Tuesday, April 3, 2018

TROMOGRAFO SPERIMENTALE 24 BIT reali - PROTOTIPO 9 - Bis

 
 progetto

  TROMOGRAFO SPERIMENTALE  
 24 BIT reali - PROTOTIPO 9 

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”,

software e schemi hardware online free


Questa soluzione è per chi vuole una scatola più pesante , ben rifinita, usata anche da altri strumenti professionali, in alluminio pressofuso, il progetto è simile alla versione 9 , differisce solo per la forma del cubo, che utilizza maggior spazio per il posizionamento dei geofoni

 Questa soluzione è relativamente più costosa di quella del prototipo 8 - 9  il peso della scatola da circa 16 x 80  H 8 cm circa ( a seconda della marca ) i 0,6 kg che aggiunto il cubo di legno , geofoni,  ferramento  porterà il peso totale dello strumento vicino ai  2 kg s

1) nel caso di sismografo per  sismologia non è necessaria la piastra  di ferro, è sufficiente  fissare con 4 tasselli   il sistema  ad un blocco di calcestruzzo in parte affogato nel terreno 

2) per la realizzazione del tromografo sperimentale meglio aggiungere la piastra per aumentare il peso a 4-5 kg  


Quali sono i suoi componenti?

1) Master Theremino
2) scheda ADC 24 BIT - 16 CANALI, un adconverte molto più sensibile dell'adc contenuto nel pic del Theremino Master ed ha la possibilità di amplificare ogni canale con un gain 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128 x  per cui il segnale non necessita essere amplificato ulteriormente.


PC
+
THEREMINO master 
+
ADConverter a 24 BIT

+

GEOFONI
=
SISMOGRAFO \ TROMOGRAFO sperimentale 24 bit

                                                                               

GEOFONI da 4,5 HZ 

( tre capsule geofoniche ) di cui 1 verticale e due orizzontali



la polarità dei geofoni positiva è normalmente 
contrssegnata da un +  da  O


CARATTERISTICHE DEL GEOFONOS S- 4, 5 N
Frequenza naturale (Hz)4,5  < ± 10,0%
Resistenza della bobina ()350 - 400 < ± 10%
Aperto smorzamento del Circuito0,5 -0,7  < ± 10 %
Attenuazione con shunt/
Circuito Aperto Sensibilità Tensione intrinseca (v / m / s)25 / 30 < ± 10 %

Usare geofoni con frequenza propria di 4,5 hz
Non utilizzare geofoni con frequenza propria inferiore a 4,5 hz, più costosi, difficili da settare, molto fragili, possibili derive del segnale con il tempo, che obbligano frequenti ritaratura del sistema di acquisizione  e con un tempo di smorzamento troppo lungo, sia per la strumentazione sperimentale che per quelle professionali.

la richiesta dovrà comprendere N° 3 geofoni ( 1 verticale - 2 orizzontali da 4,5 hz ) 

li potrete trovare contattando i seguenti indirizzi:





su richiesta vi verranno forniti di montati di cavo ( specificare   nel preventivo)
LA SCATOLA

Meglio usare scatole in metallo pressofuso  DI DIMENSIONE  14 X 16 X 8 CIRCA a seconda del produttore del costo di circa 16 - 20 euro

DIMENSIONI CONSIGLIATE

H SCATOLA OTTIMALE  A 80  mm

al di sotto  occorre  verificare  gli infombri dei componenti, in particolare  l'ingonbro dei connettori  dei cavi
al di soppra si può salire ad un massimo di H=10 di ingombro , non andare oltre  per non offrire troppa resistenza al vento

di seguito si  allegano le dimensioni  delle scatole utilizzabili






www.scame.com



serie ALUBOX PAFINA 8 IN ALLUMINIO


http://palazzoli.it




TUTTE LE SCATOLE  SONO FORNITE SE RICHIESTO DA PIASTRE DI FRTTO ZINCATO AL QUALE PUò ESSERE FISSATO IL CUBO CONTENETE I GEOFONI



in questo modo si facilita  il fissaggio della scatola  al cubo

nello spazio tra fondo della scatola   alla piastre zincata è possibile  posizionare  più fohli di piombo da 1,2 2 mm si pessore per zavorrare la scatola  di 600 -1200 grammi con la piastra zincata  interna

Il piombo è acquistabile presso qualsiari rivenditore di materiale edile al costo di 4 euro al kg.




Si consiglia di acquistarle al banco  di un qualsiasi rivenditore ufficiale , online si possono trovare ma a prezzi anche tripli, 
VEDERE I RIVENDITORI DELLA VOSTRA PROVINCIA A KM ZERO

Nel catalogo si trovano altre scatole di plastica







COME SI ASSEMBLA




importante che l'asse dei 2 geofoni orizzontali intercettino l'asse verticale


PARTE PRIMA IL CUBO DI LEGNO O ALTRO MATERIALE CONTENITORE DEI GEOFONI.

Per semplificare la realizzazione del tromografo sperimentale si è cercato di realizzare un nuovo prototipo 9B in modo che chiunque voglia realizzarlo non trovi grosse difficoltà.


Il lato si larghezza 9 cm è stato realizzato per offrire più spazio ai cavi che generalmente rimangono concentrati , nei progetti precedenti tra le vaschette laterali, lato lungo della scatola.



Il FORO DA 26 mm dovrà essere carteggiato per contenere il geofono verticale senza opporre attriti laterali, pena la deformazione del cilindro del geofono che provoca cattivo funzionamento




La foto mostra il posizionamento rei tre fori che dovranno contenere i tre geofoni, l'asse sei due fori orizzontali dovrà convergere al centro dell'asse del foro che conterrà il geofono verticale.

Anche in questo caso i due fori orizzontali dovranno essere carteggiati in modo che i geofoni possano entrare senza attriti laterali



Profondità dei fori 4,5 -5 cm , diametro 26 mm

Importante che i buchi vengano fatti con trapano a colonna per essere perfettamente ortogonali-




sui lati opposti del cubo foto precedente sono visibili i fori di diametro 8 mm circa prosecuzione dei 2 orizzontali da 26 mm, inserendo un legno da 6 mm nel buco si ho la possibilità di estrarre il geofono dal sua alloggiamento, anche il geofono verticale nel lato basale del cubo ha il foro verticale , in questo caso lungo meno di 1 - 2 cm


L'altezza del cubo dovra essere alto 0,6-1 cm in meno dello spazio interno della scatola, meglio usare travetti di legno di 12 cm si lati , spessore 6,5 7 cm a seconda della scatola utilizzata. acquistata in precedenza per determinare esattamente lo spazio interno utile



H massima della scatola 7 - 9 cm

altre dimensioni esterne , misura indicativa t 16 x 18 in alluminio pressofuso acquistabile dai negozi di materiale elettrico per l'edilizia




Fase 2° MONTAGGIO DEI COMPONENTI ELETTRONICI

Come da figura fissare il Master Theremino con 4 viti da legno, autofilettanti diametro 2 mm lunghezza 1,5 cm, tra stampato e legno inserire della vite uno spezzone di 5 mm di cavo elettrico ( solo l'involucro esterno come distanziatore per evitare che le saldature sotto il circuito tocchino .




Come nella precedente immagine fissare la schedina ADC24 bit con le viti e distanziatore come nella foto precedente



Con il taglio del cubo si ricaca un maggior spazio per i cavi di collegamenti dei tre geofoni, e i cavi possono avere lunghezza inferiore.


FASE 3 - COLLEGAMENTO MASTER - ADC 24 BIT


collegamento con cavi da 20 cm del Mater Theremino con l'Adc 24 bit .

su ambedue i circuiti stampati troverete 5 numeri corrispondenti ai 5 cavi, occorre collegare i singoli cavi pin to pin, l'operazione non richiede nessuna conoscenza di elettronica



in fase di acquisto del materiale si consiglia di acquistare cavi colorati femmina / femmina da 20 cm




FASE 4 - PREPARAZIONE E POSIZIONAMENTO DEI GEOFONI



per chi non è capace a saldare di possono richiedere i cavi già saldati al geofono , per convenzione sulla parte nera del geofono è presente un pallino, , collegare il cavetto rosso al pin del geofono più vicino, quello bianco posto sul lato opposto

Il cavo di massa della calza va saldato sullo stagno presente sul bordo del cilindro del geofono.

sul lato opposto il geofono viene fornito di condensatori già saldato, operazione impossibile da fare per chi non ha esperienza nel saldare e solo con saldatori professionali.










inserire i geofoni nei tre buchi fi 26 mm carteggiati e lisciati in modo che i geofoni possano entrare senza attriti,

sopra i geofoni aggiungere guarnizioni da 1 pollice fino a quando si riempie il buco,

bloccare il tutto con ferma geofoni avvitando le viti autofilettanti di 2 mm 1,5 cm fino a quando i compensati 4 x 4 x 0,5 cm pressano tramite le guarnizioni sul fondo del buco.



FASE 5 PREDISPOSIZIONE E MONTAGGIO DELLA PIASTRA DI FERRO 20 X 20 CIRCA SPESSORE 0,5- 1 Cm ( si consiglia 1 cm)
la piastra ha la principale funzione di zavorramento del sistema

avvicinare a terra il baricentro strumentale

allontanare al massimo i tre punti di appoggio per garantire la massima stabilità del sistema

Si consiglia di verniciare la piastra con antiruggine grigia o con altro colore, al posto dei bulloni si possono usare bulloni a testa incavata (https://s3-eu-west-1.amazonaws.com/wi-ebay-pictures/EBAY/59/42/62/262495350733_00_s_MzAwWDMwMA_z_4doAAOSwd4tTtpYv__1.jpeg

sporgenza massima sotto la piastra 3-4 cm


FASE 6 FISSARE LA SCATOLA IN ALLUMINIO PRESSOFUSA 


l'operazione viene fatta utilizzando 4 brugole da 6 mm; sia la brugola che i tre bulloni ( da 8 mm tra la piastra metallica e il dato dovranno essere fissati con rondella autobloccante.)



Nella parte alta del bordo della scatola è visibile un piccolo intaglio per far uscire il cavo USB all'esterno



FASE 7 COMPLETAMENTO DEL MONTAGGIO

Inserire il cubi con i lati paralleli alla scatola. il geofono verticale può anche non essere bloccato con il ferma geofono e 4 viti un quanto sulle guarnizioni agirà la spugna con pressione sufficiente quando si avviteranno le viti del coperchio
Posizionare i caci e collegare il cavo USB di 30 cm tipo B B maschio - femmina o da pannello, sfruttando il piccolo intarsio fatto sulla scatola vedere foto precedente.



Dalla foto si può vedere che lo spazio dedicato ai cavi non è più limitato come succedeva precedentemente con i cubi 12 x 12,, in questo modo i connettori non sono più soggetti a forti pressioni e garantiscono un ottimo contatto,



ATTENZIONE i cavi non devono essere posizionati tra cubi di legno e scatola ma solo lateralmente o sopra.



La spugna incollata sotto al coperchio se di spessore giusto presserra il cubo sul gondo della scatola quanto basta per bloccarlo - meglio spalmare un sottile velo di cera molto plastica dopo averla riscaldata per aumentare la forza di coesione.

NON USARE COLLANTI !!! specie tra il cubo e il fondo della scatola, al massimo qualche punto di colla a caldo lateralmente agli spigoli del cubo





COME SI PRESENTA AL TERMINE DEL MONTAGGIO


dimensioni 20 x 20 H da terra 11 cm

lunghezza punzoni 3 - 4 cm

peso 4,5 kg circa con piastra da 1 cm di spessore



Non occorrono conoscenze di elettronica, avvalersi di un falegname o fabbro se non si è attrezzati, oppure rivolgersi ad un amico capace che abbia un trapano a colonna anche non professionale.








Per chi desidera avere lo strumento montato, provato, con aspetto innovativo con elevata stabilità e basso grado di impatto con il vento è possibile richiederlo a http://www.thereminoshop.com/contact/- To contact the European warehouse: Warehouse European



Il DISK UFO THEREMINO. in più ha anche un gradevole aspetto e sicuramente più performante in caso di presenza di rumori ambientali e di brezza.



VISUALIZZARE IL VIDEO DEMO DEL TROMOGRAFO - sondaggi HVR metodo Nakamura _ frequenza di risonanza del terreno, frequenza di risonanza del fabbricato , zonazione sismica.







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

dal sito di www,theremino.com  si legge:

Il Theremino Adc24 è basato sul convertitore AD7124-8 di Analog Devices. 

Si tratta di un convertitore Sigma Delta ad altissime prestazioni, progettato nel 2015, al culmine di decenni di esperienza di Analog Devices in questo campo. Oltre al basso rumore e alla grande flessibilità questo Adc consuma pochissimo, circa 900 micro Ampere. 

La velocità di campionamento è selezionabile in un campo molto vasto (da 10 fino a 19200
campioni al secondo) e sono disponibili 8 livelli di filtraggio, per scegliere il migliore compromesso tra velocità di risposta e riduzione del rumore. Le varie configurazioni di ingresso (Differenziale, Pseudo o Single Ended), permettono di collegare sensori di ogni tipo

Connettività e modularità - L'Adc24 è un modulo compatibile con il sistema Theremino, che è
intrinsecamente modulare e componibile. 
Questo permette di rivalutare le apparecchiature nel tempo e modificarle a piacere, aggiungendo nuovi moduli e nuove funzioni. Software, firmware, schemi e progetti sono completamente gratuiti e Open Source.


Applicazioni - Il Theremino Adc24 è finalizzato alla rilevazione e registrazione di segnali a bassa e media frequenza. La sua flessibilità e il suo rapporto segnale/rumore sono superiori a ogni altro strumento simile. 
Per cui è lo strumento ideale per la registrazione di microtremori (HVSR) e terremoti, ma anche di segnali provenienti da altri trasduttori come: potenziometri lineari per la rilevazione di spostamenti e fratture, celle di carico, bilance analitiche, misuratori di pressione, sensori di flessione, fotodiodi per illuminazioni debolissime, magnetometri, microbarometri, analizzatori di spettro a fenditura, termocoppie, misuratori di pH, datalogger, ecc...

Sincronizzazione - Se richiesta, la sincronizzazione con l'orario UTC si effettua con ricevitore GPS, collegato via USB. Il software che legge l'Adc, legge anche il GPS e unisce i due dati.


specifiche tecniche

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 kVESD 

Rating FICDM: Field-Induced Charged Device Model = 1250 

VESD 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


Tutto il processo di amplificazione, filtraggio e digitalizzazione avvine nell'adconverter dell'ANALOG DEVICE
per cui le specifiche del sistema  di acuisizione sono indicate nei datascit
dell'adc AD71128-8 della Analog Devices.

Il theremino ha solo lo scopo d'inviare i dati digitali al PC e non influisce in alcun modo sulla qualità del segnale acquisito

visitare il geofluid
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