Zin om aardbevingen en andere seismische gebeurtenissen vanaf je werkbank te detecteren, variërend van natuurrampen tot menselijke activiteiten? Dit project voor een zelfbouw seismograaf gebruikt een gevoelige trillingssensor om schokken te registreren, ook die te subtiel zijn om door mensen te worden gevoeld.
Zin om aardbevingen en andere seismische gebeurtenissen vanaf je werkbank te detecteren, variërend van natuurrampen tot menselijke activiteiten? Dit project voor een zelfbouw seismograaf gebruikt een gevoelige trillingssensor om schokken te registreren, ook die te subtiel zijn om door mensen te worden gevoeld.
Natuurlijke gebeurtenissen zoals aardbevingen, aardverschuivingen en meteorietinslagen veroorzaken seismische golven die over het aardoppervlak bewegen. In het geval van krachtige aardbevingen kunnen deze trillingen meerdere keren de aarde rondgaan voordat ze volledig uitdoven. Seismische activiteit kan ook het gevolg zijn van menselijke handelingen, zoals aardgaswinning of kernproeven. Hoewel deze door de mens veroorzaakte schokken meestal te zwak zijn om van enige afstand gevoeld of gehoord te worden, kunnen ze nog steeds worden gedetecteerd met een uiterst gevoelige trillingssensor — zoals die welke Gert Baars gebruikte in de in zijn zelfbouwproject voor een seismograaf.
Het signaal van de sensor wordt versterkt, gefilterd en gedigitaliseerd door een ATtiny,
die het vervolgens via een seriële verbinding naar een pc stuurt.
Details van de schakeling
Traditionele seismograafsensoren gebruiken een massa-veersysteem om trillingen te detecteren, maar die zijn complex, kostbaar en vereisen demping om langdurige oscillaties te voorkomen. Als eenvoudiger alternatief gebruikte dit project destijds een kleine 0,5 W/8 Ω luidspreker (8–12 cm diameter) als trillingssensor. Door een gewicht op de conus te plaatsen, veroorzaken bodemtrillingen beweging in de luidspreker, terwijl de massa de beweging tegengaat. Daardoor wordt in de spoel een spanning opgewekt door de massatraagheid: de luidspreker fungeert zo als een betaalbare en gevoelige seismische detector.
“Het signaal van de luidspreker wordt eerst versterkt en vervolgens gefilterd om brom en ruis te verminderen,” schreef Baars in het artikel. “Het signaal gaat dan naar de ADC-ingang van een ATtiny microcontroller. Na conversie stuurt de microcontroller het signaal via de seriële koppeling naar de computer. Een programma op de pc of laptop zet deze data om naar een grafische weergave, waarmee de gebruiker het tijdstip en de sterkte van de seismische activiteit kan aflezen. In twee kleinere vensters zie je in realtime de amplitude en het frequentiespectrum van het signaal.”
De schakeling en componenten
Software en specificaties
De in assembler geschreven software op de microcontroller had de eenvoudige taak om het ADC-resultaat op verzoek te verzenden. Omdat de gebruikte controller geen UART had, werd dit met extra software opgelost. De pc-toepassing werd geprogrammeerd in de programmeertaal Delphi.
Het oorspronkelijke artikel “Seismograaf: Luidspreker als trillingssensor,” verscheen in Elektor mei 2007. Je kunt het artikel gratis lezen tot twee weken na publicatie van dit nieuwsitem. Als je een eigen project start, deel je voortgang dan gerust op het Elektor Labs platform!
Opmerking van de redactie: dit artikel verscheen oorspronkelijk in een editie van Elektor uit 2007. Vanwege de leeftijd van het project zijn sommige componenten, printplaten, producten of links mogelijk niet meer beschikbaar. Toch denken we dat de inhoud je kan inspireren om nieuwe elektronica-projecten op je werkbank te beginnen.
Discussie (0 opmerking(en))