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Channel: Comunità di Geologia - dolfrang
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open ground penetrating radar

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Open Ground Penetrating Radar




Make the invisible visible for about $500


Commercial ground penetrating radar systems cost tens of thousands of dollars. This project aims to create an open hardware alternative for about $500. 

This project has three components: the Open Ground Penetrating Radar (oGPR) system, the rover and software to process the data and plot in on OpenStreetMap. This Hackaday project focuses on the first two. 

The oGPR is designed to locate underground "voids," such as abandoned mines, were hazards may exist. 

Before these hazards can be mitigated, they must be located. 

Project Home Page: https://voidmapper.com/





Sismografo SARA "Do Re Mi" 12 - 24 canali

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DoReMi 
Il sismografo nel cavo
Sismografo innovativo
DoReMi 

è un sistema innovativo che incorpora e distribuisce nel cavo sismico un sismografo modulare canale per canale.

Ogni elemento contiene tutto l'hardware necessario per l'acquisizione dati per sismica attiva e passiva.

La comunicazione digitale evita tutti problemi della strumentazione con cavo analogico.

È leggero, pratico e di elevatissime prestazioni:

- fino a 155 dB di dinamica (con uso del PGA) a qualsiasi frequenza di campionamento
- elevatissima immunità ai disturbi
- assolutamente zero diafonia (crosstalk)
- profondità di memoria 30 mila campioni
- campionamenti da 2 millisecondi fino a 50 microsecondi (da 500Hz a 20000Hz)
- fino a 255 canali per singolo cavo
- per tutte le prove di superficie MASW, REMI, rifrazione, riflessione e prove in foro

http://geology.com/

paleonature.org/

www.ALIBABA.com - Accessori per geofisica - geofoni da 4,5 hz

NOVITA' DA THEREMINO - ADC a 24 bit e 16 canali

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ADC a 24 bit e 16 canali


Theremino 
adc 24 bit low cost

Le Novità di Theremino non finiscono mai di stupirci....

nadc 24 bit ow cost

Questo schema è solo un prototipo, la versione definitiva avrà anche un connettore da cui prelevare una tensione molto stabile, da 3.3 Volt, e forse anche una da 2.5 Volt.

Aggiungendo al THEREMINO MASTER questa schedina aggiuntiva avremo un 24 bit a 16 Canali e 8 canali differenziali con qualità del segnale superiore, i costi si ridurranno in quanto non sono più necessari gli amplificatori Geoamply fino ad oggi utilizzati.

E' ancora da verificare la frequenza massima di acquisizione che il sistema potrà offrire in base al numero di canali attivabili.

Un bel giocattolo da usare per le prossime sperimentazioni a bassissimo costo ed elevate prestazioni

Un Grazie alla THEREMINO per quello che sta realizzando, online a progetto completato saranno disponibili gratuitamente gli schemi elettrici, il software e il firmware di tutto il progetto.

per maggiori chiarimenti cliccare il link nell'oggetto....



1-16 GEOFONI SI COLLEGANO SENZA AMPLIFICATORI ALLA SCHEDA 24 BIT


 ALL'ADC 24 BIT SI COLLEGA IL THEREMINO MASTER A SUA VOLTA COLLEGATO AL PC


UNA MIA IDEA SVILUPPATA E REALIZZATA 30 ANNI FA QUANDO LA MAGGIORANZA DEI SISMOGRAFI ERA ANCORA ANALOGICA, OGGI RIVEDUTA E CORRETTA GRAZIE A THEREMINO.COM CON L'ELETTRONICA DEL 2016 E A COSTI IRRISORI E PRESTAZIONI ELEVATISSIME RISPETTO GLI ANNI 1996 1990  AL TEMPO  DEI MITICI 8096, 8098 APPLE II 48  E 64 KB , I DINOSAURI  DEI PC.

Idea a quel tempo fortemente  criticata dai venditori, oggi vedo con piacere che gli stessi dopo dopo 30 anni hanno riconvertito la loro produzione a sistemi simili a quelli che precedentemente criticavamo 

PER MAGGIORI INFORMAZIONI VISITARE IL SITO DI THEREMINO.COM

Ottenere i moduli del sistema
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”, ma esistono produttori che possono fornire i moduli assemblati e collaudati a un ottimo prezzo. Difficilmente si potrebbe auto-costruirli spendendo meno. Un elenco dei produttori in questa pagina: www.theremino.com/contacts/producers


FREQUENZA DI RISONANZA DEL TERRENO

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Secondo la teoria HVsr

vs= 4*hz* h
dove
hz = frequenza
h = spessore dello strato considerato
Vs strato 1 = 300 spessore = 18 m dopo i 18 metri substrato roccioso
hz di risonanza è di 4.16 hz

La formula è valida solo se siamo in presenza di due strati ( coltre e substrato roccioso )

I risultati sono validi in base all'ipotesi su cui si basa il metodo, applicando altre metodologie meno semplicistiche tale valore differisce.
Ciò che è è più complicato da calcolare situazioni multistrato e l'incremento sismico dovuto alla risonanza del substrato della risonanza che dipende da:

- differenza di rigidità tra il substrato roccioso e gli strati superficiali.

- dal rapporto H/V va riferito oltre che allo spessore degli strati anche alla distanza dei medesimi dal piano di fondazione
- dalla scelta della stratigrafia schematica che si prende in esame

Altro importante elemento poco considerato dal legislatore è la profondità del bulbo di fondazione dell'edificio, si parla tanto di vs30 ma sarebbe stato meglio parlare di VS10 , VS20, VS30 e pechè no di VS40, 50... in funzione della tipologia fondazionale dell'edificio, e le sue dimensioni.

Per una casa di 10 x 10 metri il bulbo di fondazione può essere stimato in maniera empirica ( se ricordo bene ad 1/2 della larghezza del fabbricato) pertanto la struttura viene maggiormente eccitata quando si ha lo strato rigido ad una profondità simile a quella del bulbo di fondazione dell'edificio, situazione più peggiorativa se il terreno e il fabbricato hanno frequenze uguali.
Non è detto che si abbiano risonanze doppie in corrispondenza di spessori diversi tra bulbo di fondazione e spessore della coltre, in tutti i casi l'effetto sarà meno dannoso che nel caso precedente.

Se ipotizzando una struttura con frequenza di risonanza di 10 hz, e uno spessore delle coltri di 10 metri i massimi danni si avranno con una Vs del terreno pari a 4 * 10 * 10 = 400 ms ( i dato è stato calcolato empiricamente con la formula hvsr.

Se invece abbiamo un palazzo di 10 piani con una frequenza propria di 1 hz, un bulbo di fondazione di 25 metri la situazione peggiore si ha quando il substrato è alla profondità di 25 metri e la Vs delle coltri è pari a a * 25 * 10 = 100 ms

- per quanto detto sopra non bisognerebbe parlare di vs30 ma di vs10 nel primo caso, vs 25 nel 2° caso di vs 20 - 100 per un palazzo o un grattacielo

- importante che la VSxx venga definita dal piano di fondazione dell'edificio, pertanto prima di fare le indagini il geologo dovrebbe già sapere la tipologia della struttura che si vuole realizzare.

L'ideale sarebbe abbinare al MASW - REMI anche prove HV finalizzate solo alla determinazione della frequenza di risonanza delle strutture nel caso di opere di consolidamento e per determinare sperimentalmente la frequenza di risonanza del terreno e confrontarla con quella ottenuta dalle prove MASW REMI.

Le considerazioni sono state fatte accettando per buona la metodologia HVSR,

VS= 4 x hz x h e schematizzando secondo i seguenti criteri:

stratigrafia con Vs costante nell'intervallo considerato

strati isolati dagli strati soprastanti e sottostanti

assenza di fenomeni di filtraggio quando la frequenza di risonanza attraversa lo strato superiore ,
ecc

Ammesso di aver eseguito un MASW, o una prova HVSR quale attendibilità possono avere i dati se il piano di posa della struttura viene posizionata 10 metri sotto il piano di campagna ove sono state eseguite le prove sismiche?.

Occorre in questi casi eseguire una prova MASW di 40 metri di profondità e calcolare la vs30 partendo dalla -10 metri fino a - 40 metri


In tutti i casi la risposta sismica del terreno è diversa tra il momento quando nel sito non esisteva ancora un fabbricato e dopo la realizzazione dell'edificio.


Per le prove HVSR occorre attendere (non è sempre possibile) che queste vengano fatte quando è stato eseguito lo sbancamento altrimenti non so quale attendibilità possano avere nel caso in cui il substrato roccioso è a profondità di - 10 - 30 metri rispetto al piano di campagna originario (i dati si riferiscono al caso precedentemente descritto).


Purtroppo ogni metodologia d'indagine indiretta ha i suoi limiti, ha degli aspetti positivi e altri negativi, importante è che l'utente li conosca li confronti con gli altri metodi, ne valuti l'attendibilità anche in situazioni stratigrafiche, spessori e litologie diverse per dar loro il peso che meritano.

Importante che non succeda ciò che mi e capitato quando ho realizzato il mio primo programma d'interpretazione di sondaggi sismici: sono stato criticato che il programma era meno preciso rispetto a quello di una ditta americana in quanto il mio dava la profondità arrotondata al decimetro mentre quello americano al centimetro...... la costa è stata felicemente risolta aggiungendo altre 2 cifre decimali al risultato indicando così la profondità dello strato in mm .

Geofoni SENSHE

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Geofoni da utilizzare Nel campo sismologico e HVSR (capsula geofoniche per i tromografi Sperimentali)
N ° 1 geofono verticale  SS-4, 5 
N ° 2 geofoni ORIZZONTALI  SS-4, 5 

Progetto DOLFRANG " I geofoni devono essere dello stesso tipo e marca,  meccanicamente i geofoni ORIZZONTALI sono diversi da quelli verticali.


Per non sbagliare in caso di richiesta di informazioni allegare il collegamento di questa  pagina

https://www.blogger.com/blogger.g?blogID=602552043226780919#editor/target=post;postID=8209440814427572422)

Per maggiori informazioni  sul prodotto 
la richiesta deve essere fatta a:

Ms. Sunny Chuang

Marketing Manager for Geophones and Geophysical Instruments


 in mancanza di risposta contattare DOLFRANG@LIBERO,IT 
per aggiornare eventualmente l'indirizzo email nel blog- grazie per la collaborazione


TipoSS-4, 5 N
Frequenza naturale (Hz)4,5 ± 10,0%
Resistenza della bobina ()375 ± 7,5%
Aperto smorzamento del Circuito 0,6 ± 7,5%
Attenuazione con shunt/
Circuito Aperto Sensibilità Tensione intrinseca (v / m / s)28,8 ± 7,5%
Sensibilità con shunt/
Attenuazione Resistenza Calibrazione shunt ()/
Distorsione armonica (%)<0.20%
Spuria tipica Frequenza (Hz)≥ 240Hz
Spostamento di Massa (g)11g
Caso tipico di bobina Movimento pp (mm)4 Millimetri
Allovable Tilt ≤ 20 °
TEMPERATURA di Esercizio (℃)-40 ℃ ~ +100 ℃
Altezza (mm)36 Millimetri
Diametro (mm)25,4 Millimetri
Peso (g)86g
Periodo di Garanzia3

in rosso i Parametri Important 

Frequenza naturale (Hz)
                                                        
                                                            4,5 ± 10,0%
Circuito Aperto Sensibilità Tensione intrinseca (v / m / s)   28,8 ± 7,5%


cosa occorre fare
http://comunitadigeologia.blogspot.it/2014/11/acquisitore-dati-1-6-canali-per.html





MAGNETOMETRO GEOSTUDI ASTIER

PROGETTO n°2 - SISMOGRAFO PER SISMlLOGIA ACCELEROMETRICO

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software di acquisizione free 
open source online free

progetto n° 2


SISMOGRAFO PER SISMOLOGIA


immagine di Paolo Formicola

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

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

Friends of NEPAL, CHILE, PERU, TURKEY accessing numerous to this page because of the frequent earthquakes devastating, can contact DOLFRANG@LIBERO.IT for more information on the subject in English

Amigos de Nepal, Chile, Perú, TURQUIA acceder a numerosos a esta página debido a los frecuentes terremotos DOLFRANG@LIBERO.IT devastadora puede ponerse en contacto para obtener más información sobre el tema en Inglés

Amigos de NEPAL, CHILE, PERU', TURQUIA acessando numerosos para esta página devido aos freqüentes terremotos devastadores, pode entrar em contato DOLFRANG@libero.it para obter mais informaçõ

NEPAL, ŞILI, PERU, TÜRKİYE, YUNANİSTAN Dostları nedeniyle yıkıcı DOLFRANG@LIBERO.IT İngilizce konu hakkında daha fazla bilgi için irtibata geçebilirsiniz sık depremlerin Bu sayfa için çok sayıda erişen
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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

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 ECCESSIVAMENTE DISTANTI  , 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.


I dati sono rifeirti al progetto 3 di seguito illustrato



Il grafico rappresenta l'andamento della distanza massima registrabile di un terremoto ascissa - (Km) acquisito con l'accelerometro Liss in funzione della magnitudo del terremoto ( ordinata )


I dati interpolati sono puramente indicativi e si riferiscono ad un sito poco rumoroso e privo di rumori antropici con sensori posizionati direttamente sul terreno



Aumentando i rumori antropici, i rumori ambientali e/o con una meccanica scadente della centralina le distanze massime si riducono ulteriormente.



A parità di altre condizioni la distanza massima per osservare un terremoto aumenterà anche per valori doppi o tripli, a seconda nel numero di schede utilizzate costituite ognuna da 4 accelerometri fino ad un massimo di 3 per un totale di 12 accelerometri a tre assi.


L'accelerometro potrebbe essere utile per monitorare le vibrazioni dovute a motori, cantieri, volate di mina in cava ecc anche per misurazioni lunghe nel tempo.

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 .

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:



POSSIBILI TIPOLOGIA DI SISMOGRAFI
PER SISMOLOGIA  ACCELEROMETRICI

PROGETTO 1
SCONSIGLIATO PER L'ELEVATO RURE INTRINSECO E PER LA BASSA SENSIBILITA'

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) - accelerometro

Se 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...

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 



PROGETTO 2
SCONSIGLIATO PER L'ELEVATO RURE INTRINSECO E PER LA BASSA SENSIBILITA' ANCHE SE IL COLLEGAMENTO DELL'ACCELEROMETRO E' PIU'SEMPLICE DEL PROGETTO 1

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.

THEREMINO MASTER

ACCELEROMETRO IDEEGENIALI.IT

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 






PROGETTO 3

COME PROGETTO 2 MA CON AMPLIFICATORE A GAIN PILOTABILE DA SOFTWARE
SCONSIGLIATO PER L'ELEVATO RUMORE INTRINSECO  

 Venti volte più sensibile dei progetti  1 e 2 ma con qualità del segnale ancora sporco 


AMPLIFICATORE THEREMINO A GAIN VARIABILE
ACCELEROMETRO LIS  IDEEGENIALI.IT


Altro modello di accelerometro prodotto da www.ideegeniali.it, 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 


PROGETTO 4

1 / 2 / 3 ACCELEROMETRI MULTIPLI COLLEGATI ASSIEME  PER UN TOTALE DI 4/8/12 ACCELROMETRI TRIPMI  COLLEGATI  AL NUOVO ADC 24 BIT  THEREMINO
SCONSIGLIATO PER L'ELEVATO RURE INTRINSECO E PER LA BASSA SENSIBILITA' ANCHE SE IL COLLEGAMENTO DELL'ACCELEROMETRO E' PIU'SEMPLICE DEL PROGETTO 1

 Venti volte più sensibile dei progetti  1 e 2 ma con qualità del segnale ancora sporco


DA 1 A 3 ACCELEROMETRI MULTIMPLI ( 4 /12 ACCELEROMETRI TRIPLI)






iL THEREMINO MASTER HA LO SCOPO DI TRASFEIRE I DATI ACQUISITI DALL'ADC 24 BIT AL COMPUTER 

II PROGETTO 4 è SICURAMENTE IL MIGLIORE IN QUANDO SFRUTTA LA DINAMICA DEL 24 BIT E IL MINOR RUMORE OTTENIBILE CO 4, 8, 12 ACCELEROMETRI IN PARALLELO RIUSCENDO IL RUMORE DI UN FATTORE 2, - 4 - 8 VOLTE CIRCA RISPETTO ALL'ACCELEROMETRO TRADIZIONALE

Anche in questo caso il segnale accelerometrico non sarà  di buona qualità. sicuramente ancora di scarsa sensibilità. sicuramente leggermente più pulito.
Non servirà tanto  a sostituire il segnale ottenibile con con i velocimetri più affidabili, sensibili ma  per eseguire  procedure di equalizzazione e taratura  del sistema di acquisizione.

A tele argomento verranno dedicate alcune pagine del blog.


ALTRI COMPONENTI DEL KIT ACCELEROMETRICO



scatola Gevis 10 x 10 x 7  o altro modello   


  
 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 ).



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 l'acquisitore THEREMINO.COM quasi unico  nel suo genere.

http://www.seismicnet.com/

PROGETTO 2) SISMOGRAFO PER SISMOLOGIA VELOCIMETRICO

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 SISMOGRAFO  PER SISMOLOGIA VELOCIMETRICO
soluzione consigliata 
f) Collegamento dei geofoni alla scheda 24 bit Theremino






Tipologie di sismografi per sismologia
in base al numero di geofoni:


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  


Tipologie di sismografi per sismologia
in base all'elettronica utilizzata:


Per maggiori informazioni consultare 
il sito ufficiale WWW.THEREMINO.COM


prototipo A) Collegamento dei geofoni con i GeoPreamp
modalità non consigliata:

Con i GeoPreamp ogni geofono viene collegato a un Pin del Master passando attraverso un GeoPreamp. Questo metodo fornisce il minimo rumore possibile ma il guadagno deve essere fissato a priori con un resistore e non è modificabile facilmente.
Si tratta di modificare il PROGETTO 1) TROMOGRAFO SPERIMENTALE 5 - 8 riducendone la sensibilità da un gain 10000 a gain 1 - 10 - 25 - 50 - 500

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 adattare il tromografo per la 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 modello 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. 

Prototipo B) Collegamento dei geofoni con il preamplificatore 

Per chi è pratico di elettronica può realizzare un semplice amplificatore dotato di:


partitore +/-1.6 volt
con gain 1-20 
solo stadio, 
stabilizzatore di corrente USB EVENTUALE 


Prototipo C) Collegamento dei geofoni con il preamplificatore triplo



Il guadagno è regolabile per mezzo di un segnale PWM. Il guadagno è variabile da 1 (nessun guadagno) fino a 15 volte (circa 25 dB di guadagno). Il guadagno massimo potrebbe anche essere maggiore sostituendo i resistori R2, R8 e R14 con resistori da 33k (guadagno massimo = 32 dB), oppure da 15k (guadagno massimo = 40 dB).

Il segnale “Gain” deve essere generato da un Pin di tipo Fast-Pwm. La frequenza del PWM va regolata a 100 Khz e il Duty Cycle deve variare da 10 (minimo guadagno) a 990 (massimo guadagno). Il segnale PWM deve essere sempre presente altrimenti il preamplificatore funziona male (distorce i segnali forti).



Con questa configurazione le caratteristiche di rumore sono peggiori dei GeoPreamp, ma è possibile regolare il guadagno e anche cambiarlo durante il funzionamento.
Prototipo D) Collegamento dei geofoni direttamente al Master



Limitatamente alla rilevazione degli eventi “Strong Motion”, è possibile collegare i geofoni direttamente ai Pin del Master configurati come ADC16.

Ma non è possibile collegare direttamente i due fili del geofono al Master, sono necessari i componenti mostrati nello schema seguente.

Per collegare ogni singolo geofono al Master, servono tre resistori da 10 Kohm e un condensatore elettrolitico da 100 uF, con tensione di 6 Volt o maggiore.

Con questi componenti si ottiene una banda passante che si estende in basso fino a circa 0.2 Hz.

La tensione di 3.3 Volt deve essere prelevata da uno dei punti marcati “3.3” del Master.

Prototipo E) Collegamento dei geofoni alla scheda 24 bit Theremino
soluzione consigliata


PC

+


THEREMINO master 

+


ADConverter a 24 BIT

+

GEOFONI


Sicuramente è la soluzione più semplice da realizzare più performante e con la maggior dinamica necessaria per l'utilizzo dell'adc nel campo sismologica a costi contenutissimi, e in certi casi inferiori alle possibili soluzioni indicate sopra

Se si dispone del modulo Theremino Adc24, i geofoni si collegano direttamente ai suoi Pin, senza nessun componente aggiuntivo.

Poi nelle regolazioni dell’Adc24 si regola il guadagno che può essere 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64 o 128.

Infine l’Adc24 viene collegato ai Pin 7, 8 e 9 del Master.

Nuovo amplificatore a gain variabile pilotabile da Pc THEREMINO

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Nuovo amplificatore a gain variabile
pilotabile da Pc
per geofoni e accelerometri lis344
progetto opensource free


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”,

Sperimentazioni in coso con amplificatore Theremino a gain pilotabile da software potrà gestire fino a 3 canali collegabili a geofoni e/o all'accelerometro multiplo in fase di realizzazione in fase di realizzazione e probabilmente disponibile presto.

Con questo sistema di amplificazione si copre una carenza progettuale per progetti di acquisizione di tipo sismologico dove il gain deve essere relativamente basso tra 1 -100 x in funzione del tipo di sensore utilizzato .

Per analisi sismica su fabbricati dove le accelerazioni o le velocità di trasmissioni delle onde vibrazionali sono di gran lunga superiori di quelle del terreno i valori di gain potrebbero oscillare da 100 a 500 x ( valori ancora da definire).

figura 1
 schema di collegamento tra il nuovo accelerometro multiplo con  il nuovo amplificatore  e il Theremino


Nel campo sismologia si potrà avere un sistema  accelerometrico - velocimetrico unificato utilizzando i 6 canali disponibili del THEREMINO, in questo modo si potranno fare contemporaneamente  misure di microsismicità e/o di terremoti lontani dal punto di registrazione , e di elevatissima sismicità , teoricamente fino a misure massime  con accelerazione di picco anche in caso di terremoti catastrofici senza andare in saturazione

Altri saranno i vantaggi di avere  l'abbinamento dell'accelerometro - velocimetro che esamineremo man mano che saranno predisposti nuovi software , il tutto  è pensato per essere montato anche sul nuovo acquisitore  UFO in via di realizzazione che segnerà una punto di partenza per le tecniche  di acquisizione sismologica e HVSR.  

VARIANTI per utilizzare i geofoni
Per usare i geofoni occorre fare le seguenti modifiche

  figura 2
piccole modifiche nel caso si vogliano utilizzare i geofoni  con lìaggiunta di tre  condensatori ceramici ( soluzione consigliata )

 figura 3
 come figura 2 ma con l'utilizzo di condensatori elettrolitici


per l'uso dell'accelerometro lis 344 di Ideegeniali queste sono le modifiche

figura 4a



figura 4b

Per uniformarsi allo standad dolfrang  consiglio  di collegare 
al canale 1       asse Verticale  
al canale 2       asse Nord       
al canale 3       asse Est 

probabilmente il cavo di massa dell'amplificatore è meglio collegarlo  alla massa del Teremino
appena possibile saranno fatte le modifiche.      

Queste sono le soluzioni tecniche per adattare  il vecchio e superato accelerometro LIS344  di www.ideegeniali.it che molti hanno acquistato  con il kit di geologia. 

La soluzione 4b permette di linerare uno dei 6 pin  ( n°6)  per premettere  di lasciar liberi  altri tre pin  ad16 per essere utilizzati da tre geofoni.

Per chi  vuole  sperimentare  il nuovo amplificatore  con il vecchio accelerometro  gli verranno fornite indicazione in merito  sono modifiche relativamente semplici da fare, per chi non ha fretta consiglio di aspettare l'arrivo del nuovo hardware molto più performante, sensibile meno rumoroso e più facile da montare.

Il collegamento rosso segnato in figura 4 si riferisce ai +5Volt del piolo centrale dei PIN da 1 a 6. 
Nel caso si vogliono utilizzare  geofoni e accelerometri  si può collegare al pin di destra della presa a 5 poli in alto a destra dove si trova scritto “+5V” vicino al piolo.  


NOTE DI UTILIZZO SOFTWARE ED HARDWARE:

Per collegare gli accelerometri di idee geniali (al posto del nostro piastrino con i LIS344) si devono aggiungere  tre condensatori, ciascuno in serie a ogni filo di segnale.

Collegare tre geofoni al posto dei LIS344  all'amplificatore occorre aggiungere i tre condensatori.

Se non ci sono i condensatori allora sull’HAL non leggerà la metà tensione (500 circa) e quindi il sistema risulterà meno sensibile.

Se si usano tre condensatori da 100 nano Farad allora la banda passante in basso andrà fino a 0.1 Hz
Se invece si usano tre condensatori da 1 micro Farad allora la banda passante in basso andrà fino a 1 Hz 

Meglio usare condensatori ceramici così non ci si deve preoccupare del + e del -

Se si usano condensatori elettrolitici al posto che ceramici allora:
il + va verso l’amplificatore
il – va verso i geofoni o accelerometri


COME GESTIRLO DA SOFTWARE

necessita Theremino 3 o 4 oppure aggiornare il pic con l'ultima versione di firmware dal sito

In attesa di un programma che possa gestire da menu  o in maniera automatica il gain dell'amplificatore si può settare il gain da impostare da  software il valore desiderato.

Occorre scaricare l'ultima cersione dj HAL > 5.3 dal sito THEREMINO.COM e settare Hal  PIN di tipo PwmFast 

Perché funzioni bene si deve usare una uscita  “PWM FAST” regolata a 100 KHz e con DutyCycle da 10 a 990.

Se non si usa un PWM FAST a 100 KHz nella uscita si possono vedere dei residui di commutazione.

Se non si sta tra 10 e 990 quando il segnale è alto e il guadagno basso il segnale viene deformato
come nella parte sinistra della immagine sottostante

figura 5

Il guadagno impostato  è in base ai valori di shunt preimpostati, non conviene esagerare in ampiezza con gli accelerometri, qualcosa di più se si vogliono usare i geofoni.

Se il gain  massimo di gain è 50   per avere un gain si 20  occorre impostare  1000/50*20 = 400

TALE SISTEMA DI AMPLIFICAZIONE NONOSTANTE ABBIA DATO OTTIMI RISULTATI  CON I GEOFONI VIENE ABBANDONATO SFRUTTANDO LE NUOVE PRESTAZIONI DEL THEREMINO.

E' STATA UNA BELLA ED INTERESSANTE  SPERIMENTAZIONE  CHE IN TUTTI I CASI POTRA' ESSERE APPLICATA PER LE VERSIONI THEREMINO 3 - 4

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per la sismologia a 1 canale è sufficiente un geofono verticale da 4,5 hz

Per la sismologia a tre canali e/o misure HVSR - microtremori  sono necessari due geofoni orizzontali e uno verticale da 4,5 hz

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PER CHI POSSIEDE UN SISMOGRAFO con geofoni da 8- 16 hz obsoleti  
PER SISMICA A RIFRAZIONE - MASW - REMI 

è possibile sostituire  le capsule  geofoniche  da 8- 16 hz  con quelle da 4,5hz, con una spesa minima potrà essere possibile riconvertire i geofoni  con quelli da 4,5 Hz molto più adatti per il masw, remi , ma anche per la sismica a rifrazione.

ATTENZIONE:VERIFICARE IL DIAMETRO E LA LUNGHEZZA  DELLE CAPZULE GEOFONICHE PER VEDERE SE SONO COMPATIMUNLI.
PER TALE OPERAZIONE OCCORRONO GEOFONI DA 4,5 hZ VERTICALI

UN THEREMIN Open Source ed economico

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09 marzo 2016

105° anniversario della nascita di Clara Rockmore



Open Source ed economico 

Questa applicazione funziona anche senza hardware. Scaricatela e provate subito a suonare. Anche senza i nostri moduli hardware, si possono inviare comandi e note da altre applicazioni, suonare con piccoli programmi in Theremino Script, collegare sensori, dispositivi MIDI, usare MaxMsp, Processing, PureData o qualunque sistema musicale via Slot, UDP e OSC.

Con questo software e con un hardware minimo, si possono costruire ottimi Theremin. Un moduloMaster e due CapSensor, sono sufficienti. Ma è possibile iniziare con solo un Master e un CapSensorper spendere meno. Le antenne possono essere semplici pezzi di filo rigido o di rame adesivo incollato su un foglio di plastica. Costruendo la meccanica da soli è possibile ottenere un buon Theremin, spendendo anche meno di 20 Euro. Altri moduli, tasti capacitivi e sensori possono essere aggiunti in seguito, per far crescere il proprio strumento, senza limiti.

La modularità del sistema Theremino, permette di collegare tra loro un qualunque numero di moduli sia hardware che software. L’utente stesso può comporre configurazioni complesse, impossibili per qualunque Theremin commerciale.


PROGETTO 2) SISMOGRAFO PER SISMOLOGIA VELOCIMETRICO

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 SISMOGRAFO  PER SISMOLOGIA VELOCIMETRICO
soluzione consigliata 
f) Collegamento dei geofoni alla scheda 24 bit Theremino






Tipologie di sismografi per sismologia
in base al numero di geofoni:


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  


Tipologie di sismografi per sismologia
in base all'elettronica utilizzata:


Per maggiori informazioni consultare 
il sito ufficiale WWW.THEREMINO.COM


prototipo A) Collegamento dei geofoni con i GeoPreamp
modalità non consigliata:

Con i GeoPreamp ogni geofono viene collegato a un Pin del Master passando attraverso un GeoPreamp. Questo metodo fornisce il minimo rumore possibile ma il guadagno deve essere fissato a priori con un resistore e non è modificabile facilmente.
Si tratta di modificare il PROGETTO 1) TROMOGRAFO SPERIMENTALE 5 - 8 riducendone la sensibilità da un gain 10000 a gain 1 - 10 - 25 - 50 - 500

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 adattare il tromografo per la 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 modello 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. 

Prototipo B) Collegamento dei geofoni con il preamplificatore 

Per chi è pratico di elettronica può realizzare un semplice amplificatore dotato di:


partitore +/-1.6 volt
con gain 1-20 
solo stadio, 
stabilizzatore di corrente USB EVENTUALE 


Prototipo C) Collegamento dei geofoni con il preamplificatore triplo



Il guadagno è regolabile per mezzo di un segnale PWM. Il guadagno è variabile da 1 (nessun guadagno) fino a 15 volte (circa 25 dB di guadagno). Il guadagno massimo potrebbe anche essere maggiore sostituendo i resistori R2, R8 e R14 con resistori da 33k (guadagno massimo = 32 dB), oppure da 15k (guadagno massimo = 40 dB).

Il segnale “Gain” deve essere generato da un Pin di tipo Fast-Pwm. La frequenza del PWM va regolata a 100 Khz e il Duty Cycle deve variare da 10 (minimo guadagno) a 990 (massimo guadagno). Il segnale PWM deve essere sempre presente altrimenti il preamplificatore funziona male (distorce i segnali forti).



Con questa configurazione le caratteristiche di rumore sono peggiori dei GeoPreamp, ma è possibile regolare il guadagno e anche cambiarlo durante il funzionamento.
Prototipo D) Collegamento dei geofoni direttamente al Master



Limitatamente alla rilevazione degli eventi “Strong Motion”, è possibile collegare i geofoni direttamente ai Pin del Master configurati come ADC16.


Ma non è possibile collegare direttamente i due fili del geofono al Master, sono necessari i componenti mostrati nello schema seguente.


Per collegare ogni singolo geofono al Master, servono tre resistori da 10 Kohm e un condensatore elettrolitico da 100 uF, con tensione di 6 Volt o maggiore.


Con questi componenti si ottiene una banda passante che si estende in basso fino a circa 0.2 Hz.


La tensione di 3.3 Volt deve essere prelevata da uno dei punti marcati “3.3” del Master.
Prototipo E) Collegamento dei geofoni alla scheda 24 bit Theremino
soluzione consigliata


PC

+


THEREMINO master 

+


ADConverter a 24 BIT

+

GEOFONI


Sicuramente è la soluzione più semplice da realizzare più performante e con la maggior dinamica necessaria per l'utilizzo dell'adc nel campo sismologica a costi contenutissimi, e in certi casi inferiori alle possibili soluzioni indicate sopra

Se si dispone del modulo Theremino Adc24, i geofoni si collegano direttamente ai suoi Pin, senza nessun componente aggiuntivo.

Poi nelle regolazioni dell’Adc24 si regola il guadagno che può essere 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64 o 128.

Infine l’Adc24 viene collegato ai Pin 7, 8 e 9 del Master.

stazione sismica di Barcellona Pozzo di Gotto - Sicilia

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 Sicilia 
di Roberto Genovese 


Un bellissimo esempio di registrazione  acquisito con la stazione di Barcellonapozzodigotto

 per gli amanti della sismologia sito da visitare

Geofoni

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per la sismologia a 1 canale è sufficiente un geofono verticale da 4,5 hz

Per la sismologia a tre canali e/o misure HVSR - microtremori  sono necessari due geofoni orizzontali e uno verticale da 4,5 hz

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PER CHI POSSIEDE UN SISMOGRAFO con geofoni da 8- 16 hz obsoleti  
PER SISMICA A RIFRAZIONE - MASW - REMI 

è possibile sostituire  le capsule  geofoniche  da 8- 16 hz  con quelle da 4,5hz, con una spesa minima potrà essere possibile riconvertire i geofoni  con quelli da 4,5 Hz molto più adatti per il masw, remi , ma anche per la sismica a rifrazione.

ATTENZIONE:VERIFICARE IL DIAMETRO E LA LUNGHEZZA  DELLE CAPZULE GEOFONICHE PER VEDERE SE SONO COMPATIMUNLI.
PER TALE OPERAZIONE OCCORRONO GEOFONI DA 4,5 hZ VERTICALI

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6) MENU DI ACQUISIZIONE - sismografo per sismoloogia

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DOLQUAKE

5 - PROGRAMMA DI ACQUISIZIONE DATI           


In questa pagina si cercherà di spiegare le principali funzionalità del programma di acquisizione, il programma è in fase di potenziamento con nuove funzioni, è possibile che la disposizione, il nome delle varie funzioni non sia lo stesso di quello dell'ultima versione scaricabile.


Solo quando verrà rilasciata la prima versione completa si organizzerà meglio il manuale




Dati stazione sismica

Stazione : indicare il nome stazione, campo necessario per individuare la stazione sismica, non inserire la voce potrebbe creare confusioni durante la ricerca dei dati acquisiti nel sito di gestione.

Località :
necessario per individuare la zona dove è stato posizionato

Comune :
se non è capoluogo di provincia tra ( )

Provincia :
inserire anche la sigla automobilistica della provincia

Note :
tutto ciò che si vuole aggiungere nei limiti della dimensione dello spazio assegnato nella finestra drum (in basso).

Coordinate X -Y - Z della stazione sismica
Per geo referenziare la stazione sismica, dati necessari per poter risalire all'epicentro del terremoto.

Seleziona configurazione :
per il momento non modificare, in futuro servirà per selezionare i parametri del velocimetro e/o dell'accelerometro.

Seleziona trasduttore :
permette di selezionare il tipo di trasduttore utilizzato per l'acquisizione.


Settaggio acquisizione

Hz Acquisizione :
si consiglia di usare la frequenza di 100 Hz con Pc veloci, 50 per sistemi con XP o a basse prestazioni, a differenza della visualizzazione tutti i dati acquisiti vengono salvati.
Si può anche acquisire a 200 250 330 500 hz ma si aumenterebbe la massa dei dati da acquisire , che potrebbero rallentare il processo di archiviazione e ricaricamento dei dati acquisiti

Numero di canali :
normalmente vanno impostati 3 canali, nel caso di utilizzo di un solo sensore   digitare 1 canale ( di solito il canale verticale consigliato).
In tutti i casi il numero di slot da attivare in Hal deve essere = 3 anche se si dovesse usare un solo canale

Hz visualizzazione grafico: 
per permettere di avere un basso consumo di CPU a Pc poco performanti si è limitata la frequenza di visualizzazione, il valore può essere variato da pochi Hz fino ad un massimo di 5,
Il grafico ha solo lo scopo di visualizzare il grafico,  in temo reale. Tenendo conto che un monitor di buona qualità grafica può essere costituito da 2000 pixel.
Per visualizzare tre minuti del segnale acquisito sarebbero necessari 3 min x 60 sec x 100 Hz = 18000 pix, avendone solo a disposizione nel migliore dei casi solo 2000 pix la frequenza massima acquisibile per poter vedere tutti i dati è pari a 2000 pix / 180 sec =  11 Hz, per tanto per evitare sprechi di CPU si consiglia di settare questo parametro tra valori 6 - 12 Hz al massimo.

Hz visualizzazione drum:
su una riga di drum viene visualizzato il segnale acquisito in un'ora, supponendo una frequenza di campionamento di 100 Hz si acquiseranno per ogni geofono 100 x 60 sec x  60 minuti = 360.000 dati.
Il monitor  è dotato da 1200 - 2000 pixel troppo pochi per vedere con il massimo dettaglio tutto il segnale.
Per questo motivo, visto che il grafico drum è costituito da 3600 pixel  è sufficiente tracciare 1 solo dato ogni secondo e non 100.
Consigliato l'utilizzo  di frequenze di visualizzazione drum con valori tra 6- 12 Hz anche in questo caso per non appesantire inutilmente la CPU.
In teoria potrebbe essere sufficiente disegnare su ogni pixel un dato al secondo specie se il monitor di scarsa qualità grafica ma è consigliabile anche in questo caso visualizzarne almeno 6 -12

 Gain Geofono: 
A) Se si usano i geofoni: In questa casella ( nella versione finale del programma) occorre inserire il valore dell'amplificazione data dall'amplificazione usato nel caso in cui si utilizzino gli amplificatori.

In questa fase sia per l?ADC 16 bit che per il nuoco ADC 24 bit  va inserito 1, solo nel caso in qui per qualche settaggio fatto risulta troppo grande in ampiezza il segnale del drum, anche utilizzando scala= 1 rimpicciolire ulteriormente il segnale occorre impostare il valore 10 di gain.

Si consiglia usare il gain tale che posizioutile è un valore che va da 10 con stazione sismica posizionata in un sito con qualche rumore antropico  a 50 su siti lontani dal traffico se si vogliono apprezzare terremoti molto piccoli e lontani.
Consiglio  un gain relativamente basso attorno a 5 / 15 x di gain visto che raramente l'utente comune potrò usufruire di un sito lontano dal traffico.
Non si consiglia di regolare il gain  tra 1-10x in quanto l'aumento di amplificazione fa perdere molta dinamica alla strumentazione.

Il settaggio potrà essere considerato  ottimale quando si leggerà nella finestra rumore sismico valori tra 0,1 -2

B) Se si usano gli accelerometri a gain fisso: Non essendo il segnale amplificato per convenzione impostare il valore   di scala visualizzazione drum = 1 e modificare  il valore di scala fino a quando di ottiene la traccia del drum sufficientemente sottile  di ampiezza massima di 2-3 pix nei tratti in cui registra segnali privi di rumori antropici, purtroppo senza ampliicazione la sensibilità degli accelerometri è molto bassa se usato come sismografo
Si sono fatte prove di amplificazione ulteriore del segnale con gain 20 ma il risultato è ancora scadente, sicuramente si potranno avere segnali più puliti se si utilizzeranno accelerometri multipli  1,2,3 scedine in parallelo ognuna delle quali costituita da 4 avvelerometri ciascuna per un totale di 4, 8, 12 accelerometri tripli


MENU di visualizzazione

Scala di visualizzazione del grafico : é il parametro che gestisce l'ampiezza di visualizzazione a schermo  del segnale acquisito , dipende dall'ampiezza del segnale visualizzato, dal tipo di sensore e dal gain  applicato oltre che da tipo di trasduttore.

In condizioni normali è sufficiente che il segnale sia , in ampiezza non eccessivamente grande.( +/- 1/50 a seconda della configurazione hardware.
Il parametro può essere reimpostato anche in fase di acquisizione

Scala di visualizzazione del drum : parametro simile al precedente, permette di regolare l'ampiezza del segnale drum, il valore da utilizzare  deve  essere impostato in modo che il segnale acquisito in condizioni di assenza di terremoti e rumori antropici tenda a dare tracce molto sottili, ingrandirle non darebbe alcun miglioramento in quanto si ingrandirebbe il segnale, ma contemporaneamente anche il rumore ambientale.
Normalmente i vaori possono oscillare da 10 a 60
Il parametro può essere reimpostato anche in fase di acquisizione.

Dati di settaggio 

OFFSET

Il valore dell'offset rappresenta il valore di centratura del segnale acquisito tra i valori 1600 max e -1600 minimo impostato s hal per cui il valore 1 corrisponde a tensioni di 1 mv; il valore letto dovrebbe essere attorno allo zero.
Eventuali piccole starature saranno corrette con la procedura di taratura software che che esegue le dovute correzione in modo che la lettura di zero hardware coincida con il valore di 0, si consiglia di fare sempre la taratura al momento del via e ogni qual volta sembra che l'offser non sia perfetto, almeno 1 volta dopo i primi 10 - 15 minuti di acquisizione.

Terminata l'operazione di taratura si avrà:

Il valore di 1600 corrispnderà a +1,6 volt

Il valore di -1600 corrispnderà a -16 volt

Il valore di 0 corrispnderà a 0 volt


NOISE +/-    / GAIN CONSIGLIATO

rappresenta il valore del rumore ambientale del sito maggiore è questo valore maggiore sono i rumori ambientali espressi in mv.

Tale valore è proporzionale, oltre alle caratteristiche di sensibilità del trasduttore usato 14 - 24 bit, e dal rumore ambientale anche dall'amplificazione implementata.



Purtroppo la dinamica degli adc, anche quelli a 24 bit non permettono di avere una dinamica sufficiente a coprire tutto il campo di misurazione di un terremoto da 0 alla 1° scala Ricckter  von lo strumento posizionato sull'epicentro


Visto che il noise ambientale non permette di registrare fenomeni sismici di ampiezza inferiore occorre limitare il gain in modo che in assenza di eventi sismici quello che si legge abbia valori molto piccoli.
Amplificare di più il segnale non ha per il momento senso a meno che non vengano implementati bel software sistemi automatici per il riconoscimento di un terremoto da un evento antropico locale 



A tal scopo il programma durante la fase di taratura calcola il valore ottimale massimo di gain da applicare alla strumentazione, tale valore potrebbe ulteriormente ridotto fino ad 1/10 di quello indicato sempre che i sensori permettano di rilevare valori cosi bassi.


Si consiglia di utilizzare geofoni da 4,5 hz e ti tenere il gain molto basso 

Con l'accelerometri attualmente utilizzato si potranno registrare solamente terremoti vicini con ampiezza tale da essere percepiti anche senza l'ausilio di strumentazione e devono essere utilizzati in ambiente enormemente silenziosi per no aggiungere  alla rumorosità strumentale anche quella antropica e ambientale.

in tutti i casi il raggio d'azione degli accelerometri è almeno 10- 20 volte inferiore a quella dei geofoni


Per poter sfruttare la massima dinamica l'ottimizzazione del segnale acquisito va fatto in modo che il segnale ambientale della stazione in assenza di eventi sismici sia il più possibile piatto e non superiore ai valori  attorno a 1 microvolt.



Trattamento dei dati 

Valore di soglia :                       

il valore di soglia è il valore da impostare in mv del segnale acquisito al di sotto del quale non è tecnicamente riconoscibile se il segnale registrato è dato da un terremoto o da un rumore antropico

Il sistema si auto setta automaticamente al valore di soglia ottimale , normalmente va da 2 a 12 volte rumore sismico locale, 2-4 per siti estremamente silenziosi, da 4-8 con qualche interferenza ambientale, quando tale valore supera il rapporto 8 il sito non è idoneo come luogo per essere utilizzato come stazione sismica,

In tal caso occorre una sistemazione migliore per il posizionamento del sistema di acquisizione lontano da fabbricati rumorosi, alberi strade a grande traffico, fiumi, mare oltre alla meccanica del sismografo. 

nel caso in cui si sono apportate variazioni di settaggio e si vede che il valore è troppo basso  e genera l'acquisizione di numerosi eventi, oppure nel caso contrario è possibile variare il valore ape accelerare i tempi si settaggio automatico

Solo superato il valore di soglia il programma visualizzerà latraccia dell'evento registrato nella finestra [ ultimo EVENTO ]

Salva Saf :                             
Per il momento la funzione è attiva ma è mal funzionante , potrete solo usarla per visualizzare il sondaggio  ma deve essere ancora sincronizzata con la frequenza di campionamento


Pulsanti di gestione acquisizione

               TARATURA                

Avviato il programma di sismologia LA TARATURA VIENE ESEGUITA NEI PRIMI DIECI SECONDI DI ACQUISIZIONE
si consiglia di attivare la procedura di taratura che ha la funzione di azzerare l'offset strumentale e calcolare in automatico i principali parametri di settaggio.

Cambiare sensori, riposizionare lo strumento possono produrre starature di sistema facilmente ripristinabili in pochi secondi CON LA TRATURA.

Tra le altre cose calcola per ogni canali l'offset, il noise ambientale, i coefficienti k per l'equalizzazione delle tracce se attivato l'apposito menu oltre alla determinazione del gain ideale da applicare all'acquisitore per sfruttare la massima dinamica strumentale.

       SALVA configurazione       

Permette di salvare le opzioni di settaggio per conservarle al prossimo riavvio


             AVVIA Geopsy              

Permetterà di lanciare geopsy per leggere ed elaborare i file SAF che vengono registrati al termine di ogni ora con i dati numerici dei dati acquisiti.
Attualmente il formato dati salvati non risponde perfettamente agli standard richiesti dal programma

seguono altri pulsanti posti nalla barra di comando posta nella parte bassa del menu di acquisizione.


                    RIAVVIA                    

Il pulsante serve serve per RIAVVIARE l'acquisizione sismologica dei dati acquisiti dopo aver 


         REGISTRA DRUM          

 Permette di salvare il drum corrente


  CARICA DRUM 

Permette di ricaricare il drum precedentemente salvato


  CANCELLA IL DRUM 

Permette di cancellare il drum dal momento dell'avvio del programma funzione utile per ripristinare la pagina drum nel caso si siano fatti in precedenza settaggi errati che non si vogliono  visualizzare
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