come amplificare un accelerometro?

esiste qualche schema elettrico per amplificare il segnale di un accelerometro collegato ad Arduino ?

Che accelerometro hai?

http://www.robot-italy.com/product_info.php?cPath=15_136&products_id=1451

oppure

http://www.gioblu.com/tutorials/sensori/154-accelerometro-adxl-335-e-similari

quest'ultimo dovrebbe esser più semplice da utilizzare

utilizzo un amplificatore non invertente tradizionale TL061CN

Se prendi il 335 con la sua board non hai necessita' di amplificarlo. Questo e' un mio primo esperimento con quell'accelerometro

http://www.youtube.com/watch?v=lpz7k-Sqz6s

Perche devi amplificare il segnale del accelerometro? sotto i 1g non puoi andare perché l' accelerazione terrestre é 1g. Per aumentare la risoluzione usa i 3,3 V come tensione di riferimento del Convertitore A/D. http://arduino.cc/en/Reference/AnalogReference

Ciao Uwe

uwefed: sotto i 1g non puoi andare perché l' accelerazione terrestre é 1g.

Questa dove l'hai letta ? Mica è vero, esistono accelerometri con fondo scala anche di solo 0.1g, vengono usati per rilevare piccoli movimenti angolari con grande precisione oppure per rilevare piccole vibrazioni, ovviamente vanno montati perfettamente ortogonali con la superficie terrestre. Per esempio questo accelerometro che è settabile in vari livelli di fondo scala tra 0.1 e 1 G, si tratta di prodotti di fascia alta e molto costosi, ma esistono e si usano.

Devo misurare l’accelerazione di un terremoto che per quelli distruttivi può arrivare a 0,3 G ed oltre, visto che gli accelerometri di fondo scala arrivano a 3/ 6 g ho bisogno di un amplificatore di almeno pari a 10 - 20 x per poter sfruttare tutta la dinamica.

Non parliamo poi se vogliamo studiare i microtremori esistenti nel terreno dovuti al vento, onde sismiche lontane, al rumore antropico ecc ( il rumore del terreno in fase di assenza di terremoto), qui si parla centesimi, millesimi di G.

In pratica il segnale acquisito dall’accelerometro dovrà essere amplificato da un amplificatore non invertente tradizionale tipo TLo61CN o altri analoghi anche migliori a 2 stadi, essere amplificato e inviato al cho, ch1 e ch2 dell’arduino 3D.

Non sono un esperto però mi ricordo molto bene che i terremoti producono sia movimenti orizzontali che verticali, quindi per almeno un asse sei obbligato ad usare un accelerometro da +/- 1.5G visto che dovrà essere montato orientato verso il centro della terra. Ora veniamo alle brutte notizie, tutti gli accelerometri low cost hanno una sensibilità limitata, li puoi amplificare quanto ti pare ma quello che ottieni è solo rumore e non sensibilità maggiore. Gli accelerometri low cost di fascia alta, parliamo di modelli che comunque costano qualche decina di Euro, migliori possono fornirti una risoluzione utile di +/- 1/1000 G con una dinamica complessiva di +/- 1.5G, non esistono dinamiche minori nella fascia low cost, e comunque serve moltissima matematica per filtrare il segnale in modo da ottenere realmente il millesimo di G come risoluzione reale. Gli accelerometri supersensibili costano un patrimonio, si parla di cifre che partono da qualche centinaio di Euro per arrivare a qualche migliaio e non sono reperibili sul mercato consumer, sono prodotti speciali e costano moltissimo perché il volume di produzione è piccolo mentre il costo di sviluppo è alto. Anche se il fenomeno che devi analizzare è molto lento, vado a memoria ma non mi pare che le onde sismiche siano più veloci di 10 Hz, anzi normalmente dovrebbero essere anche meno di 1 Hz, pertanto come sample time andrebbe benissimo 50Hz, Arduino non ha la potenza di calcolo per fare tutti i conti in real time per i necessari filtri, in particolar modo se lo programmi tramite wiring che non brilla certo per le prestazioni velocistiche. Inoltre l'ADC di Arduino è da solo 10bit, 1024 step, il che ti limita moltissimo la dinamica visto che per apprezzare il milliG con un range +/-1.5 G occorrono almeno 3000 step, servirebbe un ADC da 12 bit, volendo si può montare esternamente ad Arduino. Se il tuo scopo è costruire un sismografo amatoriale a medio/basse prestazioni puoi anche farcela con un accelerometro dual axis da +/- 1.5G low cost di fascia alta, p.e. un ADIS16201 di Analog (costo circa 30 Euro) che integra un ADC 12bit e fornisce l'uscita su SPI, e un buon micro a 16 bit, consigliato un dsPIC che grazie al core DSP permette di eseguire calcoli complessi anche con i float senza problemi.

@ astrobeed

perché mi attachi con “Questa dove l’hai letta ?” per poi confermare quello che avevo scritto: “quindi per almeno un asse sei obbligato ad usare un accelerometro da +/- 1.5G visto che dovrà essere montato orientato verso il centro della terra.” se l’ acelerometro non era fissato in una posizione, questa limitazione valeva per tutte le assi.

@dolfrang
Anch’io la vedo dura con un accelerometro misurare i terremoti. Tralasciando in questo momento i “terremoti” generati dalla sorella in preda a un ballo coi tacchi, il vicino che sposta i quadri e deve spostare i chiodi o difronte a casa Tua passa un superstrada, 2 treni e una metropoletana e abiti al 8-avo piano. :wink: :wink:

Non mi quadra la combinazione

  • la precisione che Ti serve abinato con la ampiezza del range dinamico ( misuri segnali piccolissimi in assenza di terremoti e grandi in caso di terremoto)
  • con la limitata risoluzione del Convertitore A/D del Arduino.

Oltre al trasduttore che astrobeed ha più esperienza ti serve anceh un convertitore con una risoluzione piú ampia. Un convertitore migliore hanno schede audio semiproffesionali per PC che campionano con 24 Bit.

Ciao Uwe

Io non attacco nessuno, semplicemente ho chiarito una cosa che per come scrivevi sembrava non esistere. Ribadisco pure il concetto che con gli accelerometri normalmente reperibili sul mercato è impossibile ottenere una risoluzione superiore al millesimo di G, non importa se usi un ADC da 24-48 bit o degli opamp super con rumore quasi 0 perché il limite è l'accelerometro stesso. Le dinamiche richieste non sono ottenibili con i prodotti da pochi Euro, e comunque nel caso del sismografo sarebbe molto meglio usare un sensore inerziale di tipo magnetico che produce molto meno rumore di quelli con tecnologia mems.

Più o meno sono le critiche che mi erano state fatte per l'amplificazione di 1000 x del segnale acquisito con Arduino collegato ad un normale amplificatore, dove si dava per scontato che non era possibile amplificare il segnale cosi tanto.

Le prove hanno dimostrato un rumore massimo strumentale con gain 1000 +/- 4 step ( il test è stato fatto circuitando i 2 pin ove deve essere collegato il geofono.

Logicamente collegando il geofono con gain 1000 x si ha una elevata sensibilità che permette di rilevare i microtremori presenti nel terreno da non scambiare come rumore hardware.

Dai primi test fatti con l'accelerometro ho potuto costatare che il segnale è altrettanto ottimo e pulito con gain =1 e pertanto presumo che un'amplificazione = 100 x permetta di rilevare microtremori del terreno con una buona qualità .

Come per i geofoni anche in questo caso è giusto che si dica che amplificare il segnale accelerometrico troppo si ha un sismogramma sporco e quindi non adatto per rilevare l'accelerazione di un motore, del moto di una persona ecc, ma se lo scopo è quello di misurare il microtremore il segnale " disturbato" è proprio quello che vogliamo misurare che da stime fatte a 100 x potrebbe avere una componente di rumore hardware inferiore all '1% facilmente eliminabile con filtraggio digitale e in tutti i casi di bassissima ampiezza per quanto riguarda i costi del sensore, non sempre i maggiori costi corrispondono ai migliori risultati, sul prezzo incidono le politiche aziendali, il tipo di accelerometro l'applicazione che si deve realizzare ecc.

Accelerometro estensimetrico Accelerometro piezoresistivo Accelerometro LVDT Accelerometro capacitivo Accelerometro piezoelettrico Accelerometro laser Gravitometro

certamente un accelerometro laser avrà un costo superiore ad uno capacitativo ma è utilizzato per certi tipi di misuarazione, per altre tipologie esistono problemi costruttivi particolari..... che ne fanno variare i costi e non sempre la qualità