特徴
- 部品は秋月やマルツ等で買えるものだけ。
- ハンダ付け不要、配線するだけ。
- 震度 1 から測定可能。
- スクリプトはオープンソースで公開。
材料と制作方法
注意点
- 自己責任でお願いします。
- 電気工学の知識が乏しいため、動作してはいますが不適当かもしれません。
- 各部品の特徴や、電子部品の説明書は必ず確認してください。
- とくに電解コンデンサは向きに注意してください（破裂等の恐れがあります）。
制作方法
材料
| 名前 | 個数 | リンク | 用途 |
|---|---|---|---|
| Raspberry Pi 3 Model B | 1 個 | – | 旧モデル可。AC アダプタ、microSD 別途 |
| ブレッドボード | 1 枚 | BB-801(例) | |
| 加速度センサ KXR94-2050 | 1 個 | KXR94-2050 | |
| A/D コンバータ MCP3204-BI/P | 1 個 | MCP3204-BI/P | |
| ジャンパーワイヤ オス-メス | 6 本 | 秋月 C-08933(例) | RasPi とボード間の配線に使用 |
| ジャンパーワイヤ | 適量 | 秋月 P-00288(例) | ボード上の配線に使用 |
| 定電圧レギュレータ 3.3V | 1 個 | LP2950L-3.3V(例) | 電圧安定化 |
| ショットキーダイオード | 1 個 | 1S4(例) | レギュレータ逆電圧保護 |
| コンデンサ(0.1μF) | 4 個 | 秋月 P-04064(例) | |
| コンデンサ(1μF) | 1 個 | 秋月 P-08150(例) | 電解コンデンサ可 |
| コンデンサ(3.3μF 以上) | 1 個 | 秋月 P-10590(例) | セラミックコンデンサ可 |
配線例
（写真注：ショットキーダイオード未配線、電解コンデンサの位置にセラミックコンデンサを置いています）
- 定電圧レギュレータ前後のコンデンサ
- 発振防止と電圧安定化のために使用します。
- データシートでは 3.3μF の時にノイズレベル最小のようです。10μF や 470μF などでも精度は確保できます。
- A/D コンバータ直前のコンデンサ
- ノイズ除去のために使用します。データシートで 1μF が推奨されています。
- センサ出力のコンデンサ
- ローパスフィルタに使用します。
震度の算出
震度の算出方法
- 3 軸の合成加速度(ガル)を算出
- 3 軸サンプリング
- フィルタ（後述）適用
- 加速度[gal]に変換
- 3 軸の合成加速度[gal]を算出
- 震度を算出
- 5 秒間のうち 0.3 秒間継続した合成加速度[gal]を算出 （※5 秒分の合成加速度を降順ソートしたときの 0.3 秒目の値）
- 2 * log10(gal) + 0.94 で震度を算出（gal は 0.3 秒間継続した合成加速度[gal]）
フィルタ特性
- 計算方法
- 指数平滑値 = 前回の指数平滑値 * 0.94 + 今回のサンプル値 * 0.06
- フィルタ後のサンプル値 = 指数平滑値 – 直近 200 サンプル(1 秒)の平均値
フィルタ特性 (JMA filter は気象庁の震度計算のためのフィルタ特性)
フィルタ特性による震度誤差
計測実績
- 設置場所: 東京 23 区内
- 波形グラフは上から [震度] [加速度] [南北] [上下] [東西] です。
| 日時 | 規模 | 実際の震度 | 簡易震度計の震度 | 波形（クリックで拡大） |
|---|---|---|---|---|
| 2019/01/14 13:23 | M4.9 | 震度 2 (K-NET 新宿 1.9) | 震度 1 (1.28) |
|
| 2018/12/08 10:54 | M5.1 | 震度 0 (K-NET 観測なし) | 震度 1 (0.53) |
|
| 2018/11/27 8:33 | M5.0 | 震度 2 (K-NET 新宿 2.4) | 震度 2 (1.52) |
|
| 2018/10/27 9:08 | M5.1 | 震度 1 (K-NET 観測なし) | 震度 1 (0.51) |
|
| 2018/10/12 13:15 | M5.2 | 震度 1 (K-NET 観測なし) | 震度 1 (0.92) |
|
| 2018/09/18 17:11 | M4.3 | 震度 2 (K-NET 新宿 2.1) | 震度 2 (2.06) |
|
| 2018/09/14 14:35 | M4.9 | 震度 1 (K-NET 観測なし) | 震度 1 (0.60) |
|
| 2018/09/10 23:58 | M4.8 | 震度 0 (K-NET 観測なし) | 震度 1 (0.61) |
|
| 2018/09/05 5:11 | M5.5 | 震度 1 (K-NET 新宿 1.2) | 震度 1 (0.97) |
|
| 2018/08/29 14:30 | M4.1 | 震度 1 (K-NET 観測なし) | 観測なし | |
| 2018/08/21 2:47 | M4.0 | 震度 1 (K-NET 観測なし) | 震度 1 (0.66) |
|
| 2018/08/14 12:35 | M4.7 | 震度 1 (K-NET 新宿 0.7) | 震度 1 (0.64) |
|
| 2018/08/07 5:10 | M4.2 | 震度 1 (K-NET 観測なし) | 震度 1 (0.77) |
|
| 2018/07/29 9:58 | M4.5 | 震度 1 (K-NET 新宿 0.9) | 観測なし | |
| 2018/07/17 4:34 | M4.8 | 震度 1 (K-NET 新宿 1.0) | 震度 1 (0.85) |
|
| 2018/07/16 16:43 | M3.5 | 震度 1 (K-NET 観測なし) | 観測なし | |
| 2018/07/07 20:23 | M6.0 | 震度 2 (K-NET 新宿 2.5) | 震度 2 (2.25) |
|
| 2018/06/19 13:29 | M3.9 | 震度 1 (K-NET 観測なし) | 震度 1 (0.70) |
|
| 2018/06/17 15:27 | M4.7 | 震度 1 (K-NET 新宿 0.9) | 震度 1 (0.64) |
|
| 2018/06/14 7:14 | M3.8 | 震度 1 (K-NET 観測なし) | 震度 1 (1.14) |
|
| 2018/06/03 2:20 | M3.8 | 震度 1 (K-NET 観測なし) | 震度 1 (0.90) |
|
| 2018/05/17 12:12 | M5.3 | 震度 2 (K-NET 新宿 1.7) | 震度 2 (1.70) |
|
| 2018/05/15 14:00 | M4.6 | 震度 1 (K-NET 新宿 0.5 未満) | 震度 1 (0.62) |
|
| 2018/05/04 2:17 | M4.1 | 震度 1 (K-NET 新宿 1.0) | 震度 1 (1.35) |
|
| 2018/05/04 2:07 | M4.2 | 震度 1 (K-NET 新宿 1.4) | 震度 1 (1.44) |
|
| 2018/03/30 8:17 | M5.1 | 震度 2 (K-NET 新宿 1.7) | 震度 1 (1.20) |
|
| 2018/03/13 15:46 | M4.8 | 震度 1 (K-NET 観測なし) | 震度 1 (0.52) |
|
| 2018/02/27 8:08 | M4.3 | 震度 1 (K-NET 新宿 1.0) | 震度 1 (0.95) |
|
| 2018/02/26 1:28 | M5.7 | 震度 2 (K-NET 新宿 1.6) | 震度 2 (1.53) |
|
| 2018/02/08 23:34 | M4.3 | 震度 1 (K-NET 新宿 0.8) | 震度 1 (0.70) |
|
| 2018/01/06 0:54 | M4.8 | 震度 3 (K-NET 新宿 3.3) | 震度 3 (3.15) |
|
| 2018/01/02 19:48 | M4.2 | 震度 2 (K-NET 新宿 1.7) | 震度 2 (1.62) |
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データについて
規模と実際の震度は、気象庁、防災科学技術研究所 強震観測網(K-NET,KiK-net)のデータを使用しています。