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Version vom 21. Oktober 2022, 22:19 Uhr

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 = Übersicht =
-Aschaffenburg grenzt an die seismisch sehr aktiven Region Darmstadt, deren Erdbeben durch den seit ca. 45 Mio. Jahren keilförmig absinkende Oberrheingraben bedingt sind, und u.a. den Odenwald aufgefaltet hat. Da mich elektronische Messtechnik sehr und (verstaubt) Geologie auch ein wenig interessiert wollte ich beides miteinander verbinden. Für den Einstieg sollten es keine mechanisch allzu aufwendigen Sensoren werden, sondern günstig gebraucht erhältliche Geophone. Das sind Verwandte der dynamischen Mikrofone, zum abhorchen des Bodens, auch bei niedrigeren als den hörbaren Frequenzen. Wenn die laufen kann man sich an edlere Systeme begeben. :-)
+Aschaffenburg grenzt an die seismisch sehr aktiven Region Darmstadt, deren Erdbeben durch den seit ca. 45 Mio. Jahren keilförmig absinkende Oberrheingraben bedingt sind, und u.a. den Odenwald aufgefaltet hat. Da mich elektronische Messtechnik sehr und (verstaubt) Geologie auch ein wenig interessiert wollte ich beides miteinander verbinden. Für den Einstieg sollten es keine mechanisch allzu aufwendigen Sensoren werden, sondern günstig gebraucht erhältliche Geophone (Ca. 10,- € in der Bucht). Das sind Verwandte der dynamischen Mikrofone, zum abhorchen des Bodens, auch bei niedrigeren als den hörbaren Frequenzen. Wenn die laufen kann man sich an edlere Systeme begeben. :-)
 ==Status==
-Läuft, aber an ungünstigem Platz mit vielen Signalen durch Zivilisation. Zu einem vom HLNUG als Erdbeben veröffentlichtem Ereignis des HLNUG wurde ein [[#Erster_eindeutiger_Treffer|korrespondierendes Signal]] gemessen.
+Läuft, aber an ungünstigem Platz mit vielen Signalen durch Zivilisation. Zu einem vom HLNUG als Erdbeben veröffentlichtem Ereignis wurde ein [[#Erster_eindeutiger_Treffer|korrespondierendes Signal]] gemessen, mit der Zeit auch weitere mehr oder weniger sichere Erdbeben.
+Auf dem Schaffenburg-Server ist schon ein Platz eingerichtet, https://schaffenburg.org/geo/
+Im Unterverzeichnis /is/ werden bereits vom verwandten Infraschallsensor-Projekt tägliche Daten im CSV-Format abgelegt, nach diesem Schema werden auch die Geophondaten gespeichert.
 == Galerie ==
-=== Geophon 1 (Development) ===
+=== Treffer und Verdachtsfälle ===
+Sierentz, Frankreich [[:Datei:10 sept 22 Sierentz 4.7.png]]
+Hechingen, Zollernalb [[:Datei:9 juli 22 schwäbische alb 4.1.png]]
+[[:Datei:Bosnien-herzegowina mw4.8 24apr22 042754.png]]
+[[:Datei:Breitenbach-Haut-Rhin02oct21 ml 2.9.png]]
+Kroatien [[:Datei:Croatia 6.4 2020-12-29 11-19-54.6 UTC.pdf]]
-<gallery>
+La Wanzenau [[:File:La Wantzenau ML 3.8 4.12.20 05.58.30 UTC.png]]
-File:geophon1-sensor.jpg
-File:geophon1-daqboard.jpg
+Zollernalb [[:File:Zollernalb ML 4 30.11.2020 23.25.45.6 UTC.png]]
-</gallery>
+Schweres Beben Magnitude 6,4, Albanien [[:File:Durres 26nov19 0254.pdf ]]
+Albnstadt [[:File:Albstadt 27jan20 2205z komplex.pdf]]
+Gernsheim? [[:File:Gernsheim 05jan20 0042z questionable.pdf]]
-=== Erster eindeutiger Treffer ===
+Darmstadt? [[:File:Darmstadt 01jan20 0320z questionable.pdf]]
-Erdbeben bei Ober-Ramstadt am 29.10.19 um 17:24:05.2 UTC mit der Magnitude von 1.9 und einer angegebenen Tiefe von 14 km liess sich deutlich in den Aufnahmen erkennen:
+Straßbourg [[:File:Straßbourg 12nov19.pdf]]
-[[File:29.10.19 Ober-Ramstadt.png|300px]]
+Albstadt [[:File:Albstadt 04nov19.pdf]]
-[[https://wiki.schaffenburg.org/images/4/45/29.10.19_Ober-Ramstadt.svg SVG-Plot]]
+Ober-Ramstadt [[File:29.10.19 Ober-Ramstadt.png|300px]] [[https://wiki.schaffenburg.org/images/4/45/29.10.19_Ober-Ramstadt.svg SVG-Plot]] [https://www.hlnug.de//fileadmin/messwerte/erdbebendienst/hlnug2019vfjyk.pdf Ober-Ramstadt, 29.10.19 (Link zum PDF des Hessischen Erdbebendienst)]
-[https://www.hlnug.de//fileadmin/messwerte/erdbebendienst/hlnug2019vfjyk.pdf Ober-Ramstadt, 29.10.19 (Link zum PDF des Hessischen Erdbebendienst)]
+Überlagerung meiner Messung mit HLNUG-Seismometer Bieber, Quelle: Hessischer Erdbebendienst, Hessisches Landesamt für Naturschutz, Umwelt und Geologie [[:File:Ober-Ramstadt.pdf]]
 ==Autor & Ansprechpartner==
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 === Standort ===
-Das "Produktive" Geophon steckt im Lehmboden in einem Gewölbekeller innerorts, nur wenige m von der Straße entfernt, Die Lage ist im Maintalsediment nur wenige Meter über dem Mainpegel, die [https://v.bayern.de/trqnq geologische Karte des BayernAtlas] enthält wegen der Überbauung keine gescheiten Daten vom Standort, außerhalb des Orts in ähnlicher Lage wird der Boden aber als würmzeitliche Schotter mit Kies und Sand geführt. Das ist sicher kein so gutes Koppelungsmedium wie Felsuntergrund.
+Das "Produktive" Geophon 2 steckt im Lehmboden in einem Gewölbekeller innerorts, nur wenige m von der Straße entfernt, Die Lage ist im Maintalsediment nur wenige Meter über dem Mainpegel, die [https://v.bayern.de/trqnq geologische Karte des BayernAtlas] enthält wegen der Überbauung keine gescheiten Daten vom Standort, außerhalb des Orts in ähnlicher Lage wird der Boden aber als würmzeitliche Schotter mit Kies und Sand geführt. Das ist sicher kein so gutes Koppelungsmedium wie Felsuntergrund.
 Potentielle Störquellen: Abgesehen von Straßenverkehr gibt es eine Bahnlinie und Wasserkraftwerk mit Schleuse in der Nähe. Deren Auswirkung muss jedoch erst mal genauer betrachtet werden.
-Ein weiteres Exemplar zur Entwicklung steht einige Meter weiter im Erdgeschoß hinter dem PC auf dem Boden, siehe [[#Geophon_1_(Development)|Bild]].
+Wo es eine 2 gibt, gibt es auch eine 1, das ist das Versuchsexemplar. Und jetzt eine 3.
 === Sensoren ===
-Auf Ebay wurden günstig drei gebrauchte [https://www.sercel.com/products/Lists/ProductSpecification/Geophones_specifications_Sercel_EN.pdf] mitsamt Einsteck-Gehäuse beschafft, die für seismische Exploration gedacht sind. Diese haben Hochpasscharakteristik (natürliche Frequenz 10 Hz), Spurious resonance bei 200 Hz und eine Empfindlichkeit von 28V/m/s  wenn unbelastet.
+Auf Ebay wurden günstig drei gebrauchte [https://www.sercel.com/products/Lists/ProductSpecification/Geophones_specifications_Sercel_EN.pdf Sercel JF-20DX] mitsamt Einsteck-Gehäuse beschafft, die für seismische Exploration gedacht sind. Diese haben Hochpasscharakteristik (natürliche Frequenz 10 Hz), Spurious resonance bei 200 Hz und eine Empfindlichkeit von 28V/m/s  wenn unbelastet.
 === Abtastung und Konditionierung ===
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 ==== Set 1 (Development) ====
-Das Geophon ist wie im Datenblatt zur Unterdrückung des 10 Hz Peak angegeben mit 1 kΩ belastet, und zusätzlich ist eine Widerstandsdekade angeschlossen um noch stärker zu bedämpfen. Vor dem Eingang zum ADC ist ein Tiefpassfilter mit 47 kΩ und 100 nF geschaltet, um Störungen zu unterdrücken, der errechnete -3dB-Punkt ist bei ca. 33 Hz. Zu hoch für ein Anti-Aliasing-Filter aber irgendwelchen Mist wird es schon unterdrücken. :-)
+<strike>Das Geophon ist wie im Datenblatt zur Unterdrückung des 10 Hz Peak angegeben mit 1 kΩ belastet. Vor dem Eingang zum ADC ist ein RC-Tiefpassfilter mit 320kΩ und 100 nF geschaltet, Grenzfrequenz ca. 5 Hz. Die Leitung und Elektronik sind nicht geschirmt, aber der ADC in Schaumstoff verpackt um Temperaturschwankungen etwas abzumildern. Geloggt wird mit einem Raspberry Pi Zero W, Versorgung ist über eine Powerbank möglich. Die Stromaufnahme des Pi 0 W wurde durch abschalten unnötiger Dinge reduziert, sie schwankt deutlich, zwischen 80 und 120 mA. Durch eine Powerbank kann man ihn kurzzeitig ganz gut mobil benutzen.</strike>
+Rest in pieces, kleiner Digitizer, auf den draufgetreten wurde! Teile deiner Innereien leben in Set 3 weiter.
 ==== Set 2 (Produktiv) ====
-Das Geophon ist wie im Datenblatt zur Unterdrückung des 10 Hz Peak angegeben mit 1 kΩ belastet, was die Empfindlichkeit auf 20V/m/s reduziert und direkt an den ADC-Eingang angeschlossen.
+Das Geophon ist wie im Datenblatt zur Unterdrückung des 10 Hz Peak angegeben mit 1 kΩ belastet, was die Empfindlichkeit auf 20V/m/s reduziert und direkt an den ADC-Eingang angeschlossen. Die Zuleitung ist geschirmt, der ADC und der Arduino in einer gemeinsamen Abschirmbox. Ein Raspberry 3 loggt.
+(Der unterschiedliche Situation bei der Schirmung ist lediglich bedingt durch die investierbare Zeit, das wird sicher mal harmonisiert!)
+==== Set 3 ====
+<strike>Geophon belastet mit 1 kOhm (20 V/m/s), 20 m geschirmte Leitung. Tiefpass mit ca. 5,5 Hz Grenzfrequenz. HX711 ADC, aufgrund der fetten Temperaturdrift in Schaumstoff eingepackt. Nano und HX711-Breakoutboard auf einem Verbinderboard eingesteckt, das auch die Symmetrierwiderstände, Tiefpass, etc. trägt. Dort ist auch Differenzdrucksensor für [[Projekt:Infraschallmessung]] angeschlossen, denn diese Box soll beides können. Und sich nicht mehr zertreten lassen, daher gescheites Gehäuse immerhin.</strike>
+<gallery>
+File:Geophonset3ohneSchaum.jpg
+File:Geoponset3mitSchaum.jpg
+File:Geophonset3inKiste.jpg
+</gallery>
 === Verarbeitung ===
 ==== Frontend ====
-Der ADC wird von einem Arduino Nano kontinuierlich abgefragt und der Messwert, von dem ein bei der Initialisierung ermittelter Offset abgezogen wird, im Klartext über die Seriell-over-USB Schnitsstelle übertragen. Der produktive Arduino wird durch einen selbstgebauten [http://dl1dow.de/artikel/usb-isolator/index.htm USB-Isolator (http://dl1dow.de/artikel/usb-isolator/index.htm)] galvanisch vom Pi und allem anderen entkoppelt um elektrische Störungen vom Frontend fernzuhalten.
+Der ADC wird von einem Arduino Nano kontinuierlich abgefragt und der Messwert, von dem ein bei der Initialisierung ermittelter Offset abgezogen wird, im Klartext über die Seriell-over-USB Schnitsstelle übertragen.
+===Datenformat===
+Die Datendateien sind CSV-Dateien mit folgendem Namensaufbau:
-==== Logging-PC ====
+''obernau-z-s10hz-g10hz-12-13-2020-00-00-00.csv''
-Das Logging erfolgt auf einem Raspberry Pi, der die seriellen Messwerte vom Arduino empfängt und mit einem UNIX Timestamp als CSV-Datei speichert.
+{| class="wikitable"
+|-
+! Block !! Bedeutung !! Beispiel
+|-
+| Ort || Standort (Obernau etwa 49°56'11.2"N 9°07'47.9"E) || Obernau
+|-
+| Meßwert || Z-Auslenkung || z
+|-
+| Samplerate || 10 Hz || s10Hz
+|-
+| Geophontyp || untere Grenzfrequenz || g10hz
+|-
+| Monat || Monat || 12 (Dezember)
+|-
+| Tag || Tag des Monat || 13
+|-
+| Jahr || Jahr || 2020
+|-
+| Stunde || Stunde || 00
+|-
+| Minute || Minute || 00
+|-
+| Sekunde || Sekunde || 00
+|-
+| Suffix || CSV || .csv
+|}
+Zeilenaufbau
+[]
+{| class="wikitable"
+|-
+! Timestamp !! Messwert
+|-
+| UNIX Timestamp || Messwert (dimensionslos)
+|}
+Der Messwert ist der ADC-Ausgangswert, für den es (noch) keine Kalibrierung gibt.
 === Interessante Beobachtungen und Fallen ===
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 * Ein umgestülpter Eimer als Regenschutz hilft nicht gegen Geprassel im Signal. (Galt zumindest mit Soundkarte als ADC)
 * Trotz Lage nah an Straße ist mein Gewölbekeller ruhiger als der Garten weiter hinten. (Galt zumindest mit Soundkarte als ADC)
-* Soundkarte: Audiobandbreite ist einfach zu hoch für das was interessiert. ohne Hochpass und mit rauscharmer Referenzspannung, hallo AD7124-4?)
+* Soundkarte: Audiobandbreite ist einfach zu hoch für das was interessiert.
 * Verkehr und Bewegung im Haus zeigen sich deutlich, möglichst entfernt von menschlicher Aktivität messen!
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 [[Benutzer:Nick|Nick]] für die Anregung was mit HX711 zu machen
 [[Benutzer:SalomeArkane|Jasmin]] für die Geduld mit mir. :)
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 Arduino Sketchbook zum Auslesen des HX711 und serielle Übertragung [[:File:geoadc.zip]]
+Export-Script für Waveform-Daten [[:File:WID2-export-python-programm.zip]]
 == Projekttagebuch ==
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 |-
 | 21.11.2019 || Kleinigkeiten an Pythonscript modifiziert, Tages-CSV werden mit tar komprimiert, Divisor für kompaktere Zahlen   || [[Benutzer:Dg3hda|Hendi]]
+|-
+| 28.12.2019 || Dev-Geophon 1 als Komplettsystem in Karton, Betrieb im Garten so weit die Powerbank reicht || [[Benutzer:Dg3hda|Hendi]]
+|-
+| 06.01.2020 || Messdaten des hessischen Erdbebendienst zum Vergleich erhalten || [[Benutzer:Dg3hda|Hendi]]
+|-
+| 26.08.2020 || Stromaufnahme optimiert, Einbau in lasercut Sperrholzgehäuse (EDIT: Taugt nix im Freien) || [[Benutzer:Dg3hda|Hendi]]
+|-
+| 13.12.2020 || Messdaten online || [[Benutzer:Dg3hda|Hendi]]
+|-
+| 06.04.2022 || Ein Geophon verliehen, mal sehen was rauskommt! =) || [[Benutzer:Dg3hda|Hendi]]
+|-
+| 04.08.2022 || Ergebnis des Geophonverleih: [https://blogs.uni-paderborn.de/sounding-environments/elements/ Elements] Ein Werk aus einem Musikwissenschaftsseminar der Uni Paderborn mit Audioaufnahmen vom Geophon|| [[Benutzer:Dg3hda|Hendi]]
+|-
+| 20.10.2022 || Netzteil am Kellergeophon getauscht|| [[Benutzer:Dg3hda|Hendi]]
+|-
 |}
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 * FMES (Fluid mass electrolytic seismometer) Flüsssigkeitspegel in zwei verbundenen Gefäßen wird gemessen. Wird die Flüssigkeit beschleunigt, schwappt es. [https://docs.google.com/viewer?a=v&pid=forums&srcid=MTEwNTY3NjcxMDQ3NjEzMjgwMDYBMTMxMjUwODI3MDY3MzY1NTcyMDEBUFdScUMtNnRFZ0FKATAuMgEBdjI&authuser=0]
-* Lehman-Seismometer Horizontalpendel nach Gartentür-Prinzip. (Habe Aluprofilschrott da, damit geht vielleicht was. Oder mal bei Rose&Krieger betteln. Oder bei [[Benutzer:Nick|Nick]] [http://www.vaxman.de/projects/lehman_seismometer/seismometer.html VAXMAN zu Lehman-Seismometer]
+* Lehman-Seismometer Horizontalpendel nach Gartentür-Prinzip. (Habe Aluprofilschrott da, damit geht vielleicht was. Oder mal bei Rose&Krieger betteln. Oder bei [[Benutzer:Nick|Nick]]
+[http://www.vaxman.de/projects/lehman_seismometer/seismometer.html VAXMAN zu Lehman-Seismometer]
 * Shackleford-Gundersen Seismometer durch Elektromagnet gedämpftes kurzes Pendel.
 * Blattfederseismometer Vertikalseismometer, auch dämpfbar.
 * Wasserhammer-Seismometer Wasser in Rohr als seismische Masse, recht leicht aufzubauen. [http://www.techlib.com/area_50/waterhammer.htm Techlib Wasserhammer-Seismometer]
+* Wie sieht es mit Infrasound aus?