Як створити саморобний сейсмограф з нуля поетапно

знак сейсмографа на папері

Un сейсмограф або сейсмометр - це пристрій, що дозволяє вимірювати рухи земної поверхні, тобто землетруси будь-якого роду. Загалом, вони використовуються для вимірювання тих, що утворюються в результаті руху тектонічних або літосферних плит, і, отже, можуть проводити дослідження та прогнозувати можливі землетруси. Винахід був створений шотландцем Джеймсом Девідом Форбсом в 1842 році.

Інструмент того часу був примітивним і складався з маятника, який завдяки своїй масі залишався нерухомим через інерцію. Поки всі інші частини машини рухалися навколо нього. Маятник мав на кінці шило і дозволяв писати на ролику папір, обмежений часом. Таким чином, коли земля вібрувала, вона була представлена ​​на згаданому папері у вигляді кривих.

Потроху вимірювальні прилади еволюціонували, щоб адаптуватися до нових масштабів, щоб вимірювати лише поштовхи, які люди могли відчути. З тих пір розвиток постійно розвивався до нових з набагато більшою точністю і набагато більш чутливим для різні завдання геологів та інший персонал, який зазвичай застосовує такий вид заходів. З приходом електроніки ці пристрої були модернізовані та стали набагато досконалішими, поки не дійшли до сучасних сейсмографів.

В даний час сейсмографи можуть отримувати інформацію від поштовхів з різних точок Землі. Люди поблизу епіцентрів можуть знімати показники землетрусу для запису дзвінків S-хвилі та P-хвилі. З іншого боку, найвіддаленіші можуть реєструвати лише хвилі P. А якщо ви цього не знали, датчики, розміщені на землі для вловлювання цих земних коливань, називаються геофонами, хоча в морі додатковий гідрофон також використовується для виміряти акустичні хвилі, які вони передаються водою при землетрусі.

Як встановити сейсмограф

Схема саморобного сейсмографа

Якщо ви захоплені цим типом пристроїв і виробником, ви можете це зробити свій власний саморобний сейсмограф трохи менше 100 євро...

El функціонування цього проекту Це досить просто, як це видно на схемі на зображенні вище. Домашній сейсмограф зафіксує рух землі завдяки магніту, який звисає з пружини, щоб він міг вільно відскакувати вгору і вниз.

Навколо магніту на опорній поверхні розміщена нерухома котушка дроту. Завдяки цьому буде виявлено будь-який рух, який би малий магніт не робив, оскільки буде генерувати струми в кабелі, які можна виміряти з точністю. Решта пристрою - це електроніка, необхідна для перетворення цієї електроніки в дані, які можна записувати та переглядати на екрані нашого ПК.

Необхідні матеріали

Для того, щоб створити таку систему, вам знадобиться кілька цілком основні елементи і що всі ми маємо під рукою. Повний список:

  • Un металева пружина. Це може бути типова з відомих іграшок Слінкі-молодшого, тих, кого ви бачите в деяких фільмах, які спускаються по одних сходах і спускаються самі ...
  • Кільцевий магніт зробити його потужним (RC44), наприклад з неодиму.
  • Підсилювач Сигнал сигналу OpAmp LT1677CN8 та котушка з мідного дроту Магнітний (з ізоляцією 42-го лаку) для перетворення слабкого сигналу в більш сильний. (MW42-4)
  • Труби ПВХ для намотування кабелю.
  • Пристрій, здатний перетворювати аналоговий сигнал у цифровий. У цьому випадку він використовується Arduino.
  • Пристрій запису та запису. У цьому випадку програмне забезпечення працює наш ПК представляти те, що піднімає Arduino ...
  • структура виготовлені з дерева, металу або пластику для утримання пружини.
  • Макет або платить друкованої плати для пайки.
  • Резистори 10K та 866K
  • Конденсатори 0.01 мкФ, 0.1 мкФ, 1 мкФ, 330 пФ
  • Кабелі для підключення

Покрокова процедура

крок 1

Спочатку ви повинні намотати трохи мідного дроту з ізоляцією до створити котушку. У цьому проекті вони використовують ПВХ-труби, які можна знайти в будь-якій сантехніці. Трубопровід обрізають, і ви залишите приблизно 1 дюйм (2.54 см) там, де його обмотують 2500 витками нитки. Пам’ятайте, що його потрібно утеплювати якимось лаком, вони вже продаються в деяких закладах.

Ви також можете створити шматок за допомогою 3D-принтер, якщо хочете, або використовуйте інші типи перероблених матеріалів для заміни труби з ПВХ ... Інший варіант - використовувати самі котушки там, де береться рана, якщо у вас їх пара. А щоб обмотати дріт, можна скористатися допомогою швейної машини або свердла, як видно на відео.

Котушка з мідного дроту

Пам'ятайте, що ви повинні припаяти звичайні дроти до обох кінців мідного дроту котушки. За допомогою них ви зможете зробити з'єднання кращими, оскільки мідний дріт котушки надзвичайно тонкий, щоб мати можливість працювати з нею, а потім підключати її до плати Arduino.

крок 2

Наступний крок - повісьте та відкалібруйте пружину за допомогою магніту. Для цього ви повинні покласти магніти, приклеєні до дроту або пружини. Вони повинні бути підвішені всередині труби за допомогою обмотки, яку ви створили на попередньому кроці. Ви повинні добре відкалібрувати відстань, на якій ви вішаєте його на дерев’яну, металеву або будь-яку іншу опору ..., щоб, коли тремтить, пружина рухала магніт прямо в центрі котушки, щоб він міг викликати струм в ньому.

Підвішена магнітна пружина

Крім того, калібрування повинно зробити вібрація становить 1 Гц, тобто рухається вгору-вниз раз на секунду. Вгору-вниз - це повний цикл, який потрібно виконати за одну секунду.

крок 3

в посилити індукований струм в котушціОскільки переміщення магніту в сердечнику котушки генерує дуже малі струми, необхідний підсилювач сигналу. Існує кілька типів хороших підсилювачів сигналу, ви можете використовувати будь-який. Зв’язок простий, ви можете зробити це на макетній дошці або на перфорованій тарілці підлогою, якщо ви збираєтеся залишити його постійним. Вам просто потрібно підключити схеми, як показано на зображенні ...

крок 4

А тепер давайте плата arduino ONE, який буде відповідати за перетворення сигналу, посиленого ланцюгом з попереднього кроку, і перетворення його в цифрові дані. Сейсмограф заснований на іншому Проект TC1 де ви можете знайти докладнішу інформацію про конфігурацію Arduino.

крок 5

Програма реєстрації сигналу

Коли ви підключаєте Arduino до ПК через USB, дані будуть зафіксовані, а через програмне забезпечення дані можна завантажити через монітор послідовного порту - що у вас є в IDE Arduino. Все повинно показувати належні дані, якщо ні, переконайтесь, що вони належним чином підключені до правильного COM-порту.

Можна використовувати jAmaSixЦе цікавий проект і мати можливість бачити та обмінюватися даними з іншими студентами та науковцями по всьому світу.

Ви також можете внести деякі корективи та вдосконалення зменшити шум і заважати вам надавати якусь неправдиву інформацію. Система досить чутлива, тому може реєструвати поштовхи, які насправді не є землетрусами. Він також може сприймати вібрації від деяких приладів або транспортних засобів, що знаходяться поруч. Тепер виконайте очищення та помилки! Поки я не налаштую це ...

Фуенте:

Навчальні - Саморобний сейсмометр

Сейсмограф TC1


Будьте першим, щоб коментувати

Залиште свій коментар

Ваша електронна адреса не буде опублікований. Обов'язкові для заповнення поля позначені *

*

*

  1. Відповідальний за дані: Мігель Анхель Гатон
  2. Призначення даних: Контроль спаму, управління коментарями.
  3. Легітимація: Ваша згода
  4. Передача даних: Дані не передаватимуться третім особам, за винятком юридичних зобов’язань.
  5. Зберігання даних: База даних, розміщена в мережі Occentus Networks (ЄС)
  6. Права: Ви можете будь-коли обмежити, відновити та видалити свою інформацію.