Hosted by OSOS , contributed by ΜΕΛΙΣΣΑΣ on 10 March 2019
IoT (Internet of Things) device which: (a) Records the seismic acceleration (g = 9.8 m / s2) and represents it graphically (graphical charts) through the IoT ThingSpeak Interface Platform (http: //http://thingspeak.com), b) registering the time and the duration of the earthquake, (c) Wired or wirelessly connected to the Internet and accessible at https://thingspeak.com/channels/250571 channel, worldwide, d) Sending tweets to school account on Twitter and informs about seismic activity when prices go through a "critical threshold" (policy criterion), and finally, e) It maps as a device to its google map location.
Feel
Χαρακτηριστικά του σεισμογράφου μας
Συσκευή IoT (Internet of Things) η οποία: α) Καταγράφει τη σεισμική επιτάχυνση (σε κλάσματα του g =9,8 m/s2) και την αναπαριστά με γραφικό τρόπο (γραφικά διαγράμματα) μέσω της πλατφόρμας διασύνδεσης IoT ThingSpeak (http://thingspeak.com), στον τόπο καταγραφής, β) Καταγράφει την ώρα και τη χρονική του διάρκεια, γ) Συνδέεται ενσύρματα ή ασύρματα στο διαδίκτυο και είναι προσπελάσιμος στη διεύθυνση https://thingspeak.com/channels/250571, δ) Στέλνει tweets στο λογαριασμό του σχολείου στο Twitter και ενημερώνει για τη σεισμική δραστηριότητα όταν οι τιμές περάσουν ένα «κρίσιμο όριο» (κριτήριο πολιτικής προστασίας), ε) Αποτυπώνει σε χάρτη τη θέση καταγραφής του (google maps).
Imagine
Περιγραφή του υλικού (Hardware)
Μίνι-υπολογιστής Odroid-C2 της εταιρίας Hardkernel
Τεχνικά χαρακτηριστικά διαθέσιμα στο: https://bit.ly/2tZkn62
Επιταχυνσιόμετρο ΜΜΑ7455
Τεχνικά χαρακτηριστικά διαθέσιμα στο: https://bit.ly/2TGHWyP
Φορητή μπαταρία για αυτονομία της συσκευής με τη χρήση ρυθμιστή συνεχούς ρεύματος UBEC-3A-6S (DC) 5V, 3A
Τεχνικά χαρακτηριστικά διαθέσιμα στο: https://bit.ly/2Hq5xNx ή εναλλακτικά τροφοδοσία από το δίκτυο παροχής ρεύματος
Create
Το φαινόμενο του σεισμού
Ο σεισμός είναι μια απότομη κίνηση ή δόνηση του στερεού φλοιού της Γης. Συνήθως προέρχεται από τη διάρρηξη γεωλογικών στρωμάτων και την απότομη μετατόπιση των δύο τμημάτων κάτω από την επιφάνεια της Γης. Τα ρήγματα συνδέονται άμεσα με τη δημιουργία των επιφανειακών σεισμών, γι' αυτό και χαρακτηρίζονται σεισμογόνα ρήγματα. Ανάλογα με το εστιακό τους βάθος χωρίζονται:
- σε επιφανειακούς (h < 60 km)
- σε ενδιάμεσου βάθους
- και σε μεγάλου βάθους (h > 300 km)
Μέτρηση του σεισμού
Ακούμε πάντα για ένταση σεισμού στην κλίμακα Ρίχτερ αλλά ποτέ δεν βλέπουμε κάπου την επιτάχυνση του εδάφους. Το "μέγεθος" σε κλίμακα ρίχτερ αποτελεί μια λογαριθμική κλίμακα που εμπεριέχει πολλές παραμέτρους. Σημαντικό είναι ότι ένας σεισμός 6 ρίχτερ είναι 10 φορές ισχυρότερος από ένα σεισμό 5 ρίχτερ και εκλύει 30 περίπου φορές περισσότερη ενέργεια! Επίσης υπάρχει η 12βάθμια κλίμακα Mercali βάσει της οποίας μετριέται η ένταση του σεισμού σε συγκεκριμένο σημείο (σε σχέση με τις επιπτώσεις κυρίως).
Ο σεισμός ωστόσο έχει και άλλες παραμέτρους που πρέπει να μετρηθούν. Η επιτάχυνση, το εστιακό βάθος, το είδος των σεισμικών κυμάτων, το επίκεντρο κλπ. Η επιτάχυνση, την οποία μπορούμε να βρούμε για διάφορα σεισμογραφήματα είναι σε μορφή «επιταχυνσιογραφήματος» και μας δίνει ένα φάσμα. Από αυτό μπορούμε να εξάγουμε για παράδειγμα το «peak» της επιτάχυνσης, να βρούμε ένα νούμερο πάνω από το οποίο κυμάνθηκε ένα ποσοστό.
Χαρακτηριστικά του σεισμογράφου μας
Συσκευή IoT (Internet of Things) η οποία: α) Καταγράφει τη σεισμική επιτάχυνση (σε κλάσματα του g =9,8 m/s2) και την αναπαριστά με γραφικό τρόπο (γραφικά διαγράμματα) μέσω της πλατφόρμας διασύνδεσης IoT ThingSpeak (http://thingspeak.com), στον τόπο καταγραφής, β) Καταγράφει την ώρα και τη χρονική του διάρκεια, γ) Συνδέεται ενσύρματα ή ασύρματα στο διαδίκτυο και είναι προσπελάσιμος στη διεύθυνση https://thingspeak.com/channels/250571, δ) Στέλνει tweets στο λογαριασμό του σχολείου στο Twitter και ενημερώνει για τη σεισμική δραστηριότητα όταν οι τιμές περάσουν ένα «κρίσιμο όριο» (κριτήριο πολιτικής προστασίας), ε) Αποτυπώνει σε χάρτη τη θέση καταγραφής του (google maps).
Περιγραφή του υλικού (Hardware)
Μίνι-υπολογιστής Odroid-C2 της εταιρίας Hardkernel
Τεχνικά χαρακτηριστικά διαθέσιμα στο: https://bit.ly/2tZkn62
Επιταχυνσιόμετρο ΜΜΑ7455
Τεχνικά χαρακτηριστικά διαθέσιμα στο: https://bit.ly/2TGHWyP
Φορητή μπαταρία για αυτονομία της συσκευής με τη χρήση ρυθμιστή συνεχούς ρεύματος UBEC-3A-6S (DC) 5V, 3A
Τεχνικά χαρακτηριστικά διαθέσιμα στο: https://bit.ly/2Hq5xNx ή εναλλακτικά τροφοδοσία από το δίκτυο παροχής ρεύματος
Το λογισμικό του σεισμογράφου
Για τον προγραμματισμό του σεισμογράφου χρησιμοποιήθηκε η αντικειμενοστραφής γλώσσα προγραμματισμού υψηλού επιπέδου Python έκδοσης ….. Πληροφορίες για τη γλώσσα Python: https://www.python.org/
H ενότητα προγραμματισμού (module) GPIO της Python για τον έλεγχο του επιταχυνσιομέτρου MMA7455 από το Odroid-C2: https://bit.ly/2gzCA7c
Τον εξομοιωτή τερματικού PuTTY για την επικοινωνία με το mini-υπολογιστή Odroid-C2 από σταθερό υπολογιστή (PC) με λογισμικό Linux ή Windows μέσω του πρωτοκόλλου SSH.
Σημ. Ο εξομοιωτής μπορεί να χρησιμοποιηθεί προαιρετικά αφού το Odroid-C2 δίνει άμεση δυνατότητα σύνδεσης με περιφερειακά (πληκτρολόγιο, ποντίκι κλπ)
O εξομοιωτής τερματικού είναι διαθέσιμος εδώ: https://bit.ly/2EP6MD9
Η κατασκευή του σεισμογράφου
Φυσική διασύνδεση του Odroid C2 με το επιταχυνσιόμετρο MMA7455
Η διασύνδεση γίνεται βάση του πρωτοκόλλου I2C (Inter-Integrated Circuit protocol)
Η πλατφόρμα ΙοΤ ThingSpeak
H «ThingSpeak» είναι μια πλατφόρμα ανοιχτού κώδικα για το Ίντερνετ των Πραγμάτων (ΙοΤ: Internet of Things) και ένα περιβάλλον διεπαφής ανάπτυξης εφαρμογών (API: Application Programming Interface) για την αποθήκευση και ανάκτηση δεδομένων με τη χρήση του πρωτοκόλλου HTTP μέσω του διαδικτύου ή ενός τοπικού δικτύου. Μέσω της πλατφόρμας «ThingSpeak» ο χρήστης μπορεί να δημιουργήσει εφαρμογές καταγραφής δεδομένων από αισθητήρες, να ανιχνεύσει τη θέση τους και να δημοσιεύει αλλά και να ανανεώνει τα δεδομένα αυτά στα δίκτυα κοινωνικής δικτύωσης π.χ twitter. Η πλατφόρμα «ThingSpeak» είναι προσπελάσιμη εδώ: http://thingspeak.com
Χειρισμός και λειτουργία του σεισμογράφου
Μπορούμε να διαχειριστούμε τον σεισμογράφο μας:
Συνδέοντας απ’ απευθείας πληκτρολόγιο-ποντίκι, οθόνη (μέσω HDMI) στο Odroid C2 αφού αυτό μπορεί και λειτουργεί σαν μίνι υπολογιστής ή μέσω του πρωτοκόλλου SSH ασύρματα από σταθμό που εκτελεί Windows μέσω του προγράμματος PuTTY: https://bit.ly/2kFVngX
Ο δεύτερος αυτός τρόπος διασύνδεσης είναι και ο καλύτερος αφού μας επιτρέπει να χειριστούμε τον σεισμογράφο μας μέσω του τοπικού μας δικτύου ασύρματα από ένα σταθμό εργασίας με λειτουργικό Linux ή Windows. Επιπλέον η διάταξη απαλλαγμένη από περιφερειακά μπορεί να καταγράφει πλέον τη σεισμική δραστηριότητα χωρίς «το βάρος» των περιφερειακών της.
Ο σεισμογράφος σε λειτουργία
Αφού εκκινήσουμε το μίνι υπολογιστή Odroid-C2 και εισέλθουμε στην επιφάνεια εργασίας του (εκτελεί το λειτουργικό Linux/Ubuntu), εκτελούμε το πρόγραμμα «seismographos.py» το οποίο γράψαμε στη γλώσσα προγραμματισμού python* για το σκοπό αυτό, δίνοντας σ’ ένα τερματικό την εντολή:
«sudo python seismographos.py»
* το πρόγραμμα βρίσκεται στη διεύθυνση: https://bit.ly/2CdvHzT
Με τον τρόπο αυτό θέτουμε σε λειτουργία το σεισμογράφο μας και η καταγραφή των επιταχύνσεων που δέχεται η διάταξή μας ξεκινά!
Όπως βλέπουμε ο σεισμογράφος καταγράφει τις σεισμικές επιταχύνσεις στους 3 άξονες x,y,z. Ευνόητο είναι ότι σε κατάσταση ηρεμίας οι τιμές στους άξονες x και y είναι πολύ κοντά στο 0, ενώ στον τελευταίο άξονα (άξονα των z) η τιμή γύρω στο 75 οφείλεται στην επιτάχυνση της βαρύτητας (9,8 m/sec2
Επιταχυνσιογραφήματα
Μεταβαίνουμε στη διεύθυνση του καναλιού που δημιουργήσαμε στην πλατφόρμα «ThingSpeak» https://thingspeak.com/channels/250571. Η καταγραφή έχει ήδη ξεκινήσει!
Καταγραφή της πρώτης σεισμικής δραστηριότητας
Κουνώντας το σεισμογράφο. Παρατηρούμε ότι η συσκευή μας δίνει εκτός από τα επιταχυνσιογραφήματα στους τρεις άξονες x,y,z και το στίγμα της! Τα βέλη σημειώνουν τη στιγμή που γίνεται ο εντοπισμός της σεισμικής δραστηριότητας!
Ενημέρωση πολιτικής προστασίας με ενεργοποίηση του Tweeter React
Ενεργοποιούμε την αυτόματη αποστολή twits από την πλατφόρμα «ΤhingSpeak» στην πλατφόρμα Twitter όταν οι επιταχύνσεις ξεπερνούν ένα «κρίσιμο όριο» μέσω του app της ΤhingSpeak React.
Τα “twits” ενημερώνουν το κοινό για την σεισμική δραστηριότητα που καταγράψαμε στην πόλη μας (Κέρκυρα)!!!