sabato 6 dicembre 2014

Capitolo 3) Manuale datalogger - Specifiche dell'ardware di acquisizione

VECCHIE SPERIMENTAZIONI
( vecchio manuale  - superato)

3) Specifiche dell'ardware di acquisizione

Le seguenti note vogliono riassumere le principali problematiche e i metodi da usare per un buon hardware che alla luce delle prime sperimentazioni non ha ancora portato a buoni risultati  per le misure sul terreno (anche se ora s'incominciano a vedere migliorie con le modifiche eseguite) mentre i risultati  per la misura della frequenza di risonanza dei fabbricati sembrano migliori  in quanto  le vibrazioni sono più elevate di quelle del terreno.

( in rosso gli aspetti negativi, in blu quelli positivi )

1) scelta dell'acquisitore:


Arduino uno e similari a 10 bit

Problemi dell'Arduino uno: 


essendo un 10 bit ha bisogno di un gain superiore rispetto all'Arduino due di almeno 4 volte 



più lento in fase di acquisizione ma sufficiente a permettere a frequenze tra 100 e 500 hz a seconda del computer utilizzato e del programma di acquisizione usato



utilizza un microcontrollore fissato con basetta , facile da sostituire in caso di guasti 



possibilità di essere alimentato normalmente a 5 volt e qundi con una risoluzione minore rispetto all'alimentazione a 3,2 volt, possibilità di lavorare con tensioni di riferimento inferiori ( 3,2 - 1,0 volt)

Legge tensioni da 0 a 5 volt , pertanto complica l'ardware in quanto necessita di un partitore che permetta di eseguire letture negative da + 2,5 a - 2,5 volt, ciò può sporcare il segnale acquisito inquanto occorre sommare al segnale del geofono una tensione di 2,5 volt che potrebbe sporcare irrimediabilmente il segnale quando si lavora a basse tensioni.

Il numero di canali è sufficienti per fare prove HVSR,  massimo numero di canali gestibili  N° 6

Essendo un 10 bit ha una dinamica limitata a 1024 step in tutti i casi se  si usa una giusta calibrazione del fattore di amplificazione e magari un commutatore a 2/ 3 livelli di sensibilità non ci sono problemi


Arduino due a 12 bit

Problemi dell'Arduino due: 


Essendo un 12 bit ha bisogno di un gain inferiore rispetto all'Arduino uno di almeno 4 volte meno pertanto rende più semplice il lavoro di progettazione dell'amplificatore e in tutti i casi una migliore qualità del segnale

Più veloce in fase di acquisizione permettendo di realizzare altre applicazioni ove necessita una maggiore frequenza di campionamento.


Utilizza un microcontrollore saldato , pertanto molto delicato e non recuperabile in caso di guati, pertanto per il prototipo è meglio usare un arduino uno quando è possibile.

Alimentazione a 3,2 volt , ciò permette di avere una risoluzione del segnale riducendo il fattore di amplificazione dell'amplificazione e facilitandone la progettazione.  
Occorre fare molta attenzione di non usare trasduttoti che generano tensioni superiori alla tensione di riferimento di 3,2vol
Il grande pregio dell'Arduino due è quello che può leggere sia valori di tensione positivi da 0 a 3,2 volt che da 1,6 a -1,6 volt in questo modo non occorrono partitori e il segnale acquisito  non viene sporcato da tensioni aggiuntive.

Può gestire fino ad un massimo di 12 canali

Ha una dinamica fino a 4096 step sufficiente  per eseguire prove hvsr senza essere necessario utilizzare commutatore a 2/ 3 livelli di sensibilità 

Costo di acquisto superiore ma proporzionato alle prestazioni superiori



Altri acquisitori

E' possibile utilizzare altri hardware di acquisizione,   

Collegare adconverter a 16 - 24 bit all'Arduino, in questo caso l'arduino ha solo il compito di trasmettere i dati acquisiti e digitalizzati al Pc mentre le operazioni di decodifica e digitalizzazioni vengono assegnate ad integrato aggiuntivo da collegare all'Aduino.

Usare altri microcontrollori dedicati con ram, adconverter porta di comunicazione ecc.  autonomi collegabili al Pc.

ATTUALMENTE LA SPERIMENTAZIONE CON ARDUINO E' STATA SOSPESA A FAVORE DEL SISTEMA DI ACQUISIZIONE di  THEREMINO.com
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