Tự làm máy đo địa chấn: 9 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:35

Làm một Máy đo địa chấn để phát hiện các trận động đất mạnh trên khắp thế giới với giá dưới 100 đô la! Một slinky, một số nam châm và bảng Arduino là những thành phần chính ở đây.

Bước 1: Nó hoạt động như thế nào?

Máy đo địa chấn này phát hiện chuyển động trên mặt đất bằng một nam châm treo trên một thanh trượt. Nam châm tự do nảy lên và xuống. Xung quanh nam châm một cuộn dây đứng yên. Bất kỳ chuyển động nào của nam châm cũng tạo ra dòng điện cực nhỏ trong dây dẫn, có thể đo được dòng điện này.

Phần còn lại của thiết bị về cơ bản là một số thuật sĩ điện tử để đo các dòng điện cực nhỏ trong dây dẫn và chuyển đổi chúng thành dữ liệu mà chúng ta có thể đọc được. Một bản phác thảo tổng quan nhanh chóng được hiển thị.

1a: Lò xo (Slinky, Jr.), 1b: Nam châm (hai nam châm vòng RC44)

2. Bộ khuếch đại Coil of Magnet Wire (MW42-4), chuyển đổi tín hiệu yếu thành tín hiệu mạnh

3. Bộ chuyển đổi tương tự sang kỹ thuật số (Arduino), chuyển đổi tín hiệu tương tự thành một luồng số kỹ thuật số

4. Thiết bị ghi (PC), sử dụng phần mềm để ghi và hiển thị dữ liệu

Bước 2: Cuộn dây một số

Điều đầu tiên chúng tôi làm là làm cuộn dây. Trong mô hình đầu tiên của chúng tôi, chúng tôi sử dụng các nắp cuối bằng PVC được ép vào hai đầu của một đoạn ống ngắn để tạo thành các bức tường ở hai bên của dây quấn. Chúng tôi cắt các đầu ra để mở nó trở lại. Chúng tôi cắt một đoạn Ống PVC 1 và quấn khoảng 2,500 vòng bằng dây điện từ khổ 42.

Đường ống là một cách tuyệt vời để chế tạo nó từ các bộ phận sẵn có, rẻ tiền. Chúng tôi đã sử dụng các nắp cuối bằng PVC ép vào hai đầu của một đoạn ống ngắn để tạo thành các bức tường ở hai bên của dây quấn. Chúng tôi cắt các đầu ra để mở nó trở lại.

Chúng tôi đã tạo ra một phiên bản đẹp hơn của ống chỉ bằng cách sử dụng một số bộ phận được in 3D. Cách quấn này dễ dàng hơn nhiều, vì nó gắn liền với tính năng cuộn chỉ của máy may cũ. Trong video ngắn, bạn có thể thấy cách chúng tôi quấn nó. Nếu bạn có quyền truy cập vào Máy in 3D và muốn sử dụng các mô hình của chúng tôi, hãy cho chúng tôi biết và chúng tôi có thể gửi tệp cho bạn! Cũng lưu ý các dây lớn hơn trong các bức ảnh. Chúng tôi hàn phần cuối của dây điện từ vào dây dày hơn, sau đó dễ làm việc hơn.

Bước 3: Treo / Hiệu chỉnh Slinky của bạn

Chúng tôi đã sử dụng Slinky Jr có đường kính nhỏ hơn slinky kích thước đầy đủ. Ở phía dưới, chúng tôi gắn hai nam châm vòng RC44 xếp chồng lên nhau trên một đoạn dài 6 của thanh ren # 4-40. Những nam châm này nằm bên trong dây và khi chúng chuyển động, chúng tạo ra dòng điện trong dây.

Ở trên cùng của slinky, chúng tôi gắn một nam châm khác lên một tấm thép để slinky móc vào. Trong video, chúng tôi hướng dẫn cách hiệu chỉnh slinky của bạn thành 1 Hz. Đây là một bước quan trọng để xác định đúng tần số. Slinky sẽ nảy lên và xuống một lần, trong một giây.

Ngoài ra còn có một nam châm vòng R848 ở dưới cùng của thanh ren. Nam châm này nằm bên trong một đoạn ống đồng nhỏ. Điều này giúp làm giảm chuyển động, để giảm tiếng ồn và để thấy rằng slinky sẽ chỉ nảy lên khi có đủ độ lắc!

Bước 4: Khuếch đại dòng điện

Nam châm di chuyển bên trong cuộn dây tạo ra dòng điện rất nhỏ, vì vậy chúng ta cần khuếch đại chúng để có thể nhìn thấy tín hiệu nhỏ. Có rất nhiều mạch khuếch đại tốt trên mạng, chúng tôi mắc kẹt với mạch được sử dụng trong máy đo địa chấn TC1 mà chúng tôi tìm thấy trên mạng. Trong hình, bạn có thể thấy sơ đồ cho mạch amp. Chúng tôi chỉ đơn giản là sử dụng một breadboard!

Bước 5: Chuyển tín hiệu tương tự thành một luồng số kỹ thuật số

Arduino là một bộ vi xử lý nhỏ, rẻ tiền, rất phổ biến. Nếu bạn không có bất kỳ kinh nghiệm nào về việc này, chúng tôi khuyên bạn nên bắt đầu với một trong các bộ tài liệu hướng dẫn có sẵn.

Bảng Arduino nhận tín hiệu tương tự từ bộ khuếch đại và chuyển tín hiệu đó thành một luồng dữ liệu số, kỹ thuật số. Để làm được điều này, Arduino đã được lập trình bằng mã từ dự án Máy đo địa chấn TC1 đã được đề cập ở phần đầu của Có thể hướng dẫn này. Đây là một liên kết đến dự án đó một lần nữa, có thể giúp bạn thiết lập Arduino của mình!