Vous souhaitez détecter les tremblements de terre et autres événements sismiques — qu’ils soient naturels ou ou d’origine humaine — directement depuis votre établi ? Ce projet de sismographe DIY utilise un capteur de vibrations sensible pour surveiller les secousses, y compris celles trop subtiles pour être perçues par l’être humain.

Les phénomènes naturels tels que les tremblements de terre, les glissements de terrain ou les impacts de météorites produisent des ondes sismiques qui se propagent à la surface de la Terre. Dans le cas de séismes puissants, ces vibrations peuvent faire plusieurs fois le tour du globe avant de s’atténuer complètement. L’activité sismique peut aussi être causée par l'homme comme l’extraction de gaz naturel ou les essais nucléaires. Bien que ces secousses anthropiques soient généralement trop faibles pour être perçues, elles peuvent être détectées avec un capteur de vibrations très sensible — comme celui utilisé par Gert Baars dans le sismographe DIY présenté dans son projet.

 
Seismograph circuit
Le signal provenant du capteur est amplifié, filtré, puis numérisé par un microcontrôleur ATtiny, qui transmet ensuite le signal à un PC.

Éléments essentiels du circuit

Les capteurs sismographiques classiques utilisent un système masse-ressort pour détecter les vibrations, mais ces dispositifs sont complexes, coûteux et nécessitent un amortissement pour éviter des oscillations prolongées. Comme alternative plus simple, ce projet réutilise un petit haut-parleur de 0,5 W / 8 Ω (diamètre 8 à 12 cm) en tant que capteur de vibrations. En plaçant une masse sur la membrane, les secousses du sol font bouger le haut-parleur tandis que la masse résiste au mouvement, générant une tension dans la bobine par inertie — transformant ainsi le haut-parleur en un détecteur sismique sensible et économique.

« Le signal du haut-parleur est d’abord amplifié, puis passe par un filtre pour éliminer les parasites secteur et réduire le bruit » explique Baars. « Le signal est ensuite transmis à l’entrée ADC d’un microcontrôlleur ATtiny. Une fois la conversion effectuée, le microcontrôleur envoie le signal à l’ordinateur via une liaison série. Un programme s'exécutant sur le PC ou l’ordinateur portable transforme ces données en représentation graphique, permettant à l’utilisateur de visualiser l’heure et l’intensité de l’activité sismique. Deux fenêtres plus petites permettent de visualiser en temps réel l’amplitude et le spectre de fréquence du signal.”
 
Seismograph project
Circuit imprimé et composants

Logiciel et caractéristiques

Le logiciel en langage assembleur embarqué dans le microcontrôleur a pour tâche simple de transmettre la valeur convertie de l’ADC sur demande. Comme ce microcontrôleur ne dispose pas d’un port série matériel (UART), cette transmission est assurée par un logiciel complémentaire. L’application PC est développée en langage Delphi.

Caractéristiques :
 
  • Bande passante : 0,5 à 25 Hz (50 échantillons/s)
  • Sensibilité : quelques micromètres (µm)
  • Alimentation du capteur : via le PC
  • Port série : 2 400 bauds, transmission de 8 bits de données

Le projet de sismographe

L’article, “Sismographe: À haut-parleur encapteur,” est paru dans Elektor en mai 2007. Vous pouvez le lire gratuitement pendant deux semaines après la publication de ce billet d’actualité. Si vous entamez votre propre projet, pensez à partager vos avancées sur la plateforme Elektor Labs!
Note de la rédaction. Cet article est initialement paru dans une édition 2007 du magazine Elektor. Étant donné l’ancienneté du projet, certains composants, circuits imprimés ou liens peuvent ne plus être disponibles. Néanmoins, nous pensons que ce contenu pourra vous inspirer pour vos futurs projets électroniques.
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