Earthquake Sensor

Earthquake Sensor

Proiect realizat de Manole Rares

Introducere

Dispozitivul este facut in asa fel incat sa detecteze miscarile seismice. Cand acestea sunt resimtite, el porneste alarma audio-vizuala din dotare. Aceasta se opreste dupa 10 secunde de la ultima unda. Ulterior, este afisata magnitudinea seismului resimtit. Acest dispozitiv este util intrucat ne permite sa intelegem mai bine seismele printr-un mod atractiv, putand sa simulam acest fenomen cand dorim.

Descriere generală

Cand suprafata unde se afla dispozitivul este zguduita, aceasta miscare este preluata de accelerometru. Acesta transmite magnitudinea catre arduino. Cat timp aceasta nu este 0, LED-ul se aprinde intermitent iar buzzer-ul va suna alarma. Dupa trecerea a 10 secunde de la ultimul soc, este afisata magnitudinea maxima a seismului resimtit.

Hardware Design

Componente:
*Arduino Uno
*LED
*Accelerometru
*Buzzer
*LCD Screen
*Breadboard

Software Design

Din libraria pentru accelerometru, am folosit un exemplu prestabilit care afisa valorile x,y,z a senzorului. Pe baza acestuia s-a bazat codul, facand modificarile aferente cerintei.

//librariile folosite

#include "Wire.h"
#include "MPU6050.h"
#include <LiquidCrystal_I2C.h>



LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,20,4);

MPU6050 mpu;
int16_t ax, ay, az;
int16_t gx, gy, gz;

struct MyData {
  byte X;
  byte Y;
  byte Z;
};

//valorile de referinta folosite pentru determinarea magnitudinii

float iX=0;
float iY=0;
float iZ=0;

//pragul magnitudinii de unde incepe alarma

float noiseTreshold=2.5;

bool alarmActive=false;

const int ledPin=13;
const int buzzerPin=12;

MyData data;

float magnitude = 0.0;
float prev_magnitude = 0.0;

unsigned long lastMagnitude = 0;

void setup()
{
  Serial.begin(9600);
  Wire.begin();
  mpu.initialize();

  pinMode(ledPin,OUTPUT);
  pinMode(buzzerPin,OUTPUT);

  lcd.begin(16,2);
  lcd.backlight();
lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("Waiting...");
}

void loop()
{
  mpu.getMotion6(&ax, &ay, &az, &gx, &gy, &gz);

  // se calculeaza magnitudinea in baza datelor precedente
  float acc_x = ax - iX;
  float acc_y = ay - iY;
  float acc_z = az - iZ;

  float acc_total = sqrt(acc_x * acc_x + acc_y * acc_y + acc_z * acc_z);

  //avand in vedere "acuratetea" accelerometrului folosit, am calibrat formula 

  magnitude = log10(acc_total) *4.25 -8 ;

  // updatarea datelor ce vor deveni de referinta pentru calculele viitoare
  prev_magnitude = magnitude;
  iX=ax;
  iY=ay;
  iZ=az;

  data.X = map(ax, -17000, 17000, 0, 255); // axa x
  data.Y = map(ay, -17000, 17000, 0, 255); // axa Y
  data.Z = map(az, -17000, 17000, 0, 255); // axa Z

  lcd.setCursor(0, 1);

//activarea alarmei in urma depasirii treshold-ului

  if(magnitude>noiseTreshold){
    digitalWrite(ledPin, HIGH);
    tone(buzzerPin, 1000);
   
    lcd.print("Earthquake!       ");
    lcd.setCursor(0, 2);
    lcd.print("");
  
  
  

   lastMagnitude=millis();
   
    alarmActive=true;
  }else{

    // oprirea ei
    digitalWrite(ledPin,LOW);
    noTone(buzzerPin);
    lcd.print("Nothing detected");

    if (alarmActive && (millis() - lastMagnitude >= 10000)) {
      // Reset the alarm state
      alarmActive = false;
    
    }

  }

  delay(500);

//printarea in serial monitor valorile axelor X-Y-Z si magnitudinea resimtita

  Serial.print("Axis X = ");
  Serial.print(data.X);
  Serial.print("  ");
  Serial.print("Axis Y = ");
  Serial.print(data.Y);
  Serial.print("  ");
  Serial.print("Axis Z = ");
  Serial.print(data.Z);
  Serial.print("  ");
  Serial.print("Magnitude = ");
  Serial.println(magnitude, 2); 
}

Rezultate Obţinute

Concluzii

M-am familiarizat mai mult cu partea de hardware si sa trec peste anumite dificultati din acest punct de vedere. De asemenea, a fost folositor sa imbin programarea cu partea de matematica/fizica, fiind necesar sa ma interesez cum se calculeaza magnitudinea unui seism in scara Richter (de asemenea sa imi dau seama de amplaorea unui cutremur: de exemplu, un cutremur cu magnitudiea 7 e de 10 ori mai putenric decat unul cu magnitudinea 6 sau de 100 de ori decat unul cu magnitudinea 5, ca intensitate). Din pacate nu am putut sa fac proiectul cum mi-am dorit initial, intrucat accelerometrul are destul de mult “noise” si nu are o acuratete asa buna. Totusi, sunt multumit de rezultatul final.

Download

O arhivă (sau mai multe dacă este cazul) cu fişierele obţinute în urma realizării proiectului: surse, scheme, etc. Un fişier README, un ChangeLog, un script de compilare şi copiere automată pe uC crează întotdeauna o impresie bună

Fişierele se încarcă pe wiki folosind facilitatea Add Images or other files. Namespace-ul în care se încarcă fişierele este de tipul :pm:prj20??:c? sau :pm:prj20??:c?:nume_student (dacă este cazul). Exemplu: Dumitru Alin, 331CC → :pm:prj2009:cc:dumitru_alin.

Jurnal

Puteți avea și o secțiune de jurnal în care să poată urmări asistentul de proiect progresul proiectului.

Bibliografie/Resurse

Listă cu documente, datasheet-uri, resurse Internet folosite, eventual grupate pe Resurse Software şi Resurse Hardware.

Export to PDF

Table of Contents