Construction of an experimental seismograph

Imagine

Τι θα φτιάξουμε;;

 Τι ειδους σεισμογράφο θα μπορούσαμε να κατσκευάσουμε; Μετά από ώριμη σκέψη  αρκετό ψάξιμο στο διαδίκτυο και αφού συνυπολογίσαμε το χρόνο που έχουμε καταλήξαμε ότι θα προσπαθήσουμε να κατασκευάσουμε ένα ηλεκτρονικό σεισμογράφο με τη βοήθεια του μικροελεγκτή  Arduino.Το Arduino είναι ένας Open-source μικροελεγκτής  με πολλά παραδείγματα λειτουργίας στο δίκτυο  και αυτό τον κάνει κατάλληλο και για μας που οι γνώσεις μας στον προγραμματισμό είναι βασικές.

Το επόμενο βήμα ήταν να επιλέξουμε κατάλληλο αισθητήριο δηλ κάτι που θα μετατρέπει μια δόνηση σε ηλεκτρικό σήμα για το Arduino

Πρώτη σκέψη ένας πιεζοηλεκτρικός αισθητήρας  που η σύνδεση του μοιάζει απλή και ο προγραμματισμός του πολύ κατανοητός!

H επόμενη επιλογή ενα επιταχυνσιομετρο που μετράει μεταβολές και στους τρείς άξονες 

Create

Η Κασκευή

Η πρώτη μας δοκιμή ειναι με τον πιεζοηλεκτρικό αισθητήρα ΜΕΑS  η σύνδεση του αισθητήρα γίνεται στην αναλογική είσοδο Α0  Παράλληλα με τον αισθητήρα συνδέσαμε αντίσταση 1 ΜΩ η τάση εξόδου του αισθητήρα   διαβάζεται  στη σειριακή θύρα το πρόγραμμα που χρησιμοποιήσαμε ήταν αρκετά απλό

const int PIEZO_PIN = A0; //

void setup()

{   Serial.begin(9600); }

void loop()

{    int piezoADC = analogRead(PIEZO_PIN); // 

float piezoV = piezoADC / 1023.0 * 5.0;

  Serial.println(piezoV); // Print the voltage.

  delay(250);

Δυστυχώς τα αποτελέσματα δεν μας ικανοποιήσαν αφού οι μεταβολές τάσης που καταγράφονταν ήταν πολύ μικρές και έπρεπε να διμιουργύμε αρκετά ισχυρες δονήσεις στον πάγκο εργασίας!!!

Η προσπάθεια συνεχίστηκε με ένα επιταχυνσιόμετρο

Το επιταχυνσιόμετρο που αγοράσαμε είναι το Kitronic  και  αρχικά ο κώδικας που χρησιμοποιήσαμε ήταν ο απλός κώδικας που καταγράφει τις δονήσεις  σε τρεις άξονες  τις τιμές τις παρατηρούμε στη σειριακή θύρα του Arduino

const int xval = A0; //Define the analog pins.                

const int yval = A1;                 

const int zval = A2;                 

void setup()

{   Serial.begin(9600); //begin serial communication and set the baud rate for the serial monitor. }

void loop()

{   Serial.print("x=");

   Serial.print(analogRead(xval));

   Serial.print("  y=");

   Serial.print(analogRead(yval));

   Serial.print("  z=");

   Serial.print(analogRead(zval));

   Serial.println();

   delay(500); }

Οι μετρήσεις που πήραμε για σταθερή οριζόντια θέση της πλακέτας φαίνονται παρακάτω

Όπου φαίνεται ότι ο άξονας z έχει μεγαλύτερη τιμή λόγω της επιτάχυνσης βαρύτητας οι τιμές αλλάζουν αν γυρίσουμε ανάποδα το kitronic

Η τιμή 404mV αντιστοιχεί σύμφωνα με το αρχείο του Kitronic σε επιτάχυνση 1g=9,81m/sec²

Θα θέλαμε οι τιμές να φανουν σε γραφική παράσταση ο κώδικας που ειχαμε χρησιμοποιήσει δεν συνεργαζόταν με γραφικό περιβάλλον Μετα απο αρκετή αναζήτηση καταληξαμε στο διαδίκτυο στη διευθυνση http://www.glacialwanderer.com/hobbyrobotics/?p=261 οπου βρήκαμε οτι εναν νέο κώδικα Arduino που συνεργάζεται με το σχεδιαστικό περιβάλλον Processing 

τα αποτελέσματα ηταν πολύ εντυπωσιακά οι μικρές δονήσεις της επιφάνειας εργασίας καταγράφονται με μεγάλη ακρίβεια Παρακάτω φαίνονται δυο διαγράμματα ενα ηρεμίας και ενα δεύτερο με  δόνηση

   Σε συνέχεια θα θέλαμε να κατγράψουμε ενα πραγματικό σεισμό που ελπίζουμε ομως οτι δεν θα γίνει!!!!

 Ισως να προσπαθήσουμε να συνδεθούμε με κάποια απο τις βάσεις δεδομένων που έχουν καγεγραμμένους σεισμούς και να τους μελετήσουμε με τον δικό μας σεισμογράφο 

Αυτό ισως θα είναι το επόμενο βήμα 

Share

Οι μαθητές θα μοιραστούν τις γνώσεις τους με τους συμμαθητές τους στο σχολείο επίσης θα παρουσιάσουν τη εργασία τους σε μαθητές από άλλες ευρωπαικές χώρες που θα επισκεφθούν το σχολείο μας στα πλαίσια του προγράμματος Erasmus+   με τίτλο Empowering   students through Peer Learning που συμμετέχει το σχολείο μας.