DIY ADXL335地震検知器 - 低消費電力3軸加速度センサープロジェクト
必要なパーツと用品
| パーツ | 数量 | 備考 |
|---|---|---|
| Arduino Nano R3 | 1 | |
| Adafruit アナログ加速度センサー: ADXL335 | 1 | |
| OP07CP オペアンプIC | 1 | |
| 単回転ポテンショメーター 10kΩ | 2 | |
| 抵抗 1kΩ | 1 | |
| 抵抗 5.6kΩ | 1 | |
| コンデンサ 100μF | 2 |
必要な工具と機械
- ハンダゴテ (汎用)
使用するアプリとオンラインサービス
- Arduino IDE
プロジェクト概要
ADXL335は低消費電力、完全な3軸加速度センサーでアナログ電圧出力を持ちます。最小フルスケール範囲±3gで加速度を測定。傾き検知用途での重力による静的加速度、動作、衝撃、振動による動的加速度の両方を測定可能。感度は330mV/g。
インターネット上にはこの加速度センサーを使った多くの「地震検知器」プロジェクトがありますが、この目的での感度は非常に低く、実用的ではありません。私は自信を持って言えます。なぜならいくつも作ってテストしたからです。
ここで提案するアイデアは：計装用オペアンプICを差動モードで接続し、ノイズを増幅せずに信号の有用な部分のみを100〜1000倍(以上)に増幅することです。OP07 ICを使用していますが、あらゆる計装用オペアンプICで代用可能。ポテンショメーターP1で電圧V2をV1よりわずかに低く設定し、P2で有用信号の増幅度を調整。増幅係数の式は Vout = (V1 - V2) × K (K = 1 + 100/P2[kΩ])。この増幅信号を1kΩ抵抗を介してArduinoマイクロコントローラーのアナログ入力に接続。ADXL335の3軸出力(X、Y、Z)をそれぞれ増幅するには、同一の増幅器を3つ(各軸用)作る必要があります。ここでは垂直衝撃検知用にZ軸のみを使用。
Arduinoマイクロコントローラーは「nerdaqII」コード(後述)で信号を処理・フィルタリング。PCでの可視化にはフリーの「Amaseis」ソフトウェアを使用(後述からダウンロード可能)。これで24時間の地震活動を監視できます。
動画ではこの改造前後の感度差が明確に示されています。ただしADXL335の閾値レベルが比較的高いため、比較的強い局所的な衝撃しか検知できません。これは自作機械式地震計で数年間地震検知を続けてきた経験に基づいています。今後24時間地震活動を記録し、この地域で地震を「捕捉」できることを期待しています。成果があればこのプロジェクトを更新します。
現在、よく知られた電子雑誌に掲載されたMPU-6050を使った地震検知器のテスト段階にあります。こちらは非常に高感度で、3軸データをSDカードにログ記録して後で分析可能。次のプロジェクトの一つになる予定です。
最後に、このタイプの「デジタル」地震計は構築と設置が容易で、様々な大気の影響に強いため、学校の発表会などに最適であると結論づけられます。
コード
Arduinoコード
No preview (download only).
Windowsソフトウェア Amaseis
No preview (download only).
回路図
製造プロセス
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