เครื่องวัดแผ่นดินไหวแบบโฮมเมดราคาถูกที่มีความไวสูงเป็นพิเศษ: 8 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:05

ง่ายต่อการสร้างและราคาถูก Arduino seismometer

ขั้นตอนที่ 1: การสาธิตความไว

ในวิดีโอคุณสามารถดูกระบวนการผลิตและความไวของแรงกระแทก

ขั้นตอนที่ 2: ส่วนประกอบ

มิฉะนั้น เครื่องวัดคลื่นไหวสะเทือนเองประกอบด้วยสองส่วน คือ ตัวตรวจจับแรงสั่นสะเทือนทางกล และชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่เปลี่ยนการสั่นเหล่านี้เป็นสัญญาณไฟฟ้า ขยายสัญญาณและแปลงเป็นสัญญาณดิจิตอล ซึ่งเราสามารถตรวจสอบด้วยสายตาบนซอฟต์แวร์บันทึกข้อมูลของพีซีได้

ขั้นตอนที่ 3: คอยล์

ในการแปลงแรงสั่นสะเทือนเป็นสัญญาณไฟฟ้า แม่เหล็กถาวรถูกใช้เป็นชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่ได้ และโซลินอยด์ที่มีขดลวดจำนวนมากสำหรับเปลี่ยนแม่เหล็กเคลื่อนที่เป็นสัญญาณไฟฟ้า ในกรณีนี้ ฉันใช้ขดลวดปฐมภูมิของหม้อแปลงไฟฟ้าหลักขนาดเล็กที่มีกำลัง 1.8 W และความต้านทาน 1.2 kOhms ที่ ขดลวดนี้เป็นแผ่นอลูมิเนียมติดกาวซึ่งมีฟังก์ชั่นการถ่ายโอนการสั่นของแม่เหล็กเคลื่อนที่ที่เรียกว่า "เอฟเฟกต์ Lentz"

ขั้นตอนที่ 4: ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์

โมดูลถัดไปทำหน้าที่ขยายสัญญาณนี้และมีแอมพลิฟายเออร์การทำงานที่มีสัญญาณรบกวนต่ำ (TL061, NE5534..) หรือแอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงานแบบมีเครื่องมือ (OP07, OP27, LT1677…) แต่ใช้งานได้ดีกับ 741 รุ่นเก่าที่มีแหล่งจ่ายไฟภายนอก ตอนนี้สัญญาณแอนะล็อกที่ได้รับการปรับปรุงนี้จะถูกถ่ายที่อินพุต A0 ของไมโครคอนโทรลเลอร์ Arduino อันที่จริง Arduino แสดงถึงตัวแปลงอนาล็อกเป็นดิจิตอล เพื่อวัตถุประสงค์ในการทดสอบ เราสามารถใช้ตัวอย่าง Arduino สำหรับตัวแปลง a / d ที่เรียกว่า "AnalogInOutSerial" ได้ แต่แน่นอนว่าโค้ดที่ดีที่สุดคือ "NERdaq" NERdaq เป็นระบบการเก็บข้อมูลที่พัฒนาขึ้นที่ New England Research เพื่อสนับสนุนเครื่องวัดคลื่นไหวสะเทือนแบบ slinky-based ในโรงเรียน daq สร้างขึ้นจาก Arduino และสตรีมค่า 16 บิต (สุ่มตัวอย่างเกิน) ไปยังพอร์ต usb; ข้อมูลจะถูกสุ่มตัวอย่างประมาณ 18.78 ตัวอย่าง/วินาที รหัส Arduino มีให้สำหรับการใช้งานที่ไม่จำกัด และยังมีอยู่ที่

ขั้นตอนที่ 5: เปรียบเทียบกับอุปกรณ์เชิงพาณิชย์

รหัสประกอบด้วยตัวกรองหลายตัวที่ได้รับการพัฒนาโดยเฉพาะเพื่อจุดประสงค์นี้ สัญญาณที่ประมวลผลผ่านโปรโตคอลอนุกรมนี้ถูกส่งไปยังโปรแกรมบันทึกข้อมูลสำหรับการจัดเก็บข้อมูลและการแสดงภาพ

ซอฟต์แวร์ฟรีที่ดีที่สุดสำหรับจุดประสงค์นี้คือ "Amaseis" และ "JAmaseis" ใหม่ล่าสุด (Java Amaseis) โปรแกรมเหล่านี้สามารถดาวน์โหลดไปยังลิงก์ถัดไป: - https://harvey.binghamton.edu/~ajones/AmaSeis.html - https://www.iris.edu/hq/jamaseis/ ด้วยความช่วยเหลือของ Jameseis คุณสามารถ อัปโหลดข้อมูลแบบเรียลไทม์บนเซิร์ฟเวอร์ IRIS ตัวอย่างเช่น คุณสามารถดูข้อมูลเรียลไทม์จากเครื่องวัดคลื่นไหวสะเทือนของฉันได้ที่: - https://geoserver.iris.edu/content/mpohr ในภาพ คุณสามารถเปรียบเทียบระหว่างเครื่องวัดคลื่นไหวสะเทือนของฉันกับของหอสังเกตการณ์คลื่นไหวสะเทือนอย่างเป็นทางการของเมืองของฉัน เป็นแรงสั่นสะเทือนที่อ่อนมาก และอย่างที่คุณเห็นแทบไม่มีความแตกต่างระหว่างสอง seismograms ซึ่งเป็นเครื่องยืนยันถึงความไวและความแม่นยำของ seismome.ter ราคาถูกทำเองที่บ้านนี้

ขั้นตอนที่ 6: บันทึกแผ่นดินไหว

ภาพต่อไปนี้แสดงแผ่นดินไหวในกรีซที่มีขนาด 5.2 ริกเตอร์องศาที่ลงทะเบียนกับเครื่องวัดแผ่นดินไหวของฉันที่ระยะทาง 220 กิโลเมตรจากจุดศูนย์กลางของแผ่นดินไหว

ขั้นตอนที่ 7: การปกป้องจากอิทธิพลภายนอก

เครื่องมือนี้ไวต่อกระแสลมมาก จึงต้องได้รับการปกป้องอย่างเหมาะสม

ขั้นตอนที่ 8: การออกแบบใหม่

และสุดท้าย นี่คือการออกแบบเซ็นเซอร์ใหม่ทั้งหมดที่ฉันคิดค้นขึ้น ซึ่งมีทั้งความละเอียดอ่อนและง่ายต่อการสร้าง ฉันคาดการณ์จากประสบการณ์ครั้งก่อนในการผลิตอุปกรณ์ดังกล่าว ในช่องวิดีโอ Youtube ของฉัน (https://www.youtube.com/channel/UCHLzc76TZel_vCTy0Znvqyw?) คุณสามารถดูเครื่องวัดคลื่นไหวสะเทือนแบบโฮมเมดอื่นๆ ของฉัน:

-DIY เครื่องวัดแผ่นดินไหวแบบ piezo ที่เรียบง่ายและราคาถูก

-10$ เครื่องวัดคลื่นไหวสะเทือนแบบละเอียดอ่อน

-DIY เครื่องวัดแผ่นดินไหวเลห์แมน

-DIY เครื่องวัดแผ่นดินไหวลูกตุ้มแนวนอน

-DIY AS1 เครื่องวัดแผ่นดินไหว

-TC1 เครื่องวัดแผ่นดินไหวแนวตั้ง