Accelerometri a 3 assi
Questi componenti sono ottimi per i sismografi, impostando la loro banda passante (da 0.5 Hz a 50 Hz) sono ottimi per la rilevazione dei terremoti da circa -1 gradi Richter a +7, ma possono essere usati anche per altre applicazioni che richiedono un controllo simile al “Wiimote” della console Nintendo.
Noi consigliamo decisamente il LIS 344, che è meno rumoroso degli altri modelli e potrebbe arrivare anche uno o due gradi Richter sotto allo zero.
Moduli pre-assemblati
Un modulo con lo ADXL335 può essere acquistato presso Robot-Italy per circa 19 euro:
http://www.robot-italy.com/it/lilypad-accelerometer-adxl335.html
Il LIS344 ha la sensibilità regolabile, rumore sei volte minore, e costa solo 12 Euro, si trova su eBay: http://www.ebay.com (cercare LIS344)
Oppure qui: http://www.bravekit.com/sensor_modules/LIS244_accelerometer_analog_sensor_module
Data sheets in formato PDF
ADXL335 DataSheet
MMA7361_DataSheet
LIS344_DataSheet
Comparazione delle caratteristiche
| ____________ | ADXL335 | MMA7361 | LIS344ALH |
| Power supply | 1.8 to 3.6 V | 2.2 to 3.6 V | 2.4 to 3.6 V |
| Current | 320 uA | 400 uA | 680 uA |
| End of scale | 3G | 1.5G or 6G | 2G or 6G |
| Sensitivity | 330 mV/G | 800 mV/G | 660 mV/G |
| Noise | 300 uG/sqHz | 350 uG/sqHz | 50 uG/sqHz |
| Pass band max | 250 Hz | 3 KHz | 1.8 KHz |
| Price assembled | 19 Euro | 8 Euro | 12 Euro |
Note per lo ADXL335
I pin X, Y e Z vanno collegati ai poli di “Segnale” di tre pin di ingresso configurati come ADC. Per un funzionamento normale il pin ST può essere lasciato aperto o connesso a GND. Con i condensatori da 100 nF montati su questa piastra la banda passante è 50 Hz, sostituendoli con tre condensatori da 47 nF la banda passante diventa 100 Hz.
Note per lo MMA7361
I pin X, Y e Z vanno collegati ai poli di “Segnale” di tre pin di ingresso configurati come ADC. Il VDD (6) deve essere collegato al 3,3 Volt stabilizzato e il VSS (5) deve essere collegato a GND. Per il funzionamento normale il pin sleep (7) e il Gselect (10) devono essere connessi con il VDD (6) Per il funzionamento normale il pin SelfTest (13) deve essere connesso con VSS (5) Con i condensatori da 2.2 nF montati sulla piastra la banda passante è 2500 Hz, aggiungendo tre condensatori da 47 nF la banda passante diventa 100 Hz e il rumore diminuisce moltissimo.
La tensione di alimentazione stabilizzata a 3.3 Volt è disponibile su tutti i moduli del sistema Theremino sul pin 2 (VDD) del connettore ICSP.
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Note per il LIS344
I pin X, Y e Z vanno collegati ai poli di “Segnale” di tre pin di ingresso configurati come ADC. Effettuare i collegamenti come mostrato nella immagine seguente.
Nota 1 – Controllare che la goccia di stagno sia a destra (sul lato indicato con 3.3Volt)
Nota 2 – Collegare il +5Volt a VIN e lasciare il VDD aperto (non collegato)
Con i condensatori da 1 nF montati sulla piastra la banda passante è 3KHz, aggiungendo tre condensatori da 47 nF tra i segnali e massa la banda passante diventa 100 Hz e il rumore diminuisce moltissimo.
Con tutti i modelli di accelerometro se il collegamento è lungo (oltre pochi centimetri) si consiglia di usare un cavo schermato con quattro fili interni. Come visibile in questa immagine il filo GND va collegato alla massa analogica degli ADC, cioè al polo di massa dei pin di Input e non, ad esempio, al GND dei connettori ICSP o AUX.
Preamplificatore per accelerometri e geofoni
Con questo preamplificatore gli accelerometri possono diventare molto più sensibili e i geofoni possono essere usati per i terremoti (non per i microtremori) senza bisogno di usare i GeoPreamp.
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 seconda versione, agli ingressi si possono collegare direttamente, sia la schedina con accelerometri multipli (per diminuire il rumore) sia gli accelerometri singoli con LIS344, sia tre geofoni.
Per i collegamenti vedere i tre schemi seguenti:
Download del progetto del preamplificatore triplo:
LIS344_Preamp_V2.zip
Modulo con LIS344 multipli
Questo modulo può ospitare da uno a quattro accelerometri in parallelo. Dato che i chip sono poco costosi si può pensare di metterne in parallelo fino a sedici, impilando quattro stampati. Con molti accelerometri in parallelo la riduzione di rumore è notevole. Se poi li si collega al preamplificatore triplo, oppure ai nuovi ADC 24, si ottiene un sismometro per i terremoti, piccolo ed economico, ma con caratteristiche impensabili per gli strumenti meccanici del secolo scorso.
Adattatore per collegare il sensore con i LIS344 al modulo Adc24
Questo adattatore si inserisce sugli ingressi 13, 14, 15 e 16 e ….
IN COSTRUZIONE
Downloads dei PCB in formato Eagle, con schemi e immagini in jpg.
Progetto del modulo con i LIS344:
LIS344_Sensor_V2.zip
Progetto dell’adattatore per il collegamento all’Adc24:
LIS344_Adapter_V1.zip