Чрезвычайно чувствительный дешевый самодельный сейсмометр: 8 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:52

Простой в сборке и дешевый чувствительный сейсмометр Arduino

Шаг 1: демонстрация чувствительности

На видео вы можете увидеть процесс изготовления и чувствительность к ударам.

Шаг 2: Компоненты

В остальном сам сейсмометр состоит из двух частей: механического детектора сотрясений и электронной части, которая превращает эти сотрясения в электрические сигналы, усиливает их и преобразует в цифровые сигналы, которые мы затем можем визуально контролировать с помощью программного обеспечения для регистрации данных на ПК.

Шаг 3: Катушка

Чтобы преобразовать толчки в электрические сигналы, постоянный магнит используется в качестве подвижной части, а соленоид с множеством обмоток для превращения магнита перемещается в электрические сигналы. В данном случае я использовал первичную обмотку небольшого сетевого трансформатора мощностью 1,8 Вт и сопротивлением 1,2 кОм. Эта катушка представляет собой приклеенную алюминиевую пластину, которая имеет функцию демпфирования колебаний движущегося магнита, называемого «эффектом Ленца».

Шаг 4: Электронная партия

Следующий модуль служит для усиления этого сигнала и содержит малошумящий операционный усилитель (TL061, NE5534..) или инструментальный операционный усилитель (OP07, OP27, LT1677…), но он хорошо работает со старым добрым 741 с внешним источником питания. Теперь этот усиленный аналоговый сигнал поступает на вход A0 микроконтроллера Arduino. Фактически, Arduino представляет собой аналого-цифровой преобразователь. В целях тестирования мы можем использовать пример Arduino для аналого-цифрового преобразователя под названием «AnalogInOutSerial», но, конечно, лучшим является код под названием «NERdaq». NERdaq - это система сбора данных, разработанная New England Research для поддержки школьных сейсмометров. Daq построен на базе Arduino и передает 16-битные (с избыточной дискретизацией) значения на порт USB; данные собираются со скоростью около 18,78 выборок в секунду. Коды Arduino предназначены для неограниченного использования, а также доступны по адресу

Шаг 5: сравните с коммерческим устройством

Код содержит несколько фильтров, которые были разработаны специально для этой цели. Этот обработанный сигнал по последовательному протоколу передается в программное обеспечение регистрации данных для хранения данных и визуального представления.

Лучшее бесплатное программное обеспечение для этой цели - «Amaseis» и новейшее «JAmaseis» (Java Amaseis). Эти программы можно скачать по следующим ссылкам: - https://harvey.binghamton.edu/~ajones/AmaSeis.html - https://www.iris.edu/hq/jamaseis/ С помощью Jameseis вы можете загружать данные в реальном времени на сервер IRIS. Например, вы можете увидеть данные моего сейсмометра в реальном времени по адресу: - https://geoserver.iris.edu/content/mpohr На картинках вы можете сравнить мой сейсмометр с сейсмометром официальной сейсмологической обсерватории моего города. Это очень слабый тремор, и, как видите, между двумя сейсмограммами почти нет разницы, что является подтверждением чувствительности и точности этого самодельного дешевого сейсмометра.

Шаг 6: Зарегистрированное землетрясение

На следующем снимке показано землетрясение в Греции с магнитудой 5,2 градуса по шкале Рихтера, зарегистрированное моим сейсмометром на расстоянии 220 километров от эпицентра.

Шаг 7: защита от внешних воздействий

Инструмент очень чувствителен к воздушным потокам, поэтому его необходимо должным образом защитить.

Шаг 8: новый дизайн

И, наконец, это изобретенная мной совершенно новая конструкция сенсора, которая одновременно очень чувствительна и проста в сборке. Я спроектировал ее на основе предыдущего опыта создания таких устройств. На моем видеоканале на Youtube (https://www.youtube.com/channel/UCHLzc76TZel_vCTy0Znvqyw?) Вы можете увидеть другие мои готовые самодельные сейсмометры:

Простой и дешевый пьезосейсмометр своими руками

-10 $ чувствительный сейсмометр

-Сейсмометр Lehman своими руками

Горизонтальный маятниковый сейсмометр своими руками

-Сейсмометр DIY AS1

-TC1 вертикальный сейсмометр