DIY Seismometer: 9 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:07

สร้าง Seismometer เพื่อตรวจจับแผ่นดินไหวที่ทรงพลังทั่วโลกในราคาต่ำกว่า 100 ดอลลาร์! สลิง แม่เหล็กบางตัว และบอร์ด Arduino เป็นส่วนประกอบหลักที่นี่

ขั้นตอนที่ 1: มันทำงานอย่างไร

เครื่องวัดคลื่นไหวสะเทือนนี้ตรวจจับการเคลื่อนที่ของพื้นดินด้วยแม่เหล็กที่แขวนอยู่บนตัวลื่น แม่เหล็กสามารถกระเด้งขึ้นลงได้อย่างอิสระ ขดลวดที่อยู่นิ่งอยู่รอบแม่เหล็ก การเคลื่อนที่ของแม่เหล็กจะสร้างกระแสเล็กๆ ในเส้นลวด ซึ่งสามารถวัดได้

อุปกรณ์ที่เหลือนั้นเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้วัดกระแสเล็ก ๆ เหล่านั้นในลวดและแปลงเป็นข้อมูลที่เราสามารถอ่านได้ ภาพรวมอย่างรวดเร็วจะแสดงขึ้น

1a: สปริง (Slinky, Jr.), 1b: แม่เหล็ก (แม่เหล็กวงแหวน RC44 สองตัว)

2. แอมพลิฟายเออร์ขดลวดแม่เหล็ก (MW42-4) แปลงสัญญาณอ่อนเป็นสัญญาณแรง

3. ตัวแปลงอนาล็อกเป็นดิจิตอล (Arduino) แปลงสัญญาณแอนะล็อกเป็นกระแสตัวเลขดิจิทัล

4. อุปกรณ์บันทึก (PC) ใช้ซอฟต์แวร์บันทึกและแสดงข้อมูล

ขั้นตอนที่ 2: ม้วนลวดบางส่วน

สิ่งแรกที่เราทำคือทำขดลวดของเรา ในรุ่นแรกของเรา เราใช้ฝาท้ายพีวีซีกดที่ปลายด้านใดด้านหนึ่งของท่อสั้นๆ เพื่อสร้างผนังที่ด้านใดด้านหนึ่งของลวดที่พันไว้ เราตัดปลายออกเพื่อเปิดกลับขึ้น เราตัดส่วนของท่อพีวีซี 1 และพันรอบประมาณ 2,500 รอบโดยใช้ลวดแม่เหล็ก 42 เกจ

ท่อเป็นวิธีที่ยอดเยี่ยมในการผลิตชิ้นส่วนราคาไม่แพงและหาได้ง่าย เราใช้ตัวปิดปลายท่อพีวีซีกดที่ปลายด้านใดด้านหนึ่งของท่อสั้นๆ เพื่อสร้างผนังที่ด้านใดด้านหนึ่งของลวดที่พันไว้ เราตัดปลายออกเพื่อเปิดกลับขึ้น

เราสร้างสปูลลวดรุ่นนักเล่นโดยใช้ชิ้นส่วนที่พิมพ์ 3 มิติ ห่อได้ง่ายกว่ามาก เพราะมันติดอยู่กับคุณสมบัติการม้วนเก็บหลอดของจักรเย็บผ้าเก่า ในวิดีโอสั้นๆ คุณจะเห็นว่าเราสร้างบาดแผลอย่างไร หากคุณมีสิทธิ์เข้าถึงเครื่องพิมพ์ 3 มิติและต้องการใช้แบบจำลองของเรา โปรดแจ้งให้เราทราบ แล้วเราจะส่งไฟล์ให้คุณ! สังเกตสายไฟที่ใหญ่กว่าในรูปภาพด้วย เราบัดกรีปลายลวดแม่เหล็กกับลวดที่หนาขึ้น ซึ่งง่ายต่อการใช้งาน

ขั้นตอนที่ 3: แขวน/ปรับเทียบ Slinky ของคุณ

เราใช้ Slinky Jr ซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่า Slinky ขนาดเต็ม ที่ด้านล่าง เราติดแม่เหล็กวงแหวน RC44 สองตัวที่ซ้อนกันบนแกนเกลียว #4-40 ยาว 6 นิ้ว แม่เหล็กเหล่านี้ติดอยู่ด้านในของลวด และเมื่อพวกมันเคลื่อนที่ จะทำให้เกิดกระแสในลวด

ที่ด้านบนของสลิงกี้ เราติดแม่เหล็กอีกอันไว้บนแผ่นเหล็กเพื่อให้สลิงกี้ติดตะขอ ในวิดีโอ เราจะแสดงวิธีการปรับเทียบ slinky ของคุณให้เป็น 1 Hz นี่เป็นขั้นตอนสำคัญในการทำให้ความถี่ถูกต้อง สลิงกี้ควรเด้งขึ้นและลงหนึ่งครั้งในหนึ่งวินาที

นอกจากนี้ยังมีแม่เหล็กวงแหวน R848 ที่ด้านล่างของแกนเกลียว แม่เหล็กนี้อยู่ภายในท่อทองแดงส่วนเล็กๆ ช่วยลดการเคลื่อนไหว ลดเสียงรบกวน และดูว่าผ้าลื่นจะเด้งก็ต่อเมื่อมีการสั่นสะเทือนเพียงพอเท่านั้น!

ขั้นตอนที่ 4: ขยายกระแส

แม่เหล็กที่เคลื่อนที่ภายในขดลวดทำให้เกิดกระแสขนาดเล็กมาก เราจึงต้องขยายให้ใหญ่ขึ้นเพื่อให้เห็นสัญญาณเล็กๆ มีวงจรแอมพลิฟายเออร์ที่ดีอยู่มากมาย เราติดอยู่กับวงจรที่ใช้ในเครื่องวัดคลื่นไหวสะเทือน TC1 ที่เราพบทางออนไลน์ ในภาพ คุณสามารถเห็นแผนผังของวงจรแอมป์ เราใช้เขียงหั่นขนม!

ขั้นตอนที่ 5: แปลงสัญญาณอนาล็อกเป็นกระแสดิจิตอลของตัวเลข

Arduino เป็นไมโครโปรเซสเซอร์ขนาดเล็กราคาไม่แพงซึ่งเป็นที่นิยมอย่างมาก หากคุณไม่มีประสบการณ์เกี่ยวกับเรื่องนี้ เราขอแนะนำให้คุณเริ่มด้วยชุดคำแนะนำที่มีอยู่

บอร์ด Arduino รับสัญญาณแอนะล็อกจากแอมพลิฟายเออร์และแปลเป็นกระแสข้อมูลดิจิทัลที่เป็นตัวเลข ในการทำเช่นนี้ Arduino ได้รับการตั้งโปรแกรมด้วยโค้ดจากโครงการ TC1 Seismometer ที่กล่าวถึงในตอนต้นของคำแนะนำนี้ นี่คือลิงค์ไปยังโครงการนั้นอีกครั้ง ซึ่งสามารถช่วยคุณตั้งค่า Arduino ของคุณได้!