DIY Seismometer - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:21

Bauen Sie ein Seismometer, um starke Erdbeben auf der ganzen Welt für unter 100 US-Dollar zu erkennen! Ein Slinky, einige Magnete und ein Arduino-Board sind hier die Hauptkomponenten.

Schritt 1: Wie funktioniert es?

Dieses Seismometer erkennt Bodenbewegungen mit einem Magneten, der an einem Slinky hängt. Der Magnet kann frei nach oben und unten springen. Um den Magneten wird eine stationäre Drahtspule gelegt. Jede Bewegung des Magneten erzeugt winzige Ströme im Draht, die gemessen werden können.

Der Rest des Geräts ist im Wesentlichen eine elektronische Zauberei, um diese winzigen Ströme im Kabel zu messen und sie in Daten umzuwandeln, die wir lesen können. Eine schnelle Übersichtsskizze wird angezeigt.

1a: Feder (Slinky, Jr.), 1b: Magnet (zwei RC44 Ringmagnete)

2. Spule aus Magnetdraht (MW42-4) Verstärker, wandelt das schwache Signal in ein starkes um

3. Analog-to-Digital Converter (Arduino), wandelt das analoge Signal in einen digitalen Zahlenstrom um

4. Aufnahmegerät (PC), verwendet Software zum Aufzeichnen und Anzeigen der Daten

Schritt 2: Spulen Sie etwas Draht

Das erste, was wir taten, war, unsere Drahtspule zu machen. In unserem ersten Modell verwendeten wir PVC-Endkappen, die an beiden Enden eines kurzen Rohrabschnitts gepresst wurden, um Wände auf beiden Seiten des umwickelten Drahts zu bilden. Wir haben die Enden abgeschnitten, um sie wieder zu öffnen. Wir schneiden einen Abschnitt von 1 PVC-Rohr und wickelten etwa 2.500 Umdrehungen mit 42-Gauge-Magnetdraht.

Das Rohr ist eine großartige Möglichkeit, es aus kostengünstigen, leicht verfügbaren Teilen herzustellen. Wir verwendeten PVC-Endkappen, die an beiden Enden eines kurzen Rohrabschnitts gepresst wurden, um Wände auf beiden Seiten des umwickelten Drahts zu bilden. Wir haben die Enden abgeschnitten, um sie wieder zu öffnen.

Wir haben eine schickere Version einer Drahtspule mit einigen 3D-gedruckten Teilen hergestellt. Dies war viel einfacher zu wickeln, da es an der Spulenwickelfunktion einer alten Nähmaschine befestigt war. In dem kurzen Video seht ihr, wie wir es gewickelt haben. Wenn Sie Zugang zu einem 3D-Drucker haben und unsere Modelle verwenden möchten, lassen Sie es uns wissen und wir können Ihnen die Dateien zusenden! Beachten Sie auch die größeren Drähte auf den Fotos. Wir haben das Ende des Magnetdrahts an den dickeren Draht gelötet, der dann einfacher zu verarbeiten ist.

Schritt 3: Hängen/Kalibrieren Sie Ihren Slinky

Wir haben einen Slinky Jr verwendet, der einen kleineren Durchmesser hat als ein normaler Slinky. Unten montierten wir zwei RC44-Ringmagnete, die zusammen auf einem 6 langen Stück #4-40 Gewindestange gestapelt sind. Diese Magnete sitzen im Inneren des Drahtes und induzieren bei Bewegung einen Strom im Draht.

Oben auf dem Slinky haben wir einen weiteren Magneten auf eine Stahlplatte montiert, damit der Slinky daran hängen kann. Im Video zeigen wir, wie Sie Ihren Slinky auf 1 Hz kalibrieren. Dies ist ein entscheidender Schritt, um die Frequenz richtig einzustellen. Der Slinky sollte in einer Sekunde einmal auf und ab hüpfen.

An der Unterseite der Gewindestange befindet sich außerdem ein Ringmagnet R848. Dieser Magnet sitzt in einem kleinen Stück Kupferrohr. Dies hilft, die Bewegung zu dämpfen, Geräusche zu reduzieren und zu sehen, dass der Slinky nur bei ausreichendem Schütteln springt!

Schritt 4: Verstärken Sie den Strom

Der Magnet, der sich in der Drahtspule bewegt, erzeugt sehr kleine Ströme, daher müssen wir sie verstärken, damit wir das winzige Signal sehen können. Es gibt viele gute Verstärkerschaltungen, wir haben uns an die Schaltung des TC1-Seismometers gehalten, das wir online gefunden haben. Im Bild sehen Sie den Schaltplan für die Verstärkerschaltung. Wir haben einfach ein Steckbrett verwendet!

Schritt 5: Verdecktes analoges Signal in einen digitalen Zahlenstrom

Ein Arduino ist ein kleiner, kostengünstiger Mikroprozessor, der sehr beliebt ist. Wenn Sie noch keine Erfahrung damit haben, empfehlen wir Ihnen, mit einem der verfügbaren Lehrpakete zu beginnen.

Das Arduino-Board nimmt das analoge Signal vom Verstärker auf und übersetzt es in einen Strom digitaler, numerischer Daten. Dazu wurde das Arduino mit Code aus dem TC1-Seismometer-Projekt programmiert, das zu Beginn dieses Instructable erwähnt wurde. Hier ist noch einmal ein Link zu diesem Projekt, der Ihnen beim Einrichten Ihres Arduino helfen kann!