PROGETTO SISMOGRAFO 12 CANALI 24 bit - gain 128

PROGETTO

SISMOGRAFO 12 CANALI  (espandibile)
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

foto di Sette prototipo 16 bit

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.

Il progetto ha subito delle modifiche in quanto si è abbandonato l'uso dell'adc 16 bit con amplificatori con gain  elevato fisso per passare al l'adc 24 bit, prossimamrnte ci saranno ancora modifiche sull'hardware di acquisizione.

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 

Questa è solo una fase intermedia in quanto l'hardware in futuro subirà ancora dei miglioramenti e potenzialmenti.

esempio di  elaborazionr 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.

 ---------------------------------------

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.

PRE 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 du caci a 6 geofoni .

Trigger piezoelettrico o mevvanico
Pretrigger 1 -100 msec modificabile

Geofoni 12 .0
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 ui 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 ( relativamente semplice da realizzare , in futuro verrà eliminato)

cavo di battuta esterna

connettori da saldare sul cavo dove saranno  collegati i connettori del feofono acquistabili a pochi dollari da ch vende i geofoni

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.

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.

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