DIY seizmometer: 9 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 12:00

Vytvorte si seizometer na detekciu silných zemetrasení po celom svete za cenu nižšiu ako 100 dolárov! Slinky, niektoré magnety a doska Arduino sú tu hlavnými komponentmi.

Krok 1: Ako to funguje?

Tento seizmometer detekuje pohyb zeme pomocou magnetu zaveseného na slinku. Magnet sa môže voľne odrážať hore a dole. Okolo magnetu je umiestnená stacionárna cievka z drôtu. Akýkoľvek pohyb magnetu generuje v drôte malé prúdy, ktoré je možné merať.

Zvyšok zariadenia je v zásade nejaká elektronika, ktorá meria tieto malé prúdy v drôte a prevádza ich na údaje, ktoré môžeme čítať. Zobrazí sa rýchly náčrt náčrtu.

1a: Pružina (Slinky, ml.), 1b: Magnet (dva prstencové magnety RC44)

2. Zosilňovač cievky magnetického drôtu (MW42-4), prevádza slabý signál na silný

3. Analógovo-digitálny prevodník (Arduino), prevádza analógový signál na digitálny tok čísel

4. Záznamové zariadenie (PC), používa softvér na zaznamenávanie a zobrazovanie údajov

Krok 2: Naviňte drôt

Prvá vec, ktorú sme urobili, bolo vyrobiť našu cievku z drôtu. V našom prvom modeli sme použili koncovky z PVC pritlačené na oba konce krátkej časti potrubia, aby sme vytvorili steny na oboch stranách zabaleného drôtu. Konce sme odrezali, aby sa opäť otvorili. Odrezali sme časť 1 PVC rúrky a zabalili sme asi 2 500 závitov pomocou magnetického drôtu s rozmerom 42 mm.

Rúra je úžasný spôsob, ako ju vyrobiť z lacných a ľahko dostupných dielov. Na vytvorenie stien na oboch stranách zabaleného drôtu sme použili PVC koncovky lisované na oboch koncoch krátkej časti potrubia. Konce sme odrezali, aby sa opäť otvorili.

Vytvorili sme efektívnejšiu verziu cievky z drôtu pomocou niektorých 3D tlačených dielov. To bolo oveľa jednoduchšie zabaliť, pretože bolo pripevnené k cievke starého vinutia. V krátkom videu môžete vidieť, ako sme to zranili. Ak máte prístup k 3D tlačiarni a chcete používať naše modely, dajte nám vedieť a my vám môžeme súbory poslať! Na fotografiách si všimnite aj väčšie drôty. Koniec magnetického drôtu sme spájkovali s hrubším drôtom, s ktorým sa potom pracuje jednoduchšie.

Krok 3: Zaveste/nakalibrujte svoje Slinky

Použili sme Slinky Jr, ktorý má menší priemer ako slinky plnej veľkosti. V spodnej časti sme namontovali dva prstencové magnety RC44 naskladané na 6 dlhý kus závitovej tyče #4-40. Tieto magnety sedia vo vnútri drôtu a keď sa pohybujú, indukujú v drôte prúd.

V hornej časti sliniek sme namontovali ďalší magnet na oceľovú platňu, na ktorú sa slinky zavesia. Vo videu vám ukážeme, ako kalibrovať slinky na 1 Hz. Toto je zásadný krok k správnej frekvencii. Slinky by sa mali odrážať hore a dole raz, v priebehu jednej sekundy.

V spodnej časti závitovej tyče je tiež prstencový magnet R848. Tento magnet je umiestnený v malej časti medenej rúrky. Pomáha to tlmiť pohyb, znižovať hluk a vidieť, že slinky sa budú odrážať iba vtedy, keď dôjde k primeranému traseniu!

Krok 4: Zosilnite prúd

Magnet pohybujúci sa vo vnútri cievky drôtu vytvára veľmi malé prúdy, takže ich musíme zosilniť, aby sme videli malý signál. Existuje veľa dobrých obvodov zosilňovača, prilepili sme sa na obvod použitý v seizmometri TC1, ktorý sme našli online. Na obrázku môžete vidieť schému obvodu zosilňovača. Jednoducho sme použili breadboard!

Krok 5: Skrytý analógový signál do digitálneho prúdu čísel

Arduino je malý, lacný mikroprocesor, ktorý je veľmi populárny. Ak s tým nemáte žiadne skúsenosti, odporúčame začať s jednou z dostupných súprav návodov.

Doska Arduino prijíma analógový signál zo zosilňovača a prekladá ho do prúdu digitálnych, numerických údajov. Za týmto účelom bol Arduino naprogramovaný pomocou kódu z projektu seizmometra TC1, ktorý bol spomenutý na začiatku tohto pokynu. Tu je opäť odkaz na tento projekt, ktorý vám môže pomôcť s nastavením Arduina!