lunedì 16 ottobre 2017

L'EVOLUZIONE DEL TROMOGRAFO SPERIMENTALE THEREMINO

ALCUNI PROTOTIPI DI TROMOGRAFO SPERIMENTALE, 
DAI PIU' ARCAICI AI PIU' AVVENIRISTICI....

La pagina raccoglie una serie di immagini di tromografi sperimentali, inizialmente prototipi di geofoni 3D USB primitivi che nonostante tutto avevano fornito dati interessanti fino ad arrivare agli ultimi prototipi, molti partecipanti al progetto hanno realizzato variazioni sui progetti base che hanno permesso di migliorare notevolmente dal punto di vista della meccanica.


Con l'evoluzione della strumentazione si sono affinati i componenti , le dimensioni, la forma cercando di aumentare la stabilità , la minima resistenza al vento al vento e le prestazioni , tale tendenza continua a migliorare con le continue modifiche che quasi giornalmente vengono apportate ai prototipi trovando online nuovi componenti atti a migliorare la funzionalità

SI RINGRAZIANO TUTTI GLI AMICI CHE HANNO CONTRIBUITO A MIGLIORARE IL PROGETTO.

Il progetto è nato per gli strumenti e per tutti gli appassionati gi sismologie e geofisica per capire meglio come funziona un sismografo , da cosa è composto, le tecniche di progettazione, realizzazione e non ultimo di utilizzazione.

SEGUONO ALCUNI PROTOTIPI DI TROMOGRAFOSPERIMENTALE,  DAI PIU' ARCAICI AI PIU' AVVENIRISTICI....

La pagina raccoglie una serie di sondaggi eseguiti con il tromografo sperimentale, inizialmente con prototipi di geofoni 3D USB primitivi che pur avendo fornito dati interessanti, il segnale è fortemente condizionato dal rumore ambientale e meteo .
Con l'evoluzione della strumentazione si può notare a parità di condizioni ambientali una evoluzione positiva del segnale, tale tendenza continua ad esistere con i continui miglioramenti che quasi giornalmente vengono apportati alla strumentazione.

la famiglia cresce ......

( INVIATE LE FOTO DEI VOSTRI  GEOFONI 3D USB )



AL CENTRO DI COLORE ROSSO L'ACCELEROMETRO


Uno dei primi prototipi di tromografo sperimentale collegato all'Arduino, a quel tempo si usavano tre geofoni separati infissi nel terreno al posto del geofono 3D usb che si usa ora.

Anche se l'hardware era un semplice assemblaggio su millefori i risultati non erano molto lontani da quelli ottenuti dagli strumenti professionali....

Gain 9000 - Hz 500, baud 105200, durata acquisizione  30 minuti, formato dati SAF 

Si ringrazia l'amico A. Restuccia per aver fornito le foto d'archivio



PRIMI DISCEGNI DELL'UNITA' GEOGONO 3D - USB

il progetto è stato abbandonato per difficoltà di settaggio della risposta dei tre geofoni vincolata dalle  modalità di fissaggio.
Altro problema la presenza di 4 punzoni posi a 8 cm di distanza  troppo vicini tra di loro e la leggerezza del sistema, inferiore a 800 gr.

Per migliorare il progetto si è pensato di aggiungere una piastra metallica per appesantire il sistema e posizionare  i tre punzoni a maggiore distanza  migliorandone leggermente le prestazioni in particolare in presenza di piccole brezze.

Il problema  dei tre geofoni scollegati tre loro rimaneva....


Primi studi del geofono 3D - usb
A seguito delle precedenti sperimentazioni si è incominciato a pensare un cubo in legno con tre fori ortogonali atti a contenere le capsule geofoniche, in questo modo le vibrazioni provenienti dal terreno grazie  ai punzoni vengono trasmesse al cubo solidale con i tre geofoni posizionati ortogonalmente.
Il cubo doveva essere inserito nella scatola geviss piccola 8 x 8 x7 circa


per aumentare il peso   la scatola  geofono 3D - usb è stata posizionata su una piastra metallica per aumentarne il peso e la distanza tra i  tre punzoni


Ultima evoluzione  del progetto precedente  con risultati ottimi anche in condizioni di piccola brezza
grazie al peso di 2,7 kg  raggiunti con l'aggiunta di una piastra di alluminio di 18 x 18 x 2 cm circa



Schema  di un cubo di alluminio , le misure sono  troppo ridotte
Consigliate misure da 20 x 20 x 5, più grande, più pesante = più stabile



Rivestimento del cubo di alluminio posizionato all'interno


Primo  prototipo cilindrico in alluminio.


Particolare per il collegamento del cavo Usb tra pc e Theremino
Migliore la soluzione dell'immagine seguente



Sulla parete laterale a sinistra di vede un utile connettore    da pannello  collegabile al Teremino posto all'interno della scatola del costo di pochi euro - vedere ebay( Keiword : connettore usb da pannello")

Il primo prototipo dotato di commutatori per modificare il gain dello strumento sperimentale, utile per indagini in ambiente cittadino e in zone vulcaniche  dove il rumore di fondo è elevato non compatibile con l'elevata sensibilità strumentale, oltre 10000 di gain
Bell'esempio di tromografo sperimentale realizzato in alluminio con i geofoni , gli amplificatori, l'acquisitore dati inglobati nel cubo compresi i cavi di collegamento


Tromografo sperimentale con mini pc Windows; ottimo per chi vuole acquisire senza portarsi dietro pc portatili più costosi con autonomina di soli 1 - 2 ore, i tablet hanno autonomie di 8 -10 ore un'intera giornata di lavoro....
Anche le prestazioni sono elevate con il quadricore montato.
Assenti vibrazioni dovute ad HD in quanto vengono utilizzate memorie di massa allo stato solido


Tromografo sperimentale con tablet Windows; ottimo per chi vuole acquisire senza portarsi dietro pc portatili più costosi con autonomia di soli 1 - 2 ore , i tablet hanno autonomie di 8 -10 ore un'intera giornata di lavoro....
Anche le prestazioni sono elevate con il quadricore montato.
Assenti vibrazioni dovute ad HD in quanto di vengono utilizzate memorie di massa allo stato solido.


L'amico che ha realizzato l'acquisitore scrive;

Ho chiamato questo apparecchio “Hear Our Earth” (Ascolta la nostra Terra), perché penso che dobbiamo sforzarci di ascoltare la natura che ci circonda, in quanto abbiamo ancora molto da imparare.

“Hear Our Earth” (Ascolta la nostra Terra), la nuova versione  con tre commutatori per modificare il gain  dello strumento.


Il modello "Titty" per il colore del famoso canarino dei cartoni amimati  !!!!!


Anche questo modello momta un commutatore a 4 livelli di amplificazione 


Altro prototipo versione 5)


Il nuovo prototipo 7)  a sinistra più grande e pesante del prededente  prototipo 5) a destra.



Il modello "Mandarino"



prototipo  di sismografo per sismologia


foto Paleo Frank
un nuovo prototipo , il cubo 13 x 13 x 5 è fatto in legno di rovere ( prototipo 5 )
molto pulito e ordinato nella sua  realizzazione.


La nuova generazione TDEREMINO a 24 bit


“Hear Our Earth II” (Ascolta la nostra Terra 2),

Questo acquisitore è stato chiamato “Stay Tuned”, che vuole dire “resta sintonizzato”, cioè continua ad ascoltare la nostra Terra, ma anche “presta attenzione” in quanto il segnale acquisito necessita di una approfondita analisi.




Il sismografo particolarmente adatto per la sismologia, 24 bit con cubo di plexiglass trasparente e contenitore i alluminio pressofuso.




Altro esempio di meccanica adatta per sismologia in scatola pressofusa di alluminio




AVVENIRISTICO PROGETTO  
di tromografo realizzato in alluminio massiccio
 nella figura si vedono i particolati   del blocco porta geofoni 3D



Sismografo per sismologia



In giallo il precedente  modello ADC 16,
In rosso i gemelli 24 bit , 2 , 3 strumenti permettono di accelerare le operazioni di campagna e si possono  realizzare con brevi acquisizioni su durata 15 minuti  pseudo sezioni sismiche    posizionando  gli acquisitori a distanze costanti



In alluminio pressofuso con connettore impermeabile, completamente stagna.



Nuovo sismografo per sismologia  realizzato con molta cura


 la piastra di acciaio ha 2 funzioni_
1) appesantimento
2) allontanare i tre punti di posa per avere maggiore stabilità


Altro prototipo della serie 9, pulito nelle sue linee


Altro prototipo della serie 9,  con contenitore pressofuso in lega di alluminio


prototipo di sismografi stazione sismica - dolquake
attenzione  usate  ferma tubi regolabili , i geofoni sono molto delicati se bloccati lungo la circonferena
Il lamierino del cilindro si può deformare e  strisciare sulla sottostante bobina  e bloccarla per attrito.



Attendo altre foto  per pubblicarle in questo spazio
da coloro che non le hanno ancora inviate
Molto c'è ancora da migliorare dal punto di vista meccanico, piccole cose che possono singolarmente apportare ulteriori miglioramenti alla meccanica del progetto.

continuate a visitare queste pagine 
per vedere le prossime  
novità - grazie


Questo potrebbe essere il futuro


L' U F O
La sua forma è dettata da motivi progettuali:
stabilità 
peso 
baricentro ribassato
larga base di appoggio
 massima  trasmissibilità del segnale ai sensori
aerodinamicità al vento
essenzialità e semplicità nelle sue forme
.......
per ultimo ma non meno importante
l'aspetto gradevole  ed innovativo.

L' U F O 
e diventato realtà
agosto 217con cupola ribassata rispetto al progetto originario 
per avere meno impatto al vento 
e tasche laterali per zavorra e garantire la massima stabilità





Caratteristiche del Theremino Adc24
per utilizzo in differenziae
misure microtremori e Sidmologia

Alimentazione: 5 Vdc

Consumo di energia: < 5 millesimi di Watt (900 uA a 5 Volt)

Numero di canali: Da 1 a 16 canali a 24 bit (Σ-Δ) (8 differenziali, 15 pseudo o 16 single ended)

Range dinamico: 127 dB @ 100 SPS (con tre canali contemporanei e guadagno 1)

Campionamento: Configurabile da 1 a 16 canali “Differenziali”, “Pseudo” o “Single Ended” 

Sampling rate: Da 10 a 19200 campionamenti al secondo
Fondo scala: +/- 3.3 Vpp (Differenziale) oppure da 0 a 3.3 Volt (Pseudo e Single)

Adc step (x 1): 0.4 uV (Differenziale) - 0.2 uV (Pseudo e Single)

Adc step (x 128): 3.2 nV (Differenziale) - 1.6 nV (Pseudo e Single)

Impedenza di input: Praticamente infinita (> 100 mega ohm)
Corrente di input: Inferiore a +/- 4 nA

Corrente di input: Variazione con la temperatura +/-25 pA/°C

Tensione Massima: Da -0.3 Volt a +3.6 Volt (tensione massima applicabile agli ingressi)

Corrente Massima: +/-10 mA (corrente massima applicabile agli ingressi)

ESD Rating HBM: Human Body Model = 4 kV

ESD Rating FICDM: Field-Induced Charged Device Model = 1250 V

ESD Rating MM: Machine Model = 400 V

Uscita 3.3 Volt: Fino a 300 mA, accuratezza (1%), stabilità (48 ppm/°C).  Consigliato per HVSR

Uscita 2.5 Volt: Fino a 10 mA, accuratezza (0.2%), stabilità (2 ppm/°C tipica).

Uscita 1.6 Volt: Solo per polarizzare i sensori (accuratezza e stabilità pari al 3.3 Volt / 2).

Gain  1 x,  2 x,  4 x,  8x,  16 x,  32 x,  64 x, 128 x, consigliato 128 per HVSR

Filtri   Max speed ( consigliato per HVSR ),  Fast, Medim Slov


Interfaccia dati: SPI a tre fili, QSPI™, MICROWIRE™ e DSP
Formato dati: Protocollo di Analog Devices (vedere data-sheet dello AD7124-8)

Velocità linea seriale: Da 30 baud a 5 mega baud
Precisione di tempo: Circa 500 uS o inferiore 

Temperatura: Da −40°C a +105°C (funzionale)

Temperatura: Da −65°C a +150°C (in magazzino) Dimensioni: 60 x 34 x 12 mm

Conformità: Nessuna certificazione, è un componente quindi non certificabile



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