DIY seismometrs: 9 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:57

Izveidojiet seismometru, lai atklātu spēcīgas zemestrīces visā pasaulē par mazāk nekā 100 USD! Slinky, daži magnēti un Arduino dēlis šeit ir galvenās sastāvdaļas.

1. darbība. Kā tas darbojas?

Šis seismometrs nosaka zemes kustību ar magnētu, kas karājas uz slinky. Magnēts var brīvi lēkt augšup un lejup. Ap magnētu ir novietota stacionāra stieples spole. Jebkura magnēta kustība vadā rada sīkas strāvas, kuras var izmērīt.

Pārējā ierīce būtībā ir kāda elektronikas burvība, lai izmērītu šīs mazās strāvas vadā un pārvērstu tos par datiem, kurus mēs varam nolasīt. Tiek parādīta ātra pārskata skice.

1.a: Pavasaris (Slinky, Jr.), 1.b: Magnēts (divi RC44 gredzenu magnēti)

2. Magnēta stieples spole (MW42-4) pastiprinātājs, pārvērš vāju signālu par spēcīgu

3. Analog-to-Digital Converter (Arduino), pārveido analogo signālu ciparu ciparu plūsmā

4. Ierakstīšanas ierīce (PC), izmanto programmatūru, lai ierakstītu un parādītu datus

2. solis: uztiniet kādu vadu

Pirmā lieta, ko mēs darījām, bija izgatavot mūsu stieples spoli. Pirmajā modelī mēs izmantojām PVC gala vāciņus, kas piespiesti abās īsās caurules sekcijas pusēs, lai izveidotu sienas abās iesaiņotās stieples pusēs. Mēs nogriezām galus, lai to atkal atvērtu. Mēs sagriezām 1 collas PVC caurules daļu un ietinām aptuveni 2 500 apgriezienus, izmantojot 42 gabarīta magnēta stiepli.

Caurule ir lielisks veids, kā to izgatavot no lētām, viegli pieejamām detaļām. Mēs izmantojām PVC gala vāciņus, kas nospiesti abos īsās caurules daļas galos, lai izveidotu sienas abās iesaiņotās stieples pusēs. Mēs nogriezām galus, lai to atkal atvērtu.

Mēs izgatavojām aizraujošāku stiepļu spoles versiju, izmantojot dažas 3D drukātas detaļas. To bija daudz vieglāk ietīt, jo tas bija piestiprināts pie vecās šujmašīnas spoles uztīšanas funkcijas. Īsajā videoklipā varat redzēt, kā mēs to ievainojām. Ja jums ir piekļuve 3D printerim un vēlaties izmantot mūsu modeļus, informējiet mūs, un mēs varam jums nosūtīt failus! Ņemiet vērā arī lielākos vadus fotoattēlos. Mēs pielodējām magnēta stieples galu pie biezākas stieples, ar kuru tad ir vieglāk strādāt.

3. darbība: pakārt/kalibrēt savu slinky

Mēs izmantojām Slinky Jr, kura diametrs ir mazāks nekā pilna izmēra slinky. Apakšā mēs uzstādījām divus RC44 gredzenu magnētus, kas sakrauti kopā uz 6 collu garas #4-40 vītņotā stieņa. Šie magnēti atrodas stieples iekšpusē, un, pārvietojoties, tie izraisa vadā strāvu.

Slinky augšpusē mēs uzstādījām vēl vienu magnētu uz tērauda plāksnes, lai slinky varētu piestiprināt. Videoklipā mēs parādām, kā kalibrēt slinky uz 1 Hz. Tas ir izšķirošs solis, lai pareizi iestatītu frekvenci. Slinky vajadzētu atlēkt uz augšu un uz leju vienu reizi, vienā sekundē.

Vītņotā stieņa apakšā ir arī gredzena magnēts R848. Šis magnēts atrodas nelielā vara caurules daļā. Tas palīdz mazināt kustību, samazināt troksni un redzēt, ka slinky atleks tikai tad, ja būs pietiekami kratot!

4. solis: pastipriniet strāvu

Magnēts, kas pārvietojas stieples spoles iekšpusē, rada ļoti mazas strāvas, tāpēc mums tās jāpastiprina, lai mēs varētu redzēt sīko signālu. Tur ir daudz labu pastiprinātāju shēmu, mēs pieķērāmies ķēdei, kas izmantota tiešsaistē atrastajā TC1 seismometrā. Attēlā varat redzēt pastiprinātāja shēmas shēmu. Mēs vienkārši izmantojām maizes dēli!

5. darbība: slēptu analogo signālu ciparu ciparu straumē

Arduino ir mazs, lēts mikroprocesors, kas ir ļoti populārs. Ja jums nav pieredzes šajā jomā, iesakām sākt ar kādu no pieejamajiem mācību komplektiem.

Arduino dēlis uztver analogo signālu no pastiprinātāja un pārvērš to ciparu, ciparu datu plūsmā. Lai to izdarītu, Arduino tika ieprogrammēts ar kodu no TC1 seismometra projekta, kas tika minēts šīs pamācības sākumā. Šeit atkal ir saite uz šo projektu, kas var palīdzēt iestatīt Arduino!