Un sismografo o sismometro è un dispositivo che consente di misurare i movimenti della superficie terrestre, cioè terremoti o tremori di qualsiasi tipo. In generale, vengono utilizzati per misurare quelli prodotti dal movimento di placche tettoniche o litosferiche, e quindi essere in grado di effettuare studi e prevedere possibili terremoti. L'invenzione è stata creata dallo scozzese James David Forbes nel 1842.
Lo strumento di quel tempo era primitivo, e consisteva in un pendolo che, per la sua massa, rimaneva immobile per inerzia. Mentre tutte le altre parti della macchina si muovevano intorno a lui. Il pendolo aveva un punteruolo all'estremità e consentiva di scrivere su un rullo di carta vincolata a tempo. In questo modo, quando il terreno vibrava, veniva rappresentato su detta carta sotto forma di curve.
A poco a poco gli strumenti di misura si sono evoluti per adattarsi a nuove scale per misurare solo i tremori che le persone potevano sentire. Da allora, lo sviluppo è stato costante fino a quando i nuovi con molta più precisione e molto più sensibili per il diversi compiti dei geologi e altro personale che normalmente utilizza questo tipo di misura. Con l'arrivo dell'elettronica, questi dispositivi sono stati modernizzati e sono diventati molto più sofisticati fino a raggiungere gli attuali sismografi.
Attualmente, i sismografi possono ricevere informazioni da tremori da diversi punti della Terra. Quelli vicino agli epicentri possono prendere le letture dei terremoti per registrare le chiamate Onde S e onde P.. Quelle più distanti invece possono registrare solo onde P. E nel caso non lo sapessi, i sensori posti a terra per catturare queste vibrazioni terrene sono chiamati geofoni, sebbene in mare venga utilizzato anche un idrofono complementare per misurare le onde acustiche vengono trasmesse dall'acqua quando si verifica un terremoto.
Come montare il sismografo
Se sei un appassionato di questo tipo di dispositivo e un produttore, puoi farlo il tuo sismografo fai da te per poco meno di 100 €...
El funzionamento di questo progetto È abbastanza semplice, come si può vedere nel diagramma nell'immagine sopra. Il sismografo domestico rileverà il movimento del terreno grazie a un magnete che pende da una molla in modo che possa rimbalzare su e giù liberamente.
Una bobina fissa di filo viene posizionata attorno al magnete sulla superficie di riferimento. Grazie ad esso, verrà rilevato qualsiasi movimento, non importa quanto piccolo sia il magnete, da allora genererà correnti nel cavo che possono essere misurate con precisione. Il resto del dispositivo è l'elettronica necessaria per trasformare quell'elettronica in dati che possono essere registrati e visualizzati sullo schermo del nostro PC.
Materiali necessari
Per creare un tale sistema, ne avrai bisogno di alcuni elementi abbastanza basilari e che tutti abbiamo a portata di mano. L'elenco completo è:
- Un molla in metallo. Potrebbe essere quello tipico dei famosi giocattoli Slinky, Jr., quelli che vedete in alcuni film che tirano giù delle scale e scendono da soli ...
- Magnete ad anello renderlo potente (RC44), ad esempio in neodimio.
- amplificatore Segnale di segnale OpAmp LT1677CN8 e bobina di filo di rame Magnetico (isolato con vernice calibro 42) per convertire un segnale debole in un segnale più forte. (MW42-4)
- Tubi in PVC per avvolgere il cavo.
- Un dispositivo in grado di convertire il segnale analogico in digitale. In questo caso viene utilizzato Arduino.
- Un dispositivo di registrazione e registrazione. In questo caso, il software in esecuzione su il nostro pc per rappresentare ciò che Arduino raccoglie ...
- struttura in legno, metallo o plastica per trattenere la molla.
- Breadboard o piastra circuito stampato per saldatura.
- resistenze 10K e 866K
- condensatori 0.01 uF, 0.1 uF, 1 uF, 330 pF
- Cavi per il collegamento
Procedura passo passo
Paso 1
Per prima cosa devi avvolgere un filo di rame con isolamento creare una bobina. In questo progetto usano tubi in PVC che puoi trovare in qualsiasi impianto idraulico. Il tubo viene tagliato e lascerai circa 1 pollice (2.54 cm) dove è avvolto con 2500 giri di filo. Ricorda che deve essere coibentato con un po 'di vernice, sono già venduti così in alcuni stabilimenti.
Puoi anche creare un pezzo con un file Stampante 3D se preferisci, oppure usa altri tipi di materiali riciclati per sostituire il tubo in PVC ... Un'altra opzione è usare le bobine stesse dove arriva il filo avvolto se ne hai un paio. E per avvolgere il filo, puoi usare l'aiuto di una macchina da cucire o di un trapano come si vede nel video.
Ricorda che devi saldare fili normali ad entrambe le estremità del filo di rame della bobina. Con loro riuscirete a fare meglio i collegamenti, dato che il filo di rame della bobina è estremamente sottile per poterci lavorare e poi collegarlo alla scheda Arduino.
Paso 2
Il passo successivo è appendere e calibrare la molla con il magnete. Per questo devi mettere i magneti incollati al filo o alla molla. Dovrebbero essere sospesi all'interno del tubo con l'avvolgimento che hai creato nel passaggio precedente. Devi calibrare bene la distanza alla quale lo appendi al legno, metallo o qualsiasi cosa tu usi, in modo che quando c'è un tremore, la molla sposta il magnete proprio al centro della bobina in modo che possa indurre una corrente in esso .
Inoltre, la calibrazione dovrebbe rendere il file la vibrazione è di 1Hz, cioè si muove su e giù una volta al secondo. Su e giù è il ciclo completo che deve essere eseguito in un secondo.
Paso 3
a amplificare la corrente indotta nella bobinaPoiché lo spostamento del magnete nel nucleo della bobina genera correnti molto piccole, è necessario un amplificatore di segnale. Esistono diversi tipi di buoni amplificatori di segnale, puoi usarne uno qualsiasi. Il collegamento è semplice, puoi farlo su una breadboard o su una piastra forata da pavimento, se vuoi lasciarlo permanente. Devi semplicemente collegare i circuiti come mostrato nell'immagine ...
Paso 4
Ora ci sarà la scheda arduino ONE, che avrà il compito di trasformare il segnale amplificato dal circuito dal passaggio precedente e trasformarlo in dati digitali. Il sismografo si basa su un altro Progetto TC1 dove puoi trovare maggiori dettagli sulla configurazione di Arduino.
Paso 5
Collegando Arduino al PC, tramite USB, i dati verranno acquisiti, e tramite un software i dati potranno essere caricati tramite monitor della porta seriale che hai in Arduino IDE. Tutto dovrebbe mostrare i dati corretti, in caso contrario, controlla che sia collegato correttamente alla porta COM corretta.
È possibile utilizzare jAma SixÈ un progetto interessante e la possibilità di vedere e condividere dati con altri studenti e scienziati in tutto il mondo.
Potresti anche apportare alcune modifiche e miglioramenti a ridurre il rumore e impedirti di fornire informazioni false. Il sistema è abbastanza sensibile, quindi può registrare scosse che non sono realmente terremoti. Potrebbe anche rilevare vibrazioni da alcuni apparecchi o veicoli nelle vicinanze. Ora esegui Purge and Error! Fino a quando non lo sintonizzo ...
fonte:
Instructables - Sismometro fai da te