικές γραμμές, χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση αυτών που παράγονται από την κίνηση τεκτονικών ή λιθοσφαιρικών πλακών, και έτσι μπορούν να διεξάγουν μελέτες και να προβλέπουν πιθανούς σεισμούς. Η εφεύρεση δημιουργήθηκε από τον Scotsman James David Forbes το 1842.
Το όργανο εκείνης της εποχής ήταν πρωτόγονο και αποτελούσε ένα εκκρεμές που, λόγω της μάζας του, παρέμεινε ακίνητο λόγω αδράνειας. Ενώ όλα τα άλλα μέρη του μηχανήματος κινούνται γύρω του. Το εκκρεμές είχε ένα άκρο στο τέλος του και επέτρεψε να γράψει σε έναν κύλινδρο χρονικά δεσμευμένο χαρτί. Με αυτόν τον τρόπο, όταν το έδαφος δονήθηκε, παριστάθηκε στο εν λόγω χαρτί με τη μορφή καμπυλών.
Σιγά-σιγά τα όργανα μέτρησης εξελίχθηκαν για να προσαρμοστούν σε νέες κλίμακες για να μετρήσουν μόνο τους τρόμους που οι άνθρωποι μπορούσαν να αισθανθούν. Από τότε, η ανάπτυξη ήταν σταθερή έως ότου τα νέα με πολύ μεγαλύτερη ακρίβεια και πολύ πιο ευαίσθητα για το διαφορετικά καθήκοντα των γεωλόγων και άλλο προσωπικό που συνήθως χρησιμοποιεί αυτόν τον τύπο μέτρου. Με την άφιξη των ηλεκτρονικών, αυτές οι συσκευές έχουν εκσυγχρονιστεί και γίνονται πολύ πιο εξελιγμένες έως ότου φτάσουν τους σημερινούς σεισμογράφους.
Επί του παρόντος, οι σεισμογράφοι μπορούν να λαμβάνουν πληροφορίες από τρόμους από διαφορετικά σημεία της Γης. Όσοι βρίσκονται κοντά στα επίκεντρα μπορούν να πάρουν αναγνώσεις σεισμού για να καταγράψουν κλήσεις Κύματα S και κύματα P. Από την άλλη πλευρά, οι πιο απομακρυσμένοι μπορούν να καταγράψουν μόνο κύματα P. Και σε περίπτωση που δεν το γνωρίζετε, οι αισθητήρες που τοποθετούνται στο έδαφος για να συλλάβουν αυτές τις γήινες δονήσεις ονομάζονται geophones, αν και στη θάλασσα χρησιμοποιείται επίσης ένα συμπληρωματικό υδρόφωνο για τη μέτρηση τα ακουστικά κύματα μεταδίδονται από το νερό όταν συμβαίνει σεισμός.
Πώς να τοποθετήσετε το σεισμογράφο
Εάν είστε παθιασμένοι με αυτόν τον τύπο συσκευής και έναν κατασκευαστή, μπορείτε να το κάνετε το δικό σας σεισμογράφο DIY για μόλις κάτω από 100 €...
El λειτουργία αυτού του έργου Είναι αρκετά απλό, όπως φαίνεται στο διάγραμμα της παραπάνω εικόνας. Ο οικιακός σεισμογράφος θα ανιχνεύσει την κίνηση του εδάφους χάρη σε έναν μαγνήτη που κρέμεται από ένα ελατήριο, ώστε να μπορεί να αναπηδά ελεύθερα πάνω και κάτω.
Ένα σταθερό πηνίο σύρματος τοποθετείται γύρω από τον μαγνήτη στην επιφάνεια αναφοράς. Χάρη σε αυτήν, από τότε θα ανιχνεύεται οποιαδήποτε κίνηση, ανεξάρτητα από το πόσο μικρός κάνει ο μαγνήτης θα δημιουργήσει ρεύματα στο καλώδιο που μπορεί να μετρηθεί με ακρίβεια. Η υπόλοιπη συσκευή είναι τα ηλεκτρονικά απαραίτητα για τη μετατροπή αυτών των ηλεκτρονικών σε δεδομένα που μπορούν να εγγραφούν και να προβληθούν στην οθόνη του υπολογιστή μας.
Υλικά που χρειάζονται
Για να δημιουργήσετε ένα τέτοιο σύστημα, θα χρειαστείτε μερικά αρκετά βασικά στοιχεία και ότι όλοι έχουμε στα χέρια μας. Ο πλήρης κατάλογος είναι:
- Un μεταλλικό ελατήριο. Μπορεί να είναι το τυπικό από το διάσημο παιχνίδι Slinky, Jr., αυτά που βλέπετε σε μερικές ταινίες που κατεβαίνουν μερικές σκάλες και κατεβαίνουν μόνα τους ...
- Μαγνήτης δακτυλίου Κάντε το ισχυρό (RC44), για παράδειγμα φτιαγμένο από νεοδύμιο.
- Ενισχυτής Σήμα σήματος OpAmp LT1677CN8 και πηνίο σύρματος χαλκού Μαγνητικό (μονωμένο βερνίκι 42 gauge) για τη μετατροπή του αδύναμου σήματος σε ισχυρότερο σήμα. (MW42-4)
- Σωλήνες από PVC για να τυλίξετε το καλώδιο.
- Μια συσκευή ικανή να μετατρέπει το αναλογικό σήμα σε ψηφιακό. Σε αυτήν την περίπτωση χρησιμοποιείται Arduino.
- Μια συσκευή εγγραφής και εγγραφής. Σε αυτήν την περίπτωση, το λογισμικό εκτελείται τον υπολογιστή μας για να αντιπροσωπεύσει αυτό που παίρνει ο Arduino ...
- Δομή κατασκευασμένο από ξύλο, μέταλλο ή πλαστικό για να συγκρατεί το ελατήριο.
- Breadboard ή πλάκα πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος για συγκόλληση.
- Αντιστάσεις 10K και 866K
- Πυκνωτές 0.01uF, 0.1uF, 1uF, 330pF
- Καλώδια για σύνδεση
Βήμα προς βήμα διαδικασία
βήμα 1
Πρώτα πρέπει να τυλίξετε κάποιο χαλκό σύρμα με μόνωση δημιουργήστε ένα πηνίο. Σε αυτό το έργο χρησιμοποιούν σωλήνες PVC που μπορείτε να βρείτε σε οποιαδήποτε υδραυλικά. Η σωλήνωση κόβεται και θα αφήσετε περίπου 1 ίντσα (2.54 cm) όπου τυλίγεται με 2500 στροφές νήματος. Θυμηθείτε ότι πρέπει να είναι μονωμένο με κάποιο βερνίκι, που ήδη πωλούνται έτσι σε ορισμένες εγκαταστάσεις.
Μπορείτε επίσης να δημιουργήσετε ένα κομμάτι με ένα 3D εκτυπωτής, αν προτιμάτεή χρησιμοποιήστε άλλους τύπους ανακυκλωμένων υλικών για να αντικαταστήσετε το σωλήνα PVC ... Μια άλλη επιλογή είναι να χρησιμοποιήσετε τα ίδια τα καρούλια όπου έρχεται το νήμα του τραύματος εάν έχετε ένα ζευγάρι από αυτά. Και για να τυλίξετε το καλώδιο, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τη βοήθεια μιας ραπτομηχανής ή ενός τρυπανιού, όπως φαίνεται στο βίντεο.
Θυμηθείτε ότι πρέπει κολλήστε κανονικά σύρματα και στα δύο άκρα του χαλκού σύρματος του πηνίου. Με αυτά θα είστε σε θέση να κάνετε τις συνδέσεις καλύτερες, καθώς το χαλκό σύρμα του πηνίου είναι εξαιρετικά λεπτό για να μπορείτε να εργαστείτε με αυτό και στη συνέχεια να το συνδέσετε στην πλακέτα Arduino.
βήμα 2
Το επόμενο βήμα είναι κρεμάστε και βαθμονομήστε το ελατήριο με τον μαγνήτη. Για αυτό πρέπει να τοποθετήσετε τους μαγνήτες κολλημένους στο σύρμα ή το ελατήριο. Θα πρέπει να αναρτώνται μέσα στο σωλήνα με την περιέλιξη που δημιουργήσατε στο προηγούμενο βήμα. Πρέπει να βαθμονομήσετε καλά την απόσταση στην οποία το κρεμάτε στο ξύλο, στο μέταλλο ή σε ό, τι χρησιμοποιείτε στηρίξτε ..., έτσι ώστε όταν υπάρχει τρόμος, το ελατήριο μετακινεί τον μαγνήτη ακριβώς στο κέντρο του πηνίου έτσι ώστε να μπορεί να προκαλέσει ένα ρεύμα σε αυτό.
Επιπλέον, η βαθμονόμηση πρέπει να κάνει το η δόνηση είναι 1Hz, δηλαδή, κινείται πάνω και κάτω μία φορά το δευτερόλεπτο. Πάνω και κάτω είναι ο πλήρης κύκλος που πρέπει να γίνει σε ένα δευτερόλεπτο.
βήμα 3
να ενισχύστε το επαγόμενο ρεύμα στο πηνίοΔεδομένου ότι η μετακίνηση του μαγνήτη στον πυρήνα του πηνίου παράγει πολύ μικρά ρεύματα, απαιτείται ενισχυτής σήματος. Υπάρχουν διάφοροι τύποι καλών ενισχυτών σήματος, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε οποιονδήποτε. Η σύνδεση είναι απλή, μπορείτε να το κάνετε σε ένα ψωμί ή σε μια διάτρητη πλάκα με δάπεδο, εάν πρόκειται να το αφήσετε μόνιμο. Απλά πρέπει να συνδέσετε τα κυκλώματα όπως φαίνεται στην εικόνα ...
βήμα 4
Τώρα ας ο πίνακας arduino ΕΝΑ, το οποίο θα είναι υπεύθυνο για τη μετατροπή του σήματος που ενισχύεται από το κύκλωμα από το προηγούμενο βήμα και τη μετατροπή του σε ψηφιακά δεδομένα. Ο σεισμογράφος βασίζεται σε άλλο TC1 έργο όπου μπορείτε να βρείτε περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με τη διαμόρφωση Arduino.
βήμα 5
Όταν συνδέετε το Arduino στον υπολογιστή, μέσω USB, τα δεδομένα θα καταγράφονται και μέσω λογισμικού τα δεδομένα θα μπορούν να φορτώνονται μέσω του οθόνη σειριακής θύρας που έχετε στο Arduino IDE. Όλα πρέπει να δείχνουν τα σωστά δεδομένα, αν όχι, ελέγξτε ότι είναι σωστά συνδεδεμένα στη σωστή θύρα COM.
Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε jAma SixΕίναι ένα ενδιαφέρον έργο και είναι σε θέση να βλέπει και να μοιράζεται δεδομένα με άλλους μαθητές και επιστήμονες σε όλο τον κόσμο.
Θα μπορούσατε επίσης να κάνετε κάποιες τροποποιήσεις και βελτιώσεις μείωση του θορύβου και να σας εμποδίσουμε να δώσετε μερικές ψευδείς πληροφορίες. Το σύστημα είναι αρκετά ευαίσθητο, οπότε μπορεί να καταγράψει τρόμους που δεν είναι πραγματικά σεισμοί. Μπορεί επίσης να πάρει δονήσεις από μερικές κοντινές συσκευές ή οχήματα. Τώρα κάντε Εκκαθάριση και Σφάλμα! Μέχρι να το τελειοποιήσω ...
πηγή:
Διδασκαλία - Σεισμόμετρο DIY