Construa um sismógrafo e registre terremotos a longa distância - Parte 7

Uma vez que o sismógrafo, a bobina captadora e amplificador DC estejam construídos, é hora de conectar o conversor analógico-digital (ADC) ao computador e fazer os primeiros ajustes.

O objetivo do ADC é converter os sinais sísmicos presentes à saída do amplificador DC e entregá-los ao computador para que possam ser registrados pelo software apropriado.

OADC é o único componente do sismógrafo que deve ser adquirido já pronto, uma vez que o software que faz o registro foi concebido tendo em vista o uso de modelos comerciais.

Em nosso primeiro protótipo utilizamos o modelo DATAQ 194-RS, que era conectado à porta serial do computador. No entanto, esse modelo já não está mais disponível e foi substituído pelo modelo DI-145, que faz uso da porta USB. O ADC pode ser comprado neste site: http://www.dataq.com/145.


Teste do conjunto
Instale o programa que acompanha o Dataq DI-145 (Dataq Device Manager ou DDM) de acordo com as instruções. Depois de instalado, conecte o conversor à porta USB e confira no Device Manager se tudo está ok.

Confirmado o funcionamento e com o ADC reconhecido pelo computador, abra o programa principal do Dataq.

Ligue a bobina captadora ao amplificador DC e coloque todos os potenciômetros a meio curso. Conecte os fios de saída do amplificador ao canal 1 (Ch1) do ADC.

Se tudo estiver certo, será possível observar grandes variações de voltagem ao se aproximar objetos metálicos da bobina captadora. A amplitude da tensão pode ser ajustada atuando sobre P2 enquanto posição do eixo x pode ser deslocada verticalmente por intermédio de P3.



P2 deve ser regulado para que na ausência de sinal de entrada (fios da bobina em curto) a tensão no pino 6 de IC2 seja igual a zero. Para essa operação você pode usar um multímetro ou melhor ainda, um osciloscópio. Você não precisará mais mexer nesse ajuste.


Local de instalação
Antes de iniciar o ajuste do período de oscilação do pêndulo escolha um local adequado para a instalação do aparelho.

Este local deve ser o mais distante possível da passagem de pessoas e de carros e quanto mais próximo ou abaixo ao solo, melhor. Se o instrumento for instalado em apartamentos, tenha em mente que um edifício age como um pêndulo invertido e pequenas oscilações no solo fatalmente serão detectadas pelo instrumento.

Orientação do Sismógrafo
Além da escolha de um local adequado, o sismógrafo deverá ser orientado corretamente, com a barra de sustentação apontada no sentido norte-sul ou leste-oeste. Sismógrafos orientados no sentido N-S serão sensíveis às ondas sísmicas vindas do leste ou oeste, enquanto sismógrafos orientados no sentido L-O serão mais sensíveis às ondas que chegam vindas do norte ou do sul. Particularmente, orientamos nosso instrumento no sentido N-S, de modo a captar os terremotos que ocorrem na cordilheira dos Andes. No entanto, essa é uma escolha que ficará a cargo do montador e das necessidades de cada estação.


Ajuste do Pêndulo - Parte 1
Esse é provavelmente o ajuste mais importante do instrumento.

1 - Retire o amortecedor magnético da base do instrumento
2 - Com auxílio de um nível de bolha ajuste os pés do sismógrafo até obter o melhor nivelamento possível.
3 - Gire o parafuso do pivô do pêndulo até que o pivô e o ponto de sustentação da corda estejam perfeitamente alinhados na mesma vertical. Se precisar, use um pequeno fio de prumo para garantir o alinhamento.
4 - Conecte a bobina captadora ao amplificador DC e este ao conversor analógico-digital Dataq. Em seguida abra o Dataq Device Manager.



Confira o funcionamento do equipamento, dando um sopro ou uma leve batidinha no pêndulo com uma folha de papel (cuidado para o pêndulo não cair!). Aumente ou diminua a sensibilidade do amplificador DC até obter uma onda fácil de ser acompanhada e estudada. No software de aquisição de dados, ajuste o tempo de varredura para 10 segundos por divisão (Sample Rate = 4).

Observe que mesmo com um pequeno sopro as oscilações continuam por um bom tempo. Até mesmo quando não se percebe mais qualquer movimentação, as "ondinhas" ainda são perceptíveis no gráfico!

Anote o período de oscilação do pêndulo. Esse tempo é mostrado no gráfico como o intervalo que entre duas cristas na onda registrada, como mostra a figura acima. Normalmente o período de oscilação estará acima de 5 segundos.

Com bastante cuidado, gire meia-volta o parafuso do pivô da barra e meça novamente o período do pêndulo. Tente fazer com que as oscilações fiquem acima de 10 segundos e preferencialmente próximas a 16 segundos. Períodos próximos a 12 segundos são bem rezoáveis.


Ajuste do Pêndulo - Amortecimento
Após ajustado o período de oscilação, introduza o amortecedor magnético no conjunto e repita os testes. Repare que agora o pêndulo não vai mais balançar tanto tempo, já que estará sendo "freado" pelas correntes de Foucault.



O efeito do amortecimento será maior ou menor dependendo de quanto a chapinha está inserida ou deslocada do centro da cavidade magnética. O ajuste ideal será obtido quando o gráfico mostrar apena uma ou duas ondas após o deslocamento inicial do pêndulo.


Observação
O conversor DI-145 custa nos EUA em torno de 30 dólares e é enviado pelos correios em até cinco dias. Mas muita atenção: apesar do preço ser bastante atraente, a empresa fabricante não envia o produto através dos correios americanos (USPS) e sim pela UPS, que cobra cerca de 80 dólares para enviar o ADC para o Brasil.

Neste caso, os impostos brasileiros incidirão sobre 110 dólares (30 do ADC e 80 do frete), fazendo o valor do ADC chegar a cerca de 220 dólares. Portanto, se tiver um conhecido que more nos EUA, peça a ele para comprar o produto por lá e enviar a você como presente pelo correio oficial USPS. Tudo não passará de 50 dólares, tornando a compra isenta de impostos, apesar de demorar um pouco mais para chegar.



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