1: TROMOGRAFO

geofono 3D USB
THEREMINO - DOLFRANG


Il team del sistema Theremino si occupa solo di ricerca e non vende hardware. Il sistema è completamente “Freeware”, “Open Source”, “No Profit” e “DIY”,






parte prima
 QUI  TROVERETE TUTTI GLI ARTICOLI  RIGUARDANTI IL TOMOGTAFO 24 BIT

per chi intende realizzare  il tromografo sperimentale  consiglio di prendere contatto con dolfrang@libero.it  per essere seguiti a titolo gratuito nelle operazioni di assemblaggio e di elaborazione

parte seconda

Atri prototipi di TROMOGRAFI SPERIMENTALI
( keyword = "PROTOTIPI")


tromografo sperimentale 5 BIS per HVSR (PDF)

TROMOGRAFI SPERIMENTALI OBSOLETI

tromografo sperimentale 4 per HVSR progetto superato

tromografo sperimentale 3 per HVSR progetto superato

tromografo sperimentale 2 per HVSR progetto superato

tromografo sperimentale 1 per HVSR progetto superato


I  10 COMANDAMENTI PER UN TROMOGRAFO




E' trascorso oltre un anno dall'inizio delle prime sperimentazioni con il tromografo sperimentale PROGETTO DOLFANG -THEREMINO, per cui si possono incominciare a trarre le prime conclusioni.

L'elettronica è sempre la stessa di ottima qualità riproducibilità con bassissimo noise grazie all'evoluzione dei precedenti amplificatori  che sono serviti per prendere coscienza delle problematiche Hardware e software fino alla ingegnerizzazione finale dall'amplificatore con gain 10000 progettato da www.theremino.it.

Dal punto di vista della dinamica molto è cambiato per ottenere un segnale più performante rispetto all'originario progetto meno influenzabile dai rumori ambientali e dal vento che ha portato al PROTOTIPO 2014 e PROTOTIPO 2015

Dalle sperimentazioni  avvenute su terreni , condizioni antropiche ed ambientali diverse hanno portato ad individuare quali sono i principali criteri di progettazione di un acquisitore per prove HVSR;

1) il contenitore deve essere più simmetrico possibile, ideali sono le forme quadrate o rotonde.

L'involucro di plastica o di lamierino, se necessario, serve solo da " vestito " e non deve avere funzioni portanti e - o di trasmissione delle vibrazioni.

2) Il peso deve essere superiore a 1,5 kg, fino ad un massimo di 5 Kg, pesi eccessivi portano ad avere inerzie della meccanica, aumentando il peso deve aumentare anche l'area di posa degli spyke.


3) I geofoni non devono essere fissati alla plastica o lamierino di pochi mm di spessore anche se bloccati ad essa con fascette, ciò può provocare in caso di rumori antropici e di vento inutili vibrazioni che sporcano il segnale e rende necessaria l'equalizzazione  del segnale per rendere simile la risposta dei tre segnali.

4) I geofoni devono essere collegati al terreno in maniera diretta e tra di loro collegati da una struttura rigida. Per questo motivo si e' scelto il sistema con cubo in legno, in alternativa in alluminio più costoso  e più pesante e meno elastico.

5) i punzoni non devono sporgere oltre a 1 - 3 cm dal fondo dello strumento


6) il rapporto tra la distanza media dei tre puntali ( che deve essere il più possibile uguale ) e l'altezza del baricentro da terre deve essere il minimo possibile per garantire stabilità in caso di rumori antropici e vento


7)la forma  del contenitore deve essere limitato in altezza per ridurre l'azione del vento e di form il più possibile aerodinamica


8) Meglio se il sistema è disponibile in kit completo da tutti i componenti  pronto ad essere montato collegando i cavi e avvitando le viti e bulloni per limitare i costi di spedizione e i tempi di montaggio.


9) Il sistema deve essere stagno e predisposto per lavorare anche in situazioni ambientali avverse, neve, polvere e fango.


10) In sistema dovrà anche montare un accelerometro sufficientemente pulito sia per gestire le operazioni di messa in bolla dello strumento ma anche per misure in ambienti particolarmente rumorosi quale industrie, palazzi, viadotti, oltre che per misure sismologiche con una sensibilità  superiore alle a vibrazioni antropiche presenti nel terreno.


L'accelerometro potrebbe essere utilizzato come sistema di taratura dell'intero sistema con ottimi risultati.





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).
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).

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



SPECIFICHE TECNICHE
versione ADC 16


i dati sono indicativi perchè possono cambiare a seconda del geofono o altro trastuttore utilizzato, dell'amplificazione applicate, dat tipo si ampificatore dal filtraggio applicato e da altri parametri che possono variare a seconda del prototipo usato

Numero di canali 6, utilizzati 3
Frequenza campionamento  100,125,200,250,333,500 
Gain 100x, 250x, 500x, 1000x, 2500x, 5000x e valori intermedi
frequenza di trasmissione dati al Pc usb 10 Ms/sec

Type geophone SS-4.5N ( www.Senshe.com )
Natural frequency (Hz) 4.5 ±10.0%
Coil resistance( )  375±7.5%
Open circuit damping 0.6±7.5%
Damping with shunt resistor  _______
Geofoni velocimeters (Z:vertical, N:nord-sud, E:est-west)
Open circuit intrinsic voltage sensitivity(v/m/s) 28.8±7.5%
Sensitivity with shunt resistor ____
Damping calibration-shunt resistance( )____
Harmonic distortion(%) <0.20%
Typical spurious frequency(Hz) ≥240Hz
Moving Mass(g) 11g
Typical case to coil motion p-p(mm)  4mm
Allovable Tilt ≤20°
Operating Temperature Range(℃)  -40℃~+100℃
Height(mm) 36mm
Diameter(mm)  25.4mm
Weight(g) 86g
Warranty Period 3

Operating Temperature Range(℃) -40°~+100°
Power supply 5.5V DC (USB port)
Power consumption xx W
Connectors 1 – USB 2.0-3.0

ADC da 12 bit a 16 bit (equivalente a 24 bit con gain = 1000)
Dimensioni 190 x 140 x 70 cm
Peso 1.2 - 1,5 kg
Leveling Manual, with spirit level
Noise < 1 uV

Dinamic range ADC da 72 dB a 96 dB (a seconda del tempo di integrazione)
Dinamic range amplifier: oltre 110 dB (con guadagno 1)
Dinamic range total: 72dB (con guadagno 1000)

Pass Band 0,25Hz - 250 Hz

Crosstalk ____ at ____ Hz
Impedenza di input:uguale a R1-39K con Gain 1000,costante a tutte le frequenze
Pre-test - calibration of the converters prior to each acquisition
Digital filters  1 - 500 hz circa (regolabili grossolanamente con “Speed”) o in post acquisizione con geopsy


Durata acquisizione da 1 a 60 minuti
Visualizzazione segnale in tempo reale
Registrazione dei dati acquisiti in tempo reale
Formato dei dati salvati *.SAF



Continua nel sito http://www.theremino.com/hardware/inputs/geology-sensors


Nota 1 - La imprecisione di 500 uS comprende anche i ritardi di campionamento, e di comunicazione con il software di acquisizione. Sono valori maggiori della precisione del GPS e degli apparecchi commerciali con il GPS integrato, ma del tutto ininfluenti sulle analisi, dato che si tratta di circa un ventesimo di ciclo delle frequenze sismiche più alte. 

Nota 2 - Le certificazioni sono applicabili solo ai prodotti finiti, destinati al consumatore finale. Il modulo ADC24 è un componente elettronico, destinato a chi costruisce apparecchiature. Quindi è il costruttore stesso, a dover costruire a norme di legge e certificare l'apparecchio finito. 

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