DIY -seismometri: 9 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:03

Tee seismometri havaitsemaan voimakkaita maanjäristyksiä ympäri maailmaa alle 100 dollarilla! Slinky, jotkut magneetit ja Arduino -levy ovat tärkeimmät komponentit täällä.

Vaihe 1: Miten se toimii?

Tämä seismometri tunnistaa maan liikkeen magneetilla, joka roikkuu slinkyn päällä. Magneetti voi vapaasti pomppia ylös ja alas. Kiinteä lankakela asetetaan magneetin ympärille. Mikä tahansa magneetin liike tuottaa pieniä virtauksia lankaan, jotka voidaan mitata.

Muu laite on pohjimmiltaan jonkinlaista elektroniikan velhoa mittaamaan nuo pienet virrat johtimessa ja muuntamaan ne luettavaksi dataksi. Nopea yleiskuvaus näkyy.

1a: jousi (Slinky, Jr.), 1b: magneetti (kaksi RC44 -rengasmagneettia)

2. Magneettilangan kela (MW42-4) -vahvistin, muuntaa heikon signaalin vahvaksi

3. Analogi-digitaalimuunnin (Arduino), muuntaa analogisen signaalin digitaaliseksi numerovirraksi

4. Tallennuslaite (PC), käyttää ohjelmistoa tietojen tallentamiseen ja näyttämiseen

Vaihe 2: Kierrä johtoa

Ensimmäinen asia, jonka teimme, oli valmistaa lankakelamme. Ensimmäisessä mallissamme käytimme PVC -päätykappaleita, jotka oli puristettu lyhyen putken osan kumpaankin päähän seinien muodostamiseksi käärityn langan kummallekin puolelle. Leikkasimme päät pois avataksemme sen takaisin. Leikkasimme osan 1 PVC -putkesta ja käärimme noin 2 500 kierrosta 42 -mittaisella magneettilangalla.

Putki on loistava tapa tehdä se edullisista, helposti saatavista osista. Käytimme PVC -päätykappaleita, jotka oli puristettu lyhyen putkiosan kumpaankin päähän seinien muodostamiseksi käärityn langan kummallekin puolelle. Leikkasimme päät pois avataksemme sen takaisin.

Teimme viihdyttävämmän version lankakelasta käyttämällä joitain 3D -painettuja osia. Tämä oli paljon helpompi kääriä, koska se kiinnitettiin vanhan ompelukoneen kelausominaisuuteen. Lyhyestä videosta näet, miten me haavoitimme sen. Jos sinulla on pääsy 3D -tulostimeen ja haluat käyttää mallejamme, kerro siitä meille, niin voimme lähettää sinulle tiedostot! Huomaa myös kuvien suuret johdot. Juotimme magneettilangan pään paksumpaan lankaan, jonka kanssa on sitten helpompi työskennellä.

Vaihe 3: Ripusta/kalibroi Slinky

Käytimme Slinky Jr: tä, jonka halkaisija on pienempi kuin täysikokoinen slinky. Asensimme alareunaan kaksi RC44-rengasmagneettia pinottuina yhteen 6 tuuman pituiselle #4-40 kierteitetylle sauvalle. Nämä magneetit istuvat langan sisällä, ja kun ne liikkuvat, ne aiheuttavat virran lankaan.

Slinkyn yläosaan asensimme toisen magneetin teräslevylle, jotta slinky tarttuisi siihen. Videolla näytämme, miten kalibroit slinkisi 1 Hz: ksi. Tämä on tärkeä askel taajuuden saamiseksi oikein. Slinkyn pitäisi pompata ylös ja alas kerran sekunnissa.

Kierretangon pohjassa on myös R848 -rengasmagneetti. Tämä magneetti sijaitsee kupariputken pienen osan sisällä. Tämä auttaa vaimentamaan liikettä, vähentämään kohinaa ja näkemään, että liukkainen pomppii vasta, kun on riittävä ravistelu!

Vaihe 4: Vahvista virtaa

Lankakelan sisällä liikkuva magneetti tuottaa hyvin pieniä virtauksia, joten meidän on vahvistettava niitä, jotta voimme nähdä pienen signaalin. Siellä on paljon hyviä vahvistinpiirejä, pysyimme verkossa löydetyn TC1 -seismometrin piirissä. Kuvassa näet kaavion vahvistinpiiristä. Käytimme yksinkertaisesti leipälautaa!

Vaihe 5: Peitä analoginen signaali digitaaliseen numerovirtaan

Arduino on pieni, edullinen mikroprosessori, joka on erittäin suosittu. Jos sinulla ei ole kokemusta tästä, suosittelemme aloittamaan jollakin saatavilla olevista ohjesarjoista.

Arduino -kortti vastaanottaa vahvistimen analogisen signaalin ja muuntaa sen digitaaliseksi numeeriseksi datavirraksi. Tätä varten Arduino ohjelmoitiin koodilla TC1 Seismometer -projektista, joka mainittiin tämän ohjeen alussa. Tässä on linkki projektiin, joka voi auttaa sinua asentamaan Arduinosi!