(
superato )
wi
fi 100 %
senza cavo
A)
Dopo
una pausa di molti mesi è stata ripresa la progettazione e la
realizzazione del software di acquisizione sel sismogrado 12 canali
espandibile in futiro a 24 e più canali.
B)
Nel frattempo è stato modificato anche l'hardware che può lavorare
in
maniera ibrida – cavoWIFI con aumento della frequenza di
campionamento da 500 del prototipo A) fino a 1500 3000 fino a 6000 a
seconda della configurazione scelta.
C)
solamente WI FI senza cavo con prestazioni superiori, più performate
privo di cavi
D)
altri possibili sviluppi futuri
L'evoluzione del progetto
il progetto iniziale con cavo da 6- 12 canali
PROGETTO A)
SISMOGRAFO 12 CANALI (espandibile)ANCHE FINO A 200 canali
24 bit
gain 1 - 2 - 4 - 8 – 16 – 32 – 64 - 128 x , pilotabile da software
per prove Masw, Remi, sismica a rifrazione, riflessione, prove in foro - low - low cost autocostruibile
foto dell’amico Sette prototipo 16 bit preamplificato
Il progetto ha subito delle modifiche in quanto si è abbandonato l'uso dell'adc 16 bit ( master Theremino come acquisitore) con amplificatori con gain variabile per passare al l'adc 24 bit, ).
Una delle prime acquisizioni del sismtema 12 canali 24 bit gain 1 x, stesa sismica 70 metri, battuta con mazza da 6 kg su affioramento granitico alterato
esempio di acquisizione REMI
Questa è solo una fase intermedia in quanto l'hardware in futuro subirà ancora dei miglioramenti e potenzialmenti.
esempio di elaborazionr MASW
esempio elaborazione MASW
La possibilità di sfruttare l'Adc 24 bit permette di ottenere uno strumento con maggiore dinamica rispetto alla precedente versione a 16 bit, il gain aggiuntivo permetterà di aumentare ulteriormente la sensibilità di 128 unità se ci riferiamo ad un normale adc con gain 1 x massio 2 4 8 x utilizzato dalla maggior parte degli strumenti in commercio, a parte qualcuno di recente realizzazione che ha seguito le orme di Theremino con gain leggermente inferiore a 64 x invexe dei 128 x usato dal nostro prototipo.
Si è pensato inizialmente di mettere a punto hardware e software per eseguire indagini MASW e/o similari in quanto tutte le opzioni hardware sono già implementate nel progetto, tra queste il trigger che per il momento sfrutta il primo o l'utimo geofono come generatore di start ( oppure un geofono aggiuntivo).
Si sta sperimentando in questi gg (03 04 2019 ) il nuovo trigger piezzoelettrico molto più preciso e rapido nella risposta, in fututo una nuova versione di trigger ancora più performante..
Per il MASW il trigger ha solo la funzione di avviare l'acquisizione, non ha finalità di determinare il tempo di percorrenza tra il punto di battuta e i rispettivi geofoni come invece avviene nella sismica r arifrazione.
I geofoni utilizzati sono a 24 bit 28,8 vol/m/sec , anche se si potrebbero usare geofoni più sensibili , non consigliati in quanto grazie al gain utilizzato il segnale potrebbe adare in saturazione con geofoni ad elevata sensibilità.
In tal caso sarebbe necessario diminuire di 8 volte la sensibilita strumentale da 128 a soli 8 - 16 x, per compnsare la maggior sensibilità srumentale, soluzione inutile e costosa in quanto acquistare geofoni più sensibili, costosi, difficili da gestire fragili comporterebbe una riduzione della sensibilità strumentale.
Rispetto al precedente progetto sono anche cambiati i settaggi di hal e la modalità di acquisizione passando da un sistema "single" + 12 amplificato autocostruiti ad un sistema "pseudo differenziale", in futuro sarà preso in considerazione in alternativa anche il sistema "differenziale" con prestazioni leggermente migliori, per sistemi a 12 - 16 - 24 canali. o più...
Il cavo per il differenziale che pseudo differenziale è costituito da un numero di poli doppio dei canali attivabili + una calza interna, se avanzano dei cavi, questi si possono usare come cavi di prolunga.
Nel caso di sistema a 12 - 16 canali consiglio realizzare due cavi da 6 - 8 canali in modo che la strumentazione sia posizionata al centro dei due cavi per dimezzare la distamza tra i geofoni più esterni all'adconverte, minore è tale distanza minore sono i rumori elettromagnetici che possono entrare del sistema, anche se si sono prese tutte le cautele del caso per schermare il sistema di acquisizione.
Man mano andranno avanti i lavori questa pagina web verrà aggiornata, per chi desidera partecipare al progetto è possibile dare la propria disponibilità che sarà riservata, al massimo, ad un massimo di 5 persone.
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seguono
pagine da aggiornare seconso le nuove specigiche e del
nuovo progetto wi fi
in
fase di completamento
Minime
sono le differenze hardwarw tra la versione masw, remi, sismica a
rifrazione, sismica a rifelssione prove in foro., ( le principali
differenze sono prevalentemente software di aceuisizione e gestione
file , ppre la rifrazione e rigelssione sarà utile sostituire il
master con un nuovo hardware + veloce in fase di
realizzazione.
PER REALIZZARE IL
SISMOGRAFO PROVE MASW:
frequenza
di campionamento 500 hz
durata
acauisizione 0,5 , 1 2 4 secondi
gain
condigliato 1-32 a seconda lella lunghezza dello stendimento e della
tipologia del suolo che si vuole indagare.
Numero
di canali 12 espandinili in futuro a 16-24 canali da 4,5 volt 28,8
v/m/s di sensibilità - meglio con cavi a 6 geofoni.
Trigger
piezoelettrico o meccanico
Pretrigger
1 -100 msec modificabile
Geofoni
12 24 36 48 +
I
geofoni devono essere completi di guscio protettivo con punzone per
essere infisso nel terreno, devono essere da 4,5 Hz con sensibilità
28,8 v/m/sec, non servono geofoni più sensibili in quanto possiamo
dis gi gani 1 2 4 8 16 32 64 128 x mentre i benefici di un geofono
più sensibile potrebbe raggiungere solo un miglioramento in termini
di ampiezza al massimo di 8x ( geodoni da 2 hz molto delicati
difficili da equalizzare e costosi ).
Per chi ha una stampante 3d è possibile realizzare ci guscio per contenere la gapsula geofonica,
agiungendo uno spikes acquistabile assieme alle capsule geofoniche
E'
anche possibile autoscostruire ccon pochi euro la capsula con gli
accessori Gewis
Cavo/i
interasse 3 - 6 metri in funzione della lunghezza della stesa
massima che si desidera ottenere a 6 12 canali
progetto
A)
servono 2 cavi pseudo pseudo differenziali da 12
canali con connettori da saldare sul cavo dove saranno collegati i
connettori del feofono acquistabili a pochi dollari da ch vende i
geofoni
progetto B)
servono almeno 2 cavi da 2-3-4-6
canali a seconda della tipologia di scheda che si desidera
realizzare, ad ogni vavo sarà collegesto modulo Wi Fi
progetto
C)
I cavi si eliminano in quanto tutti i geofoni saranno
collegati al Pc in modalità Wi Wi
Cavo di
battuta
Progetto A)
collegato al trigger via
cavo
Progetto B)
collegato ai cavi via WiFi senza
cavo
Progetto C)
Collegato al WI Fi trigger senza
cavo
Avvolgitori medio piccoli,
Mazza
da 6 - 8 -12 15 kg
a seconda delle esigenze
Piastra in
ferro e il lega da alluminio di diametro pari a 25 cm ,
spessore 3 cm circa.
in
alternativa una flangia piatta cieca del diametro di 25 cm ,
spessore 2-3 cm
Baule per
il trasporto
NO batterie
come
configurare Hal
dal
manualr adc 24 bir THEREMINO - PDF
In
questa prima fase del progetto di consigòia di collegare il cavo
/cavi a 12 - 6 canali x2 in modalità " pseudo differenziale ,
si possono connettere fino a 15 geofoni ( consigliati 12) secondo lo
schema sopra allegato, si consiglia di leggere il manuale online di
theremino 24 bit., attenzione occorre anche posizionare il ponticloo
secondo lo schema.
Il
cavo si consiglia di realizzarlo in due spezzoni da 6 canali , nel
centro verrà posizionato lo strumento.
I
due cavi dovranno essere costituiti da 2 matasse a 12 pin più calza
, di buoma qualità ( costo meno di 2 euro/metro, servono anche 12
connettori a valve per collegare le pinzette dei geofoni.
L'operazione
di montaggio ache se subito potrà apparire conplessa una persona
con una minima esperienza nel saldare potrà realizzarla
velocemente.
Per
ogni connettore occorre seconso un ordine crescente saldare il polo
1 e 2 alle due valve , i n° pari alla valva più larga del
connettor, i numeri dispari a quella più stretta per il canale 1 A
e 1B, ripetere le meesime operazioni per pi canale 2A 2B, 3A, 3B,
4A, 4B, 5A, 5B, 6A, 6B.
Ripetere
le stesse operazioni per il cavo 2 , i que cavi dovranno essere
uguali.
Alle
estremità interne del cavo i singoli pin dei cavi dovranno essere
salfati ad un connettore fipo LPT1 facili da trovare in commercio e
facili da saldare.
Su
un lato della scatola che conterrà l'Hardware dovranno essere
fissate altri 2 connettori da pannello LPT1 , da collegare con
cavetti tuistati dupoin al modulo 24 bit Teremino, la calza
proveniente dai 2 cavi dovra essere collegata al pin 1 del filare
adc 24 bit più esterno.
I
dupoint secondo l'ordine prestabilito saranno collegati ai pin del
filare centrale ed interno dell'adc come in fihura precedentemente
allegata . stessa cosa per i dupoint ptovenienti sal secondo cavo
proveniente dal cavo N° 2.
Da
una tesi progetto sismografo theremino, in questo caso esiste solo
un connettore in quanto si è utilizzato il cavo di uno strmento
professionale a 12 canali- notare la semplicità
dell'assemblaggio e la limitatezza di circuiti stampati, meno
componenti elettronici si usano e migliori saranno i risultati in
termini di segnale e di costi.
La
scatola che contiene l'ardware deve essere sufficientemente grande
per contenere i cavi, nella foto si vede che xhe 24 bit è collegato
il master che ha la funzione di trasmettere i dati acquisiti al PC o
tablet windows.
Notare
la semplicità e facilità di assemblaggio del sistema e il cavo usb
che collega il master con il pc.
Il
sistema viene alimentato dal PC - consumo estremamente basso, per
cui basta pesanti batterie da 12 /25 vol da auto per alimentare la
strumentazione !!!!!.
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.
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
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.
Testato
lo stater piezzoelettrico, primi risultati ottimi e ripetitivi, da
introdurre degli automatismi nel software per rendere i settaggi
automatici
UNA
DELLE PRIME ACQUISIZIONI FATTE IN CASA AL SECONDO PIANO
scaricare
il manuale utile
a tutti coloro che usano l'adc 24 bit THEREMINO
E'
raro trovare online programmi per TEST di apparecchiature di
acquisizione dati come questo che voglio presentare , fatto dal team
THEREMINO per verificare l'acquisitore dati assemblato.
Il
programma permette di conoscere oltre le specifiche hardware di
verificare:
1) la qualità
del dato acquisito senza alcun collegamento ai cavi per il
collegamento ai trasduttori per verificare la qualità dell'adc
rumore hardware dell'acquisitore
2)
il rumore hardware prodotto dal cavo senza calza, con calza ma non
messo a massa , con cavo con calza massa a mazza.
A
seguito di queste misure è possibile valutare se il cablaggio dei
cavi e si tutto l'hardware è stato fatto bene.
3)
valutare la qualità di ogni singolo canale per verificare se ogni
canale lavora bene , se è guasto o se è assembato male e poter
intervenire per eliminare il problemi
4
) possibilità di verificare per ogni settaggio quale è quello che
produce il minor rumore in base al tipo di filtro utilizzato,
frequenza di campionamento o altri settaggi delle tante combinazioni
che si possono scegliere con Hal.
5)
fare periodicamente un controllo in maniera facile e veloce del
sistema che usiamo personalmente ogni qual volta si voglia
verificare la funzionalità strumentale
Si
auspica che anche strumentazioni professionali si dotino di software
analoghi per permettere al cliente di verificare controllare e
ottimizzare l'acquisizione ogni qual volta si presenta la necessità,
non ultimo la qualità del proprio hardware che fino ad oggi viene
spesso lasciata all'immaginazione di chi usa lo strumento con scarse
specifiche nella scheda del prodotto.
segnalare
eventuali dati anomali riscontrabili nell'uso, il programma
nonostante sia stato accuratamente verificato potrebbe avere ancora
qualche problema.
NON
TRALASCEREI ANCHE L'UTILITA' dal punto di vista sperimentale e
conoscitiva di quali sono i parametri che occorre conoscere in fase
di acquisto di un buon ACQUISITORE DATI strumentazione che poi a
seconda dei trasduttori dati come accelero, geofoni, sensori di
temperatura si trasformeranno in sismografi, tromografi termometri
ecc.
Nel
sito di THEREMINO si legge:
La
nuova applicazione Theremino_AdcTester ha permesso di migliorare il
progetto dei tromografi.
La
documentazione dell’AdcTester contiene pagine interessanti per i
geologi:
http://www.theremino.com/hardware/adapters#adctester
Con
l’AdcTester si possono controllare il guadagno, il rumore di fondo
e la intermodulazione tra i canali, sia degli Adc a 8 e 16 bit, che
di quelli a 24 bit.
L’AdcTester
è stato scritto per controllare le prestazioni degli Ac24. I
successivi test hanno dato valori conformi alle caratteristiche dei
data-sheet e in alcuni casi anche migliori. Inoltre tutti gli
esemplari di Adc24 e tutti i canali, hanno dato valori molto simili
tra loro.
Il
rumore degli Adc24 è risultato di 0.17 uV efficaci, solo
leggermente superiore a quello dei GeoPreamp che era di 0.10 uV
efficaci. Il guadagno identico entro lo 0.01 % (tra i canali) e
entro l’1% (tra diversi dispositivi). La intermodulazione tra i
canali è risultata così bassa da essere difficilmente misurabile.
Le
prove con questa applicazione ci hanno permesso di individuare i
punti critici dei primi prototipi di tromografo. I difetti maggiori
stavano nei cavi di collegamento non schermati, nella mancanza del
condensatore di filtro antialiasing e nella imprecisa regolazione
dei parametri.
Per
consigli su come costruire perfetti tromografi leggere la
documentazione di questa applicazione (che si scarica nelle prossime
righe) e la documentazione dell’Adc24 (che è nel capitolo
precedente).
scaricare
anche il manuale.PDF, una miniera di informazioni utili scritta
anche per persone che affrontano per la prima volta questi argomenti
MENU
IMPORTANTI
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 =100
PER
LA SISMOLOGIA SI CONSIGLIA FREQUENZA DI CAMPIONAMENTO DI 600 1600
Hz, acquisendo a bassa frequenza otteniamo segnali più puliti in
quanto non vengono introdotte frequenze elevate, ( CON MAX SPEED)
NON
USARE FILTRI MEDIUM O INFERIORI nel caso di fenomeni di fenomeni
di battimento aumentare
ulteriormente la frequenza di settaggio pin7 fino a
raggiungere al massimo quella doppia sopra indicata
se
il problema compare contattare dolfrang@libero.it - probabile
inquinamento elettromagnetico nelle vicinanze sella stazione
- oppure settaggio non ottimale del pin 7 - Hz - altro.
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_in
Pin
9 Adc_24_out get 9
parametri
Pin
10 Unused
Pin
11 Unused
Pin
12 Unused
ADC24
1 Adc_24_ch a get
1
asse
z
ADC24
2 Adc 24_ch
b
get
2
ADC24
3 Adc_24_ch a get
3
asse
nord/sud
ADC24
4 Adc 24_ch
b
get
4
ADC24
5 Adc_24_ch a get
5
asse
est / ovest
ADC24 6
Adc 24_ch
b
get
6
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) SPEED
COM = 100
6)
GAIN - usare
sempre gain = 1 non più 128 (
in dolquake modificare nel menu configurazione da 128 a 1
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.
Nel
programma dolquake attivare 1 cifra decimale
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
