tromografo - sismografo per sismologia

ultimi prototipi realizzati

tromografo sperimentale 

sismografo per sismologia

di Roberto Genovese

( stazione sismica di Barcellona Pozzo di Gotto ME)

Ottimo lavoro rispecchia i risultati della sperimentazione fatta fino ad Oggi dal nostro progetto:

1) baricentro basso frazie alla piastra basale pesante ( per aimentare la stabilità

2) spike's distanti tra loro per aumentare la stabilità del sistema

3) relativamente piccolo e basso per avere il minimo impatto con il vento

4) rapporto larGhezza / altezza elevato per faranrire la massima stabilita

5) messa in bolla semplice e veloce con lle tre manopole

6) assenza di cavi di comunicazione che escono verticalmente del coperchio per tornare in sul terreno causa di vivrazioni random che alterano i dati acquisiti

7) bello e semplice da vedere

8) Aspetto dolido e rigido costituito da materiale pressofuso di spessore

9) anche se non è visibile internamente , il cablaggio è sicuramente curato ( conoscendo la precisione certosina di chi lo ha realizzato

10) la scatola offre una ottima protezione all'inquinamento elettro magnetico

le caratteristiche sono tali da poter essere utilizzato come tromografo - sismografo per sismologia.

Necessita come per tutti i progetti nuovi di una serie di test per verificare la risposta strumentale anche in sito come strumento trompgrafo sperimentale, in quanto deve superare standar superiori rispetto a quelli

richiesti da un normale sismografo per sismologia in quanto il calpo di acquisizione per i microtremori è 1000 1000.000 di volte ipiù sensibile a quello usato da una stazione sismica tradizionale per misurare l'ampiezza dei terremoti.

Per ridurre il rumore ambientale è stato aumentato il valore de condensatori da 4uF a 10 uF

in quanto i 4 uF vanno bene se si acquisisce a 500 hz, per il tromografo, visto che le frequenze del tronografo che interessano vanno da 0 a 100 hz il condensatore può arrivare a 10 Uf

Nel caso della sismologia le frequenze che interessano sono di 50 hz ( anzi banda passante 0,1 10 hz si possono aumentare i condensatori anche a 20, 30 40 50 uF e + ( servono condensatori ceramici non polarizzati da 10 uf

VISUALIZZARE IL VIDEO DEMO DEL TROMOGRAFO - sondaggi HVR metodo Nakamura _ frequenza di risonanza del terreno, frequenza di risonanza del fabbricato , zonazione sismica.

https://www.youtube.com/embed/9sWdkwG8kn8

Caratteristiche del Theremino Adc24

per utilizzo in differenziae

misure microtremori e Sismologia

Per chi vuoe realizzare l'hardware è possibile scaricare gratuitamente i progetti hardware il firware per programmare il Pic, i listati dei software di acquisizione comprese le sorgenti

Il progett0 è open source e open hardware scaricabile gratuitamente dal sito di Theremino,com

dal sito di www,theremino.com  si legge:

Il Theremino Adc24 è basato sul convertitore AD7124-8 di Analog Devices. 

( si rimanda a questa pagina per avere le specifiche hardware complete)

Si tratta di un convertitore Sigma Delta ad altissime prestazioni, progettato nel 2015, al culmine di decenni di esperienza di Analog Devices in questo campo. Oltre al basso rumore e alla grande flessibilità questo Adc consuma pochissimo, circa 900 micro Ampere. 

La velocità di campionamento è selezionabile in un campo molto vasto (da 10 fino a 19200

campioni al secondo) e sono disponibili 8 livelli di filtraggio, per scegliere il migliore compromesso tra velocità di risposta e riduzione del rumore. Le varie configurazioni di ingresso (Differenziale, Pseudo o Single Ended), permettono di collegare sensori di ogni tipo

Connettività e modularità - L'Adc24 è un modulo compatibile con il sistema Theremino, che è

intrinsecamente modulare e componibile. 

Questo permette di rivalutare le apparecchiature nel tempo e modificarle a piacere, aggiungendo nuovi moduli e nuove funzioni. Software, firmware, schemi e progetti sono completamente gratuiti e Open Source.

Applicazioni - Il Theremino Adc24 è finalizzato alla rilevazione e registrazione di segnali a bassa e media frequenza. La sua flessibilità e il suo rapporto segnale/rumore sono superiori a ogni altro strumento simile. 

Per cui è lo strumento ideale per la registrazione di microtremori (HVSR) e terremoti, ma anche di segnali provenienti da altri trasduttori come: potenziometri lineari per la rilevazione di spostamenti e fratture, celle di carico, bilance analitiche, misuratori di pressione, sensori di flessione, fotodiodi per illuminazioni debolissime, magnetometri, microbarometri, analizzatori di spettro a fenditura, termocoppie, misuratori di pH, datalogger, ecc...

Sincronizzazione - Se richiesta, la sincronizzazione con l'orario UTC si effettua con ricevitore GPS, collegato via USB. Il software che legge l'Adc, legge anche il GPS e unisce i due dati.

specifiche tecniche

Il parametro per poter valutare lo strumento non è il prezzo ma le specifiche che solo pochissime ditte pubblicano sui loro cataloghi

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 kVESD 

Rating FICDM: Field-Induced Charged Device Model = 1250 

VESD 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

test fornito dal progettista


TROMOGRAFO DISK UFO

Manuale theremino adc 24 bit

Test theremino adc 24 bit

Tutto il processo di amplificazione, filtraggio e digitalizzazione avvine nell'adconverter dell'ANALOG DEVICE
per cui le specifiche del sistema  di acquisizione sono indicate nei datascit

dell'adc AD71128-8 della Analog Devices.

Il theremino ha solo lo scopo d'inviare i dati digitali al PC e non influisce in alcun modo sulla qualità del segnale acquisito

( si rimanda a questa pagina per avere le specifiche hardware complete) 

ALTRI PROGETTI AUTOCOSTRUIBILI 
DI TROMOGRAFI

Disk UFO Theremino - tromografo per HVSR

PROTOTIPO TROMOGRAFO SPERIMENTALE - SISMOGRAFO 

https://spray3d.it/negozio/sistemi-the

 

il grande Lello, una delle colonne portanti del progetto THEREMINO

La forma individuata è il risultato di alcune considerazioni sperimentale non per motivi estetici o di designer:
1) forma circolare per avere la minima resistenza al vento
2) cupola semisferica ribassata per avere la minima resistenza al vento
3) baricentro molto ribassato per avere la massima stabilità
4) Peso aumentato da una zavorre in piombo
5) Diametro sufficientemente largo per avere una maggiore stabilità
6) materiale in policarbonato per isolare acusticamente i geofoni dai rumori antropici ed ambientali

seguono tre immagini degli spaik,s di appoggio sul terreno dello strumento

lo spike e bullone di fissaggio

Bullone di fissaggio

i tre spike's  montati

CONTROLLATE SE IL VOSTRO STRUMENTO OSSERVA QUESTE PRESCRIZIONI. NE POTRETE VALUTARE LA FUNZIONALITA'
Purtroppo molti di questi punti non vengono considerati dalle norme UNI che si limitano a dire quanti campioni 
si devono acquisire, la durata dell'acquisizione , i bit necessari, eventuali gain ecc senza considerare gli elementi sopra accennati molto importanti per una buona riuscita dello strumento.

Per la realizzazione dell'ufo si è cercato di evitare errori di progettazione spesso sottovalutati in certi strumenti professionali;

1) I cavi non devono essere posizionati verticalmente rispetto allo strumento perché causano vibrazioni dovute al vento, il cavo ha l'effetto " bandiera " generando frequenze orizzontali che non hanno nulla a che fare con i microtremori....

2) aumento sella larghezza della base di appoggio, in questo modo i tre puntali che poggiano sul terreno aumentano la stabilita dello strumento e garantiscono una riduzione della rumorosità strumentale indotta da vento e rumori antropici

3) distanza identica tre i vari puntali, in questo modo si ha una eguale distribuzione a 360 ° delle vibrazioni indotte del terreno

4) con il piombo di zavorra si è aumentato la pressione sul terreno evitando cosi saltellamenti verticali e garantendo una maggiore aderenza e continuità tra terreno e strumento

5) La zavorra in piombo posizionata nella arte medio bassa della piastra e l'alleggerimento della cupola hanno spostato il baricentro strumentale a pochi cm dal piano di appoggio sul terreno, ciò va a favore della stabilita

6) La forma rotondeggiante della piastra e la forma semisferica della cupola permette di avere un alto grado si permeabilità al vento, possibile affondate la piastra di 4- 5 cm nel terremo estirpando la cotica erbosa superficiale, in questo modo dal piano si campagna spunta solo la cupola riducendo ulteriormente l'effetto vento.

7) Isolamento acustico del geofono grazie allo spessore della cupola, in questo modo di riduce l'effetto "microfono" dei geofoni che trasformano i rumori acustici in fastidiosi disturbi e rumori random.

8) Spessori centimetrici delle pareti dell'ufo per evitare vibrazioni dannose dovute a spessori millimetrici dei contenitori spesso in plastica della scatola utilizzata.

9) minima superficie laterale per ridurre l'impatto con il vento

10) la forma tondeggiante e semisferica della piastra e della cupola permette di avere la medesima disposta al vento in tutti i 360 gradi

11) contenitore basso e largo, e pesante al contrario di molti strumenti stretti alti e leggeri con pareti di lamierino sottile (vere casse acustiche), il contrario di come dovrebbero essere.

12) Molta cura nel posizionamento all'interno dello strumento dell'elettronica e dei geofoni, riduzione al massimo di componenti inutili che hanno lo scopo di sporcare il segnale e una cura per schermare il segnale da inquinamento elettromagnetico.

Piccoli accorgimenti che sommati tra loro permettono di migliorare ulteriormente le prestazioni meccaniche del contenitore spesso poco curato

Provate a vedere su base 12 quanti sono i punti rispettati dal Vostro sistema di acquisizione, potrete valutare la cura con cui è stata realizzata la meccanica strumentale.

progetti di geologia e vari

 progetti di  geologia e vari

cliccando questo link troverete molti progetti di autocostruzione di strumenti di gofisica, di geologia e vari realizzati con il THEREMINO.

RETE SISMICA THEREMINO DOLFRANG - dolquake calcolo energia sviluppata da terremoti

RETE SISMICA THEREMINO DOLFRANG

PROGETTO FREE DOLQUAKE

Una nuova opzione attivata che permette di calcolare l'energia dissipata degli untimi terremoti in Italia.

CALCOLO DELL'ENERGIA SVILUPPATA NEGLI ULTIMI TRE GIORNI da sequenze sismiche
Il grafico non ha la funzione di prevedere o meno futuri terremoti ma dare una tendenza di crescita e/o di diminuzione nel tempo della sismicità locale a seguito di sciami sismici.

I dati utilizzati sono quelli segnalati dall'INGW, e sono riferiti al totale dell'energia sviluppata in Kg di TNT emessa negli ultimi 3 giorni

La mappa viene aggiornata ogni 30 minuti circa.
massima energia

minima energia

Cliccare sul seguente link per aggiornare la situazione italiana ora. 

per essere aggiornati cliccare qui

energia sismica
ultimi 4 gg 
in tempo reale

data 26 novembre 2023

data 25 novembre 2023

data 24 novembre 2023

data 23 novembre 2023

data 22 novembre 2023

data 21 novembre 2023

data 20 novembre 2023

data 19 novembre 2023

data 18 novembre 2023

data 17 novembre 2023

data 16 novembre 2023

seismicgeobalocchi.wordpress.com

Modena Seismic Observatory

Seismic Station of Geobalocchi

seismicgeobalocchi.wordpress.com

 un interessante sito da visitare  della stazione sismica

Seismic Station of Geobalocchi posizionata a Modena

 
sismografo RASBERRY 

DOL.MODE seismograph 

sismografo THEREMINO DOLFRANG

( autocostruibile )

Blog of earthquake

Sismografo DOLFRANG - THEREMINO

SISMOGRAFO PER SISMOLOGIA 

Low cost -  may build

una delle prime registrazioni sismiche di dolquake

TERREMOTO del 23/01/2015

Stazione sismica amatoriale di Modena Centro

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

Ingrandimento del segnale  acquisito e visualizzato nel drum pubblicato nella figura precedente.

da considerare che il programma è ancora in fase sperimentale e di completamento

per saperne di più:

SISMOLOGIA

TERREMOTO del 29/01/2015

SISMOGRAFO PER SISMOLOGIA 

Low cost -  may build

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TERREMOTO del 30/01/2015  01:45:49

Stazione sismica sperimentale di Modena Centro

di Paolo Formicola

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

Ingrandimento del segnale  acquisito e visualizzato nel drum pubblicato nella figura precedente.

da considerare che il programma è ancora in fase sperimentale e di completamento

registrazione asse est/ovest con geofono orizzontale, le onde P sono molto schiacciate in quanto  non direzionali con l'asse di vibrazione gel geofono usato.

Il delta T di 6,32 secondi è compatibile con una distanza epicentrale di 266 km ( distanza tra la stazione sismica sperimentale posizionata a Modena Centro  e l'epicentro del sisma posto in Friuli Venezia Giulia

In questa prima fase di verifiche strumentali non si fa una vera elaborazione dell'epicentro, ma l'operazione inversa:

Conosciute le coordinate dell'epicentro del terremoto  si calcola il delta T tra l'arrivo delle onde P e le onde S e si verifica se il ritardo in termini di tempo  è il medesimo di quello registrato

Superati una serie di test necessari si cercherà poco per volta di arrivare al calcolo dell'epicentro, ipocentro e magnitudo  dai soli dati strumentali purché in zona esistano altre stazioni registranti.

Per far ciò occorre creare una rete sperimentale con almeno una stazione a livello regionale su tutto il territorio nazionale ( meglio se per provincia).

per saperne di più:

SISMOLOGIA

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Per gli amici dell'America centrale e Latina molto numerosi in SISMOLOGIA ( facebook ) 

Interessante è la realizzazione di una piccola rete sismica sulla costa dell'Oceano Pacifico.

Tutti gli interessati possono contattare in lingua spagnola dolfrang@libero.it

Para los amigos de América central yLatina muy numerosos en Sismología (facebook)

Interesante es la realización de una pequeña red sísmica en la costa del Océano Pacífico.

Los interesados pueden ponerse en contacto en dolfrang@libero.it ( español )

Sismologia - primi test con accelerometro

SISMOLOGIA SPERIMANTALE 

CON ACCELEROMETRI

progetto superato

Gli accelerometri generalmente hanno minor sensibilità geofoni, un segnale accelerometrico più sporco di quello velocimetrico,  valisizzimi per registrare rumori antropici fino a 2- 6 g.

Per misure di microtremori non sono per il momento adatti perchè poco sensibili e con un rumore intrinseco relativamente alto

Pe la sismologia si sta pensando  ad accelerometri  particolare nel tentativo di aumentarne la sensibilità e migliorarne la qualità del segnale


DAL MANUALE THEREMINO adc 24 bit  si legge quanto segue:

Connettere Accelerometri - Parte 1 

Sistema theremino - Theremino_ADC24 - 28 giugno 2016 - Pagina 13

Gli accelerometri hanno una banda passante che si estende fino alla continua (0 Hz). 
Per alcune applicazioni questo è un vantaggio (i telefoni possono sentire la gravità terrestre e ruotare lo schermo), ma per sentire i movimenti del terreno la componente continua del segnale non serve.
Negli accelerometri la gravità provoca un forte sbilanciamento dell'asse verticale, che a riposo non misura 500 (valore centrale della nostra scala da 0 a 1000), ma circa 300, oppure 700. 
E anche i canali orizzontali non sono centrati sul 500, ma potrebbero segnare, ad esempio 450, a causa delle imprecisioni costruttive, presenti anche nei migliori accelerometri. 
Se i segnali di ingresso non sono centrati, allora impostando Gain maggiore di 1, si amplificherebbe lo sbilanciamento e si andrebbe a lavorare fuori dalla zona utile (valori di uscita minori di zero o maggiori di mille). 
Quindi per eliminare la componente continua dai tre segnali di ingresso si devono interporre tre filtri passa alto, come quello illustrato in questo grafico. 

............................ continua nel PDF .........................

Connettere Accelerometri - Parte 2 

Sistema theremino - Theremino_ADC24 - 28 giugno 2016 - Pagina 13

Preparare l'adattatore come si vede in questa immagine.
Per saldare bene è importante la preparazione.
Usare stagno con piombo e resina (lo stagno senza piombo va bene solo per la produzione automatica). Prima di saldare, ogni componente deve essere accorciato e stagnato.
I fili devono essere spellati per 2 millimetri, arricciolati e stagnati. Infine si uniscono le parti e si saldano con una unica fusione, senza ritoccare o “spennellare” con il saldatore.

............................ continua nel PDF .........................

SI RIMANDA al manuale ADC 24 BIT  DI THEREMINO per avere maggiori informazioni

PER IL MOMENTO E' STATA SOSPESA LA SPERIMENTAZIONE CON GLI ACCELEROMETRI IN QUANTO QUELLI ATTUALMENTE USATI SONO POCO SENSIBILI O TROPPO COSTOSI

ATTENDERE L'ARRIVO DEL NUOVO ACCELEROMETRO THEREMINO CHE CON IL 24 BIT PROBABILMENTE PERMETTERA' DI AVERE DEI BUONI RISULTANTI NEL CAMPO DELLA SISMOLOFIA  DIMEZZANDO I COSTI DELL'ATTUALE SISMOGRADO  CO GEOFONI

In questa pagina verranno pubblicate le prime sperimentazioni di acquisizione sismologica con un accelerometro economico  per poter realizzare stazioni  sismologiche 3d a costi ridotti.

In queste prime sperimentazioni è stato utilizzato:

1) Come collegare un accelerometro lis344 
al theremino Master adc 16

Gli accelerometri sono ottimi per i sismografi, la loro banda passante da 0 Hz a 50Hz è ideale per la rilevazione dei terremoti.

Si consiglia di usare il LIS344 per il suo rumore molto basso.

Gli accelerometri sono troppo rumorosi per i micro-tremori, ma sono ottimi per i terremoti, dal grado zero della scala Richter in su, fino ai terremoti più forti, in un’unica gamma.

Continua sul sito

Perchè non inserirlo nell'acquisitore sperimentale 3 canali HVSR ch1,2,3 e accelerometro CH4,5,6 cosro aggiuntivo di 12 euro in più..!!!

canali 6 di cui 3 trasduttori velocimetrici e 3 accelerometrici 

frequenza di campionamento 500 hz a canale

Possibilità di acquisizione contemporanea accelerometri e geofoni e di salvare contemporaneamente file SAF accelerometrico e SAF velocimetrico dello stesso sondaggio

Durata di acquisizione limitata dalla dimensione dell'HD e/o ram

Visualizzazione in tempo reale delle 3/6 tracce sismiche e molto altro ancora.

2) altro accelerometro lis344  come si collega

3) Prototipo di amplificatore a gain variabile pilotabile da Pc con gain 1- 20 x nella versione sperimentale,  potenzialmente aumentabile  nella versione  finale.
Lo schema è riferito al collegamento al vecchio accelerometro.

soluzione da scartare per la sismologia e microtremori

4) Theremino master versione 3 - 4 - acquisitore

5) software  free - Progetto DOLFRANG - THEREMINO

In fase di realizzazione e completamento. nella versione finale potra gestire la rete di 1 o più stazioni sismologiche in tempo reale.

Il programma pur essendo già funzionante prevede molti altri miglioramenti, funzione, interessante sarà anche la funzione ANALISI DEL SEGNALE , integrare e derivare il segnale per calcolare la velocità, l'accelerazione, lo spostamento, fare la FFT, filtrare il segnale, equalizzarlo e eseguire la IFFT  e molto altro ancora....

rete sismica amatorialle SISMOGRAMMI.COM

sismogrammi.com

Se siete intenzionati a realizzare un sismografo e mettere in rete il drum, scriveteci una mail, nel 2021 un sismografo costa meno di 100 euro.

Seguiremo il vostro lavoro passo passo al fine di raggiungere dei buoni risultati

Questo progetto ha lo scopo di monitorare i terremoti italiani con sismografi auto-costruiti e acquistati per passione o studio della sismologia, con queste pagine viene messo in rete il grafico sismico chiamato Drum.

Ogni simografo ha alcune pagine personali con i dati di riconoscimento come la posizione geografica, posizione del sismografo, dati della stazione e il drum (sismogramma).

Costruire un sismografo nel 2021, tecnologia Theremino

Sono passati molti anni dalle prime pagine "Costruire un sismografo" ancora basati su Nuova Elettronica ma che purtroppo ha chiuso per fallimento e su altri sistemi molto costosi. Proponiamo alternative valide e low cost, con moltissime fotografie su come costruire sismografi validi e funzionali a lungo e corto periodo. Materiali e attrezzature necessarie insieme a molti consigli pratici. Se proprio vi sembra difficile, contattateci e vi costruiremo il sismografo a prezzi veramente interessanti.

Presentiamo un sistema molto valido e low cost che sfrutta la tecnologia e gli studi fatti con Theremino e i software specifici scritti dal geologo Angelo Dolmetta e da suo figlio Francesco.

Aquisizione dei dati sismici.

Iniziamo con l'acquisizione dei dati con un semplice sismografo prodotto con la scheda Master di Theremino, la scheda ADC24 24 bit, un geofono a risoluzione verticale da 4,5 Hz. il tutto racchiuso in una scatole in plastica Gewiss con gli ingressi degli 8 canali presenti nella tecnologia theremino. Facciamo parlare le foto poi seguiranno i costi.

In evidenza i primi quattro ingressi della scheda ADC24, scatola Gewiss in plastica a tenuta stagna. 

Il Drum (cilindro virtuale che simula il tradizionale sismografo a carta) ha un aggiornamento ogni 5 minuti (24/24 - 7/7). Le pagine sono contrassegnate dal nome del Comune dove è locato il sismografo.

La pubblicazione dei vostri sismogrammi e le informazioni tecniche della vostra stazione, saranno inserite a titolo assolutamente gratuito e l'unico impegno richiesto è quello di aggiornare il drum in modo continuo. Sono comunque previste speciali funzioni, utilizzabili dalla vostra pagina personale, per effettuare modifiche o manutenzione alla stazione di monitoraggio.e

CONTINUA SUL SITO  

Il tromografo