TIPI DI TROMOGRAFO SPERIMENTALE, DAI PIU' ARCAICI AI PIU' AVVENIRISTICI....
La pagina raccoglie una serie di immagini di tromografi sperimentali, inizialmente prototipi di geofoni 3D USB primitivi che nonostante tutto avevano fornito dati interessanti fino ad arrivare agli ultimi prototipi, molti partecipanti al progetto hanno realizzato variazioni sui progetti base che hanno permesso di migliorare notevolmente dal punto di vista della meccanica.
Con l'evoluzione della strumentazione si sono affinati i componenti , le dimensioni, la forma cercando di aumentare la stabilità , la minima resistenza al vento al vento e le prestazioni , tale tendenza continua a migliorare con le continue modifiche che quasi giornalmente vengono apportate ai prototipi trovando online nuovi componenti atti a migliorare la funzionalità
SI RINGRAZIANO TUTTI GLI AMICI CHE HANNO CONTRIBUITO A MIGLIORARE IL PROGETTO.
In particolare l'amico Antonino Restuccia che si era preco incarico di realizzare l'hardware e di fare le prove in sito comparando i dati con alcuni strumenti professionali, sia nel periodo "Arduino" che dopo al passaggio al Theremino che ha permesso di ottenere risultati migliori.
Il progetto è nato per gli strumenti e per tutti gli appassionati gi sismologie e geofisica per capire meglio come funziona un sismografo , da cosa è composto, le tecniche di progettazione, realizzazione e non ultimo di utilizzazione.
SEGUONO ALCUNI PROTOTIPI DI TROMOGRAFO SPERIMENTALE, DAI PIU' ARCAICI AI PIU' AVVENIRISTICI....
La pagina raccoglie una serie di sondaggi eseguiti con il tromografo sperimentale, inizialmente con prototipi di geofoni 3D USB primitivi che pur avendo fornito dati interessanti, il segnale è fortemente condizionato dal rumore ambientale e meteo .
Con l'evoluzione della strumentazione si può notare a parità di condizioni ambientali una evoluzione positiva del segnale, tale tendenza continua ad esistere con i continui miglioramenti che quasi giornalmente vengono apportati alla strumentazione.
la famiglia cresce ......
( INVIATE LE FOTO DEI VOSTRI GEOFONI 3D USB )
ALBUM FOTOGRAFICO DI UNA PICCOLA PARTE
DI SISMOGRAFI E TROMOGRAFI REALIZZATI
AL CENTRO DI COLORE ROSSO L'ACCELEROMETRO
Uno dei primi prototipi di tromografo sperimentale collegato all'Arduino, a quel tempo si usavano tre geofoni separati infissi nel terreno al posto del geofono 3D usb che si usa ora.
Anche se l'hardware era un semplice assemblaggio su millefori i risultati non erano molto lontani da quelli ottenuti dagli strumenti professionali....
Gain 9000 - Hz 500, baud 105200, durata acquisizione 30 minuti, formato dati SAF
Si ringrazia l'amico A. Restuccia per aver fornito le foto d'archivio
PRIMI DISCEGNI DELL'UNITA' GEOGONO 3D - USB
il progetto è stato abbandonato per difficoltà di settaggio della risposta dei tre geofoni vincolata dalle modalità di fissaggio.
Altro problema la presenza di 4 punzoni posi a 8 cm di distanza troppo vicini tra di loro e la leggerezza del sistema, inferiore a 800 gr.
Per migliorare il progetto si è pensato di aggiungere una piastra metallica per appesantire il sistema e posizionare i tre punzoni a maggiore distanza migliorandone leggermente le prestazioni in particolare in presenza di piccole brezze.
Il problema dei tre geofoni scollegati tre loro rimaneva....
Primi studi del geofono 3D - usb
A seguito delle precedenti sperimentazioni si è incominciato a pensare un cubo in legno con tre fori ortogonali atti a contenere le capsule geofoniche, in questo modo le vibrazioni provenienti dal terreno grazie ai punzoni vengono trasmesse al cubo solidale con i tre geofoni posizionati ortogonalmente.
Il cubo doveva essere inserito nella scatola geviss piccola 8 x 8 x7 circa
per aumentare il peso la scatola geofono 3D - usb è stata posizionata su una piastra metallica per aumentarne il peso e la distanza tra i tre punzoni
Ultima evoluzione del progetto precedente con risultati ottimi anche in condizioni di piccola brezza
grazie al peso di 2,7 kg raggiunti con l'aggiunta di una piastra di alluminio di 18 x 18 x 2 cm circa
Schema di un cubo di alluminio , le misure sono troppo ridotte
Consigliate misure da 20 x 20 x 5, più grande, più pesante = più stabile
Rivestimento del cubo di alluminio posizionato all'interno
Primo prototipo cilindrico in alluminio.
Particolare per il collegamento del cavo Usb tra pc e Theremino
Migliore la soluzione dell'immagine seguente
Sulla parete laterale a sinistra di vede un utile connettore da pannello collegabile al Teremino posto all'interno della scatola del costo di pochi euro - vedere ebay( Keiword : connettore usb da pannello")
Il primo prototipo dotato di commutatori per modificare il gain dello strumento sperimentale, utile per indagini in ambiente cittadino e in zone vulcaniche dove il rumore di fondo è elevato non compatibile con l'elevata sensibilità strumentale, oltre 10000 di gain
Bell'esempio di tromografo sperimentale realizzato in alluminio con i geofoni , gli amplificatori, l'acquisitore dati inglobati nel cubo compresi i cavi di collegamento
Tromografo sperimentale con mini pc Windows; ottimo per chi vuole acquisire senza portarsi dietro pc portatili più costosi con autonomina di soli 1 - 2 ore, i tablet hanno autonomie di 8 -10 ore un'intera giornata di lavoro....
Anche le prestazioni sono elevate con il quadricore montato.
Assenti vibrazioni dovute ad HD in quanto vengono utilizzate memorie di massa allo stato solido
Tromografo sperimentale con tablet Windows; ottimo per chi vuole acquisire senza portarsi dietro pc portatili più costosi con autonomia di soli 1 - 2 ore , i tablet hanno autonomie di 8 -10 ore un'intera giornata di lavoro....
Anche le prestazioni sono elevate con il quadricore montato.
Assenti vibrazioni dovute ad HD in quanto di vengono utilizzate memorie di massa allo stato solido.
L'amico che ha realizzato l'acquisitore scrive;
Ho chiamato questo apparecchio “Hear Our Earth” (Ascolta la nostra Terra), perché penso che dobbiamo sforzarci di ascoltare la natura che ci circonda, in quanto abbiamo ancora molto da imparare.
“Hear Our Earth” (Ascolta la nostra Terra), la nuova versione con tre commutatori per modificare il gain dello strumento.
Il modello "Titty" per il colore del famoso canarino dei cartoni amimati !!!!!
Anche questo modello monta un commutatore a 4 livelli di amplificazione
Altro prototipo versione 5)
Il nuovo prototipo 7) a sinistra più grande e pesante del prededente prototipo 5) a destra.
Il modello "Mandarino"
prototipo di sismografo per sismologia
foto Paleo Frank
un nuovo prototipo , il cubo 13 x 13 x 5 è fatto in legno di rovere ( prototipo 5 ) molto pulito e ordinato nella sua realizzazione.
La nuova generazione TDEREMINO a 24 bit
Questo acquisitore è stato chiamato “Stay Tuned”, che vuole dire “resta sintonizzato”, cioè continua ad ascoltare la nostra Terra, ma anche “presta attenzione” in quanto il segnale acquisito necessita di una approfondita analisi.
Il sismografo particolarmente adatto per la sismologia, 24 bit con cubo di plexiglass trasparente e contenitore i alluminio pressofuso.
Altro esempio di meccanica adatta per sismologia in scatola pressofusa di alluminio
AVVENIRISTICO PROGETTO
“Hear Our Earth II” (Ascolta la nostra Terra 2),
di tromografo realizzato in alluminio massiccio
nella figura si vedono i particolati del blocco porta geofoni 3D
In giallo il precedente modello ADC 16,
In rosso i gemelli 24 bit , 2 , 3 strumenti permettono di accelerare le operazioni di campagna e si possono realizzare con brevi acquisizioni su durata 15 minuti pseudo sezioni sismiche posizionando gli acquisitori a distanze costanti
In alluminio pressofuso con connettore impermeabile, completamente stagna.
Nuovo sismografo per sismologia realizzato con molta cura dal punto di vista estetico ma che ha un grave problema , la lastra fi acciaio è troppo sottile e i 4 punzoni s0no messi troppo distanti dalla scatola generando un effetto a molla che amplificano il segnale e rende il sistema di acquisizione instabile.
Non è consigliabile usare 4 punti di appoggio, devono essere tre per garantire l'assenza di traballamenti al sistema di acquisizione
la piastra di acciaio ha 2 funzioni_
1) appesantimento
2) allontanare i tre punti di posa per avere maggiore stabilità
si consiglia una piastra di acciaio di spessore maggiore > 6 8 mm per garantire una maggiore stabilità del sistema.
Altro prototipo della serie 9, pulito nelle sue linee
Altro prototipo della serie 9, con contenitore pressofuso in lega di alluminio
prototipo di sismografi stazione sismica - dolquake
attenzione usate ferma tubi regolabili , i geofoni sono molto delicati se bloccati lungo la circonferena Il lamierino del cilindro si può deformare e strisciare sulla sottostante bobina e bloccarla per attrito.
ottimo lavoro
Altra soluzione molto pulita e semplice di stazione sismica, notare la semplicità dell'hardware per l'utilizzo come tromografo meglio aggiungere una piastra in alluminio quadrata si 20 x 20 x 3 o 4 cm per zavorrare lo strumento.
prototipo interamente in alluminio molto elaborato con un accelerometro che sostituisce la bolla tradizionale, ottina idea di Alex
un prototipo in fase di realizzazione , l'elettronica è realizzata co su schede Teremino a tecnologia a 24 bit
altro prototipo su piastra in alluminio
prototipo interessante a forma cilindrica per ridurre l'impatto della brezza, avrei ridotto al minimo l'altezza del cilinfro per ridurre ulteriormente l'attrito
basamento in alluminio con tre punte e relative manopole di messa in bolla
buon cablaggio deò sistema , i cavi elettrici meglio fissarli a parti rigide per evitare che traballino
prototipo max in contenitore gewis 18 x24 circa alto 10 per garantire la massima stabilita avendo la possibilita di allontanare di circa 16. 18 cm i punzoni per dare la massima stabilità al sistema, più spazio per il posizionamento dei cavi e relativi connettori , peso maggiore , per cui non è il caso di non dover zavorrare il sistema
in questo caso servono cavi da 20 cm per unire il 24 bit ai geofoni
esempio di asseblaggio professionare del cubo da 16 cm circa in metallo con lato diafonale per permetere un miliore alloggiamento ai cavi - connettori
il precedente tromografo .sismografo è abbinato a questo mini pc assemblato appositamente per il progetto a basso consumo ed elevate prestazioni con hd allo stato solido e nessuna ventola per non produrre vibrazioni
realizzazione di uno di 3 tromografi gemelli di dimensione media , progetto 8 ( si attendono le foto degli strumenti completati
lo strumento completato
La verniciatura è stata fatta con spay è quello che si usa per verniciare le parti in platica delle auto e che garantiscono una migliore copertura e resistenza del colore nel tempo.
Per le scatole di metallo si consiglia apposite vernici , specie per l'alluminio.
ottime le rifiniture e connettore da pannello
assemblaggio interno molto pulito cavi tuistati e molto corti
ottimo tromografo anche bello da vedere oltre che funzionale e completo
prototipo di sismografo a 12 canali particolarmente studiato per MASW e REMI, in quest'ultimo caso è possibile acquisire per 10 20 30 60 minuti in continuo visualizzando l'anteprima del segnale e registrare i dati acquisiti con una frequenza di acquisizione di 120 200 250 350 400 500 hz.
notare le dimensioni esdtremamente piccole del sistema e l'assenza di batterie di alimentazione fornite dal pc
presto il sistema diventerò wifi senza cavo e destira da 12 a 48 canali, facilmente assemblabile con prestazioni superiori adatte anche alla sismica a rifrazione.
gain 128 per aumentarne la sensibilità, frequenza di campionamento /canale da 10 a 19000 hz
esempio di masw su granito alterato hz 500 a 12 canali 23 BIT gain 1 stesa 70 m circa
esempio di REMI su granito alterato hz 500 a 12 canali 24 BIT gain 128 X stesa 70 m circa
ACQUISIZIONE E VISUALIZZAZIONE DEL SEGNALE IN TEMPO CONTINUO
senza interruzioni per durate anche superiori a 1 - 2 ore se necessario
elaborazione Masw con il 12 canali Theremino
altro sondaggio Masw
Attendo altre foto per pubblicarle in questo spazio da coloro che non le hanno ancora inviate
Molto c'è ancora da migliorare dal punto di vista meccanico, piccole cose che possono singolarmente apportare ulteriori miglioramenti alla meccanica del progetto.
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novità - grazie
Caratteristiche del Theremino Adc24
per utilizzo in differenziaemisure 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). Consigliato per HVSR
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).
Gain 1 x, 2 x, 4 x, 8x, 16 x, 32 x, 64 x, 128 x, consigliato 128 per HVSR
Filtri Max speed ( consigliato per HVSR ), Fast, Medim Slov
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
