Seismometru DIY: 9 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:46

Realizați un seismometru pentru a detecta cutremure puternice din întreaga lume pentru sub 100 USD! Un slinky, niște magneți și o placă Arduino sunt principalele componente aici.

Pasul 1: Cum funcționează?

Acest seismometru detectează mișcarea solului cu un magnet agățat de o slinky. Magnetul este liber să sară în sus și în jos. O bobină staționară de sârmă este plasată în jurul magnetului. Orice mișcare a magnetului generează mici curenți în fir, care pot fi măsurați.

Restul dispozitivului este în esență o vrăjitorie electronică pentru a măsura acei mici curenți din fir și a le converti în date pe care le putem citi. Este prezentată o schiță de prezentare rapidă.

1a: Spring (Slinky, Jr.), 1b: Magnet (doi magneți inel RC44)

2. Amplificator bobină de sârmă magnetică (MW42-4), transformă semnalul slab într-unul puternic

3. Convertor analog-digital (Arduino), convertește semnalul analog într-un flux digital de numere

4. Dispozitiv de înregistrare (PC), utilizează software pentru a înregistra și afișa datele

Pasul 2: Înfășurați niște fire

Primul lucru pe care l-am făcut a fost să ne facem bobina de sârmă. În primul nostru model, am folosit capace din PVC presate pe ambele capete ale unei secțiuni scurte de țeavă pentru a forma pereți de ambele părți ale firului înfășurat. Am tăiat capetele pentru ao deschide înapoi. Am tăiat o secțiune de țeavă din PVC de 1 și am înfășurat aproximativ 2, 500 de ture folosind sârmă magnetică de calibru 42.

Țeava este o modalitate excelentă de a o face din piese ieftine, ușor disponibile. Am folosit capace din PVC presate pe ambele capete ale unei secțiuni scurte de țeavă pentru a forma pereți de ambele părți ale firului înfășurat. Am tăiat capetele pentru ao deschide înapoi.

Am realizat o versiune mai elegantă a unei bobine de sârmă folosind câteva piese imprimate 3D. Acest lucru era mult mai ușor de înfășurat, deoarece se atașa la caracteristica de bobinare a unei mașini de cusut vechi. În scurtul videoclip, puteți vedea cum l-am înfășurat. Dacă aveți acces la o imprimantă 3D și doriți să utilizați modelele noastre, anunțați-ne și vă putem trimite fișierele! Rețineți și firele mai mari din fotografii. Am lipit capătul firului magnetic cu firul mai gros, care este apoi mai ușor de lucrat.

Pasul 3: Agățați-vă / Calibrați-vă Slinky

Am folosit un Slinky Jr care are un diametru mai mic decât un slinky de dimensiuni mari. În partea de jos, am montat doi magneți inelari RC44 stivuite împreună pe o bucată lungă de 6 de tijă filetată # 4-40. Acești magneți stau în interiorul firului și, atunci când se mișcă, induc un curent în fir.

În partea de sus a slinky, am montat un alt magnet pe o placă de oțel pentru slinky pe care să se agațe. În videoclip, vă arătăm cum să vă calibrați slinky la 1 Hz. Acesta este un pas crucial pentru a obține frecvența corectă. Slinky ar trebui să sară în sus și în jos o dată, într-o secundă.

Există, de asemenea, un magnet inelar R848 în partea inferioară a tijei filetate. Acest magnet se află în interiorul unei mici secțiuni de țeavă de cupru. Acest lucru ajută la diminuarea mișcării, la reducerea zgomotului și la observarea faptului că slinky va sări doar atunci când există scuturare adecvată!

Pasul 4: Amplificați curentul

Magnetul care se mișcă în interiorul bobinei de sârmă produce curenți foarte mici, deci trebuie să-i amplificăm pentru a putea vedea semnalul mic. Există o mulțime de circuite amplificatoare bune acolo, ne-am lipit de circuitul folosit în seismometrul TC1 pe care l-am găsit online. În imagine, puteți vedea schema circuitului amplificatorului. Am folosit pur și simplu o placă de calcul!

Pasul 5: Semnal analogic ascuns într-un flux digital de numere

Un Arduino este un microprocesor mic, ieftin, foarte popular. Dacă nu aveți nicio experiență în acest sens, vă recomandăm să începeți cu unul dintre kiturile de instruire disponibile.

Placa Arduino preia semnalul analogic de la amplificator și îl transformă într-un flux de date digitale, numerice. Pentru a face acest lucru, Arduino a fost programat cu cod din proiectul TC1 Seismometer care a fost menționat la începutul acestui instructabil. Iată din nou un link către acel proiect, care vă poate ajuta să vă configurați Arduino!