Arduino utilizzato per predire terremoti

sensori campo magnetico con arduino

Le sfide della scienza in materia di terremoti, sono quelle di riuscire a predirli e trovare tutti gli accorgimenti per limitarne il più possibile i danni. In questo articolo vedremo come anche Arduino può dare un contributo alla predizione dei terremoti.

Il fenomeno naturale che più terrorizza l’uomo è senz’altro il terremoto; ciò è sicuramente dovuto alla memoria di catastrofi generate in passato da questi movimenti terrestri, ma quello che ancor più terrorizza l’uomo è il fatto di non poter far nulla al cospetto di tali fenomeni. Le sfide della scienza in materia di terremoti, sono quelle di riuscire a predirli e trovare tutti gli accorgimenti per limitarne il più possibile i danni. Nonostante vi siano modelli statistici che diano indicazioni di massima circa la possibilità che si verifichi un evento sismico, ad oggi non è ancora possibile prevedere con certezza matematica quando e dove si verificherà un terremoto. Questa incertezza nella predizione, è dovuta al fatto che i sismi sono fenomeni complessi, e le variabili che ne contribuiscono sono molte, tante delle quali ancora sconosciute.

arduino e i terremoti

Mentre mi documentavo sull’argomento in giro per il web, mi sono imbattuto in questo interessante progetto. Si tratta di un dispositivo in grado di monitorare i campi elettromagnetici dando segnale di allarme in caso di anomalie. Perchè monitorare proprio i campi magnetici? In realtà tutto nasce dalla convizione dell’autore che gli animali possano "sentire" il campo magnetico, e considerando che in passato si sono verificati casi di comportamenti anomali di animali in prossimità di terremoti, la conclusione a cui si giunge è che monitorando i campi magnetici si possano prevedere i terremoti. In realtà la comunità scientifica è pittosto scettica riguardo il presunto legame tra terremoti e valori di campo magnetico, a tal proposito vi è comunque una teoria formalizzata qualche anno fa in grecia da alcuni studiosi, essa è conosciuta come metodo VAN. Seppur con forti e personali dubbi circa la fondatezza di questa teoria, ho comunque trovato tecnicamente interessante il progetto in questione. Vediamo allora di cosa si tratta: come sensori di campo vengono utilizzati degli UGN3503; essi sono in grado di rilevare piccolissime variazioni della densità di flusso magnetico, si tratta di un sensore molto interessante in quanto può essere utilizzato in moltissime applicazioni; può infatti essere utilizzato come sensore di movimento (se immerso in campo magnetico) e può misurare indirettamente correnti senza contatto fisico con il circuito in cui si vuol effettuare la misura.

Questi dispositivi sfruttano l’effetto Hall, pertanto in presenza di un campo magnetico perpendicolare alla corrente che attraversa il sensore, si ha sui pin di uscita del sensore, una differenza di potenziale proporzionale a tale campo magnetico. I suddetti sensori vengono disposti in circolo in maniera tale da "raccogliere" il campo nelle diverse direzioni; lo scopo è quello di fornire degli indicatori di campo ad Arduino il quale potrà quindi elaborare il tutto. Affinchè la differenza di potenziale presente sui pin del sensore possa essere correttamente letta da arduino, è necessario un circuito in grado di amplificarla.Per questo scopo utilizzeremo degli integrati LF353, i quali altro non sono che amplificatori operazionali.

 

Ogni integrato contiene al suo interno due amplificatori operazionali; mentre la rete di retroazione vede sul ramo diretto una resistenza di 1K, mentre sul rampo di retroazione una resistenza di 100K, per come è stata dimensionata tale rete, quindi, si ha un Gain pari a 100, ciò è sufficiente per fornire ad Arduino un valore di tensione compatibile con quello leggibile dai pin di ingresso.Inoltre il pin "+" degli operazionali viene portato a 2.5V al fine di aumentare la sensibilità dell’amplificatore.

Le uscite degli OA vengono quindi connesse agli ingressi analogici di Arduino il quale si occupera di leggere tali valori e passarli ad un software utile all’elaborazione.

Lo sketch è molto semplice: viene inizializzata la connessione seriale a 9600 bit/s e viene in seguito effettuato il loop di lettura dei valori da ogni singolo pin, i valori di tensione (o dei livelli da 0 a 255) dei singoli pin, vengono poi inviati alla porta COM.

void setup() {
Serial.begin(9600);
}

void loop() {
int sensorValue = analogRead(A0);
int sensorValue1 = analogRead(A1);
int sensorValue2 = analogRead(A2);
int sensorValue3 = analogRead(A3);
int sensorValue4 = analogRead(A4);
int sensorValue5 = analogRead(A5);
Serial.print(sensorValue, DEC);
Serial.print("\t");
Serial.print(sensorValue1, DEC);
Serial.print("\t");
Serial.print(sensorValue2, DEC);
Serial.print("\t");
Serial.print(sensorValue3, DEC);
Serial.print("\t");
Serial.print(sensorValue4, DEC);
Serial.print("\t");
Serial.println(sensorValue5, DEC);
delay (100);
}

Di certo il sistema illustrato non sarà sufficiente da solo a prevedere il verificarsi di un terremoto, tuttavia rappresenta un valido sistema per la raccolta di dati; correlando questi dati con quelli provenienti da rilevatori di altre grandezze, di certo si migliorerà la probabilità di stimare il verificarsi di un sisma. Approfondimenti sul tema li trovate qui: Arduino ed i terremoti

Arduino è disponibile da Farnell

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8 Comments

  1. Emanuele 26 luglio 2011
  2. mdipaolo 26 luglio 2011
  3. Ionela 26 luglio 2011
  4. Emanuele 27 luglio 2011
  5. Bazinga 27 luglio 2011
  6. gpnet 27 luglio 2011
  7. linus 28 luglio 2011
  8. jumpjack 28 luglio 2011

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