Sismometro fai da te: 9 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:04

Crea un sismometro per rilevare potenti terremoti in tutto il mondo per meno di $ 100! Uno slinky, alcuni magneti e una scheda Arduino sono i componenti principali qui.

Passaggio 1: come funziona?

Questo sismometro rileva il movimento del suolo con un magnete appeso a un slinky. Il magnete è libero di rimbalzare su e giù. Una bobina fissa di filo è posta attorno al magnete. Qualsiasi movimento del magnete genera piccole correnti nel filo, che possono essere misurate.

Il resto del dispositivo è essenzialmente una magia elettronica per misurare quelle piccole correnti nel filo e convertirle in dati che possiamo leggere. Viene mostrato un rapido schizzo di panoramica.

1a: molla (Slinky, Jr.), 1b: magnete (due magneti ad anello RC44)

2. Bobina del filo smaltato (MW42-4) Amplificatore, converte il segnale debole in uno forte

3. Convertitore analogico-digitale (Arduino), converte il segnale analogico in un flusso digitale di numeri

4. Dispositivo di registrazione (PC), utilizza un software per registrare e visualizzare i dati

Passaggio 2: avvolgere un po' di filo

La prima cosa che abbiamo fatto è stata creare la nostra bobina di filo. Nel nostro primo modello, abbiamo utilizzato cappucci terminali in PVC pressati su entrambe le estremità di un breve tratto di tubo per formare pareti su entrambi i lati del filo avvolto. Abbiamo tagliato le estremità per riaprirlo. Abbiamo tagliato una sezione di tubo in PVC da 1 e avvolto circa 2.500 giri usando un filo smaltato da 42 gauge.

La pipa è un ottimo modo per realizzarla con parti poco costose e facilmente reperibili. Abbiamo usato cappucci terminali in PVC pressati su entrambe le estremità di un breve tratto di tubo per formare pareti su entrambi i lati del filo avvolto. Abbiamo tagliato le estremità per riaprirlo.

Abbiamo realizzato una versione più elaborata di una bobina di filo utilizzando alcune parti stampate in 3D. Questo era molto più facile da avvolgere, perché era attaccato alla funzione di avvolgimento della bobina di una vecchia macchina da cucire. Nel breve video, puoi vedere come lo abbiamo ferito. Se hai accesso a una stampante 3D e desideri utilizzare i nostri modelli, faccelo sapere e possiamo inviarti i file! Notare anche i cavi più grandi nelle foto. Abbiamo saldato l'estremità del filo smaltato al filo più spesso, che è quindi più facile da lavorare.

Passaggio 3: appendi/calibra il tuo Slinky

Abbiamo usato uno Slinky Jr che ha un diametro più piccolo di uno slinky a grandezza naturale. Nella parte inferiore, abbiamo montato due magneti ad anello RC44 impilati insieme su un pezzo di barra filettata n.

Nella parte superiore dello slinky, abbiamo montato un altro magnete su una piastra d'acciaio su cui agganciare lo slinky. Nel video, mostriamo come calibrare il tuo slinky a 1 Hz. Questo è un passaggio cruciale per ottenere la giusta frequenza. Lo slinky dovrebbe rimbalzare su e giù una volta, in un secondo.

C'è anche un magnete ad anello R848 nella parte inferiore dell'asta filettata. Questo magnete si trova all'interno di una piccola sezione di tubo di rame. Questo aiuta a smorzare il movimento, a ridurre il rumore e a vedere che lo slinky rimbalzerà solo quando c'è un'agitazione adeguata!

Passaggio 4: amplifica la corrente

Il magnete che si muove all'interno della bobina di filo produce correnti molto piccole, quindi dobbiamo amplificarle in modo da poter vedere il segnale minuscolo. Ci sono molti buoni circuiti di amplificazione là fuori, siamo rimasti fedeli al circuito utilizzato nel sismometro TC1 che abbiamo trovato online. Nella foto puoi vedere lo schema del circuito dell'amplificatore. Abbiamo semplicemente usato una breadboard!

Passaggio 5: occultare il segnale analogico in un flusso digitale di numeri

Un Arduino è un microprocessore piccolo ed economico molto popolare. Se non hai alcuna esperienza con questo, ti consigliamo di iniziare con uno dei kit di istruzioni disponibili.

La scheda Arduino riceve il segnale analogico dall'amplificatore e lo traduce in un flusso di dati digitali e numerici. Per fare ciò, Arduino è stato programmato con il codice del progetto TC1 Seismometer menzionato all'inizio di questo Instructable. Ecco di nuovo un collegamento a quel progetto, che può aiutarti a configurare il tuo Arduino!