Sejsmometr DIY: 9 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:32

Zrób sejsmometr, aby wykryć potężne trzęsienia ziemi na całym świecie za mniej niż 100 USD! Slinky, kilka magnesów i płytka Arduino to tutaj główne komponenty.

Krok 1: Jak to działa?

Ten sejsmometr wykrywa ruch gruntu za pomocą magnesu wiszącego na slinky. Magnes może swobodnie podskakiwać w górę iw dół. Wokół magnesu umieszczona jest nieruchoma cewka z drutu. Każdy ruch magnesu generuje w przewodzie niewielkie prądy, które można zmierzyć.

Reszta urządzenia to w zasadzie jakieś elektroniczne czarodziejki, które mierzą te małe prądy w przewodzie i przekształcają je w dane, które możemy odczytać. Pokazany jest szkic szybkiego przeglądu.

1a: Sprężyna (Slinky, Jr.), 1b: Magnes (dwa magnesy pierścieniowe RC44)

2. Wzmacniacz cewki drutu magnetycznego (MW42-4), przekształca słaby sygnał w silny;

3. Przetwornik analogowo-cyfrowy (Arduino), konwertuje sygnał analogowy na cyfrowy strumień liczb

4. Urządzenie rejestrujące (PC), wykorzystuje oprogramowanie do nagrywania i wyświetlania danych;

Krok 2: Zwiń trochę drutu

Pierwszą rzeczą, którą zrobiliśmy, było zrobienie zwoju drutu. W naszym pierwszym modelu zastosowaliśmy zaślepki z PVC dociśnięte na każdym końcu krótkiego odcinka rury, aby utworzyć ścianki po obu stronach owiniętego drutu. Odcięliśmy końce, aby je ponownie otworzyć. Wycinamy odcinek 1 rury PVC i owijamy około 2500 zwojów za pomocą drutu magnetycznego o średnicy 42 mm.

Rura to świetny sposób na zrobienie jej z niedrogich, łatwo dostępnych części. Zastosowaliśmy zaślepki z PVC dociśnięte na każdym końcu krótkiego odcinka rury, aby utworzyć ściany po obu stronach owiniętego drutu. Odcięliśmy końce, aby je ponownie otworzyć.

Zrobiliśmy bardziej zaawansowaną wersję szpuli drutu z części wydrukowanych w 3D. Było to znacznie łatwiejsze do owinięcia, ponieważ było przymocowane do funkcji nawijania szpuli w starej maszynie do szycia. Na krótkim filmie możecie zobaczyć, jak go zraniliśmy. Jeśli masz dostęp do drukarki 3D i chcesz korzystać z naszych modeli, daj nam znać, a my prześlemy Ci pliki! Zwróć też uwagę na większe przewody na zdjęciach. Przylutowaliśmy koniec drutu magnesu do grubszego drutu, który jest wtedy łatwiejszy w obsłudze.

Krok 3: Zawieś/skalibruj Slinky

Użyliśmy Slinky Jr, który ma mniejszą średnicę niż pełnowymiarowy Slinky. Na dole zamontowaliśmy dwa magnesy pierścieniowe RC44 ułożone razem na 6-calowym kawałku pręta gwintowanego #4-40. Te magnesy znajdują się wewnątrz drutu, a gdy się poruszają, indukują prąd w przewodzie.

Na górze Slinky zamontowaliśmy kolejny magnes na stalowej płycie, na którym można się zaczepić. Na filmie pokazujemy, jak skalibrować slinky, aby uzyskać 1 Hz. To kluczowy krok do uzyskania właściwej częstotliwości. Slinky powinien odbić się raz w górę i w dół w ciągu jednej sekundy.

Na spodzie pręta gwintowanego znajduje się również magnes pierścieniowy R848. Ten magnes znajduje się wewnątrz małego odcinka miedzianej rurki. Pomaga to wytłumić ruch, zredukować hałas i zobaczyć, że slinky odbija się tylko wtedy, gdy jest odpowiednio potrząsany!

Krok 4: Wzmocnij prąd

Magnes poruszający się wewnątrz cewki z drutu wytwarza bardzo małe prądy, więc musimy je wzmocnić, aby zobaczyć maleńki sygnał. Istnieje wiele dobrych obwodów wzmacniacza, trzymaliśmy się obwodu używanego w sejsmometrze TC1, który znaleźliśmy w Internecie. Na zdjęciu schemat obwodu wzmacniacza. Po prostu użyliśmy płytki do krojenia chleba!

Krok 5: Ukryj sygnał analogowy w cyfrowy strumień liczb

Arduino to mały, niedrogi mikroprocesor, który jest bardzo popularny. Jeśli nie masz z tym żadnego doświadczenia, zalecamy rozpoczęcie od jednego z dostępnych zestawów instruktażowych.

Płytka Arduino pobiera sygnał analogowy ze wzmacniacza i przekłada go na strumień danych cyfrowych, numerycznych. Aby to zrobić, Arduino zostało zaprogramowane kodem z projektu sejsmometru TC1, o którym wspomniano na początku tego Instructable. Oto link do tego projektu, który może pomóc w konfiguracji Arduino!