Deprem Alarmı Projesi: SW-420 Titreşim Sensörü ile Maket

Türkiye bir deprem ülkesidir ve deprem konusu bilim şenliklerinde sık seçilir. Bu yazıda SW-420 titreşim sensörü, Arduino Uno ve buzzerla sarsıntıyı algılayan bir alarm maketi kuruyoruz. MPU6050 ivme ölçerle daha hassas bir sürümü de anlatıyoruz. Sonda maketin neyi yapıp neyi yapamadığını ve deprem anında ne yapılması gerektiğini bulacaksınız.

Deprem alarmı maketi nedir?

Deprem alarmı maketi, bulunduğu yüzeydeki titreşimi ölçen ve titreşim belirli bir eşiği geçince sesli ve ışıklı uyarı veren bir eğitim düzeneğidir. Sensör sarsıntıyı algılar, Arduino bunun ne kadar sürdüğüne bakar ve karar verir. Böylece kapı çarpması gibi kısa bir tık ile uzun süren bir sarsıntı ayırt edilmeye çalışılır.

Gerçek deprem erken uyarı sistemi nasıl çalışır?

Gerçek erken uyarı sistemleri, depremin merkezine yakın çok sayıda hassas sismometreden gelen veriyle, yıkıcı dalgalar uzak bölgelere ulaşmadan saniyeler önce uyarı gönderir. Deprem iki ana dalga türü üretir. P dalgası daha hızlıdır ama genellikle daha az sarsar. S dalgası daha yavaştır ve daha güçlü sarsıntıya yol açar.

Bizim maketimiz ise yalnızca kendi masasındaki sarsıntıyı hisseder. Sarsıntı ona ulaştığında siz de zaten hissediyorsunuzdur. Bu yüzden maket bir erken uyarı cihazı değildir; deprem anında ona güvenilmez. Ödevde bu farkı açıkça anlatmanız, projenizi daha bilimsel yapar.

SW-420 mi MPU6050 mi seçilmeli?

İlk proje için SW-420 daha kolaydır; sarsıntının büyüklüğünü sayıyla ölçmek istiyorsanız MPU6050 seçilmelidir.

MPU6050 durgunken toplam ivme olarak yerçekimini, yani yaklaşık 1 g (9,81 m/s²) ölçer. Sarsıntı bu değeri bir artırıp bir azaltır. Kodda toplam ivmenin 1 g'den farkı hesaplanır ve fark örneğin 0,1 g'yi geçince alarm verilir. Sensörün nasıl çalıştığını ivme ve jiroskop sensörü yazısında anlattık.

Hangi malzemeler gerekir?

Deprem alarmı için Arduino Uno, SW-420 titreşim sensörü, aktif buzzer, kırmızı LED, 220 Ω direnç, breadboard ve jumper kablo yeterlidir.

Malzeme listesi

Devre nasıl bağlanır?

SW-420'nin DO ucu D2'ye, LED 220 Ω dirençle D7'ye, aktif buzzer D8'e bağlanır; MPU6050 kullanılırsa SDA A4'e, SCL A5'e gider.

• SW-420: VCC → 5V, GND → GND, DO → D2.
• LED: D7 → 220 Ω → LED'in uzun bacağı; kısa bacak → GND.
• Aktif buzzer: Artı (+) bacağı D8'e, diğer bacağı GND'ye.
• MPU6050 (isteğe bağlı): VCC → 5V, GND → GND, SDA → A4, SCL → A5.

LED akımı yaklaşık (5 − 2) / 220 ≈ 14 mA olur; bu, hem LED hem Arduino pini için güvenli bir değerdir. Buzzer seçimi için aktif ve pasif buzzer farkı yazısına bakabilirsiniz.

Deprem alarmı adım adım nasıl yapılır?

Alarm, önce sensörün sinyali Seri Monitör'de görülerek, sonra eşik ayarlanarak yapılır.

1. Parçaları breadboard'a takın ve yukarıdaki gibi bağlayın.
2. Breadboard'u masaya bantla sabitleyin; sensör masayla birlikte sarsılmalıdır.
3. Aşağıdaki kodu yükleyin ve Seri Monitör'ü 9600 baud ile açın.
4. Masa dururken sayının 0'a yakın olduğunu, masaya vurunca arttığını görün.
5. Gerekirse modüldeki trimpotu tornavidayla çevirerek hassasiyeti ayarlayın.
6. Koddaki ESIK değerini, masaya hafif vuruşta alarm vermeyecek kadar yüksek seçin.

const int SENSOR = 2, LED = 7, BUZZER = 8;
const int ESIK = 20;          // 1 saniyedeki titreşim örneği sınırı
int sayac = 0;
unsigned long pencere = 0;

void setup() {
  pinMode(SENSOR, INPUT);
  pinMode(LED, OUTPUT);
  pinMode(BUZZER, OUTPUT);
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  if (digitalRead(SENSOR) == HIGH) sayac++;   // titreşim var
  if (millis() - pencere >= 1000) {           // her saniye karar ver
    Serial.println(sayac);
    bool alarm = (sayac >= ESIK);
    digitalWrite(LED, alarm);
    digitalWrite(BUZZER, alarm);
    sayac = 0;
    pencere = millis();
  }
  delay(5);
}

Kod saniyede yaklaşık 200 kez okur. ESIK = 20, sensörün bir saniyenin yaklaşık onda birinde titreşim gördüğü anlamına gelir. Kısa bir kapı çarpması bu sayıya ulaşmaz, birkaç saniyelik sarsıntı ulaşır. Sizin modülünüz titreşimde LOW veriyorsa koddaki HIGH yerine LOW yazın.

Deprem anında ne yapılmalı?

Deprem anında yapılması gereken temel davranış "Çök, Kapan, Tutun"dur; bunu ödevinizde mutlaka anlatın.

• Çök: Sarsıntı başlayınca olduğunuz yerde yere çökün.
• Kapan: Başınızı ve boynunuzu kollarınızla koruyun; sağlam bir masanın altına girin.
• Tutun: Sarsıntı bitene kadar masanın ayağına tutunun.

Sarsıntı sırasında merdivene, balkona ve asansöre koşmayın. Evinizde bir deprem çantası hazırlayın ve ailenizle bir toplanma noktası belirleyin. Güncel ve doğru bilgi için AFAD'ın resmî kaynaklarını izleyin.

Hangi güvenlik kurallarına dikkat edilmeli?

Maket 5 V ile çalışır; deneyler sırasında şu kurallara uyun:

• Devreyi USB'den ya da USB powerbank'tan besleyin; 220V'a hiçbir şey bağlamayın.
• Sarsıntı deneyinde masayı çok sert sallamayın; devrilebilecek ya da düşebilecek eşyaları kaldırın.
• Deneyde cisim düşürecekseniz hafif ve kırılmaz cisimler kullanın, ayaklarınızı uzak tutun.
• Pil kullanacaksanız kutupları ters takmayın ve kısa devre etmeyin. Isınan pili çıkarıp bir yetişkine söyleyin.
• Maketi gerçek bir deprem uyarı cihazı gibi tanıtmayın ve kimseyi "erken uyarı" verdiğine inandırmayın.

Ödevinizi nasıl sunarsınız?

Ödevinizi, farklı şiddetteki sarsıntılarda sensörün saydığı değerleri karşılaştıran bir deneyle sunabilirsiniz.

• Düşürme deneyi: Maketten 50 cm uzağa 100 g'lık bir cismi 5, 10 ve 20 cm yükseklikten düşürün. Her yükseklikte saniyedeki sayıyı üç kez ölçün.
• Uzaklık deneyi: Aynı yükseklikten düşürmeyi 25, 50 ve 100 cm uzakta tekrarlayın.
• Yanlış alarm: Kapı kapanması, yürüme ve masaya yazı yazma gibi olayların alarm verip vermediğini not edin.

Örnek hipotez: "Cisim ne kadar yüksekten düşerse sensörün saydığı titreşim o kadar artar." Sonuçları tablo ve grafikle gösterin. Farklı sensörler için Arduino sensör ve modüller kategorisine bakabilirsiniz.

Sık sorulan sorular

Bu maket depremi önceden haber verebilir mi?

Hayır, bu maket depremi önceden haber veremez. Maket yalnızca kendi bulunduğu yerdeki sarsıntıyı, sarsıntı ona ulaştığında algılar. Bugün depremin zamanını önceden bilen bir yöntem yoktur. Gerçek erken uyarı sistemleri bile depremi tahmin etmez; deprem başladıktan sonra, sarsıntı uzak bölgelere ulaşmadan birkaç saniye önce uyarı gönderir.

Alarm neden masaya her dokunuşta çalıyor?

Alarm her dokunuşta çalıyorsa sensör çok hassas ya da eşik çok düşüktür. Önce SW-420 üzerindeki trimpotu çevirip hassasiyeti azaltın. Sonra koddaki ESIK değerini 20'den 40'a ya da 60'a çıkarın. Seri Monitör'deki sayıları izleyerek, hafif dokunuşta eşiğin altında, güçlü sarsıntıda eşiğin üstünde kalan bir değer seçin.

SW-420 sarsıntının büyüklüğünü ölçebilir mi?

Hayır, SW-420 yalnızca titreşimin var olup olmadığını söyler, büyüklüğünü ölçmez. İçinde sarsıntıyla açılıp kapanan küçük bir anahtar bulunur. Bizim kodumuz bir saniyede kaç kez titreşim görüldüğünü sayarak dolaylı bir şiddet fikri verir. Sarsıntıyı g cinsinden ölçmek istiyorsanız MPU6050 gibi bir ivme ölçer kullanın.

Deprem büyüklüğü ile şiddeti aynı şey mi?

Hayır, büyüklük ile şiddet farklı kavramlardır. Büyüklük, depremin kaynağında açığa çıkan enerjiyle ilgilidir ve her deprem için tek bir değerdir. Şiddet ise sarsıntının belirli bir yerde ne kadar hissedildiğini ve ne kadar hasar verdiğini anlatır. Aynı deprem, merkeze yakın bir kentte yüksek, uzaktaki bir kentte düşük şiddette hissedilir.

Maket pille çalışabilir mi?

Evet, maket USB powerbank ile ya da 9V pille Arduino'nun güç jakından çalışabilir. Powerbank daha uzun dayanır ve şarj edilebilir. Bazı powerbanklar çok az akım çekildiğinde kendini kapatır; böyle olursa Arduino'yu bilgisayardan besleyin. Pil kullanırken kutupları doğru takın ve kullanmadığınızda pili çıkarın.

Özet

• Deprem alarmı maketi sarsıntıyı yalnızca kendi bulunduğu yerde algılar; erken uyarı sistemi değildir.
• SW-420 titreşimin varlığını, MPU6050 ise ivmenin büyüklüğünü ölçer.
• Bağlantı: SW-420 DO → D2, LED 220 Ω ile D7, aktif buzzer D8; MPU6050 SDA A4, SCL A5.
• Kod bir saniyedeki titreşim örneklerini sayar; 20'yi geçerse alarm verir.
• Deprem anında "Çök, Kapan, Tutun" uygulanır; güncel bilgi için AFAD izlenir.
• Ödevde düşürme yüksekliği ve uzaklığın sensör değerine etkisini ölçün.