Mục lục:
2025 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2025-01-13 06:58
Máy đo địa chấn Arduino nhạy cảm dễ chế tạo và rẻ tiền
Bước 1: Chứng minh độ nhạy
Trên video, bạn có thể thấy quy trình sản xuất và độ nhạy của các cú sốc
Bước 2: Các thành phần
Mặt khác, bản thân máy đo địa chấn bao gồm hai phần, một máy phát hiện chấn động cơ học và một phần điện tử biến những chấn động này thành tín hiệu điện, khuếch đại chúng và chuyển đổi chúng thành tín hiệu kỹ thuật số, sau đó chúng ta có thể theo dõi trực quan trên phần mềm ghi dữ liệu PC.
Bước 3: Cuộn dây
Để chuyển đổi chấn động thành tín hiệu điện, nam châm vĩnh cửu được sử dụng như một bộ phận chuyển động và một điện từ có nhiều cuộn dây để biến chuyển động của nam châm thành tín hiệu điện. Trong trường hợp cụ thể này, tôi đã sử dụng cuộn dây sơ cấp của một máy biến áp chính nhỏ có công suất 1,8 W và điện trở 1,2 kOhms. Ở cuộn dây này là một tấm nhôm được dán keo, có chức năng đổ dao động của nam châm chuyển động được gọi là "hiệu ứng Lentz".
Bước 4: Phần điện tử
Mô-đun tiếp theo phục vụ để khuếch đại tín hiệu này và chứa bộ khuếch đại hoạt động có độ ồn thấp (TL061, NE5534..) hoặc bộ khuếch đại hoạt động của thiết bị (OP07, OP27, LT1677…), nhưng nó hoạt động tốt với 741 cũ có nguồn điện bên ngoài. Bây giờ tín hiệu tương tự nâng cao này được lấy ở đầu vào A0 của vi điều khiển Arduino. Trên thực tế, Arduino đại diện cho một bộ chuyển đổi tương tự sang kỹ thuật số. Đối với mục đích kiểm tra, chúng tôi có thể sử dụng ví dụ arduino cho bộ chuyển đổi a / d có tên "AnalogInOutSerial", nhưng tất nhiên, tốt nhất là mã có tên "NERdaq". NERdaq là một hệ thống thu thập dữ liệu được phát triển tại New England Research để hỗ trợ các máy đo địa chấn dựa trên slinky trong trường học. Daq được xây dựng xung quanh arduino và truyền các giá trị 16-bit (được lấy mẫu quá mức) tới một cổng usb; dữ liệu được lấy mẫu ở khoảng 18,78 mẫu / giây. Mã Arduino được cung cấp để sử dụng không hạn chế và cũng có sẵn tại
Bước 5: So sánh với thiết bị thương mại
Mã chứa một số bộ lọc đã được phát triển đặc biệt cho mục đích này. Tín hiệu được xử lý này thông qua giao thức nối tiếp được đưa đến trình mềm ghi dữ liệu để lưu trữ dữ liệu và biểu diễn trực quan.
Phần mềm miễn phí tốt nhất cho mục đích này là "Amaseis" và "JAmaseis" mới nhất (Java Amaseis). Các chương trình này có thể được tải xuống các liên kết tiếp theo: - https://harvey.binghamton.edu/~ajones/AmaSeis.html - https://www.iris.edu/hq/jamaseis/ Với sự trợ giúp của Jameseis, bạn có thể tải lên dữ liệu thời gian thực trên máy chủ IRIS. Ví dụ, bạn có thể xem dữ liệu thời gian thực từ máy đo địa chấn của tôi trên: - https://geoserver.iris.edu/content/mpohr Trong ảnh, bạn có thể so sánh giữa máy đo địa chấn của tôi và của đài quan sát địa chấn chính thức của thành phố tôi. Đó là một chấn động rất yếu và như bạn có thể thấy hầu như không có sự khác biệt giữa hai hình ảnh chụp địa chấn, đó là sự xác nhận về độ nhạy và độ chính xác của loại địa chấn giá rẻ tự chế này.
Bước 6: Trận động đất được ghi lại
Hình ảnh sau đây cho thấy một trận động đất ở Hy Lạp với cường độ 5,2 độ Richter được đăng ký trên máy đo địa chấn của tôi ở khoảng cách 220 km từ tâm chấn.
Bước 7: Bảo vệ khỏi các tác động bên ngoài
Thiết bị này rất nhạy cảm với các luồng không khí, vì vậy nó phải được bảo vệ thích hợp.
Bước 8: Thiết kế mới
Và cuối cùng, đây là một thiết kế cảm biến hoàn toàn mới do tôi phát minh ra, vừa rất nhạy và vừa đơn giản để chế tạo. Tôi dự kiến nó dựa trên kinh nghiệm chế tạo các thiết bị như vậy trước đây. Trên kênh video Youtube của tôi (https://www.youtube.com/channel/UCHLzc76TZel_vCTy0Znvqyw?), Bạn có thể xem các máy đo địa chấn tự chế khác của tôi:
-DIY máy đo địa chấn piezo đơn giản và rẻ tiền
-10 $ máy đo địa chấn nhạy cảm
Máy đo địa chấn -DIY Lehman
-DIY máy đo địa chấn con lắc ngang
Máy đo địa chấn -DIY AS1
-TC1 máy đo địa chấn dọc