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2025 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2025-01-23 12:52
Einfach zu bauendes und billiges empfindliches Arduino-Seismometer
Schritt 1: Demonstration der Empfindlichkeit
Auf dem Video sehen Sie den Herstellungsprozess und die Empfindlichkeit von Stößen
Schritt 2: Komponenten
Ansonsten besteht das Seismometer selbst aus zwei Teilen, einem mechanischen Tremordetektor und einem elektronischen Teil, der diese Erschütterungen in elektrische Signale umwandelt, verstärkt und in digitale Signale umwandelt, die wir dann mit der PC-Datenprotokollierungssoftware visuell überwachen können.
Schritt 3: Spule
Um die Erschütterungen in elektrische Signale umzuwandeln, wird ein Permanentmagnet als bewegliches Teil verwendet und ein Solenoid mit vielen Wicklungen zum Drehen des Magneten bewegt sich in elektrische Signale. In diesem speziellen Fall habe ich die Primärwicklung eines kleinen Netztransformators mit einer Leistung von 1,8 W und einem Widerstand von 1,2 kOhm verwendet. Bei dieser Spule handelt es sich um eine aufgeklebte Aluminiumplatte, die die Funktion hat, die Schwingungen des beweglichen Magneten, den sogenannten "Lentz-Effekt", zu dämpfen.
Schritt 4: Elektronisches Teil
Das nächste Modul dient zur Verstärkung dieses Signals und enthält einen rauscharmen Operationsverstärker (TL061, NE5534..) oder instrumentellen Operationsverstärker (OP07, OP27, LT1677…), funktioniert aber gut mit dem alten guten 741 mit externer Stromversorgung. Jetzt wird dieses erweiterte analoge Signal am A0-Eingang des Arduino-Mikrocontrollers abgenommen. Tatsächlich stellt der Arduino einen Analog-Digital-Wandler dar. Zu Testzwecken können wir das Arduino-Beispiel für einen /d-Wandler namens "AnalogInOutSerial" verwenden, aber das Beste ist natürlich der Code namens "NERdaq". NERdaq ist ein Datenerfassungssystem, das von New England Research entwickelt wurde, um auf Slinky basierende Seismometer in Schulen zu unterstützen. Der daq ist um ein Arduino herum gebaut und streamt 16-Bit-Werte (überabgetastet) an einen USB-Port; die Daten werden mit etwa 18,78 Samples/Sekunde abgetastet. Arduino-Codes werden zur uneingeschränkten Verwendung bereitgestellt und sind auch unter https://ru.auckland.ac.nz/files/2014/07/nerdaqII.zip verfügbar.
Schritt 5: Vergleichen Sie mit einem kommerziellen Gerät
Der Code enthält mehrere speziell für diesen Zweck entwickelte Filter. Dieses verarbeitete Signal wird über das serielle Protokoll an eine Datenprotokollierungssoftware übertragen, um Daten zu speichern und visuell darzustellen.
Die beste kostenlose Software für diesen Zweck ist "Amaseis" und das neueste "JAmaseis" (Java Amaseis). Diese Programme können unter den nächsten Links heruntergeladen werden: - https://harvey.binghamton.edu/~ajones/AmaSeis.html - https://www.iris.edu/hq/jamaseis/ Mit Hilfe von Jameseis können Sie Echtzeitdaten auf den IRIS-Server hochladen. Zum Beispiel können Sie Echtzeitdaten meines Seismometers sehen auf: - https://geoserver.iris.edu/content/mpohr Auf den Bildern können Sie einen Vergleich zwischen meinem Seismometer und dem des offiziellen seismischen Observatoriums meiner Stadt anstellen. Es ist ein sehr schwaches Zittern und wie Sie sehen können, gibt es fast keinen Unterschied zwischen den beiden Seismogrammen, was die Empfindlichkeit und Präzision dieses hausgemachten billigen Seismometers bestätigt
Schritt 6: Aufgezeichnetes Erdbeben
Das folgende Bild zeigt ein Erdbeben in Griechenland mit einer Magnitude von 5,2 Richtergrad, das auf meinem Seismometer in 220 Kilometer Entfernung vom Epizentrum registriert wurde.
Schritt 7: Schutz vor äußeren Einflüssen
Das Instrument ist sehr empfindlich gegenüber Luftströmungen und muss daher entsprechend geschützt werden.
Schritt 8: Neues Design
Und schließlich ist dies ein von mir erfundenes völlig neues Sensordesign, das sowohl sehr empfindlich als auch einfach zu bauen ist. Ich habe es auf der Grundlage früherer Erfahrungen mit der Herstellung solcher Geräte projiziert. Auf meinem Youtube-Videokanal (https://www.youtube.com/channel/UCHLzc76TZel_vCTy0Znvqyw?) können Sie meine anderen vorgefertigten hausgemachten Seismometer sehen:
-DIY einfaches und billiges Piezo-Seismometer
-10$ empfindliches Seismometer
-DIY Lehman-Seismometer
-DIY horizontales Pendelseismometer
-DIY AS1 Seismometer
-TC1 vertikales Seismometer
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