Σεισόμετρο DIY: 9 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:38

Φτιάξτε ένα Σεισόμετρο για τον εντοπισμό ισχυρών σεισμών σε όλο τον κόσμο για κάτω από $ 100! Ένα slinky, μερικοί μαγνήτες και ένας πίνακας Arduino είναι τα κύρια συστατικά εδώ.

Βήμα 1: Πώς λειτουργεί;

Αυτό το σεισμόμετρο ανιχνεύει την κίνηση του εδάφους με έναν μαγνήτη που κρέμεται σε ένα slinky. Ο μαγνήτης είναι ελεύθερος να αναπηδά πάνω -κάτω. Ένα σταθερό πηνίο σύρματος τοποθετείται γύρω από τον μαγνήτη. Κάθε κίνηση του μαγνήτη δημιουργεί μικροσκοπικά ρεύματα στο σύρμα, τα οποία μπορούν να μετρηθούν.

Η υπόλοιπη συσκευή είναι ουσιαστικά κάποια ηλεκτρονική μαγεία για να μετρήσει αυτά τα μικροσκοπικά ρεύματα στο σύρμα και να τα μετατρέψει σε δεδομένα που μπορούμε να διαβάσουμε. Εμφανίζεται ένα σκίτσο γρήγορης επισκόπησης.

1α: Άνοιξη (Slinky, Jr.), 1β: Μαγνήτης (δύο δακτυλιοειδείς μαγνήτες RC44)

2. Ενισχυτής Coil of Magnet Wire (MW42-4), μετατρέπει το ασθενές σήμα σε ισχυρό

3. Μετατροπέας αναλογικού σε ψηφιακό (Arduino), μετατρέπει το αναλογικό σήμα σε ψηφιακή ροή αριθμών

4. Συσκευή εγγραφής (Η / Υ), χρησιμοποιεί λογισμικό για την καταγραφή και την εμφάνιση των δεδομένων

Βήμα 2: Σπειρώστε λίγο καλώδιο

Το πρώτο πράγμα που κάναμε ήταν να φτιάξουμε το πηνίο μας από σύρμα. Στο πρώτο μας μοντέλο, χρησιμοποιήσαμε ακραία καλύμματα PVC πιεσμένα σε κάθε άκρο ενός μικρού τμήματος σωλήνα για να σχηματίσουμε τοίχους εκατέρωθεν του τυλιγμένου σύρματος. Κόψαμε τις άκρες για να ανοίξει ξανά. Κόψαμε ένα τμήμα σωλήνα PVC 1 και τυλίξαμε περίπου 2.500 στροφές χρησιμοποιώντας σύρμα μαγνήτη 42 μετρητών.

Ο σωλήνας είναι ένας πολύ καλός τρόπος για να το φτιάξετε από φθηνά, άμεσα διαθέσιμα εξαρτήματα. Χρησιμοποιήσαμε ακραία καλύμματα PVC πιεσμένα σε κάθε άκρο ενός μικρού τμήματος σωλήνα για να σχηματίσουμε τοίχους εκατέρωθεν του τυλιγμένου σύρματος. Κόψαμε τις άκρες για να ανοίξει ξανά.

Φτιάξαμε μια πιο φανταστική έκδοση ενός συρμάτινου καρουλιού χρησιμοποιώντας μερικά τρισδιάστατα τυπωμένα μέρη. Αυτό ήταν πολύ πιο εύκολο να τυλιχτεί, επειδή συνδέθηκε με το χαρακτηριστικό της περιέλιξης του καρουλιού μιας παλιάς ραπτομηχανής. Στο σύντομο βίντεο, μπορείτε να δείτε πώς το πληγώνουμε. Εάν έχετε πρόσβαση σε έναν 3D εκτυπωτή και θέλετε να χρησιμοποιήσετε τα μοντέλα μας, ενημερώστε μας και μπορούμε να σας στείλουμε τα αρχεία! Σημειώστε επίσης τα μεγαλύτερα καλώδια στις φωτογραφίες. Συγκολλήσαμε το άκρο του καλωδίου μαγνήτη στο παχύτερο σύρμα, το οποίο στη συνέχεια είναι πιο εύκολο να εργαστεί.

Βήμα 3: Κρεμάστε/βαθμονομήστε το Slinky σας

Χρησιμοποιήσαμε ένα Slinky Jr το οποίο έχει μικρότερη διάμετρο από ένα slinky πλήρους μεγέθους. Στο κάτω μέρος, τοποθετήσαμε δύο δακτυλιοειδείς μαγνήτες RC44 στοιβαγμένους μαζί σε ένα κομμάτι μήκους 6 "" 4-40. Αυτοί οι μαγνήτες κάθονται μέσα στο σύρμα και όταν κινούνται, προκαλούν ρεύμα στο σύρμα.

Στην κορυφή του slinky, τοποθετήσαμε έναν άλλο μαγνήτη σε μια χαλύβδινη πλάκα για να κολλήσει ο slinky. Στο βίντεο, δείχνουμε πώς να βαθμονομήσετε το slinky σας σε 1 Hz. Αυτό είναι ένα κρίσιμο βήμα για τη σωστή συχνότητα. Το slinky πρέπει να αναπηδά πάνω και κάτω μία φορά, σε ένα δευτερόλεπτο.

Υπάρχει επίσης ένας μαγνήτης δακτυλίου R848 στο κάτω μέρος της ράβδου με σπείρωμα. Αυτός ο μαγνήτης βρίσκεται μέσα σε ένα μικρό τμήμα σωλήνα χαλκού. Αυτό βοηθά στην απόσβεση της κίνησης, στη μείωση του θορύβου και στο να δούμε ότι το slinky θα αναπηδά μόνο όταν υπάρχει επαρκές κούνημα!

Βήμα 4: Ενισχύστε το ρεύμα

Ο μαγνήτης που κινείται μέσα στο πηνίο σύρματος παράγει πολύ μικρά ρεύματα, οπότε πρέπει να τα ενισχύσουμε για να δούμε το μικροσκοπικό σήμα. Υπάρχουν πολλά καλά κυκλώματα ενισχυτή εκεί, κολλήσαμε στο κύκλωμα που χρησιμοποιείται στο σεισμόμετρο TC1 που βρήκαμε στο διαδίκτυο. Στην εικόνα, μπορείτε να δείτε το σχηματικό για το κύκλωμα ενισχυτή. Χρησιμοποιήσαμε απλά ένα breadboard!

Βήμα 5: Κρυφό αναλογικό σήμα σε ψηφιακή ροή αριθμών

Το Arduino είναι ένας μικρός, φθηνός μικροεπεξεργαστής που είναι πολύ δημοφιλής. Εάν δεν έχετε εμπειρία με αυτό, σας συνιστούμε να ξεκινήσετε με ένα από τα εκπαιδευτικά κιτ που είναι διαθέσιμα.

Ο πίνακας Arduino λαμβάνει το αναλογικό σήμα από τον ενισχυτή και το μετατρέπει σε ρεύμα ψηφιακών, αριθμητικών δεδομένων. Για να γίνει αυτό, το Arduino προγραμματίστηκε με κωδικό από το έργο TC1 Seismometer που αναφέρθηκε στην αρχή αυτού του Instructable. Ακολουθεί ξανά ένας σύνδεσμος για αυτό το έργο, ο οποίος μπορεί να σας βοηθήσει να ρυθμίσετε το Arduino σας!