Sunday, December 23, 2018

BUONE FESTE CON TANTI REGALI





BUO   2019

con tanti doni
da 
THEREMINO

nei primi mesi del 2019 ci saranno novità nel campo acquisizione dati  per le applicazioni di geologia - geofisica.

Applications Geologia


nel 2018 saranno sviluppati i seguenti progetti:



1) miglioramenti del TROMOGRAFO software ed hardware - miglioramenti software ed hardware

2) completamento DOLQUAKE in fase di completamento

3) MAGNETOMETRO 3D per registrazione  variazioni campo magnetico terrestre

4) MONITORAGGIO fessurimetri , inclinometri e  misure di spostamento 

5) MAGNETOMETRO GRADIOMETRO per indagini geologiche- arceologiche, ricerca sottoservizi, cercametalli ecc

6) SISMOGRAFO 12 16 CANALI canali per rifrazione - medio lunga, riflessione, Masw, remi ( acquisizione di durata da pochi minuti a ore se necessario in continuo) esac ecc


7) TOMOGRAFIA ELETTRICA  24 36 48 elettrodi 

 manuale - automatica con relè e tecniche di acquisizioni particolari




cliccare qui per visionare le novità



PROGETTI OPENSOURCE FREE ONLINE


Theremino Dolfrang



Geopsy 



Sondaggi HV 



Sondaggi geomagnetici


Sismometri 


Sondaggi geo-elettrici 


Meteorologia 


Theremino Meteo 

Rivelatore di fulmini 
Spettrometria delle polveri 



Sensori meteorologici 



Primi passi con i LED

Primi passi con i servo-motori

Sensori e adattatori

Automazione

Audio e Video

Biometria

Radioattività

Strumentazione

Programmazione

Sistemi alieni

Varie

http://www.theremino.com/applications
free
----------------------------------------
Invito tutti gli amici di theremino.com a fare una piccola donazione a Theremino il Baabbo Natale dei geologi e non solo... Grazie
Buone feste e Buon anno a tutti
Dolmetta Angelo

Nel sito theremino.com si legge:


Donazioni

Il codice sorgente dei nostri programmi non contiene note sul copyright, nomi degli autori e link al nostro sito, per cui potete farne ogni uso, senza limitazioni di alcun genere. Non chiediamo di specificare la fonte originale o il nostro sito ma se sarete contenti del nostro software ricordatevi di noi e fate conoscere questo sito ai vostri amici.

Eventuali donazioni, anche piccole, sono molto gradite e possono aiutarci a mantenere il software “free” ed a produrne sempre di nuovo.

a fine pagina della home di theremino.com troverete un banner per fare una piccola donazione 

Wednesday, December 19, 2018

Sismografo sperimentali - Il trigger


Per sismica a rifrazione e riflessione , 
MASW, REMI, ESAC e tomografia sismica

Il progetto è superato
lo schema è ancora più semplice


seguirà un terzo prototipo ancora più semplice e meno costoso da realizzare.

Parte 2° IL TRIGGER

in questa seconda parte ci occuperemo del trigger  elemento fondamentale per sincronizzare l'inizio dell'acquisitore con la mazzata di starter

23-09-2015
Campo di sperimentazione
foto di Simone Sette
Per eseguire le sperimentazioni occorre un luogo come questo

1) immerso nella natura 
2) assenza di rumori antropici
3) pianeggiante e privo di asperità morfologiche 
4) stratigrafia senza inversioni di velocità e omogeneo in senso orizzontale
5) suolo soffice per permettere di approfondire gli spyke dei geofoni senza fatica. 

6) un suolo sufficientemente morbido per  fissare i geofoni 

 primo prototipo di sperimentazione 6 canali
foto di Simone Sette


La strumentazione sarà costituita  da 2 - 3 cavi a 6 canali per ottenere 12- 18 cnali, andare oltre potrebbe essere inutile ma possibile.

Ogni cavo sarò autonomo , costituito da
6 geofoni  ( meglio se da 4,5 hz)
6 dviatori per geofono,  2 -3 cavi USB,
6 geofoni con bracciolo da 1m.
1 scatola per ogni cavo contenente theremino ed amplificatori

1 piastra in alluminio
2 - 3 avvolgitori piccoli per il cavo
1 - 2 rotelle metriche
1 bauletto per contenere tutto il materiale
1 tablet window da 100 euro   con monitor > 8 pollici meglio se > di 10 e/ o pc o pc-tablet


sondaggio eseguito da Simone Sette
Prima traccia geofono start  con gain  40

CASO 1) start contatto mazza piastra , il dt massimo è  pari al tempo di campionamento del dato acquisito  
CASO 2 start eseguito con geofono starter, il grafico fa vedere che lo starter  con geofono ha un ritardo dT rispetto all'analogo test eseguito con il contatto meccanico piastra - mazza.

Nel caso di utilizzo di starter piezoelettrici esiste un dT , ma in questo caso molto più piccolo di quello ottenuto con un geofono trigger


Seconda traccia - 5° geofono a distanza di una quindicina di metri dal punto di battuta,
durata di acquisizione  1500 m.sec secondi, frequenza di campionamento 1000 hz.


28-09-2015

Spesso  si usa come starter il geofono  fidandoci che inneschi il processo di acquisizione nell'esatto istante in cui si è dato lo start, non sempre la cosa è sempre vera.

Si consiglia di provare il sistema  prima con uno starter ON / OFF poi con il geofono per  vedere se il tempo del primo arrivo è sempre lo stesso, consiglio di dare mazzate deboli,  medie , forti e fortissime per verificare che i tempi siano sempre gli stessi

Consiglierei lo starter Piezo che da valori bassi sempre e supera il 500 solo durante il colpo.
In questo modosi potrà usare un qualunque input digitale ( DigIn )
che è valido per tutti i PIN di tutti i moduli (anche fino agli 11 e 12 dei nuovi master)

In questo modo con n° 2 Theremini  è possibile  realizzare un 12 canali in quanto come canale trigger può essere utilizzato il pin 7,8,9,10,11,12 deni nuovi master > V 4.0


Come funziona ?

il geofono  quando è in quiete genera un segnale di ampiezza molto piccola, quando viene eccitato da una mazzata produce segnali di ampiezza elevata  mandando spesso in saturazione il segnale se non ben regolato.

Il funzionamento è quello di sfruttare questa proprietà, quando il segnale supera il valore di soglia il software se ne accorge e da l'ordine al sismografo di far partire la procedura di acquisizione, nel caso contrario rimane in attesa.

Senza addentrarci  nelle diverse tecniche  utilizzate nel gestire via software o via hardware lo starter, l'operatore deve conoscere  i limiti del metodo per non rischiare di ottenere risultati errati.

Importante è in valore di soglia  che determina il valore in  cui deve avvenire  lo starter dell'acquisizione, se ci riferiamo alla figura precedente traccia superiore che mostra il grafico dell'andamento del segnale generato da un geofono eccitato da una mazzata posizionato nelle vicinanze della piastra di battuta si possono ipotizzare diversi comportamenti.

1) ipotizziamo ( caso rarissimo ) dove il rumore ambientale = 0, e di aver impostato il valore di soglia = 0,01,  nell'esatto istante  in cui  si a da mazzata scatta la procedura di acquisizione come si vede in figura ( tacca rossa )

Il geofono posto ad una certa distanza evidenzierà il primo arrivo delle onde P dopo un certo intervallo di tempo dT che è quello trascorso dall'istante  0 e il tempo Tr  ritardo.
Per eseguire questa prova nel software è stato inserito un pretrigger che mostra il segnale prima dello starter ( parte  sinistra della linea rossa )

 caso 2)  normalmente il rumore di fondo del sito non avrà mai un valore = 0 , i microtremori  ce lo insegnano, quindi se imponiamo un il valore di soglia indicato  nel caso 1 di 0,01  avviata la procedura  di attesa della mazzata al primo tremolio del terreno avviene il superamento della procedura di acquisizione senza aver dato  la mazzata rendendo nulla l'acquisizione fatta.

caso 3)  Nel caso  della figura precedente dovessimo impostare  un  valore di soglia pari a 15, valore superiore almeno di 5 volte del rumore ambientale che varia nell'esempio varia tra +/- 2 avremo l'avviamento dell'acquisizione ma con un piccolo ritardo valutabile fra 1 e 5 millisecondi, tale errore produce  una sottovalutazione del tempo di arrivo  della onda P, di conseguenza una sovrastima della Vp.

caso 4) Nel caso in cui la parte positiva dell'esempio fosse stata quella rivolta verso il basso  e con valore di soglia = 30 si ottiene un tempo di starter  errato che genera un errore grossolano nella determinazione del tempo T0, il dT si sarebbe praticamente dimezzato rispetto al dT reale con conseguente sovrastima della vs anche in questo caso.

caso 5)   A livello di software e in maniera più complicata a livello di Hardware è possibile usare il modulo del valore di soglia, ciò permette  al trigger di funzionare anche con polarità invertite del segnale di starter.
Se la polarità dei geofoni nei casi 1 - 4 fosse stata invertita, usando i valori di soglia precedentemente indicati non avrebbero fatto partire l'acquisizione in quanto un valore  -30 , ad esempio, non avrebbe soddisfatto le condizioni di avvio dell'acquisizione.
Usando il modulo ciò viene resa possibile ma senza migliorare il risultato finale

caso 6)  aumentando a 60 il valore soglia , è evidente che ci troviamo in una condizione sempre peggiore a quelle precedenti il tempo To  sarebbe  maggiore al tempo di arrivo del segnale registrato dal geofono con conseguente perdita della parte iniziale del segnale.

caso 7) L'ultimo caso  è duello di usare un valore di soglia più alto del valore massimo prodotto dal geofono starter, in tal caso l'acquisizione  non parte in quanto la relazione  che avvia l'acquisizione non viene verificata.

CONCLUSIONI SULL'USO DEL GEOFONO START

Come si è visto i migliori dati  si hanno quando il valore di soglia si pochissimo il rumore del sito quel tanto che basta per far scattare il trigger a causa di un rumore antropico.

Per migliorare la funzionalità del geofono trigger  è possibile inserire un circuito che abbia il compito , facendo ruotare una manopola per regolare la sensibilità del trigger in modo da evitare partenze dell'acquisizione, in tutti i casi ciò  fa comportare uno delle problematiche  dei casi 2-7 precedentemente descritti.

Quanto detto va contro a quanto spesso viene consigliato di dare la mazzata vicino al geofono che si vuole usare  come punto di start, in particolare per la mazzata centrale che si solito va data tra il 6 e 7 geofono.

Non è possibile neanche settare il trigger per determiati valori di soglia perchè dipendono

1) dalla caratteristiche del geofono - sensore usato
2) amplificazione e sensibilità del sistema usato
3) intensità della mazzata
4) rumore ambientale
5) energia sviluppata del mezzo battente ( forza applicata )
6) tipo di terreno
7) tipo e dimensioni della piastra
8) distanza dal centro della piastra e il geofono
9 valore di soglia impostato
10) sall'algoritmo utilizzato per gestire l'evento a livello Hardware che software
11) .......... altro ...............

Per ottimizzare ciò occorrono algoritmi software (che penso non vengano utilizzati nei normali strumenti) che eseguano test e verifiche in fase di acquisizione e l'individuazione del vero istante  T0 con l'analisi post acquisizione del dato prima della sua visualizzazione, saranno tecniche sperimentate nel programma di acquisizione, in pratica occorre realizzare un " triggeraggio intelligente".

Anche se in maniera meno evidente tutti le tecniche do triggeraggio chi più e chi meno hanno questi problemi più o meno evidenti, per tanto tecniche di triggeraggio intelligenti possono ridurre i margini di errore.


sondaggio eseguito da Simone Sette


Il sondaggio rappresenta la registrazione di circa  20 msec in contemporanea di 5 geofoni verticali posti con distanza intergeofonica di 3 metri, non è stato energizzato il terreno, per misurare l'entità in ampiezza del rumore sismico del sito ( assenza di rumori antropici e vento ).


09-09-2015

L'amico Simone Sette in data odierna mi ha mandato  alcune acquisizioni eseguite   sul campo di prova,

Il programma ha ancora molte cose da sistemare, si è usato un tabellone elettronico per visualizzare il sondaggio , questo è il risultato ( fatto con acquisitore da 10 euro e una manciata di resistenze e piccoli integrati - un particolare grazie a Simone ) :


cliccare sull'immagig
ne per ingrandirla

12-10-2015

CONSIGLI SULL'USO DEI TRIGGER STARTER

dalle prove fatte scarterei i geofoni perché hanno una elevata inerzia per superare il valore di soglia impostato, è possibile a livello di software è possibile ricostruire il tempo To della mazzata ma in condizioni di rumore ambientale o per segnali con ampiezza simile ai rumori ambientali è possibile ottenere risultati errati.

STARTER GEOFONICO

SI SCONDIGLIA DI NON UTILIZZARE  I GEOFONI COME STARTER ANCHE CON STRUMENTAZIONI PROFESSIONALI, provate con un geofono e poi con uno starter meccanico e controntate i tempi di arrivo con un geofono medio- lontano......

STARTER MECCANICO
----------------------------------------
Un eventuale starter meccanico va collegato tra SIGNAL e GND e SENZA collegare il +5V
Poi si deve impostare il PIN come DigIn-PU (il PU vuol dire PULL-UP e ci pensa il Theremino a dare la tensione che serve all’interruttore)
  
STARTER PIEZOELETTRICO
----------------------------------------
Consiglio questa versione perché costa poco e da un segnale forte e pulito.
In questo caso il segnale partirebbe da numeri bassi (da 5 a 20) e sicuramente sotto al 500.
E salirebbe a 800 o 900 in tempo brevissimo ad ogni mazzata.


Adattatori per i sensori piezoelettrici
da theremino.com

Gli adattatori che proponiamo sono semplici da costruire e funzionano meglio dei molti schemi che si trovano su internet.
Attenzione: Il principio di funzionamento dei nostri sensori non è lo stesso di quelli delle batterie commerciali. I segnali non sono intercambiabili. 
Per ottenere le massime prestazioni, i nostri sensori non trasmettono un segnale audio, ma un valore proporzionale alla pressione esercitata. 
Questo ci ha permessi di ottenere un controllo del suono e una dinamica, superiori a quelli delle batterie elettroniche commerciali, con i classici Pad non alimentati.

continua nel sito

per ulteriori informazioni si rimanda alla seguente interessantissima pagina
http://www.theremino.com/hardware/inputs/piezoelectric-sensors#adapters


Attenzione a girare il dischetto piezo fisicamente nel senso giusto in modo che dia il segnale al fronte di salita del colpo e non al fronte di discesa, che arriverebbe qualche millisecondo dopo.

esecuzione di acquisizione Remi di durata 10 minuti ottenuta in continuo  - a 2 canali senza interruzioni con visualizzazione del segnale acquisito in tempo reale - frequenza di campionamento
500 hz   - progetto in fase di sperimentazione e test

giugno 2018 sperimentazioni  fatte dall'amico Salvatore 


Sunday, December 9, 2018

Programmatore di PIC - THEREMINO

Un utile accessorio , programmatore pic per aggiornare il software implementato nel master THEREMINO 

Programmare i processori PIC con i file HEX

       


I file HEX (e anche i progetti completi) si scaricano dalla pagina: technical/schematics
I micro-controllori usati nel sistema Theremino sono:

– PIC24FJ64GB002 (tutti i Master, dal 2012 al 2015)

– PIC24FJ128GB202 (futuri Master con 12 o 13 InOut e 2 bit in più negli ADC)

– PIC32MX110F016 (futuri Master a 32 bit) (Nota 1)

– PIC24F16KA101 (tutti gli slaves, Servo e CapSensor)

(Nota 1) Probabilmente non useremo i modelli a 32 bit perché, oltre a non dare reali vantaggi in velocità e precisione, limitano la posizione dei Pin della seriale. Preferiamo invece usare i nuovi PIC della serie 24, che permetteranno 12 o anche 13 Pin e che contengono i nuovi ADC, quattro volte più precisi.

Sunday, December 2, 2018

PARTE 3° SETTAGGIO TROMOGRAFO 24 BIT

PARTE 3°

MANUALE  HAL PER THEREMINO MASTER ADC24 BIT

PER  PER PROVE   HVSR


MENU IMPORTANTI

SETTAGGIO DI HAL PER HVSR

per accedere alle modifiche alla prima installazione occorre cliccare sul pin 7 . si aprirà una finestra che permetterà di avvedere al settaggio dell'ASC 24 BIT

versione autocostruito


sattaggio programma Hal

  • per convenzione  
  1. il canale 1 correisponde al geofono verticale
  2. il canale 2 corrispnde  al geofono nord/sud
  3. il canale 3 corrispnde al geofono est/ovest
settare velocità =12 
per pc lenti  limitare la frequenza massima di acquisizione  120 200 250 330 400 500 in base  al valore di ripetizione che nel caso specifico è di 775 per cui si può usare frequenza  di campionamento ( software di acquisizione ) sempre inferiore, in questo caso il massimo sarà  500 hz < 775,
con ripetizione ( esempio di 459 ) la frequenza di campionamento dovrà scendere a  400 hz 







menu di di settaggio del programma di acquisizione  Theremino Dolfrang

Tutti i settaggi in fase si acquisizione  non possono essere variati, è possibile modificare solamente suelli  di visualizzazione.

come frequenza di visualizzazione  si consiglia di usare 10 hz per non consumare troppa cpu se il pc è lento
ATTENZIONE , nella finestra GUADAGNO IN TENSIONE occorre inserire manualmente il valore settato come gain mel menu di Hal, i due programmi non dialogano tra loro per cui il settaggio deve essere fatto manualmente .


MODIFICHE DA APPOERTARE PER CHI USA L'UFO

Per l'UFO per esigenze costruttive si è  scelta per 
  • per convenzione  
  1. il canale 1 correisponde al geofono nord/sud
  2. il canale 2 corrispnde  al geofono est/ovest
  3. il canale 3 corrispnde al geofono  verticale



in tal caso agendo  sui menu a tendina modificare l'ordine della sequenza  dei geofoni.
Tale modifica anche se non influisce sul risultato del calcolo, serve solo per memorizzare uul report del file saf la posizione dei geofoni nel giusto ordine



I sottostanti  valori di settaggio   in caso di diversità da quelli sopra indicati  non vanno considerati.


 Nei casi in cui avviato Hal non risponde cliccare su RECOGNIZE e/o VALIDATE

SETTAGGI ANCORA DA RIVEDERE ( si consiglia di accedere a questa pagina per vedere le eventuali modifiche che con il proseguo delle sperimentazioni possono essere fatte.


CONFIGURAZIONE di HAL

( vedere manuale Pdf Sistema theremino - Theremino_ADC24 - 28 giugno 2016 - Pagina 28 )

1) SETTAGGIO PIN 7  

Va configurato come DIFFERENZIALE 

filtro MAX SPEED

RESPONSE SPEED   
con frequenza acquisizione = 500 HZ     SPEED  =   1500 per Pc veloci
con frequenza acquisizione   = 333 HZ     SPEED   =   1200 per Pc medi
con frequenza acquisizione   = 250 HZ     SPEED   =   1200 per Pc medio lenti
con frequenza acquisizione   = 200 HZ     SPEED  =    1000 per Pc lenti
se possibile non usare frequenze al di sotto si 250 hz in quanto si otterrebbero meno dati validi e in tutti i casi non si avrebbero dati utili  tra 0 - 2/5 metri di profondità

2) SETTAGGIO PIN 8   - nulla da modificare

3) SETTAGGIO PIN 9  - nulla da modificare

Il menu di Theremino Hal dopo aver apportato le modifiche dovrà apparire cosi:

Type     Id  subtype           Dir    Sloot Value  
Master   1  Nome                                                
Slave      1  Master Type                                    
Pin          1  Unused                                            
Pin          2  Unused                                            
Pin          3  Unused                                            
Pin          4  Unused                                             
Pin          5  Unused                                             
Pin          6  Unused                                             
Pin          7  Adc_24                                                   per attivare il 24 bit
Pin          8  Adc_24_din                                     
Pin          9  Adc_24_dout   get         9                       per gestire il filtraggio e altri parametri
Pin        10  Unused                                             
Pin        11  Unused                                             
Pin        12  Unused                                             
ADC24   1 Adc_24_ch       get         1                    asse z verticale differenziale
ADC24   2 Adc_24_ch_b                 2                    asse z verticale differenziale
ADC24   3 Adc_24_ch       get         3                    asse nord - sud differenziale
ADC24   4 Adc_24_ch_b                 4                    asse nord - sud differenziale
ADC24   5 Adc_24_ch       get         5                    asse est - ovest differenziale
ADC24   6 Adc_24_ch_b                 6                    asse est - ovest differenziale
ADC24   7  Unused
ADC24   8  Unused
ADC24   9  Unused
ADC24 10  Unused
ADC24 11  Unused
ADC24 12  Unused
ADC24 13  Unused
ADC24 14  Unused
ADC24 15  Unused
ADC24 16  Unused



PROPRIETA' DEL MASTER


1) COM SPEED   usare 12 per l'HVSR 

2) I PIN TYPE devono essere settati come ADC24                                     
                                                                                                                           
3) SLOT devono essere numeri progressivi da

CH 1 A PIN 1
CH 1 B PIN 2

CH 2 A PIN 3
CH 2 B PIN 4

CH 3 A PIN 5
CH 3 B PIN 6


4) MAX VALUE per convenzione usare 3.3  in questo modo i valori verranno registrati in volt

5) MIN VALUE per convenzione usare il valore = - 3.3

6) GAIN  -  usare sempre gain  = 128

Il valore di gain utilizzato va impostato  sul menu di acquisizione  del programma Theremino Dolfrang dell' HVSR  - i valori del programma di acquisizione e  di hal non iteragiscono per cui è necessario intervenire manualmente gli stessi valori nei due programmi.

Inviare le prime acquisizioni a dolfrang @ libero . it  per verificare la bontà dei settaggi, allegare un jpg  con i principali settaggi impostati e una prova saf  di 30 minuti. indicando condizioni antropiche e ambientali  e stratigrafia di massima.


Caratteristiche del Theremino Adc24
per utilizzo in differenziale
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

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