DIY Seismometer: 9 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:46

Gör en seismometer för att upptäcka kraftfulla jordbävningar runt om i världen för under $ 100! En slinky, några magneter och en Arduino -skiva är huvudkomponenterna här.

Steg 1: Hur fungerar det?

Denna seismometer detekterar markrörelser med en magnet som hänger på en slinky. Magneten är fri att studsa upp och ner. En stationär trådspole placeras runt magneten. Varje rörelse av magneten genererar små strömmar i tråden, som kan mätas.

Resten av enheten är i huvudsak en elektronisk trollkarl för att mäta de små strömmarna i tråden och konvertera dem till data vi kan läsa. En snabb översiktsskiss visas.

1a: Fjäder (Slinky, Jr.), 1b: Magnet (två RC44 -ringmagneter)

2. Coil of Magnet Wire (MW42-4) förstärkare, omvandlar den svaga signalen till en stark

3. Analog-till-digital-omvandlare (Arduino), konverterar den analoga signalen till en digital ström av tal

4. Inspelningsenhet (PC), använder programvara för att spela in och visa data

Steg 2: Spola lite tråd

Det första vi gjorde var att göra vår trådspole. I vår första modell använde vi PVC -ändkåpor pressade i vardera änden av en kort sektion av rör för att bilda väggar på vardera sidan av den inslagna tråden. Vi skar av ändarna för att öppna den igen. Vi skär en sektion av 1 PVC -rör och lindade cirka 2 500 varv med 42 gauge magnettråd.

Röret är ett bra sätt att göra det från billiga, lättillgängliga delar. Vi använde PVC -ändkåpor pressade i vardera änden av en kort sektion av rör för att bilda väggar på vardera sidan av den inslagna tråden. Vi skar av ändarna för att öppna den igen.

Vi gjorde en snyggare version av en trådrulle med några 3D -tryckta delar. Detta var mycket lättare att linda in, eftersom det fästes vid spollindningsfunktionen i en gammal symaskin. I den korta videon kan du se hur vi sårade det. Om du har tillgång till en 3D -skrivare och vill använda våra modeller, meddela oss så kan vi skicka filerna till dig! Observera också de större trådarna på fotona. Vi lödde änden av magnettråden till den tjockare tråden, som sedan är lättare att arbeta med.

Steg 3: Häng/Kalibrera din Slinky

Vi använde en Slinky Jr som har en mindre diameter än en slinky i full storlek. Längst ner monterade vi två RC44-ringmagneter staplade ihop på en 6 lång bit #4-40 gängad stav. Dessa magneter sitter inne i tråden, och när de rör sig inducerar de en ström i tråden.

På toppen av slinky, monterade vi en annan magnet på en stålplatta för slinky att haka på. I videon visar vi hur du kalibrerar din slinky till 1 Hz. Detta är ett avgörande steg för att få rätt frekvens. Slinky ska studsa upp och ner en gång, på en sekund.

Det finns också en R848 ringmagnet längst ned på gängstången. Denna magnet sitter inuti en liten del av kopparrör. Detta hjälper till att dämpa rörelsen, minska bruset och se att slinky bara kommer att studsa när det är tillräckligt med skakningar!

Steg 4: Förstärk strömmen

Magneten som rör sig inuti trådspolen producerar mycket små strömmar, så vi måste förstärka dem så att vi kan se den lilla signalen. Det finns många bra förstärkarkretsar där ute, vi fastnade för kretsen som används i TC1 -seismometern som vi hittade online. På bilden kan du se schemat för förstärkarkretsen. Vi använde helt enkelt en brödbräda!

Steg 5: Dold analog signal till en digital ström av siffror

En Arduino är en liten, billig mikroprocessor som är mycket populär. Om du inte har någon erfarenhet av detta rekommenderar vi att du börjar med ett av de instruktionssatser som finns tillgängliga.

Arduino -kortet tar in den analoga signalen från förstärkaren och översätter den till en ström av digital, numerisk data. För att göra detta programmerades Arduino med kod från TC1 Seismometer -projektet som nämndes i början av denna instruerbara. Här är en länk till det projektet igen, som kan hjälpa dig att konfigurera din Arduino!