Il sistema modulare SEISMOSTACK

di Mauro Mariotti

Pagina aggiornata 
7 Novembre 2002
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Il sistema SEISMOSTACK è un sistema modulare composto da cinque tipi di schede elettroniche a basso costo ed alte prestazioni facilmente assemblabili. Le dimensioni standard per tutte le schede (120x65mm) consentono di personalizzare il proprio sistema di acquisizione sismica.



Il sistema modulare si basa sulle seguenti schede:

Alimentatore
SPOW10 - Alimentatore duale per la parte analogica e singolo per la parte digitale

Questo alimentatore fornisce le tre tensioni necessarie alle schede del sistema SEISMOSTACK.


Amplificatore/Filtro
SAMP20 - PreAmplificatore e filtro

Questo amplificatore e filtro può essere configurato sia in ingresso differenziale che single ended.
Dispone di una serie di filtri passa basso e passa alto a 5 poli di tipo Bessel o Butterworth a richiesta.
Ha delle eccellenti performance di pulizia del segnale e dinamica. Dispone di un ingresso per segnali già preamplificati.
Va alimentato da due tensione +12Vdc e -12Vdc e fornisce un segnale in uscita nel range +/-10V.
Il guadagno è programmabile, entro certi limite, attraverso dei jumpers e con gli opportuni componenti si può arrivare a regolare il guadagno da 24x a 14400x, anche lol'offset a zero è regolabile.
Questo amplificatore è adatto a sensori di qualsiasi genere (velocimetri, geofoni, LVDT, ecc..) e può essere adattato su bande di segnale dai 0.001 Hz a 50Hz.
E' stato testato con successo con sensori Mark Products, Geospace e Lennartz, con sensori piezoelettrici e sensori amatoriali di Nuova Elettronica nonchè molti altri di tipo autocostruito.


Equalizzatore
SEQUA10 - Equalizzatore per geofoni a 4.5Hz o per sismometri da 1Hz

Questo circuito permette di estendere il periodo naturale di sensori veloci (corto periodo) sia da 1Hz che da 4.5Hz.
Per sensori da 1Hz il periodo è estendibile fino a circa 0.1 Hz
Per sensori da 4.5Hz il periodo è estendibile fino a circa 0.5Hz.
In quest'ultimo caso il vantaggio è considerevole perchè le caratteristiche di un sensore come il Mark Products L15B del costo di circa 100 euro diventano paragonabili a quelle di un Mark Products L4C 1Hz del costo di 1250 euro!
Il circuito è appositamente studiato per essere usato in abbinamento all'amplificatore SAMP20.

Sono disponibili alcune prove comparative alla pagina doc18_i.htm


Ricevitore GPS
SGPSDCF - Ricevitore GPS con convertitore DCF77

In Europa il segnale DCF77 copre quasi tutto il territorio e qundi è sempre consigliato usare questo tipo di sincronizzazione, vedi questa pagina per i dettagli.
In aree non coperte dal DCF77 si deve necessariamente usare un sistema GPS o in alternativa (se disponibile una connessione Internet ad alta velocità un sistema NTP, Network Time Protoco).
Per consentire l'uso di un ricevitore GPS da parte della scheda SADC10 è stato studiato questo utile convertitore che può essere usato anche per altri sistemi professionali come le stazioni Lennartz Mars88.
Il circuito emula un'emissione DCF77 in base ai dati di tempo ricevuti dal modulo GPS.
Questo circuito è adatto ad alloggiare il modulo WinOncore GT o GT+ della Motorola.
Usando la porta seriale può essere adattato per qualsiasi altro ricevitore compatibile con lo standard NMEA.
La porta seriale può anche essere usata per rilevare i dati di posizione attraverso un PC.
Sono disponibili altre informazioni alla pagina doc16_i.htm



Convertitore A/D
SADC10 - Convertitore A/D a 4 canali a 16 bit

Il presente convertitore utilizza uno dei migliori chip di conversione a/d presenti sul mercato.
Prodotto dalla Burr-Brown esso consente una pregevole flessibilità di utilizzo. Grazie alla elevata velocità di campionamento la tecnica chiamata "interval sampling" consente di eliminare lo sfasamento tipico dei convertitori a canali multplexati. In questo modo l' ADS7825, questo è la sigla del chip, può essere usato in ambito sismometrico con eccellenti risultati.
La scheda incorpora un sistema di sincronizzazione con l'orario UTC che può essere aggiornato tramite il segnale orario DCF77 o (usando il convertitore SGPSDCF anche tramite GPS).
L'uso del converter GPS-DCF permette la sincronizzazione di più schede SADC10 contemporaneamente riducendo i costi di sincronizzazione in sistemi di acquisizione con più di 4 canali come negli array di sensori.
Sono disponibili altre informazioni alla pagina doc04_i.htm


STXRX10  - Interfaccia RS232-422 isolata

Questa interfaccia può essere usata per collegare il convertitore (o un qualsiasi altro dispositivo con uscita seriale) a grande distanza rispetto al PC di acquisizione.
La trasmissione digitale dei dati consente di non perdere la dinamica del segnale (non viene introdotto rumore analogico). La scheda è bidirezionale quindi la trasmissione dei dati può avvenire simultaneamente alla ricezione e dispone di 4 canali totali (2 rx e 2 tx) che consentono di trasmettere e ricevere segnali ON/OFF o impulsivi utili per esempio per la trasmissione di un segnale di fase (o di PPS Pulse Per Second) per una eventuale sincronizzazione di più schede tramite una unica sorgente di tempo. (Arrays)
Sono disponibili altre informazioni alla pagina doc25_i.htm


La figura illustra uno dei primi prototipi del SEISMOSTACK.









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