制作震动报警仪，迅速撤离防止地震危害

公元132年，我国著名科学家张衡发明了最早的地震仪，称为候风地动仪（见图1）。它有8个方位，每个方位上均有一条口含铜珠的龙，在每条龙的下方都有一只蟾蜍与其对应。任何一方如有地震发生，该方向龙口所含铜珠即落入蟾蜍口中，由此便可测出发生地震的方向。当时利用这架仪器成功地测报了西部地区发生的一次地震，引起全国的重视。这比西方国家用仪器记录地震的历史早一千多年。

■图1 候风地动仪

学习目标：了解报警仪的电路结构；掌握地震报警的基本知识；制作一个震动报警器

材料清单：面包板×2、电池盒×1、干电池×2、发光二极管×1、蜂鸣器×1、小铜柱×2（可替换）、铁丝×1、金属轴×2、轴套若干、电线若干

所需工具：手工钳、电烙铁、焊锡丝

知识learning

地震的前兆

到目前为止，人类也没有找到用科学仪器对地震进行精准预测的方法。但是，我们的古人还是根据经验总结了一些可能与地震孕育和发生有关的征兆，现在我们来了解一下。

井水的升降、变浑浊，还有动物的反常行为。比如，牲畜不进圈、狗狂吠、鸟或昆虫乱飞、冬眠的蛇出洞等；另外，电磁异常也是一种预兆。地震前，家用电器如收音机、电视机、荧光灯等出现的失灵现象。最常见的是收音机失灵、手机信号减弱或消失、电子闹钟失灵等现象。

地震中的自我保护

1）震时就近躲避，震后迅速撤离到安全的地方，是应急避震较好的办法。这是因为，震时预警时间很短，人又往往无法自主行动，再加之门窗变形等，从室内跑出十分困难；如果是在楼里，那跑出来几乎更是不可能的。但若在平房里，发现预警现象早，室外比较空旷，则可力争跑出避震。

2）躲在室内结实、不易倾倒、能掩护身体的物体下或物体旁，尽量选择开间小、有支撑的地方；在室外时远离建筑物，选择开阔、安全的地方。

3）应趴下，使身体重心降到最低，脸朝下，不要压住口鼻，以利于呼吸；蹲下或坐下时尽量蜷曲身体；抓住身边牢固的物体，以防摔倒或因身体移位，暴露在坚实物体外而受伤。

4）低头，用手护住头部和后颈，有可能时，用身边的物品，如枕头、被褥等顶在头上以保护头颈部；低头、闭眼，以防异物伤害眼睛；有可能时，可用湿毛巾捂住口、鼻，以防灰土、毒气。

5）不要随便点明火，因为空气中可能有易燃易爆气体充溢；要避开人流，不要乱挤乱拥。无论在什么场合（街上、公寓、学校、商店、娱乐场所等）均如此。这是因为拥挤中不但不能脱离险境，反而可能因跌倒、踩踏、碰撞等受伤。地震造成的破坏如图2所示。

■图2 地震造成破坏

技能getting

震动报警仪的电路连接如图3所示。

■图3 震动报警仪电路连接图

蜂鸣器

蜂鸣器（见图4）是一种将电能转化为声音信号的电子元件，它广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中作为发声部件。蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。蜂鸣器的正负极一般都会标注在元件上面，正极端口会有一个小小的加号“+”。

■图4 蜂鸣器示意图

我们今天使用的是电磁式蜂鸣器。电磁式蜂鸣器由振荡器、电磁线圈、磁铁、振动膜片及外壳等组成。接通电源后，振荡器产生的音频信号电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场。振动膜片在电磁线圈和磁铁的相互作用下，周期性地振动发声。它的工作电流小于25毫安，电压为2～3.5伏，频率为（2300±500）赫兹。

动手DIY

1.制作内部电路

Step1 前期材料的准备工作(www.xing528.com)

1）准备一段裸露的铜线（也可以将一段导线的外绝缘皮去掉）；

2）将准备好的细铁丝制作成如图5所示的形状备用。

■图5 细铁丝

Step2 发光二极管的焊接

首先我们取出发光二极管、裸露的铜线，还有普通的导线一根；接着将裸露铜线的一端用电烙铁焊接到发光二极管的阳极（+）上，另一端绑定铜柱；然后再将普通的导线焊接到发光二极管的阴极。

完成后将发光二极管固定到小木条上，如图6所示。

■图6 发光二极管的连接

Step3 蜂鸣器的焊接

蜂鸣器的正负极在器件上已经标明，我们只需在蜂鸣器的正负极上分别焊接一根导线，然后将蜂鸣器也固定在小木条上。制作样品如图7所示。

■图7 蜂鸣器的焊接

2.制作支架

先按照图8将支架搭起来，然后将我们之前已经准备好的铁丝固定到支架的一根金属轴上，为了更加稳固，我们又增加了两个轴套固定。制作的样品如图8所示。

■图8 支架的安装

3.电路的连接与调节

首先我们将步骤1中已经完成的小木条（已打孔）固定到金属轴上，这里我们用轴套固定，用其他方法也可以。固定好以后

1）将蜂鸣器的正极导线连接到金属轴的铁丝上；

2）将蜂鸣器的负极导线连接到电池盒的负极接口上；

3）将发光二极管连接的裸露铜线穿过铁丝圆圈，调节铁丝圈使裸露铜线呈自然下垂状态；

4）将发光二极管的普通导线连接到电池盒的正极接口上。

完成以上所有的步骤以后，我们再仔细地调整一下我们的小制作，归置一下所有的导线，使其更有条理，成品如图9所示。

■图9 成品

创意expanding

在本次的小制作中，我们运用闭合电路的原理，将光、电、声结合为一体，制作成“震动报警仪”。但是地震发生的概率是极小的，我们不能时时刻刻为电路供电让它一直处于工作状态，这样既浪费钱又浪费精力。那么有没有什么方法能让它既一直工作又不浪费资源呢？

其实是有的，我们大家肯定听说过太阳电池，太阳电池的工作原理就是将光能转化为电能。太阳能是源源不断的可再生能源，我们可以使用一块可充电电池为这次的小制作提供能源，同时又用太阳电池板为电池充电，这样不仅解决了能源问题，还保护了环境，是不是一举两得呢？

生活中还有哪些可持续源源不断的能源呢？现在已知的有水能、风能、地热能、生物能、太阳能等，这些能源是清洁的。我们的地球面临着巨大的环境破坏的问题，我国已经发出了“低碳生活”的倡导。保护地球，人人有责。