Türkiye’de yaşayan biri olarak deprem konusu her zaman aklımın bir köşesindeydi. Bu nedenle ESP32 ve ADXL345 ivme ölçer kulanarak kapsamlı bir deprem ön alarm sistemi geliştirdim. Sistemi tamamladıktan sonra gerçekçi titreşim senaryolarında uzun süreli testlerden geçirdim.
Bu yazıda projenin mimarisini, test süreçlerini ve elde ettiğim sonuçları paylaşıyorum.
Projenin Amacı ve Kapsamı
Hedefim, basit eşik değerli dedektörlerden daha akıllı, yanlış alarm oranı düşük ve uzaktan izlenebilir bir sistem ortaya koymaktı. Geliştirdiğim V6 sürümü şu özellikleri içeriyor:
- 100 Hz örnekleme hızı
- 0.5–12 Hz band-pass filtre
- STA/LTA tabanlı sismik olay algılama
- Çok eksenli (X-Y-Z) hareket doğrulaması
- 15 saniyelik otomatik gürültü kalibrasyonu
- Canlı web arayüzü ve parametre ayarlama
- Ön alarm + güçlü alarm kademeleri
- DS3231 RTC ile zaman damgalı olay kayıtları
- İsteğe bağlı Pushover bildirimleri
Sistem, olay öncesi 10 saniyelik pre-trigger verisini de saklayarak daha sonra analiz imkânı sunuyor.
Donanım Yapısı
Merkezde ESP32 geliştirme kartı yer alıyor. ADXL345 sensörü SPI üzerinden bağlandı, DS3231 RTC ise I2C hattını kullanıyor. Alarm çıkışları için buzzer ve röle eklendi. Kalibrasyonu sıfılamak için fiziksel bir buton da mevcut. Tüm bağlantılar stabil çalışacak şekilde düzenlendi ve uzun süreli testlerde herhangi bir kopma yaşanmadı.
Algılama Mantığı (Test Edilmiş)
Sistem sürekli olarak 3 eksenli ivme verisini okuyor, filtreliyor ve enerji sinyalini hesaplıyor. STA (kısa dönem ortalaması) ve LTA (uzun dönem ortalaması) oranına bakarak anomali tespit ediyor. Sadece tek eksende hareket olması yeterli görülmüyor; en az iki eksenin eşik üzerinde olması ve gürültü çarpanının da aşılması gerekiyor. Bu sayede yürüme, kapı çarpması gibi günlük titreşimlerin büyük kısmı eleniyor.
Testlerde özellikle şu noktaları gözlemledim:
- Normal oda gürültüsünde sistem “IDLE” durumunda stabil kaldı.
- Hafif sarsıntı benzeri hareketlerde önce “Ön Alarm” durumuna geçti.
- Daha belirgin ve çok eksenli titreşimlerde “Güçlü Alarm” seviyesine yükseldi ve röleyi tetikledi.
- Olay bittikten sonra belirlenen sessizlik süresi dolunca otomatik olarak soğuma moduna geçip yeniden hazır hale geldi.
Kalibrasyon süreci de sorunsuz çalıştı. 15 saniyelik sessiz ölçüm sonrası sistem kendi gürültü tabanını kaydediyor ve eşikleri buna göre ayarlıyor. NVS’ye kaydedilen değerler yeniden başlatmalarda korunuyor.
Filtreleme Aşaması: Neden Bu Kadar Önemli?
Ham ivme verisi doğrudan kullanıldığında sistem günlük titreşimlere (yürüme, kapı kapanması, rüzgâr, yakın araç geçişi vb.) karşı aşırı hassas hale geliyor ve yanlış alarm oranı yükseliyor. Bu sorunu çözmek için sisteme band-pass filtre uyguladım.
Kullandığım yapı iki aşamalı:
- Yüksek geçiren filtre (High-Pass) → 0.5 Hz
Çok yavaş değişen bileşenleri (yerçekimi ofseti, sıcaklık drift’i, yavaş eğilme) temizler. Böylece sensörün “0 g” civarındaki sabit ofseti ortadan kalkar ve sadece dinamik hareketler kalır. - Alçak geçiren filtre (Low-Pass) → 12 Hz
Yüksek frekanslı elektronik gürültüyü ve ani, kısa süreli darbeleri (örneğin masaya sert bir cismin düşmesi) baskılar. Deprem dalgalarının büyük kısmı bu frekans aralığında olduğu için sismik bilgiyi korurken paraziti azaltır.
İki filtrenin birleşimi 0.5 – 12 Hz band-pass karakteristiği oluşturuyor. Bu aralık, yerel ve yakın depremlerin P ve S dalgalarının en yoğun olduğu bölgeye denk geliyor. Testlerde bu frekans penceresinin yanlış alarmları belirgin şekilde azalttığını gözlemledim.
Filtreler biquad (ikinci dereceden) yapıda ve her eksen (X, Y, Z) için ayrı ayrı çalışıyor. Böylece her eksenin kendi frekans içeriği bağımsız işleniyor. Filtre çıkışlarından sonra 3 boyutlu enerji sinyali hesaplanıyor ve üzerine kısa bir medyan filtresi (3 örnek) ekleniyor. Bu son adım, tek örnekli ani sıçramaları daha da yumuşatıyor.
Uzun süreli testlerde filtrelerin etkisi net görüldü:
- Kalibrasyon sonrası oda gürültüsü çok daha stabil hale geldi.
- Yürüme ve hafif darbe gibi hareketler büyük ölçüde bastırıldı.
- Gerçekçi sarsıntı senaryolarında ise sinyal net şekilde yükseldi ve STA/LTA oranı güvenilir biçimde tetikleme yaptı.
Kısaca filtreleme katmanı, sistemin “hassas ama seçici” olmasını sağlayan en kritik yazılımsal prçalardan biri. Bu katman olmasaydı yanlış alarm oranı kabul edilemeyecek seviyelere çıkardı.
Web Arayüzü Gerçek Zamanlı İzleme İmkanı Sundu
ESP32’nin kendi web sunucusu sayesinde tarayıcıdan tüm verileri canlı izledim. X/Y/Z grafikleri, sinyal-STA-LTA eğrileri ve oran grafikleri anlık güncelleniyor. Alarm durumlarında sayfada sarı (ön alarm) veya kırmızı (güçlü alarm) yanıp sönen uyarı katmanı ve banner belirdi. Parametreleri web üzerinden değiştirip kaydetmek de test sürecinde çok işime yaradı; her seferinde kodu yeniden yüklememe gerek kalmadı.
Test Süreci ve Gözlemler
Sistemi birkaç hafta boyunca kesintisiz çalıştırdım. Farklı titreşim senaryoları (kontrollü sarsıntı, masaya vurma, yakından geçen ağır araç titreşimi vb.) uyguladım. Sonuçlar genel olarak beklentilerimle uyumluydu:
- Yanlış alarm oranı, özellikle kalibrasyon sonrası belirgin şekilde düştü.
- STA/LTA oranı ve çok eksen doğrulaması sayesinde tek eksenli parazitler büyük ölçüde engellendi.
- WiFi bağlantısı zaman zaman kopsa bile sistem sensör tarafında çalışmaya devam etti ve bağlantı yeniden kurulduğunda web paneli tekrar erişilebilir oldu.
- RTC sayesinde her olayın zaman damgası doğru şekilde kaydedildi.
Elbette bu bir profesyonel sismik istasyon değil. Amacı kişisel erken uyarı ve eğitim/deney amaçlı kullanım. Yine de ev ve ofis ortamında anlamlı bir fark yaratacak seviyede stabil çalıştığını gözlemledim.
Kimler İçin Uygun?
- Evde veya işyerinde ek bir erken uyarı katmanı isteyenler
- ESP32 ve sensör projeleriyle ilgilenen elektronik meraklıları
- Öğrenci ve hobi projelerinde gerçekçi bir sismik algılama örneği arayanlar
- Web üzerinden izlenebilir IoT sistemleri geliştirmek isteyenler
Sonuç ve Değerlendirme
Geliştirip test ettiğim bu ESP32 deprem ön alarm sistemi, hem yazılım hem donanım tarafında tutarlı sonuçlar verdi. Adaptif kalibrasyon, çok kademeli alarm yapısı ve canlı web paneli sayesinde sadece “çalışan bir proje” olmanın ötesine geçti. Kendi ortamımda uzun süreli testlerden geçirdikten sonra günlük kullanıma uygun olduğuna karar verdim.
Benzer bir sistem kurmaı düşünenler için en kritik noktalar: sensörün sabit montajı, doğru kalibrasyon ve eşik değerlerinin ortama göre ince ayarı.