Sismomètre DIY : 9 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:09

Fabriquez un sismomètre pour détecter les puissants tremblements de terre dans le monde pour moins de 100 $ ! Un slinky, des aimants et une carte Arduino sont les principaux composants ici.

Étape 1: Comment ça marche ?

Ce sismomètre détecte le mouvement du sol avec un aimant accroché à un slinky. L'aimant est libre de rebondir de haut en bas. Une bobine de fil fixe est placée autour de l'aimant. Tout mouvement de l'aimant génère de minuscules courants dans le fil, qui peuvent être mesurés.

Le reste de l'appareil est essentiellement une magie électronique pour mesurer ces minuscules courants dans le fil et les convertir en données que nous pouvons lire. Une esquisse d'aperçu rapide est montrée.

1a: ressort (Slinky, Jr.), 1b: aimant (deux aimants annulaires RC44)

2. Bobine de fil magnétique (MW42-4) amplificateur, convertit le signal faible en un signal fort

3. Convertisseur analogique-numérique (Arduino), convertit le signal analogique en un flux numérique de nombres

4. Dispositif d'enregistrement (PC), utilise un logiciel pour enregistrer et afficher les données

Étape 2: Enroulez du fil

La première chose que nous avons faite a été de fabriquer notre bobine de fil. Dans notre premier modèle, nous avons utilisé des embouts en PVC pressés à chaque extrémité d'une courte section de tuyau pour former des parois de chaque côté du fil enroulé. Nous avons coupé les extrémités pour l'ouvrir à nouveau. Nous avons coupé une section de tuyau en PVC de 1 et enroulé environ 2 500 tours à l'aide d'un fil magnétique de calibre 42.

Le tuyau est un excellent moyen de le fabriquer à partir de pièces peu coûteuses et facilement disponibles. Nous avons utilisé des embouts en PVC pressés à chaque extrémité d'une courte section de tuyau pour former des parois de chaque côté du fil enroulé. Nous avons coupé les extrémités pour l'ouvrir à nouveau.

Nous avons créé une version plus sophistiquée d'une bobine de fil en utilisant des pièces imprimées en 3D. C'était beaucoup plus facile à emballer, car il était attaché à la fonction d'enroulement de la bobine d'une vieille machine à coudre. Dans la courte vidéo, vous pouvez voir comment nous l'avons enroulé. Si vous avez accès à une imprimante 3D et souhaitez utiliser nos modèles, faites-le nous savoir et nous pourrons vous envoyer les fichiers ! Notez également les fils plus gros sur les photos. Nous avons soudé l'extrémité du fil magnétique au fil plus épais, qui est alors plus facile à travailler.

Étape 3: accrochez/calibrez votre Slinky

Nous avons utilisé un Slinky Jr qui a un diamètre plus petit qu'un slinky pleine grandeur. En bas, nous avons monté deux aimants annulaires RC44 empilés sur une tige filetée n° 4-40 de 6 de long. Ces aimants se trouvent à l'intérieur du fil et lorsqu'ils bougent, ils induisent un courant dans le fil.

Au sommet du slinky, nous avons monté un autre aimant sur une plaque d'acier pour que le slinky puisse s'y accrocher. Dans la vidéo, nous montrons comment calibrer votre slinky à 1 Hz. C'est une étape cruciale pour obtenir la bonne fréquence. Le slinky devrait rebondir de haut en bas une fois, en une seconde.

Il y a aussi un aimant annulaire R848 au bas de la tige filetée. Cet aimant se trouve à l'intérieur d'une petite section de tuyau en cuivre. Cela aide à amortir le mouvement, à réduire le bruit et à voir que le slinky ne rebondira que s'il y a suffisamment de secousses !

Étape 4: Amplifiez le courant

L'aimant se déplaçant à l'intérieur de la bobine de fil produit de très petits courants, nous devons donc les amplifier afin que nous puissions voir le minuscule signal. Il existe de nombreux bons circuits amplificateurs, nous nous en sommes tenus au circuit utilisé dans le sismomètre TC1 que nous avons trouvé en ligne. Sur la photo, vous pouvez voir le schéma du circuit d'amplification. Nous avons simplement utilisé une planche à pain !

Étape 5: Convertir un signal analogique en un flux numérique de nombres

Un Arduino est un petit microprocesseur peu coûteux qui est très populaire. Si vous n'avez aucune expérience dans ce domaine, nous vous recommandons de commencer par l'un des kits d'instructions disponibles.

La carte Arduino prend le signal analogique de l'amplificateur et le traduit en un flux de données numériques. Pour ce faire, l'Arduino a été programmé avec le code du projet de sismomètre TC1 qui a été mentionné au début de ce Instructable. Voici à nouveau un lien vers ce projet, qui peut vous aider à configurer votre Arduino !