Dostałem dziś mailem pytanie dotyczące wcześniejszych wpisów dotyczących budowy prostego czujnika sejsmicznego (Sejsmograf domowej roboty – pierwsza przymiarka oraz Sejsmograf domowej roboty – krok drugi):
Jestem studentem geofizyki na AGH i instruktorem harcerskim w ZHP. Przygotowuję zajęcia dla młodzieży popularyzujące sejsmologię. Chcieliśmy na nich zbudować sejsmograf według Pańskiego pomysłu, jednak jedna rzecz jest dla mnie niejasna – jak dokładnie należy podłączyć cewkę do karty dźwiękowej w komputerze? Niestety, nie znalazłem odpowiedzi na to pytanie w artykule. Będę bardzo wdzięczy za odpowiedź.
Z wyrazami szacunku,
Marek Ziobro
Każdy taki mail jest dla mnie bardzo ważny, bo oznacza, że treść, którą tworzę jest wartościowa. Dziś postanowiłem odpowiedzieć publicznie na blogu – myślę, że odpowiedź może się komuś jeszcze przydać.
Cewka zastosowana w sejsmometrze to zwykły zwój drutu mający dwa końce. W wyniku zmiany pola magnetycznego spowodowanej ruchem magnesu w cewce indukuje się napięcie, czyli różnica potencjału pomiędzy obydwoma końcami drutu. Wartość tego napięcia jest proporcjonalna do tego, jak szybko zmienia się pole magnetyczne – im szybciej rusza się magnes tym większe napięcie. Do pomiaru stałego napięcia można oczywiście użyć multimetru, natomiast w naszym przypadku zależy nam na pomiarze zmian napięcia w czasie. Pomiaru napięcia w funkcji czasu możemy dokonać za pomocą oscyloskopu. W przypadku, gdy nie mamy pod ręką oscyloskopu można ratować się kartą dźwiękową komputera z wejściem mikrofonowym. Sygnał z mikrofonu jest napięciem zmiennym w czasie dokładnie tak jak w przypadku czujnika sejsmicznego. Niektóre karty dźwiękowe w komputerach stacjonarnych mają również wejścia zwane line-in, które działają bardzo podobnie.
Oczywiście karta dźwiękowa nie będzie doskonałym oscyloskopem (i tym bardziej rejestratorem sejsmicznym) ponieważ:
- Ma ograniczony zakres napięć wejściowych – to bardzo ważne, bo przekroczenie maksymalnego dopuszczalnego napięcia może kartę uszkodzić. Dokładne wartości należy sprawdzić w dokumentacji danego modelu karty.
- Pracuje w domyślnym dla dźwięku próbowaniu (44.1, 48kHz) jest to zdecydowanie za dużo, ale lepiej za dużo niż za mało.
- Ma spore szumy, co jest istotne przy rejestracji słabych sygnałów.
- Ma zazwyczaj niską rodzielczość.
Do samego podłączenia będziemy potrzebowali wtyk jack 3.5mm (mono lub stereo). Do masy podpinamy jeden koniec drutu cewki, a do plusa (w przypadku wtyku stereo do kanału L lub P) drugi. Zamiany miejscami kabli od cewki będzie miała wpływ na kierunek pomiaru: dodatnie napięcie przy ruch w górę lub w dół – na początek zabawy nie ma to żadnego znaczenia, przy głębszej interpretacji warto to wiedzieć i kontrolować. Czasami łatwiej będzie kupić kabel zakończony złączem jack (np. przedłużacz do słuchawek, lub kabel do podłączania odtwarzacza do radia), przeciąć i połączyć kabelki. W przypadku kabla stereo trzeba uważać, żeby nie połączyć cewki do kanałów L i P, bo wtedy nie zadziała – jeden koniec musi być do masy. Ja stosowałem właśnie taki przerobiony kabel:
Na komputrze można użyć dowolnego oprogramowania do rejestracji dźwięku lub specjalnego programu udającego oscyloskop: Zelscope lub Soundcard Oscilloscope. Drugi z nich widać na moich starych zdjęciach (to zdjęcie jest 2006, dlatego w warsztacie miałem monitor CRT):
Pozdrawiam i jak zawsze czekam na Wasze maile!
Zapraszam w środę o 20 na nowy wpis – w tym tygodniu będzie o liczbach zmiennoprzecinkowych.
adres |
