Como criar um sismógrafo caseiro do zero, passo a passo

marca sismográfica no papel

Un sismógrafo ou sismômetro é um dispositivo que permite medir os movimentos da superfície terrestre, isto é, terremotos ou tremores de qualquer tipo. Em geral, eles são usados ​​para medir aqueles produzidos pelo movimento das placas tectônicas ou litosféricas, e assim ser capazes de realizar estudos e prever possíveis terremotos. A invenção foi criada pelo escocês James David Forbes em 1842.

O instrumento da época era primitivo e consistia em um pêndulo que, devido à sua massa, permanecia imóvel devido à inércia. Enquanto todas as outras partes da máquina se moviam ao seu redor. O pêndulo tinha um furador em sua extremidade e permitia escrever em um rolo de papel com prazo. Desta forma, quando o solo vibrava, ficava representado no referido papel em forma de curvas.

Aos poucos, os instrumentos de medição evoluíram para se adaptar a novas escalas para medir apenas tremores que as pessoas podiam sentir. Desde então, o desenvolvimento tem sido constante até os novos com muito mais precisão e muito mais sensível para o diferentes tarefas dos geólogos e outras pessoas que costumam usar esse tipo de medida. Com a chegada da eletrônica, esses aparelhos se modernizaram e se sofisticaram muito até chegarem aos sismógrafos atuais.

Atualmente, os sismógrafos podem receber informações de tremores de diferentes pontos da Terra. Aqueles próximos aos epicentros podem fazer leituras do terremoto para registrar as chamadas Ondas S e ondas P. Por outro lado, os mais distantes só registram ondas P. E caso você não saiba, os sensores colocados no solo para captar essas vibrações terrestres são chamados de geofones, embora no mar também seja usado um hidrofone complementar para medir as ondas acústicas que são transmitidas pela água quando ocorre um terremoto.

Como montar o sismógrafo

Esquema de sismógrafo caseiro

Se você é apaixonado por este tipo de dispositivo, e um criador, pode fazer seu próprio sismógrafo DIY por pouco menos de € 100...

El operação deste projeto É bastante simples, como pode ser visto no diagrama da imagem acima. O sismógrafo caseiro detectará o movimento do solo graças a um ímã que pende de uma mola para que possa saltar para cima e para baixo livremente.

Uma bobina de fio estacionária é colocada em torno do ímã na superfície de referência. Graças a ele, qualquer movimento por menor que seja o ímã será detectado, pois irá gerar correntes no cabo que podem ser medidas com precisão. O resto do dispositivo é a eletrônica necessária para transformá-la em dados que podem ser gravados e visualizados na tela do nosso PC.

Materiais necessários

Para criar tal sistema, você precisará de alguns elementos bastante básicos e que todos nós temos ao nosso alcance. A lista completa é:

  • Un mola de metal. Pode ser o típico do famoso brinquedo Slinky Jr., daqueles que você vê em alguns filmes que descem escadas e descem sozinhos ...
  • Ímã de anel torná-lo poderoso (RC44), por exemplo feito de neodímio.
  • amplificador sinalizar OpAmp LT1677CN8, e bobina de fio de cobre Magnético (isolado com verniz calibre 42) para converter o sinal fraco em um sinal mais forte. (MW42-4)
  • Canos de PVC para enrolar o cabo.
  • Um dispositivo capaz de converter o sinal analógico em digital. Neste caso, é usado Arduino.
  • Um dispositivo de gravação e gravação. Neste caso, o software em execução nosso pc para representar o que o Arduino pega ...
  • estrutura feito de madeira, metal ou plástico para segurar a mola.
  • Breadboard ou prato placa de circuito impresso para soldagem.
  • Resistores 10K e 866K
  • Capacitores 0.01uF, 0.1uF, 1uF, 330pF
  • Cabos para conexão

Procedimento passo a passo

passo 1

Primeiro você deve enrolar algum fio de cobre com isolamento para criar uma bobina. Neste projeto eles usam tubos de PVC que você pode encontrar em qualquer encanamento. O tubo é cortado e você deixará cerca de 1 polegada (2.54 cm) onde será enrolado com 2500 voltas de linha. Lembre-se que deve ser isolado com algum verniz, já são vendidos assim em alguns estabelecimentos.

Você também pode criar uma peça com um Impressora 3D se você preferir, ou use outros tipos de materiais reciclados para substituir o tubo de PVC ... Outra opção é usar os próprios carretéis de onde sai o fio enrolado, se você tiver um par deles. E para enrolar o fio, pode-se usar a ajuda de uma máquina de costura ou furadeira como visto no vídeo.

Carretel de fio de cobre

Lembre-se de que você deve soldar fios normais em ambas as extremidades do fio de cobre da bobina. Com eles você poderá fazer melhor as conexões, já que o fio de cobre da bobina é extremamente fino para poder trabalhar com ele e depois conectá-lo na placa Arduino.

passo 2

O próximo passo é pendure e calibre a mola com o ímã. Para isso você deve colocar os ímãs colados no fio ou mola. Eles devem ser suspensos dentro do tubo com o enrolamento que você criou na etapa anterior. Você deve calibrar bem a distância em que você pendura na madeira, metal ou qualquer outro suporte ..., de modo que, quando houver um tremor, a mola mova o ímã bem no centro da bobina para que possa induzir uma corrente nele.

Mola magnética suspensa

Além disso, a calibração deve fazer o vibração é 1 Hz, ou seja, ele se move para cima e para baixo uma vez por segundo. Para cima e para baixo é o ciclo completo que deve ser feito em um segundo.

passo 3

Pára amplificar a corrente induzida na bobinaVisto que mover o ímã no núcleo da bobina gera correntes muito pequenas, é necessário um amplificador de sinal. Existem vários tipos de amplificadores de sinal bons, você pode usar qualquer um. A conexão é simples, você pode fazer em uma placa de ensaio ou em uma placa perfurada por piso, se for deixar permanente. Basta conectar os circuitos conforme mostrado na imagem ...

passo 4

Agora vamos a placa arduino A, que será responsável por transformar o sinal amplificado pelo circuito da etapa anterior e transformá-lo em dados digitais. O sismógrafo é baseado em outro Projeto TC1 onde você pode encontrar mais detalhes sobre a configuração do Arduino.

passo 5

Programa de registro de sinal

Ao conectar o Arduino ao PC, através do USB, os dados serão capturados, e por meio de um software os dados poderão ser carregados através do monitor de porta serial que você tem no IDE do Arduino. Tudo deve mostrar os dados adequados, caso contrário, verifique se está conectado corretamente à porta COM correta.

Você pode usar jAma SixÉ um projeto interessante e poder ver e compartilhar dados com outros estudantes e cientistas ao redor do mundo.

Você também pode fazer alguns ajustes e melhorias para reduzir o ruído e evite dar algumas informações falsas. O sistema é bastante sensível, por isso pode registrar tremores que não são realmente terremotos. Ele também pode captar vibrações de alguns aparelhos ou veículos próximos. Agora faça Purge and Error! Até eu ajustá-lo ...

fonte:

Instrutíveis - Sismômetro DIY

sismógrafo TC1


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