很久很久以前，在遙遠(yuǎn)的北愛(ài)爾蘭，一位靠譜的DIYer做出了一個(gè)“靠譜的地震儀”。他表示這個(gè)自制儀器可以檢測(cè)路過(guò)他家門(mén)口的卡車(chē)、暴躁鄰居的敲門(mén)聲、和一英里外打樁機(jī)的打樁頻率，但是鑒于北愛(ài)爾蘭空白的有點(diǎn)可恥的地震記錄，一次地震也沒(méi)檢測(cè)出來(lái)（這個(gè)唯恐地球不震的DIYer此處表示了非常遺憾）。于是作為一位靠譜的譯者，為表達(dá)對(duì)自制靠譜地震儀行為本身由衷的敬意，我鄭重的在靠譜地震儀的前面加上了一個(gè)表示濃濃愛(ài)意“卟”字，是的如果你愿意讀做“不”也可以的。下面我們就來(lái)看看這位北愛(ài)爾蘭的朋友是怎么把自己武裝成地震監(jiān)測(cè)“卟”專(zhuān)家的~

　　大部分地震監(jiān)測(cè)儀的核心裝置，簡(jiǎn)單說(shuō)起來(lái)就是在磁場(chǎng)中懸掛一個(gè)固定有線(xiàn)圈的重物。當(dāng)發(fā)生地震時(shí)，地面帶動(dòng)設(shè)備中產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁鐵一起震動(dòng)，而線(xiàn)圈卻因?yàn)閼覓熘匚锏膽T性保持基本靜止。這時(shí)線(xiàn)圈因?yàn)榍懈畲帕€(xiàn)產(chǎn)生了感應(yīng)電流，采集這個(gè)信號(hào)，再做一些濾波和阻尼處理，就可以得到有意義的信息。

　　我的地震儀采用了一個(gè)低阻抗的半成品檢測(cè)器，自帶阻尼功能，這是設(shè)備的系統(tǒng)原理框圖。

　　運(yùn)動(dòng)傳感器

　　● 這就是整個(gè)設(shè)備的照片，丑是丑點(diǎn)，但是很實(shí)用的。A和B是兩個(gè)廢棄的硬盤(pán)，這里我們?nèi)サ舸诺皇褂盟拇蓬^臂。

　　● 磁頭臂在硬盤(pán)中工作時(shí)，由音圈電機(jī)驅(qū)動(dòng)。電機(jī)驅(qū)動(dòng)器給音圈電機(jī)中線(xiàn)圈通電，線(xiàn)圈就會(huì)帶動(dòng)磁頭臂移動(dòng)。與其他所有電機(jī)相同，音圈電機(jī)也能反著用，也就是說(shuō)當(dāng)移動(dòng)磁頭臂時(shí)，音圈電機(jī)中的線(xiàn)圈里就會(huì)產(chǎn)生一股電流。我們可以放大這個(gè)電流信號(hào)，再把它采集到電腦中去。

　　● C是個(gè)很重很重的鉛塊，是從我家奇怪的天花板上剝下來(lái)的，這里采用彈簧懸掛的方式掛在設(shè)備上。D是一個(gè)附著在鉛塊C上的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，負(fù)責(zé)把鉛塊C與底板的相對(duì)移動(dòng)傳到硬盤(pán)的磁頭臂。兩塊硬盤(pán)的磁頭臂分別負(fù)責(zé)采集兩個(gè)方向的移動(dòng)。E和F是兩個(gè)用以保證設(shè)備穩(wěn)定的鉛塊。G是選擇開(kāi)關(guān)，可以選擇采集A和/或B線(xiàn)圈中的信息。經(jīng)過(guò)我的實(shí)驗(yàn)，同時(shí)采集A和B線(xiàn)圈是最靠譜的。

　　● 當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)，懸掛鉛塊C因?yàn)閼T性基本保持不動(dòng)，傳動(dòng)結(jié)構(gòu)D也相對(duì)C不動(dòng)，但是這時(shí)E、F會(huì)隨地震震動(dòng)，于是磁頭臂移動(dòng)，A、B線(xiàn)圈產(chǎn)生出感應(yīng)電流，地震就被檢測(cè)到了。

　　● 據(jù)我所知還沒(méi)有人這樣使用硬盤(pán)，所以這個(gè)地震儀應(yīng)該是個(gè)原創(chuàng)發(fā)明，啊哈哈哈~

　　● 這個(gè)設(shè)備還有個(gè)優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)橐羧﹄姍C(jī)本來(lái)就是要在高速下驅(qū)動(dòng)磁頭臂，電機(jī)的阻抗特別低，所以電路基本不存在受到電磁干擾的問(wèn)題。在旁邊工作著四臺(tái)電腦和一個(gè)顯示器的情況下，信號(hào)都不會(huì)摻雜太多電源的噪聲。

　　放大器

　　● 這是一個(gè)比較標(biāo)準(zhǔn)的放大器電路，用2個(gè)741運(yùn)算放大器制作。整個(gè)電路由15V的正負(fù)雙電源驅(qū)動(dòng)。

　　● 選擇開(kāi)關(guān)可以選擇輸入L1和/或L2線(xiàn)圈（A、B音圈電機(jī)）中的信號(hào)。

　　● 當(dāng)輸入信號(hào)時(shí)，R1或R2與R3匹配能使信號(hào)獲得1000或300倍的反向放大。因?yàn)橐獧z測(cè)的頻率很低（典型地震的頻率是1Hz或更低），我們的電路還是很可能獲得這么高增益的。VR1是一個(gè)接調(diào)零端的10K微調(diào)電阻，用以調(diào)整輸出的直流模擬信號(hào)，方便進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。R5和LED是電源指示燈。最后還要把整個(gè)電路的輸出接入單位增益緩沖器，好有足夠的電流去驅(qū)動(dòng)8位數(shù)模轉(zhuǎn)換器。

　　● 如果要把設(shè)備放到一個(gè)地震頻發(fā)的地方去，就不需要這么靈敏，可以把R1、R2換成阻值較小的電阻來(lái)減少放大倍數(shù)。不過(guò)要記得把R4也換成和R1、R2相近阻值的電阻。這個(gè)電路的放大倍數(shù)是-（R3/R1或R2），如果你想要100倍的反向放大，用個(gè)10K的電阻就可以實(shí)現(xiàn)。

　　● 這是我做的電路布局，如果你需要可以RiscPC文件，可以聯(lián)系我。

　　剩下的部分

　　● 這幅圖上是全部電路設(shè)備，A是一個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換板，上面插的是ZN449 8位數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片，這是我最喜歡的一個(gè)多才多藝的芯片，我的人生因它而不同。雖然這么說(shuō)，只要與電腦匹配，別的8位數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片也可以用的。B是電纜適配器。C是上一段說(shuō)明過(guò)的放大器。

　　程序

　　● 我編了個(gè)名叫！Quaker的小小共享程序用來(lái)記錄儀器的輸出。這個(gè)程序可以每5分鐘保存一副圖片，記錄這段時(shí)間內(nèi)周?chē)l(fā)生的震動(dòng)。如果和RiscOS4配合可以把好幾天的記錄都存在同一個(gè)目錄下面。下圖是軟件界面和5分鐘的記錄圖。

　　● 第一排的前兩個(gè)圖形是我用手指敲了敲房頂，然后關(guān)上了我工作室的門(mén)，其他的都是背景噪聲。很明顯我的設(shè)備超級(jí)靈敏的，這樣靈敏的結(jié)果就是當(dāng)?shù)卣鹫嬲齺?lái)時(shí)，在驚慌中你會(huì)發(fā)現(xiàn)所有震動(dòng)都會(huì)跳出振幅的閾值，圖像被紅線(xiàn)填滿(mǎn)了。如果此時(shí)你還會(huì)想要估計(jì)地震的強(qiáng)度，參考顯示器本身的跳動(dòng)幅度會(huì)更加準(zhǔn)確。

　　最后再做一點(diǎn)說(shuō)明，地震監(jiān)測(cè)、地震預(yù)警、還有地震預(yù)報(bào)都是不一樣的概念。簡(jiǎn)單的說(shuō)：地震監(jiān)測(cè)是要在地震來(lái)時(shí)采集地震的數(shù)據(jù)和強(qiáng)度；地震預(yù)警是要在地震第一波較弱震動(dòng)到來(lái)時(shí)，及時(shí)預(yù)警下一波更強(qiáng)烈的地震；而在現(xiàn)有條件下，地震預(yù)報(bào)則是不靠譜的、希望能完全提前預(yù)報(bào)地震的手段。本文中的這個(gè)“地震儀”，應(yīng)該說(shuō)是一個(gè)不錯(cuò)的震動(dòng)監(jiān)測(cè)儀，不過(guò)如果有高人改裝一下，能做成個(gè)地震預(yù)警裝置也說(shuō)不定的，DIY裝置什么的，可都是潛力股哦~



??????? 附程序代碼：

　　10 REM Quaker

　　20 REM Simple earth quake detector demonstration

　　30 REM Needs Velleman K8055 USB Experiment Interface board

　　40 REM Jochen Lueg

　　50 REM December 2009

　　60

　　70 MODE 15

　　80

　　90 REM Find dll routines addresses

　　100 PROCinit

　　110

　　120 VDU5

　　130 REM Turn board 0 on

　　140 SYS USB_OpenDevice%，0

　　150 CLG

　　160

　　170 MOUSE ON

　　180

　　190 COLOUR 5

　　200 MOVE 10，1000

　　210 PRINT“Press the left mouse button to start”

　　220 MOVE 10，960

　　230 PRINT “Press the right button to pause”

　　240 REPEAT

　　250 MOUSE x%，x%，b%

　　260 UNTIL b%=4

　　270 CLG

　　280 GCOL 5

　　290 REM Start at the top of the screen and repeat until you reach the bottom - 5 traces

　　300

　　310 REPEAT

　　320 CLG

　　330 FOR Y%= 1800 TO 200 STEP -200

　　340

　　350 FOR X%= 0 TO 2559 STEP 2

　　360 SYS A%，1 TO V%

　　370 PLOT 5， X%，Y%+V%*4

　　380 MOUSE x%，y%，b%

　　390 IF b%=1 THEN

　　400 REPEAT

　　410 MOUSE x%，y%，b%

　　420 UNTIL b%=4

　　430 ENDIF

　　440 NEXT

　　450 MOVE 0，Y%-200

　　460 NEXT

　　470 UNTIL FALSE

　　480 SYS USB_CloseDevice%

　　490

　　500 *QUIT

　　510

　　520 END

　　530

　　540 DEFPROCinit

　　550 REM Typing errors in routine name do not generate an error message - they just hang up the program.

　　560 SYS“LoadLibrary”，“K8055D.dll” TO USB_Board%

　　570 SYS“GetProcAddress”，USB_Board%，“OpenDevice” TO USB_OpenDevice%

　　580 SYS“GetProcAddress”，USB_Board%，“ReadAnalogueChannel”，1 TO USB_ReadAnalogue%

　　590 SYS“GetProcAddress”，USB_Board%，“SetAllDigital” TO USB_SetAllDigital%

　　600 SYS“GetProcAddress”，USB_Board%，“CloseDevice” TO USB_CloseDevice%

　　610 SYS“GetProcAddress”，USB_Board%，“ClearAllDigital” TO USB_ClearAllDigital%

　　620 SYS“GetProcAddress”，USB_Board%，“ClearDigitalChannel” TO USB_ClearDigitalChannel%

　　630 SYS“GetProcAddress”，USB_Board%，“SetDigitalChannel” TO USB_SetDigitalChannel%

　　640 SYS“GetProcAddress”，USB_Board%，“ReadAnalogChannel” TO A%

　　650 ENDPROC