immagine di Paolo Formicola
![]( "NEPAL, CHILE, PERU, TURKEY EARTHQUAKES") |
immagine di Paolo Sabetta
PER CHI E' INTERESSATO ALLA COSTRUZIONE
DEL SISMOGRAFO CONSIGLIO
DI ASPETTARE FINE GENNAIO 2016
PERCHE' E' IN REALIZZAZIONE
UN NUOVO PROGETTO PIU' PERFORMANTE
E MENO COSTOSO DI QUELLO ATTUALE
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Gli amici del NEPAL, INDONESIA, Cile, Perù ,Turchia che accedono numerosi a questa pagina web a causa dei frequenti terremoti devastanti che colpiscono le loro terre, possono contattare DOLFRANG @ LIBERO . IT per avere maggiori informazioni sull'argomento in lingua inglese
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--------------------------------- DOWNLOAD FREE NUOVA VERSIONE DOLQUAKE 3.09 del programma di acquisizione
versione Beta - in fase di costruzione
PER SISMOLOGIA
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Gli antivirus danno un messaggio di pericolo in quanto si tratta di un file exe potenzialmente pericoloso, cliccare su CONSERVA dopo aver cliccato sul menu a tendina.
Un messaggio di pericolo si ha quando si dezippano i file a causa della presenza del file exe potenzialmente pericoloso se non se ne conosce l'origine Cliccare su ULTERIORI INFORMAZIONIe poi su ESEGUI COMUNQUE
Il programma funziona anche come demo , logicamente le linee sono piatte in quanto non è collegata la strumentazione , al momento dell'avvio bisogna chiudere Hal ( programma di acquisizione.
Ho sempre desiderato realizzare una stazione sismica sperimentale, grazie all'esperienza fatta con l'acquisitore per HVSR - MICROTREMORI dove é necessario avere la massima qualità del segnale e contemporaneamente una elevata amplificazione, la nuova applicazione è stata meno impegnativa dal punto di vista hardware in quanto rimane praticamente la medesima ma con una minore amplificazione.
Il progetto permette di rilevare di terremoti anche lontani, pur essendo meno impegnativa dal punto di vista hardware si devono comunque superare problemi software relativamente complicati come l'analisi di spettro in tempo reale del segnale, l'equalizzazione e la trasformazione del segnale accelerometrico in velocimetrico e spostamento e viceversa oltre l'archiviazione e trattamento dei dati acquisiti in tempo reale.
Il progetto 2 è il naturale passaggio da un sismografo in grado di registrare microtremori di entità infinitesimi per i microttremori alla registrazione di terremoti con una soglia di partenza 10000 volte più elevata, tra i due sistemi di acquisizione cambia solo il gain che passa da 10000 a 10-25/50 e la frequenza di campionamento che da 500 hz può essere ridotta a 25 - 50 - 100 hz per ridurre la mole di dati da registrati nelle 24 ore giornaliere.
Come sempre è gradito il Vostro aiuto, i Vostri consigli e la Vostra esperienza in questo campo.
Due sono le vie da seguire:
1) trasduttore velocimetrico amplificato con gain 25 - 100 x
2) trasduttore accelerometrico meno sensibile
Anche in questo caso useremo il Theremino utilizzando i primi tre canali come velocimetro e gli altri
3 come accelerometro( attualmente l'attuale programma non è ancora predisposto a fare le due acquisizioni contemporaneamente ), le due tipologie di trasduttori si integreranno a vicenda e di ognuno cercheremo di sfruttare i vantaggi, anche se sarà possibile utilizzare solo l'accelerometro o i geofoni come trasduttore.
Per il velocimetro la maggiore sensibilità e pulizia del segnale, per l'accelerometro la linearità del segnale praticamente da 0 hz fino ad oltre i 100 hz.
Il software per il momento da il minimo per poter acquisire e registrare gli eventi sismici, molto ancora è da realizzare,, tutti coloro che vorranno fare le prime sperimentazioni son sempre bel accetti, si potrà iniziare
1) con l'unità accelerometrica del costo inferiore a 45 euro comprese le spese di spedizione ma anche i risultati sono limitati e adatto per registrare terremoti di una certa entità in su avvenuti a distanze crescenti in base al grado di sismicità.
2) Di sta lavorando per un accelerometro multiplo da 2 a 12 componenti triassiali preamplificati, sicuramente i risultati saranno notevolmente superiori a quelli attuali sia in termini di pulizia del segnale fino ed oltre 10 volte e una definizione elevata.
Il software ha una videata per visualizzare 1-2-3 tracce e 6 drum per vedere nell'arco delle 24 ore.
Chi è interessato mi contatti al seguente email dolfrang @ libero . it
Incominciamo dal più semplice:
PORGETTO 2a) SISMOGRAFO PER SISMOLOGIA ACCELEROMETRICO
attenzione l'accelerometro senza amplificatore non è sufficiente per sentire terremoti piccoli e lontali solo grandi e vicinissimi si sta vendendo di smplificarlo e potenziarlo
soluzione utile se si vuole installare la stazione in luoghi rumorosi, in abitazione- la scarsa sensibilità degli accelerometri impedisca ri registrare i rumori ambientali registrando solo quelli di una certa intensità e i terremoti si 2° grado in su.)
La soluzione è anche adatta in zone altamente sismiche come la costa paficica americana, la grecia - turchia, l'indonesia, il giappone ecc.
in tal caso la scarsa sensibilità strumentale sarà sufficiente per registrare tutti i terremoti anche lontani di una certa magnitudo
Si sta lavorando per un sistema di acquisizione accelerometrico con elevata qualità e risoluzione, pertanto in attesa di tale sistema potrà essere uilizzato l'accelerometro sotto riportato.
Il nuovo sistema permetterà di registrare con una buona qualità terremoti da 0 a 0.1 g. invece degli attuali 0 - 2 g pertanto 10 volte più sensibile e 4 - 12 volte più pulito di quello usato attualmente attuale.
Si tratta della soluzione più semplice da realizzare e meno dispendiosa e migliorabile nel prossimo futuro, logicamente le prestazioni sono molto scarse rispetto al sistema velocimetrico.
Non ha una elevata sensibilità, può registrare sismi di scala rickter >=2 , non registra rumori dovuti ad auto che passano a 10 metri dal sensore,e vibrazioni antropiche in una casa se sono sbattimento di porte , ascensori ecc ache al 3/5 ° piano in caso di vento.
Potrebbe essere utile per monitorare le vibrazioni dovute a motori, canieri, volate di cava ecc anche per misurazioni lunghe.
Ciò è dovuto al fatto che all'interno dell'accelerometro è stato inserito un filtro che taglia frequenze al di sopra di 100 hz in modo da ridurre il rumore ambientale e prendere la fascia di frequenze che interessano maggiormente la sismologia che va da 0 a 50 hz al massimo.
E' possibile come vedremo nel prossimo paragrafo aggiungere un amplificatore a canale per aumentarne la sensibilità, vedremo come nel prossimo paragrafo.
Il materiale necessario è il seguente lo potrete trovare facilmente online:
1) - acquisitore da impostare in modalità ADC 16 - troverete anche gli schemi elettrici online free e il software di gestione ( eseguibile e sorgenti ) online free.
2) -
accelerometroSe l'accelerometro prevede i connettori IS, 5V, GND montaggio è ancora più semplice basta
collegare i tre cavi forniti collegandoli direttamente all'accelerometro e all'aquisitore senza fare difficoltose saldature e cavi di collegamento...
Altro modello di accelerometro profotto da www.ideegeniali, gornito di tre connettori da collegare
direttamente all'acquisitore senza dover realizzare saldature e cavi particolari.
Importante per mantenere un unico sistema di riferimento per gli acquisitori theremino
l'asse z collegare al ch 1
l'asse x collegare al ch 2
l'asse y collegare al ch 3
3)scatola Gevis 10 x 10 x 7 o altro modello
4) un cavo USB per stampati Il tutto va messo in un contenitore con fissato sul fondo una piastra di legno dove al centro viene fissato l'accelerometro su una faccia interna della scatola il theremino e relativo cavo da collegare al Pc
La versione beta del software di acquisizione gratuito va richiesto a dolfrang@ libero.it
Questa versione hardware potrebbe essere utile se da posizionare in fabbricati, in zone di traffico in quanto il segnale si attiva solo al superamento di un certo valore si soglia che fa presupporre o un intenso rumore ambientale o un evento sismico di una certa entità ( ancora da verificare ).
PORGETTO 2c) SISMOGRAFO PER SISMOLOGIA VELOCIMETRICO
Si tratta di modificare
il PROGETTO 1) TROMOGRAFO SPERIMENTALE
riducendone la sensibilità da un gain 10000 a gain 1 - 10 - 25 - 50 - 500
può essere realizzato:
1 CANALE - solo 1 geofono verticale, meglio se è da 4,5 hz fino ad un massimo di 8 - 16 hz
soluzione ottimale che richiede un minor costo per l'acquisto dei componenti valutato attotno a 70 euro ( acquistando anche l'amplificatore ( potrebbe essere autocostruito ad un solo statio con gain 25 per meno di 5 euro di materiale
3 CANALI - solo 3 geofono verticale, meglio se è da 4,5 hz
i costi salgono a 220 euro euro se si realizzano, anche in questo caso un abbattimento di 80 euro dei costi se si realizzano tre amplificatori ad uno stadio gain 25-100 con componenti non smd per facilitarne la realizzazione
Per il resto la strumentazione rimane invariata, per agevolare le operazioni di settaggio della sensibilità si possono aggiungere tre commutatori a tre vie 5 posizioni in modo da selezionare la scala di acquisizione in funzione del rumore ambientale locale senza intervenire sull'hardware, tale operazione comporta una piccola perdita di qualità del segnale ma grazie alla qualità degli amplificatori proposti è minima se rapportata alla definizione del segnale acquisibile con gain massimo = 100 x ( meglio preventivare un gain superiore in quanto aggiungendo una ulteriore resistenza o commutatore tra geofono e amplificatore si possono ottenere gain anche di 100 x per lo studio dei microtremori.
Per quanto riguarda la costruzione del prototipo si rimanda al seguente link:
Per adattarlo alla sismologia è sufficiente ridurre l'amplificazione mettendo tra geofoni e amplificatore una resistenza adeguata o il commutatore a 3 viee 2/3 posizioni.
Per quanto riguarda gli amplificatori da usare sono sufficienti tre circuiti anche ad un solo stadio con un buon IC con ottime caratteristiche tra 0 - 100 hz meglio se con una banda passante tra 0,25 - 80- 100 hz ( modificabile ), l'eventuale partitore dovrà modificare il valore R1.
il circuito di amplificazione dovrà essere composto da:
1) circuito di ripulitura del segnale 5 volt di alimentazione USB ( consigliato / opzionale)
2) partitore per avere una tensione di imput +/- 1,6 volt
3) amplificatore ad 1/2 stadi con un buon IC ( per frequenze di campionatura tra0 e 100 hz )
Se non in grado di realizzarlo si può acquistare già montato come quello prodotto da
www.ideegeniali.it .
Questo amplificatore è stato progettato per amplificare i microtremori del terreno, il gain che serve per la sismologia è 100 - 1000 volte più piccolo di quello che serve per monitorare i terremoti pertanto la qualità del segnale acquisito sarà eccezionalmente pulito.
Per ridurre l'amplificazione occorre aggiungere una resistenza tra il geofono e il polo + dell'amplificatore.
Per ottimizzare elettronicamente il progetto in attesa che vengano fatti dei test per proporre la soluzione finale consiglio di contattare il produttore dell'accelerometro per avere i necessari consigli per il collegamento dei tre amplificatori ai tre geofoni.
Il resto del materiale da usare è quello del
PORGETTO 2a) precedentemente descritto prodotto da
www.ideegeniali.it ..
Come sensori servono tre geofoni da 4,5 hz di cui 1 verticale e 2 orizzontali per il 3 canali, se vogliamo usare solamente un canale 1 verticale, si possono usare anche geofoni di 8- 16 hz di frequenza propria ma generalmente sono meno adatti in quanto poco sensibili a frequenze inferiori a 6 - 12 hz rispettivamente. ( in tutti i casi i tre geofoni devono essere tutti e tre del medesimo tipo e realizzati dalla stessa ditta e stesso mofello per garantire una risposta simile tra tutti i sensori.
Per iniziare si può anche montare un acquisitore ad 1 canale collegando al canale 1 solo il geofono verticale e un amplificatore.
gli altri 2 canali potranno essere aggiunti in seguito con l'avvertenza che i geofoni dovranno essere del medesimo tipo ed orizzontali.
CONSUMO DI CPU DEL SISTEMA IN FASE DI ACQUISIZIONE
Nella progettazione del software si è data la massima cura nel realizzare qualcosa con bassissimo consumo di cpu per poter usare il programma di acquisizione con il medesimo pc che utilizziamo giornalmente senza rallentarlo es essere avvisati in tempo reale si sismi che avvengono in zona o anche molto lontani con un anticipo anche di 30 secondi e più senza dover dedicare un pc per la sola rilevazione dei terremoti.
L'mmagine sopra mostra l'occupazione di cpu in fase di acquisizione normale con visualizzazione del segnale o delle finestre DRUM, per un pc di medie prestazioni tale occupazione in questo caso è di circa il 6% di CPU comprese le operazioni che window fa per le normali utility vitali del pc.
Riducendo la dimensione dell'immagine si ha un discreto risparmio di CPU
Nel caso in cui non serve visualizzare il segnale in quanto il programma deve lavorare in background è possibile attivare ridurre a icona il programma di acquisizione, in tal caso il consumo di CPU scende a meno del 2-1 % quasi insignificante è l'impatto sul pc che state utilizzando .
Il programma Hal dopo aver visto che è funzionante all'avvio dell'applicazione si consiglia di ridurlo a icona piccola, anche in questo caso per ridurre ulteriormente l'occupazione della cpu pari al 7 % , riducendo a icona la form di Hal il consumo di GPU scende a valori molto molto bassi .
In nessun caso il sistema di acquisizione è inferiore o peggiore ai migliori software di strumentazioni anche professionali e presenta soluzioni tecniche molto avanzate rispetto ai normali canoni di acquisizione.
un esempio di acquisizione - prova visualizzato a 50 Hz circa di un terremoto simulato con accelerometro non amplificato
Un esempio per tutti: poter acquisire dati contemporaneamente a frequenze diverse, trasduttori diversi e modalità di comunicazione diverse che rende THEREMINO quasi unico nel suo genere.
Un particolare grazie per il lavoro svolto dall'amico Livio Cicala ( artefice di Theremino ) per quello che ha saputo realizzare e che sta portando avanti con tanta passione, esperienza, preparazione tecnica ed inventiva e a tutti i suoi collaboratori ognuno dei quali porta avanti parte del progetto nei campi delle proprie conoscenze professionali - il tutto senza fini di lucro.
Un grazie a mio figlio Francesco Dolmetta che mi da un enorme aiuto per superare problematiche softwae organizzando nel migliore dei moti gli algoritmi di acquisizione, gestione e visualizzazione dei dati e agli amici del gruppo che si offrono a dare supporto per provare il sstema di acquisizione e i software.
Un grazie a tutti coloro che vorranno sponsorizzare il progetto Theremino, cliccando du Banner DONAZIONI.... ( sul sito www.theremino.com )
Un piccolo contributo gradito, anche di pochi euro, potrà essere un grazie concreto al progetto e utile per l'acquisto di materiali di consumo, strumentazioni, componenti elettronici anche costosi necessari giornalmente per portare avanti nuovi progetti. 
