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ES-Net

ES-Net 是一款三軸 MEMS 強震儀,設計用於即時地震監測與數據傳輸。裝置體積小巧(70×35×24mm),重量僅 36.8 克,適合部署在各種環境中。

外觀與環境條件

裝置採用緊湊設計,外殼使用 PLA 材質製作。防護等級為 IP10,適合室內使用。工作溫度範圍在 -20°C 至 65°C 之間。

溫度使用注意事項

[!danger] 溫度使用警告

雖然內部電子元件可在 65°C 環境下正常運作,但因外殼使用 PLA 材質,長時間暴露在超過 60°C 的環境中可能導致外殼變形。建議將工作溫度上限控制在 60°C 以內。

供電與功耗

裝置使用 USB Type-C 供電,電壓範圍為 4.5V 至 5.2V。功耗會根據運作模式有所不同:

  • 在線模式:4.5V 時約 0.4W,5.2V 時約 0.6W
  • 離線模式:4.5V 時約 0.7W,5.2V 時約 0.8W

運作模式

ES-Net 支援兩種運作模式,主要差異在於時間同步方式。

在線模式(推薦)

在線模式下,裝置每 120 秒透過 NTP 自動校正時間,時間精度可達 50ppm,誤差通常在 ±10ms 以內。這個模式適合需要精確時序的應用場景。

離線模式

離線模式關閉 NTP 時間同步功能,直接透過 UART 傳輸資料。由於缺少定期校時,波形圖的時序準確度會比在線模式低。

感測器性能

ES-Net 使用三軸 MEMS 加速度感測器,能夠同時記錄 X、Y、Z 三個方向的地動加速度。感測器以 50 SPS(每秒 50 筆)的速率採樣,16 位元解析度提供足夠的精度來捕捉地震訊號。

感測器的頻率響應範圍從直流(DC)到 25Hz,涵蓋大部分地震能量的頻段。滿量程為 2G(約 1961 gal),足以記錄中強震事件。雜訊密度為 60 µg/√Hz。

訊號處理

為了提高訊號品質,裝置內建多層濾波處理:

時域濾波使用帶通濾波器(BPF),包含 11 級 IIR 高通濾波器(約 1Hz 截止頻率)和 11 級 IIR 低通濾波器(約 10Hz 截止頻率)。

頻域濾波會衰減 0.5Hz 以下和 10Hz 以上的訊號,並使用 √(1/f) 進行週期效應補償。

數據傳輸

有線連接

裝置透過 USB Type-C 介面提供 UART 串列通訊,傳輸速率為 115200 bps,使用二進位格式傳輸數據。

輸出的數據包含:

  • 三軸加速度原始值(單位:gal)
  • 三軸加速度濾波後數值(單位:gal)
  • JMA 計測震度
  • PGA(最大地動加速度)

Wi-Fi 連接

裝置內建 2.4 GHz Wi-Fi(802.11 b/g/n),天線最大輸出功率為 20 dBm,可透過無線網路傳輸即時地震數據。