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SPECTRUM ANALYZER

Componenti:
Arduino UNO v.3
Shield per Arduino -display 2,4 pollici con touchscreen-
Software SPETTRO.hex di IK1XHH

 

Dimensioni reali del dispositivo sorretto nel palmo della mano:

 

Caratteristiche dello schermo:

 

Al punto A logo: IK1XHH SESN

 

Al punto B
Valori possibili di fondo scala:
24 Hz - 56 Hz – 104 Hz – 200 Hz – 504 Hz – 1Khz – 4Khz
FS indica il valore di fondo scala selezionato (al momento dell’accensione viene selezionato 200 Hz
-valore di default)

 

Al punto C
Il riquadro in nero indica, anche in questo caso, il valore selezionato

 

Al punto D
Suddivisione della scala delle frequenze (ascissa) e delle intensita’ (ordinata). I valori della
frequenza dipendono evidentemente dal valore di fondo scala selezionato. Sono costanti, al
contrario, i valori delle intensita’ in quanto indipendenti dal valore di fondo scala selezionato.
Si e’ preferito tagliare i valori molto alti (lasciandoli fuori scala) per non comprimere troppo i valori
molto piu’ modesti. In ogni caso il valore di picco viene sempre mantenuto (vedi punto successivo).

 

Al punto E
Vengono evidenziati e aggiornati, ad ogni scansione, il valore della frequenza di picco del segnale e relativa intensita’. Il valore della frequenza di picco rappresenta la frequenza ove l’intensita’ e’ massima nell’ambito del range di frequenza di fondo scala selezionato.
Il valore di picco viene inoltre evidenziato tramite un piccolo quadratino nero utile, ad esempio, per indicare ove risiede la massima intensita’ quando piu’ valori risultano fuori scala.
Il quadratino nero, spostandosi eventualmente ad ogni scansione mostra visivamente il variare della maggiore frequenza di picco.

 

Al punto F

In questo caso viene evidenziata come frequenza di picco la frequenza di rete pari a 50 Hz e, con
intensita’ molto minore, la terza armonica a 150 Hz.
Il quadratino nero resta fermo, in questo caso, ad ogni scansione in quanto la frequenza dominante
di picco e’ perfettamente stabile.

 

L’ingresso del segnale e’ riferito a massa e al piedino A5 di Arduino .

 

NON devono essere superati i 5 volts (e’ allo studio un circuitino di protezione con diodo zener )


Sono state sfruttate le caratteristiche del display che consente anche il touchscreen per implementare il cambio scala in via dinamica senza necessita’ di riavvio del dispositivo.
In pratica e’ sufficiente mantenere una leggera pressione su uno dei quadratini colorati del lato destro del dispositivo per circa 400 millisecondi per cambiare il fondo scala al valore desiderato.
La massima frequenza di fondo scala e’ di 4Khz in quanto Arduino ha una frequenza di 10000 e, in base ad un noto teorema, la massima frequenza e’ pari a 10000/2=5000 Hz.
Prudenzialmente e’ stato scelto il valore di 4000 Hz.

 

Volendo, ad esempio, passare da un range 0 – 200 Hz ad un range 0 – 1Khz sara’ sufficiente posizionare sul quadratino indicante 1Khz un oggetto adatto (punta di matita od altro) per circa mezzo secondo esercitando, come detto, una PICCOLA pressione.

 

Avremo:

Possiamo notare come la frequenza di picco sia passata da 50,51 a 49,32 Hz su una scala, pero’, moltiplicata per 5 – da 200 a 1000 Hz. Il quadratino nero evidenzia la frequenza di picco distinguendola da altri valori fuori scala.
Nota: i primi valori all’inizio scala sono sempre molto alti ma non vengono presi in considerazione nei risultati del calcolo della trasformata di Fourier (FFT).

 

Benche’ il dispositivo sia stato espressamente messo a punto in relazione agli studi sui precursori sismici elettromagnetici come accessorio delle stazioni di acquisizione dati, nulla vieta un utilizzo autonomo e diverso. Il costo totale dell’hardware necessario (Arduino UNO piu’ Display 2,4 pollici) si aggira sui 10 euro (acquistando il materiale in Cina). Il software e’ assolutamente gratuito e a disposizione di chiunque ne faccia richiesta direttamente a IK1XHH o a IZ3BGG.

 

Per caricare su Arduino il file Hex utilizzare Xloader (gratis su internet) o analogo programma.
Nota: E’ necessario indicare:
- l'indirizzo dove risiede il file Hex, (C:\……….\SPETTRO_ULTIMO.ino.standard.hex)
- il tipo di Arduino (normalmente UNO)
- la COMport es.:COM8,
- il Baud rate, nel nostro caso : 115200
- cliccare su Upload
- Arduino eseguira' lo sketch

 

Esempio:

 

Sarzana 5/1/2020
73 de IK1XHH -Buon anno 2020-