Construye un Sismómetro de Alta Sensibilidad y Bajo Coste con Arduino Nano – Detector de Terremotos DIY Fácil
Componentes y materiales
| Componente | Cantidad |
|---|---|
| Arduino Nano R3 | 1 |
| Amplificador operacional IC TL061 | 1 |
| Resistencia 10k ohm | 2 |
| Resistencia 1M ohm | 1 |
| Condensador cerámico disco, 39 pF | 1 |
| Bobina secundaria de pequeño transformador 1-2W | 1 |
Herramientas y máquinas necesarias
- Soldador (genérico)
Aplicaciones y servicios en línea
- Arduino IDE
Sobre el proyecto
El sismómetro es un dispositivo para la detección de terremotos y medición de su intensidad. Básicamente son instrumentos muy precisos y relativamente difíciles de construir uno mismo. Los sensores disponibles comercialmente son muy caros, y los módulos electrónicos baratos sensibles a golpes no son lo suficientemente sensibles para este propósito.
En el texto y video que siguen, puedes ver la creación de un dispositivo que es barato y relativamente fácil para DIY, y sin embargo es comparable con dispositivos comerciales costosos de este tipo.
El sismómetro consta de dos partes: un detector mecánico de temblores, y una parte electrónica que convierte estos temblores en señales eléctricas, las amplifica y las convierte en señales digitales, que luego podemos monitorizar visualmente en el software de registro de datos del PC.
Para convertir los temblores en señales eléctricas, se usa un imán permanente como parte móvil y un solenoide con muchas vueltas para convertir los movimientos del imán en señales eléctricas. En este caso particular usé el devanado primario de un pequeño transformador de red con una potencia de 1.8 W y una resistencia de 1.2 kOhmios. A esta bobina se pega una placa de aluminio, que tiene la función de amortiguar las oscilaciones del imán móvil, llamado "efecto Lentz".
El siguiente módulo sirve para amplificar esta señal y contiene un amplificador operacional de bajo ruido (TL061, NE5534...) o amplificador operacional instrumental (OP07, OP27, LT1677...), pero funciona bien con el viejo y bueno 741 con alimentación externa. Esta señal analógica amplificada se toma en la entrada A0 del microcontrolador Arduino. De hecho, el Arduino actúa como un convertidor analógico-digital. Para propósitos de prueba podemos usar el ejemplo de Arduino para convertidor a/d llamado "AnalogInOutSerial", pero por supuesto lo mejor es el código llamado "NERdaq". NERdaq es un sistema de adquisición de datos desarrollado en New England Research para apoyar sismómetros basados en slinky en escuelas. El daq está construido alrededor de un Arduino y transmite valores de 16 bits (sobremuestreados) a un puerto USB; los datos se muestrean a unas 18.78 muestras/segundo. Los códigos de Arduino se proporcionan para uso sin restricciones, y también están disponibles en Google Code Archive - NERdaq.
El código contiene varios filtros desarrollados específicamente para este propósito. Esta señal procesada a través del protocolo serie se lleva al software de registro de datos para almacenamiento y representación visual.
El mejor software gratuito para este propósito es "Amaseis" y el más nuevo "JAmaseis" (Java Amaseis). Estos programas se pueden descargar en:
Con la ayuda de JAmaseis, puedes subir datos en tiempo real al servidor IRIS. Por ejemplo, puedes ver datos en tiempo real de mi sismómetro en: IRIS - mpohr
En las imágenes siguientes, puedes hacer una comparación entre mi sismómetro y el del observatorio sismológico oficial de mi ciudad. Es un temblor muy débil y como puedes ver casi no hay diferencia entre los dos sismogramas, lo que confirma la sensibilidad y precisión de este sismómetro casero barato.
La siguiente imagen muestra un terremoto en Grecia con magnitud 5.2 grados Richter registrado en mi sismómetro a una distancia de 220 kilómetros del epicentro.
El instrumento es muy sensible a corrientes de aire, por lo que debe protegerse adecuadamente.
Y finalmente, este es un diseño de sensor completamente nuevo inventado y patentado por mí, que es tanto muy sensible como simple de construir. Lo proyecté basándome en experiencia previa en la fabricación de tales dispositivos. En mi canal de video puedes ver mis otros sismómetros caseros previos:
- Sismómetro piezoeléctrico simple y barato DIY
- Sismómetro sensible de 10$
- Sismómetro Lehman DIY
- Sismómetro de péndulo horizontal DIY
- Sismómetro AS1 DIY
- Sismómetro vertical TC1
Arriba: Terremoto en región FIJI el 19.08.2018, a miles de millas de distancia
Código
- Código (solo descarga - sin vista previa)
CódigoArduino
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