DIY-seismometer: 9 stappen (met afbeeldingen)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:19

Maak een seismometer om krachtige aardbevingen over de hele wereld te detecteren voor minder dan $ 100! Een slinky, wat magneten en een Arduino-bord zijn hier de belangrijkste componenten.

Stap 1: Hoe werkt het?

Deze seismometer detecteert grondbeweging met een magneet die aan een slinky hangt. De magneet is vrij om op en neer te stuiteren. Om de magneet wordt een stationaire draadspoel geplaatst. Elke beweging van de magneet genereert kleine stroompjes in de draad, die kunnen worden gemeten.

De rest van het apparaat is in wezen een elektronica-tovenarij om die kleine stroompjes in de draad te meten en ze om te zetten in gegevens die we kunnen lezen. Een snelle overzichtsschets wordt getoond.

1a: Veer (Slinky, Jr.), 1b: Magneet (twee RC44 ringmagneten)

2. Spoel van magneetdraad (MW42-4) Versterker, zet het zwakke signaal om in een sterk signaal

3. Analoog-naar-digitaal-omzetter (Arduino), zet het analoge signaal om in een digitale stroom getallen

4. Opnameapparaat (pc), gebruikt software om de gegevens op te nemen en weer te geven;

Stap 2: rol wat draad op

Het eerste wat we deden was onze spoel van draad maken. In ons eerste model gebruikten we PVC-eindkappen die aan beide uiteinden van een kort stuk pijp werden gedrukt om wanden aan weerszijden van de omwikkelde draad te vormen. We hebben de uiteinden eraf gesneden om het weer open te maken. We sneden een stuk van 1 PVC-buis en wikkelden ongeveer 2.500 windingen met behulp van 42 gauge magneetdraad.

De pijp is een geweldige manier om het te maken van goedkope, gemakkelijk verkrijgbare onderdelen. We gebruikten PVC-eindkappen die aan beide uiteinden van een kort stuk pijp werden geperst om muren aan weerszijden van de omwikkelde draad te vormen. We hebben de uiteinden eraf gesneden om het weer open te maken.

We hebben een mooiere versie van een draadspoel gemaakt met behulp van enkele 3D-geprinte onderdelen. Dit was veel gemakkelijker in te pakken, omdat het vastzat aan de spoelopwindfunctie van een oude naaimachine. In de korte video kun je zien hoe we hem opwinden. Als je toegang hebt tot een 3D-printer en onze modellen wilt gebruiken, laat het ons weten en we kunnen je de bestanden sturen! Let ook op de grotere draden op de foto's. Het uiteinde van de magneetdraad hebben we aan de dikkere draad gesoldeerd, daar is dan makkelijker mee te werken.

Stap 3: Hang / Kalibreer uw Slinky

We gebruikten een Slinky Jr die een kleinere diameter heeft dan een full-size slinky. Aan de onderkant hebben we twee RC44-ringmagneten gemonteerd die op elkaar zijn gestapeld op een 6 lang stuk #4-40 draadstang. Deze magneten zitten in de draad en wanneer ze bewegen, induceren ze een stroom in de draad.

Aan de bovenkant van de slinky hebben we nog een magneet op een stalen plaat gemonteerd waar de slinky aan kan haken. In de video laten we zien hoe u uw slinky kunt kalibreren tot 1 Hz. Dit is een cruciale stap om de juiste frequentie te krijgen. De slinky moet één keer op en neer stuiteren, in één seconde.

Aan de onderkant van de draadstang zit ook een R848 ringmagneet. Deze magneet zit in een klein stukje koperen pijp. Dit helpt de beweging te dempen, geluid te verminderen en te zien dat de slinky alleen zal stuiteren als er voldoende wordt geschud!

Stap 4: Versterk de stroom

De magneet die in de draadspoel beweegt, produceert zeer kleine stromen, dus we moeten ze versterken zodat we het kleine signaal kunnen zien. Er zijn veel goede versterkercircuits, we hebben ons gehouden aan het circuit dat wordt gebruikt in de TC1-seismometer die we online hebben gevonden. Op de afbeelding ziet u het schema voor het versterkercircuit. We gebruikten gewoon een breadboard!

Stap 5: Verborgen analoog signaal in een digitale stroom getallen

Een Arduino is een kleine, goedkope microprocessor die erg populair is. Als je hier geen ervaring mee hebt, raden we aan om te beginnen met een van de beschikbare instructiepakketten.

Het Arduino-bord neemt het analoge signaal van de versterker op en vertaalt dat in een stroom digitale, numerieke data. Om dit te doen, werd de Arduino geprogrammeerd met code van het TC1 Seismometer-project dat aan het begin van deze Instructable werd genoemd. Hier is weer een link naar dat project, die je kan helpen bij het instellen van je Arduino!