Arduino Nanoで作る高感度・低コスト地震計：簡単DIY地震検知器

必要な部品と材料

部品	数量
Arduino Nano R3	1
オペアンプIC TL061	1
抵抗 10kΩ	2
抵抗 1MΩ	1
セラミックディスクコンデンサ 39pF	1
小型1-2Wトランスの二次コイル	1

必要な工具と機器

• はんだごて（汎用）

使用アプリとオンラインサービス

• Arduino IDE

プロジェクト概要

地震計は地震を検知しその強さを測定する装置です。基本的に非常に精密な機器で、自作は比較的困難です。市販のセンサーは非常に高価で、安価な衝撃感知電子モジュールはこの目的には感度が不足しています。

以下のテキストと動画では、安価で比較的簡単にDIYでき、かつ高価な市販機器と同等の性能を持つデバイスの作成過程を紹介します。

地震動を電気信号に変換するため、永久磁石を可動部として、多くの巻き数を持つソレノイドで磁石の動きを電気信号に変換します。ここでは1.8Wの小型電源トランスの一次巻線（抵抗1.2kΩ）を使用。このコイルにアルミ板を接着し、可動磁石の振動を減衰させる「レンツ効果」の役割を果たさせます。

次のモジュールでこの信号を増幅します。低ノイズオペアンプ（TL061、NE5534など）や計装用オペアンプ（OP07、OP27、LT1677など）が適していますが、外部電源付きなら古き良き741でも十分動作します。増幅されたアナログ信号はArduinoマイコンのA0入力へ。Arduinoは実質的にアナログ・デジタルコンバーターとして機能します。テスト用にはArduinoのA/Dコンバーター例「AnalogInOutSerial」が使えますが、最適なのは「NERdaq」というコードです。NERdaqはNew England Researchで開発されたデータ収集システムで、学校用スリンキー型地震計をサポートしています。Arduinoを中心に構築され、16ビット（オーバーサンプリング）値をUSBポートへストリーミングし、約18.78サンプル/秒でデータを取得。Arduinoコードは無制限に使用可能で、こちらでも入手できます。

コードにはこの目的専用に開発された複数のフィルターが含まれています。処理された信号はシリアルプロトコルでデータロギングソフトウェアに送られ、データ保存と視覚的表示が行われます。

この目的で最適なフリーソフトウェアは「Amaseis」と最新の「JAmaseis」（Java Amaseis）。以下からダウンロード可能：

• Amaseis
• JAmaseis

JAmaseisを使えばリアルタイムデータをIRISサーバーにアップロード可能。例えば私の地震計のリアルタイムデータはこちらで見られます。

上図は私の地震計と、私の都市の公式地震観測点の地震記録を比較したものです。非常に微弱な震動ですが、ご覧の通り2つの地震波形にほとんど差がなく、この自作低コスト地震計の感度と精度の高さを裏付けています。

次の画像は、震源から220km離れた地点で私の地震計が記録した、ギリシャのM5.2地震の波形です。

この装置は気流に非常に敏感なので、適切に保護する必要があります。

最後に、私が考案・特許取得した全く新しいセンサー設計を紹介します。非常に高感度でありながら構築はシンプルです。過去の同様デバイス制作経験を基に設計しました。私の動画チャンネルでは他の自作地震計も公開しています：

• DIYシンプル安価ピエゾ地震計
• 10ドル高感度地震計
• DIYレーマン地震計
• DIY水平振り子地震計
• DIY AS1地震計
• TC1垂直地震計

上：2018年8月19日フィジー沖地震、数千マイル離れた場所で記録

コード

• code

code Arduino

プレビューなし（ダウンロードのみ）。

回路図