Чрезвычайно чувствительный дешевый самодельный сейсмометр

Необходимые инструменты и машины

Паяльник (универсальный)

Приложения и онлайн-сервисы

IDE Arduino

Об этом проекте

Сейсмометр - это прибор для обнаружения землетрясений и измерения их силы. В основном это очень точные инструменты и их относительно сложно построить самостоятельно. Имеющиеся в продаже датчики очень дороги, а дешевые электронные модули, чувствительные к ударам, недостаточно чувствительны для этой цели.

В тексте и видео, которые следуют ниже, вы можете увидеть создание устройства, которое является дешевым и относительно простым для DIY, но при этом сопоставимо с дорогими коммерческими устройствами этого типа

В остальном сам сейсмометр состоит из двух частей:механического детектора сотрясений и электронной части, которая превращает эти сотрясения в электрические сигналы, усиливает их и преобразует в цифровые сигналы, которые мы затем можем визуально контролировать с помощью программного обеспечения для регистрации данных на ПК.

Чтобы преобразовать толчки в электрические сигналы, постоянный магнит используется в качестве подвижной части, а соленоид с множеством обмоток для превращения магнита перемещается в электрические сигналы. В данном случае я использовал первичную обмотку небольшого сетевого трансформатора мощностью 1,8 Вт и сопротивлением 1,2 кОм. В этой катушке находится приклеенная алюминиевая пластина, которая имеет функцию демпфирования колебаний движущегося магнита, называемую «эффектом Ленца».

Следующий модуль служит для усиления этого сигнала и содержит малошумящий операционный усилитель (TL061, NE5534 ..) или инструментальный операционный усилитель (OP07, OP27, LT1677 ...), но он хорошо работает со старым добрым 741 с внешним питанием. Теперь этот усиленный аналоговый сигнал поступает на вход A0 микроконтроллера Arduino. Фактически, Arduino представляет собой аналого-цифровой преобразователь. В целях тестирования мы можем использовать пример Arduino для аналого-цифрового преобразователя под названием «AnalogInOutSerial», но, конечно, лучшим является код под названием «NERdaq». NERdaq - это система сбора данных, разработанная New England Research для поддержки школьных сейсмометров. Daq построен на базе Arduino и передает 16-битные (с избыточной дискретизацией) значения на порт USB; данные собираются со скоростью около 18,78 выборок в секунду. Коды Arduino предназначены для неограниченного использования, а также доступны по адресу https://code.google.com/archive/p/nerdaq/

Код содержит несколько фильтров, которые были разработаны специально для этой цели. Этот обработанный сигнал по последовательному протоколу передается в программу регистрации данных для хранения данных и визуального представления.

Лучшее бесплатное программное обеспечение для этой цели - «Amaseis» и новейшее «JAmaseis» (Java Amaseis). Эти программы можно скачать по следующим ссылкам:

- http://harvey.binghamton.edu/~ajones/AmaSeis.html

- https://www.iris.edu/hq/jamaseis/

С помощью Jameseis вы можете загружать данные в реальном времени на сервер IRIS. Например, вы можете увидеть данные моего сейсмометра в реальном времени на:

- http://geoserver.iris.edu/content/mpohr

На фотографиях ниже вы можете сравнить мой сейсмометр с сейсмометром официальной сейсмологической обсерватории моего города. Это очень слабый толчок, и, как вы можете видеть, между двумя сейсмограммами почти нет разницы, что является подтверждением того, что чувствительность и точность этого дешевого самодельного сейсмометра.

На следующем снимке показано землетрясение в Греции магнитудой 5,2 градуса по шкале Рихтера, зарегистрированное моим сейсмометром на расстоянии 220 километров от эпицентра.

Инструмент очень чувствителен к воздушным потокам, поэтому его необходимо должным образом защитить.

И, наконец, это совершенно новая конструкция датчика, изобретенная и запатентованная мной, очень чувствительная и простая в сборке. Я спроектировал ее на основе предыдущего опыта создания таких устройств. На моем видеоканале вы можете увидеть другие мои готовые самодельные сейсмометры:

-Простой и дешевый пьезосейсмометр своими руками

-10 $ чувствительный сейсмометр

-Сейсмометр Lehman своими руками

-Сейсмометр горизонтальный маятниковый своими руками

-Сейсмометр АС1 своими руками

-Вертикальный сейсмометр TC1

Вверху:Землетрясение в районе Фиджи 19.08.2018, в тысячах миль от нас

Код

• код

код Arduino

 Нет предварительного просмотра (только загрузка). 

Схема