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Audacity: Free Audio Editor and Recorder

https://www.audacityteam.org//

Un programma gratuito per l'acquisizione dati tramite scheda sonora.

Permette di visualizzare e registrare il segnale acquisito, eseguire l'analisi di spettro, filtrare, modificare ed esportare i file acquisiti in diversi formati: mp3, wav ecc.

Collegando 1 / 2 geofoni alla scheda sonora ( al posto del normale microfono ) è possibile trasformare il vistro pc in un sismografo per monitorare vibrazioni indotte e/o naturale del terreno, di strutture e/o edifici, brillamento di cariche in cave per la visualizzazione del segnale acquisito e la restituzione del relativo spettro.

PARTE 2° SETTAGGIO STAZIONE SISMICA 24 BIT

PARTE 2° SETTAGGIO STAZIONE SISMICA 24 BIT

PARTE 2°

per sismologia dolquake

MANUALE  HAL PER THEREMINO MASTER ADC24 BIT

RETE SISMICA ONLINE 

THEREMINO DOLFRANG

MANUALE ADC24 BIT

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

MANUALE DATATOGGER  24 BIT THEREMINO

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

tromografo sperimentale a 24 bit reali - PROTOTIPO 8

Che cosa occorre fare per montare 

un acquisitore dati a 1 - 16 canali - 24 BIT

per il progetto tromografo sperimentale

PER HVSR

VISITARE LA PAGINA DEL TROMOGRAFO UFO

adc 24 bit informazioni tecniche

PROTOTIPO 8 

prototipo 8 bis,

prototipo 9

Disk Ufo

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 opensource  e schemi hardware online free

In attesa dell'UFO per il momento si mantiene la meccanica prototipi 5 e 7 perché é quella che durante la sperimentazione ha dato i migliori risultati compatta e non ha bisogno di piastra, è parzialmente impermeabile ( resistente a pioggia debole e alla sabbia) e la scatola ha una certa rigidità e robustezza a norme CE utilizzata anche per impianti elettrici ad alte tensione

Per i possessori del precedente sistema di acquisizione 

( cubo 13 x 13 x 5 cm circa )

Si potrà conservare la scatola Gewis, le uniche modifiche da fare sono:

1) staccare i preampl ( conservarli per future applicazioni future

2) fissare un nuovo adc 24 bit dalla parte opposta del cubo ove è sistemato il Theremino master

3) collegare l'adc 24 bit al Theremino Master secondo  nuovi schemi che si troveranno online
4) collegare al 24 bit i 3 geofoni in modalità DIFFERENZIALE  come da schemi che saranno pubblicati prossimamente on line

ATTENZIONE

L'ADC 24 BIT  è molto sensibile e il cablaggio dei cavi elettrici che collegano  i geofoni  ai pin del 24 bit è molto importante per avere segnali puliti e privi di rumori elettromagnetici.

A tale fine  nel manuale dell'adc 24 bit. pdf sarà indicato come  schermare i sistema  usando cavi  con calza fissata a massa ed eventualmente  aggiungere  scatole stagne  di alluminio pressofuso.

vedere  PROTOTIPO 9  

Quali sono i suoi componenti?

Per chi ha seguito l'evoluzione del tromografo sperimentale  potrà notare che sono spariti gli amplificatori  GEOAMPLY  fino ad oggi utilizzati, in sostituzione  si è aggiunta la scheda ADC 24 BIT - 16 CANALI, costituito da un adconverte molto più sensibile e con maggiore dinamica dell'adc contenuto nel pic del Theremino Master.
Con il nuovo adc 24 bit è possibile filtrare e amplificare ogni canale con un gain 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128 x per cui il segnale non necessita essere amplificato  e/o filtrato ulteriormente.

PC

+

THEREMINO master 

+

ADConverter a 24 BIT

+

GEOFONI

=

SISMOGRAFO \ TROMOGRAFO sperimentale 24 bit

In questo paragrafo verranno  descritte le fasi di assemblaggio del sismografo - tromografo sperimentale a 24 bit - 16 canali

MONTAGGIO DELL'ELETTRONICA

Con il 24 BIT non è più necessario inserire commutatori per cambiare la sensibilità dello strumento.... si potranno fare misure di  microtremori, sul terreno o sui fabbricati e acquisizioni sismologiche accelerometriche e velocimetriche per sismologia senza  commutare il gain come accadeva con le precedenti versioni se predisposte di commutatore.

THEREMINO HAL - SOFTWARE DI ACQUISIZIONE

SOFTWARE DI CONFIGURAZIONE E ACQUISIZIONE

SOFTWARE
HAL
di settaggio e acquisizione PER SISMOLOGIA E PROVE HVSR

la figura mostra il pannello di configurazione e settaggio dell'acquisitore

L’HAL mette in comunicazione l’hardware di In Out con il software ad alto livello attraverso USB e Slots

Se non si usa hardware USB, allora l’HAL non è necessario, le applicazioni del sistema possono comunicare tra di loro, attraverso gli Slot, anche senza HAL.

Il programma HAL unifica l'acquisizione dei dati  in un range di valori facilmente usabile e fornisce funzioni di test e debugging grafico (oscilloscopio)

Per ogni applicazione  i settaggi possono essere modificati in base all'applicazione, al tipo di sensori alla frequenza di acquisizione, al grado di filtraggio che si vuole ottenere  durante l'acquisizione.

Per unificare le tecniche di acquisizione ed poter ottenere la migliore resa ,sono stati elencati nel presente capitolo le configurazioni ottimali per le prove HVSR  e per la sismologia , cia per l'adc 16 bit che con il nuovo 24 bit

PARTE 1°

MANUALE  HAL PER THEREMINO MASTER ADC16

PER HVSR e SISMOLOGIA

MENU IMPORTANTI

RECOGNIZE E VALIDATE da usare quando per qualche motivo Hal non funziona bene

CONFIGURAZIONE di HAL

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



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

Type     Id  subtype           Dir    Sloot Value  

Master   1  Nome                                                

Slave      1  Master Type                                    

Pin          1  Adc_16                        1                        asse Z  verticale 

Pin          2  Adc_16                        2                        asse Nord - Sud

Pin          3  Adc_16                        3                        asse Est -  ovest
Pin          4  Unused                                             

Pin          5  Unused                                             

Pin          6  Unused                                             

Pin          7  Unused                                             

Pin          8  Unused                                             

Pin          9  Unused                                             
Pin        10  Unused                                             
Pin        11  Unused                                             
Pin        12  Unused                                             

PROPRIETA' DEL MASTER

1) COM SPEED  - VELOCITA' è un valore che limita la frequenza massima campionabile e riduce il consumo di CPU - se si vuole campionare a bassa velocià è inutile  settare 12 specialmente con pc   obsoleti e lenti.

2) FAST DATA EXCHANGE - SCAMBIO DATI VELOCE   va settato solo quando si vuole acquisitre a 500 hzsia settata a 12  ( massima velocità ) se si vuole acquisire a 500 Hz
per la sismologia non occorre attivare il settaggio

I valori sono circa 2 punti maggiori rispetto a quelli normalmente indicati per avere  una migliore risposta in caso di necessità

12  =  hz max.   per HVSR a 500 Hz             banda passante 0,2 / 250 hz
12  =  500 hz     per HVSR a 333 Hz             banda passante 0,2 / 165 hz 

12 =  400 hz     per HVSR a 250 Hz             banda passante 0,2 / 125 hz
11 =  300 hz     per HVSR a 200 Hz             banda passante 0,2 / 100 hz

  10  =  200 hz     per sismologia a 200 HZ     banda passante 0,2 / 100 hz

  9  =  150 hz     per sismologia a 125 HZ     banda passante 0,2 /   62 hz

  8 =  100 hz     per sismologia a 100 HZ     banda passante 0,2 /  50 hz

  7  =    60 hz     per sismologia a   60 HZ     banda passante 0,2 /   30 hz

  6  =    50 hz     per sismologia a   50 HZ     banda passante 0,2 /   25 hz

PROPRIETA' PIN

3) NUMERO DI PIN  normalmente coincide co il numero di SLOT

4) I PIN TYPE devono essere settati come ADC16

5) MAX VALUE
per convenzione usare SEMPRE 1000 per l'HVSR,

Per la sismologia meglio usare  la scala 1 volt =  valore letto / gain
valore massimo =   1600   = + 1,6  volt ( circa )
Valore minimo  =  -1600   = - 1,6   volt ( circa )

6) MIN VALUE  per convenzione usare SEMPRE 0 per l'HVSR,

con max = 1000 e min =0  si avrà:
la scala 1 volt =  valore letto / gain * 3,2
1000    =  - 1,6  volt
  500    =     0    volt
      0    =  +1,6  volt

7) RESPONSE SPEED - VELOCITA' DI RISPOSTA per convenzione inserire il valore di 100 ( meglio non modificarla, è una specie di filtro, il filtraggio vero del segnale è meglio farlo in post processing )

COME REGOLARE IL GAIN PER LA SISMOLOGIA

Per variare il gain degli amplificatori su può aggiungere tra il geofono e l'amplificatore una resistenza o un poteniometro tra 1 e 20 mega ohm per il geoampli con gain 1000 per portare il gain tra valori 5 50 x circa a seconda della condigurazione.

Se si utilizzano altri amplificatori il valore della R1 deve essere regolata per avere un gain tra 1 - 50 (meglio se si usa un potenziometro).

Per avere il valore giusto meglio se si procede sperimentalmente andando in un sito molto silenzioso lontano da traffico in terra battuta senza erba e asfalti e regolare la resistenza  in modo che eseguito il test con i parametri sopra elencati  si ottenga come noise il valore 1( il test deve essere nel luogo ove si vuole installare il sistema di acquisizione.

Con un tester  verificare il valore di ohm applicato, da questo momento avrete esattamente il valore   da applicare ai vostri sismografi.

Cambiando alcuni parametri software è possibile avere valori di noise diversi

attenzione  il gain  va inserito dell'apposita finestra del menu di acquisizione

regolare quindi i settaggi sella scala di visualizzazione del segnale e del Drum con gli appositi menu del programma di acquisizione

IL VALORE DI GAIN E' MEGLIO IMPOSTARLO ANCHE  SULL'APPOSITO MENU DI SETTAGGIO DEL PROGRAMMA  ( IL VALORE  10000  E' VALIDO SOLO PER IL PRECEDENTE STRUMENTO ADC16 ( PER L'HVSR )

PARTE 2°

MANUALE  HAL PER THEREMINO MASTER ADC 24 BIT

PER  SISMOLOGIA

MANUALE ADC24 BIT

MENU IMPORTANTI

TEREMINO & GEOLOGIA - GEOFISICA

TEREMINO & GEOLOGIA - GEOFISICA

questo sistema  sarà presto sostituito con un altro molto più performante con risoluzione a 24 bit

La pagina della geologia e geofisica  di Theremino.

Qui troverete i progetti che verranno realizzati  tra questi :

acquisitore 3 canali amplificati per tromografia sisnica in fase di test

stazione sismica  accelerometrica e / o velocimetrica

inclinometro per indagini in foro o per monitorare strutture

stazione meteo

Misure di spostamento e / o fessurimetriche

sondaggi elettrici verticali e/ o tomografia elettrica

 test integrità muri

misure ambientali 

Stazione  misurazione argon

stazione misurazione radioattività

Contatore geigers 

spettrometro per raggi gamma

e molto altro ancora

multimedia THEREMINO

multimedia THEREMINO

quello che si può fare con Theremino....

Costruire un vero Theremin con meno di 50 Euro

NEL SITO SI LEGGE:

…si prende una antenna da una vecchia radiolina si collega qualche filo e il Theremin è fatto. E non si deve nemmeno essere programmatori o progettisti elettronici. Basta usare i moduli hardware e software, tutti OpenSource, per ottenere gli strumenti musicali più strani e mai visti prima.

Per vedere Theremins suonati da veri professionisti guardate questi video:

http://www.peterpringle.com

Tromografo sperimentale

Theremino dolfrang

PROTOTIPO 8 bis

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

Nell'allegato Pdf realizzato dall'Ing Corrado Pecora viene illustrato il progetto e le fasi di montaggio di un acquisitore - tromografo sperimentale - sismografo innovativo e di ottima qualità.

Il peso ( 4,7 kg ), il basso baricentro, la grande base di appoggio permettono di ottenere una elevata stabilità del sistema alla brezza in caso di prove hvsr, ad indagini sismiche ingegneria sismica, nel campo della sismologia e per la misura di rumori ambientali da 0 - 500 hz

Lo strumento permette di lavorare con:

16 canali in modalità single

15 canali in modalità pseudo differeniale

8 canali in modalità differenziale

ATTENZIONE

il documento è stato scritto prima dei test che hanno rilevato la necessità di schermare i cavi che uniscono i geofoni con l'adc24. Tale operazione è necessaria per ottenere un buon risultato privo di rumori hardware.

Per maggiori informazioni scaricare il manuale dell'adc 24 bit datato novembre 2016

Scaricare il progetto 8 BIS .PDF

CLICCARE QUI

DOWNLOAD del manuale dell'ADC 24 bit

http://www.theremino.com/wp-content/uploads/files/Theremino_ADC24_ITA.pdf

Un ringraziamento all'Ing. Corrado Pecora per aver realizzato i

l nuovo progetto curato anche nei minimi particolari.

PROTOTIPO 0 - tromografo sperimentale per HVSR 1) con ARDUINO - 2 con THEREMINO

Tromografo sperimentale 

Languamply 4500 RE
v rif. 3,3 volt
( un vecchio post ripubblicato) uno dei primi prototipi di tromografi sperimentali 

Ora prendiamo il caso di un progetto con tecnologia esattamente all'opposto della tecnica utilizzata con il 24 bit usata quasi sempre dai tromografi professionali in commercio.

L'utilizzo di un 10 bit vuol dire avere un segnale 8000 volte meno definito e con altrettanta meno dinamica rispetto a quella di un 24 bit.

In questo caso le problematiche hardware aumentano e la buona riuscita del progetto sono legate alla qualità dell'amplificatore applicando tutte quelle soluzioni tecniche per ridurre al massimo il rumore hardware.

per maggiori notizie 

 https://www.facebook.com/groups/geofisicadatalogger/

Maggiore è il rapporto segnale/rumore maggiori saranno le prestazioni hardware, nel nostro caso si è ridotta l'amplificazione a 4500 sapendo già che collegando il sistema ad un adc a 12 - 14 - 16 bit la definizione finale del sistema porta a 500 nanovolt che è la medesima a quella di un 24 bit o superiore.

Il prototipo per il momento è ancora montato su basetta millebuchi con fili volanti soggetto a runori hardware con contatti tra geofoni - amplificatori e acquisitore volanti, utilizzo di cavi elettrici per il momento non schermati e collegati a tre geofoni tradizionali 2 orizzontali e uno verticale da 4,5 hz invece del necessario geofono 3D che rende solidale il moto dei tre geofoni e ne migliora il rendimento.

Occorre tener presente che la prova sismica è staata fatta su sedimenti a basso contrato sismico e probabillmente con piccole variazioni stratigrafiche dello strato superficiale sabbioso fino alla profondità corrispondente alla frequenza di risonanza di 2,5 hz.

Ora occorre passare ad un prototipo realizzato su circuito stampato che permetterà di avere un segnale notevolmente più pulito e professionale collegato ad un geofono 3D e magari con il sistema di amplificazione delle immediate vicinanze al fine di evitare l'introduzione di rumori hardware nel sistema come avviene in parte ora.

Il luogo è vicino ad una strada con traffico, se eseguiamo una acquisizione breve 10 minuti abbiamo difficoltà a trovare almeno una ventina si intervalli temporali di 12 - 30 secondi con livello di rumore relativamente basso per poter utilizzare per il calcolo dello spettro.

in questi casi è consgliabile eseguire sondaggi di 30 minuti come ichiede la normativa vigente.

- la possibilità di aver un maggior numero di intervalli temporali ( immagine in basso) senza o con pochi rumori antropici 

- acquisendo il triplo di dati l'FFT ha la possibilità di ottenere un a maggiore risoluzione dei tre spettri hardware per poi ricavare il rapporto spettrale.

Nel test rimane ancora il discorso della precarietà dell'hardware non ancora montato su circuito stampato e con fili volanti.

Se visioniamo il grafico ottenuto sopra 1 hz vediamo le linee tratteggiate percentualmente più vicine alla linea continua 

Da tenere presente che per la prova non è stato usato un geofono 3D ma tre comuni geofoni 2 orizzontali e 1 verticale slegati tra di loro che  hanno prodotto qualche anomalia nelle alte frequenze anche per la presenza di traffico veicolare nell'area d'indagine.

Si fa presente che lo strumento non è stato fatto per fini professionali ma solo per studio, utile per studenti di geologia o di ingegneria che vogliono fare le prime sperimentazioni su metodologie HVSR per la determinazione della frequenza di risonanza dei fabbricati e ricerche stratigrafiche locali con un impegno finanziario minimo.

I geologi lo potranno provare per imparare le tecniche di acquisizione solo a scopo dimostrativo e di apprendimento della tecnica HVSR prima di decidere l'acquisto di uno strumento professionale. 

Per maggiori informazioni

geology sensors

progetto 1  - accelerometro per acquisizioni sismologiche

accelerometro per stazione sismica - il programma Hall free scaricabile gratuitamente dal sito www.theremino.it (menu download) permette solo di visualizzare il segnale acquisito, in preparazione un software specifico per la sismologia.

NEWS

 progetto 2 - un geofono usb Theremino 
prototipo per fare i primi test

Sono iniziati i test in campagna e in laboratorio