Extreem gevoelige goedkope zelfgemaakte seismometer

Over dit project

De seismometer is een apparaat voor het detecteren van aardbevingen en het meten van hun kracht. In principe zijn dit zeer precieze instrumenten en relatief moeilijk om zelf te bouwen. In de handel verkrijgbare sensoren zijn erg duur, en goedkope schokgevoelige elektronische modules zijn daarvoor niet voldoende gevoelig.

In de tekst en video die volgen, zie je de creatie van een apparaat dat goedkoop en relatief eenvoudig te maken is, en toch vergelijkbaar is met dure commerciële apparaten van dit type

Anders bestaat de seismometer zelf uit twee delen, een mechanische trillingsdetector en een elektronisch deel dat deze trillingen omzet in elektrische signalen, deze versterkt en omzet in digitale signalen, die we vervolgens visueel kunnen controleren op de pc-gegevensregistratiesoftware.

Om de trillingen om te zetten in elektrische signalen wordt een permanente magneet gebruikt als beweegbaar onderdeel en een solenoïde met veel wikkelingen om de magneetbewegingen om te zetten in elektrische signalen. In dit specifieke geval gebruikte ik de primaire wikkeling van een kleine nettransformator met een vermogen van 1,8 W en een weerstand van 1,2 kOhm. Bij deze spoel zit een gelijmde aluminium plaat, die de functie heeft om de trillingen van de bewegende magneet te dumpen, het zogenaamde "Lentz-effect".

De volgende module dient om dit signaal te versterken en bevat een geluidsarme operationele versterker (TL061, NE5534..) of instrumentale operationele versterker (OP07, OP27, LT1677...), maar het werkt goed met de oude goede 741 met externe voeding voeding. Dit verbeterde analoge signaal wordt nu genomen op de A0-ingang van de Arduino-microcontroller. In feite vertegenwoordigt de Arduino een analoog naar een digitaal omzetter. Voor testdoeleinden kunnen we het arduino-voorbeeld gebruiken voor een / d-converter genaamd "AnalogInOutSerial", maar het beste is natuurlijk de code genaamd "NERdaq". NERdaq is een data-acquisitiesysteem ontwikkeld door New England Research ter ondersteuning van op slinky gebaseerde seismometers in scholen. De daq is gebouwd rond een arduino en streamt 16-bits (oversampled) waarden naar een usb-poort; de gegevens worden bemonsterd met ongeveer 18,78 monsters/seconde. Arduino-codes zijn bedoeld voor onbeperkt gebruik en zijn ook beschikbaar op https://code.google.com/archive/p/nerdaq/

De code bevat verschillende filters die speciaal voor dit doel zijn ontwikkeld. Dit verwerkte signaal via het seriële protocol wordt naar datalogging-software gestuurd voor het opslaan van gegevens en visuele weergave.

De beste gratis software hiervoor is "Amaseis" en de nieuwste "JAmaseis" (Java Amaseis). Deze programma's kunnen worden gedownload via de volgende links:

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

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

Met behulp van Jameseis kunt u realtime gegevens uploaden op de IRIS-server. U kunt bijvoorbeeld realtime gegevens van mijn seismometer zien op:

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

Op de onderstaande foto's kun je een vergelijking maken tussen mijn seismometer en die van het officiële seismologische observatorium van mijn stad. Het is een zeer zwakke beving en zoals je kunt zien is er bijna geen verschil tussen de twee seismogrammen, wat een bevestiging is van de gevoeligheid en precisie van deze zelfgemaakte goedkope seismometer.

De volgende afbeelding toont een aardbeving in Griekenland met een kracht van 5,2 Richter graden geregistreerd op mijn seismometer op een afstand van 220 kilometer van het epicentrum.

Het instrument is erg gevoelig voor luchtstromen, dus het moet goed worden beschermd.

En tot slot, dit is een volledig nieuw sensorontwerp dat door mij is uitgevonden en gepatenteerd, dat zowel zeer gevoelig als eenvoudig te bouwen is. Ik heb het geprojecteerd op basis van eerdere ervaring met het maken van dergelijke apparaten. Op mijn videokanaal kun je mijn andere kant-en-klare zelfgemaakte seismometers zien:

-DIY eenvoudige en goedkope piëzo-seismometer

-10$ gevoelige seismometer

-DIY Lehman seismometer

-DIY horizontale slinger seismometer

-DIY AS1 seismometer

-TC1 verticale seismometer

Boven:aardbeving in FIJI-regio op 19.08.2018, duizend mijl verderop

Code

• code

codeArduino

Geen voorbeeld (alleen downloaden).

Schema's