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ARDUINO SISMOGRAFO SHIELD
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RILEVIAMO E MISURIAMO L’INTENSITÀ DEI TERREMOTI - IN KIT
| hield per Arduino in grado di svolgere la funzione di sismografo, ovvero uno strumento in grado di percepire i terremoti. Per poter trasformare le oscillazioni del suolo in una grandezza idonea ad essere registrata, è necessario collegare alla shield dei Geofoni (non compresi) oppure un accelerometro a tre assi (non compreso) con uscita analogica (ad esempio il Freescale 7300-MMA7361). In questo modo i movimenti e le vibrazioni del terreno verranno trasformate in corrente elettrica che opportunamente amplificata, verrà acquisita mediante Arduino (non compreso). I dati acquisiti potranno essere visualizzati su PC in tempo reale, con la possibilità di salvare i dati su file excel o di elaborarli in tempo reale con funzioni più o meno complesse, il tutto grazie a LabView. Sfruttando lo stesso principio fisico che sta alla base dei terremoti (propagazione delle onde di volume e microtremori), può essere adattato a innumerevoli applicazioni, legate sia al mondo della ricerca pura e applicata nelle Scienze della Terra, quali lo studio dei terremoti e dei microterremoti, il monitoraggio di frane e valanghe, l’attività vulcanica, ma anche più “applicativi“, come lo stato di salute di macchine con organi in movimento (rotanti) e di strutture (edifici e ponti) o la ricerca di rotture di condotte idriche sotterranee. Sarà inoltre possibile scoprire l’effetto delle vibrazioni indotte dal traffico sugli edifici, o come questi oscillino con il forte vento.Alimentazione: 5V e 3,3V (tramite Arduino). Dimensioni: 69x55 mm. N.B. Attenzione, la shield non comprende i geofoni/accellerometro e Arduino. Per completare il progetto vedere i prodotti correlati. |
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Lo Sketch
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| Il sistema è nato per acquisire i microtremori, ovvero attività sismica di tipo naturale risultato della potenza e vitalità del nostro pianeta. Tra le principali sorgenti da cui essi generano si annoverano: le maree, il moto ondoso, i movimenti legati all’attrito tra atmosfera e litosfera, le eruzioni vulcaniche, la deriva dei continenti, oltre a sorgenti antropiche quali il traffico, attività industriale, etc. Il progetto ha avuto luce in quanto l’attuale normativa italiana sulla microzonazione sismica, ovvero la suddivisione dell’intero territorio nazionale in “celle” ognuna caratterizzata da una particolare “propensione” alla sismicità, prevede per effettuare tale caratterizzazione, l’utilizzo dei microtremori e della loro analisi, ed ha subito una spinta propulsiva in seguito ai fatti avvenuti in Abruzzo. Da ciò, per lo sviluppo del progetto ci si è posti verso una direzione “professionale / geologica” di acquisizione ed elaborazione del dato. Tale tipo di elaborazione a fini di “microzonazione sismica”, si basa sull’utilizzo delle componenti orizzontali e verticali dell’onda sismica, registrabili tramite geofoni ad asse verticale e orizzontale, (quest’ultimi disposti ortogonalmente tra loro) in modo da registrare le componenti X Y e Z, oltre che di comunissimi accelerometri a 3 assi, (reti di monitoraggio sismico a livello mondiale basato su quest’ultima tecnologia è stato proposto dall’università di Stanford). Il loro rapporto opportunamente processato mediante algoritmi appositi consente di individuare la frequenza del sito ed effettuare anche stratigrafie sismiche, ovvero una sorta di “radiografia” del sottosuolo. Ritorniamo allo sketch. Come accennato è molto semplice e non contiene particolari funzioni, in modo tale da evitare ogni sovraccarico della memoria di Arduino che si tradurrebbero in una riduzione delle performance di acquisizione del dato, infatti anche la semplice funzione .serialPrint (“;”) nella stringa di uscita sulla seriale produce una riduzione del sample rate, da ciò si è deciso di lasciare tutta la parte di visualizzazione, elaborazione e salvataggio direttamente al programma di acquisizione. La funzione Serial.print (“t”); è stata inserita per dare “ordine” alla stringa seriale e rendere più semplice il lavoro di plottaggio dei dati sul grafico, mentre la funzione delay (1); è stata inserita in quanto si è osservata una certa “instabilità” del sistema con la sua assenza. Settati i canali di acquisizione, in tal caso tre, Arduino invia il dato su seriale ad una velocità di 115200 con una stringa del tipo XXX YYY ZZZ. |
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FIG.15 - Range di circuito su breadboard. interfaccia principale del software di acquisizione basato su LabVIEW.
(clicca sull'immagine per ingrandire) |
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FIG.16 - Dettaglio delle utilità di miglioramento dell’aspetto grafico, salvataggio dei dati, inserimento
delle rette di calibrazione, scelta della porta COM, sample rate. (clicca sull'immagine per ingrandire) |
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FIG.17 - Dettaglio della scheda per la calibrazione.
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FIG.18 (clicca sull'immagine per ingrandire)
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SCHEMA ELETTRICO
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PIANO DI MONTAGGIO
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DOCUMENTAZIONE E LINK UTILI
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FE-7100-FT994K
RILEVIAMO E MISURIAMO L’INTENSITÀ DEI TERREMOTI - IN KIT