ITPA20100015A1

ITPA20100015A1 - ADAPTIVE PINGER DEVICE FOR INTELLIGENT INTERACTION WITH MARINE MAMMALS.

Info

Publication number: ITPA20100015A1
Application number: IT000015A
Authority: IT
Inventors: Salvatore Aronica; Gualtiero Basilone; Angelo Bonanno; Carmelo Buscaino; Giuseppa Buscaino; Angela Cuttitta; Nunzio Galli; Salvatore Mazzola; Giuseppe Sottile; Giorgio Tranchida; Marcomaria Zora
Original assignee: Daimar Srl
Priority date: 2010-03-15
Filing date: 2010-03-15
Publication date: 2011-09-16
Also published as: IT1400133B1

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

Campo di applicazione Field of application

La presente invenzione Ã ̈ generalmente applicabile al settore tecnico dei dispositivi elettroacustici ed ha particolarmente per oggetto un dispositivo trasmettitori di impulsi, per la ricerca sperimentale in ambiente prevalentemente ma non esclusivamente marino. The present invention is generally applicable to the technical sector of electroacoustic devices and particularly relates to a device for transmitting pulses, for experimental research in a predominantly but not exclusively marine environment.

PiÃ¹ particolarmente, l'invenzione si riferisce ad un dispositivo elettronico piezoelettrico per lâ€™interazione intelligente con i mammiferi marini, denominato generalmente pinger. More particularly, the invention relates to a piezoelectric electronic device for intelligent interaction with marine mammals, generally referred to as a pinger.

Stato della tecnica State of the art

E' noto che i pinger sono dispostivi di allarme sono finalizzati alla generazione di segnali per provocare l'allontanamento di delfinidi ed in genere mammiferi marini in determinare condizioni. It is known that the pingers are alarm devices and are aimed at generating signals to cause the removal of delphinids and in general marine mammals in certain conditions.

In genere, tali segnali sono ottenuti mediante un generatore di segnale di controllo, collegato ad un trasduttore piezoelettrico caratterizzato da alta impedenza. Il segnale di controllo elaborato dal trasduttore deve avere valori di tensione elevati, per cui non Ã ̈ facile generare unâ€™onda sinusoidale monofrequenziale. Generally, these signals are obtained by means of a control signal generator, connected to a piezoelectric transducer characterized by high impedance. The control signal processed by the transducer must have high voltage values, so it is not easy to generate a single frequency sine wave.

Eâ€™ altresÃ¬ noto che per generare unâ€™onda monofrequenziale, quando possibile si interpone tra il circuito elettronico che genera il segnale ed il trasduttore piezoelettrico un amplificatore di potenza che risulta ingombrante ed Ã ̈ applicabile solo in usi da laboratorio. It is also known that to generate a monofrequency wave, when possible, a power amplifier is interposed between the electronic circuit that generates the signal and the piezoelectric transducer, which is bulky and can only be used in laboratory.

Tale soluzione Ã ̈ difficilmente integrabile nei pinger, cosÃ¬ come nella maggior parte dei dispositivi di allerta o similari. This solution is difficult to integrate in pingers, as well as in most warning devices or similar.

Dal brevetto giapponese JP1 1146655 Ã ̈ noto lâ€™uso della tecnica PWM (Pulse Width Modulation) per controllare il trasduttore piezoelettrico. Tuttavia, in questo caso il controllo Ã ̈ di tipo fisso poichÃ© Ã ̈ finalizzato al normale funzionamento del circuito contenente il trasduttore piezoelettrico. The use of the PWM (Pulse Width Modulation) technique to control the piezoelectric transducer is known from the Japanese patent JP1 1146655. However, in this case the control is of the fixed type as it is aimed at the normal operation of the circuit containing the piezoelectric transducer.

CosÃ¬, non Ã ̈ possibile variare la forma dei segnali, nÃ© Ã ̈ possibile controllare parametri quali l'intensitÃ , la frequenza, la durata del segnale, la durata degli intervalli di silenzio, che risultano essenziali per adattarsi alle varie tipologie di delfinidi. Thus, it is not possible to vary the shape of the signals, nor is it possible to control parameters such as intensity, frequency, duration of the signal, the duration of the silence intervals, which are essential to adapt to the various types of dolphins. .

Presentazione dellâ€™invenzione Presentation of the invention

Uno scopo principale della presente invenzione Ã ̈ quello di superare gli inconvenienti sopra lamentati mettendo a disposizione un dispositivo elettronico per strumentazioni e/o prodotti denominati pinger, trasmettitori di impulsi, dispositivi di allerta o similari che presenti elevata efficienza e risulti economicamente vantaggioso. A main object of the present invention is to overcome the aforementioned drawbacks by providing an electronic device for instruments and / or products called pingers, pulse transmitters, warning devices or the like which has high efficiency and is economically advantageous.

Uno scopo particolare Ã ̈ quello di realizzare un dispositivo elettronico del tipo sopra indicato notevolmente compatto che possa essere facilmente integrato allâ€™interno della strumentazioni, in modo da risultare molto flessibile. A particular object is that of realizing a remarkably compact electronic device of the type indicated above which can be easily integrated inside the instrumentation, so as to be very flexible.

Un ulteriore scopo Ã ̈ quello di realizzare un dispositivo elettronico estremamente preciso che permetta il controllo e la generazione di tutti i segnali desiderati evitando, ad esempio, la naturale generazione di armoniche come avviene nel caso di onde sinusoidali monofrequenziali. A further object is to provide an extremely precise electronic device which allows the control and generation of all the desired signals, avoiding, for example, the natural generation of harmonics as occurs in the case of monofrequency sine waves.

Questi scopi nonchÃ© altri che appariranno piÃ¹ chiaramente nel seguito sono raggiunti da un dispositivo elettronico per strumentazioni e / o prodotti denominati pinger , trasmettitori di impulsi, dispositivi di allerta o similari per il controllo di un trasduttore del tipo elettromeccanico caratterizzato dal fatto che il segnale di controllo visto da detto trasduttore risulta essere generato nel circuito elettronico con la tecnica della PWM. These purposes as well as others that will appear more clearly in the following are achieved by an electronic device for instruments and / or products called pingers, pulse transmitters, warning devices or similar for the control of a transducer of the electromechanical type characterized by the fact that the signal control seen by said transducer is generated in the electronic circuit with the PWM technique.

Grazie a questa particolare configurazione, il dispositivo elettronico realizza in modo estremamente semplice il controllo del trasduttore che si vuole sollecitare evitando di appesantire le strumentazioni, dove il detto dispositivo elettronico viene usato, con le necessarie soluzioni circuitali generalmente usate. Thanks to this particular configuration, the electronic device carries out in an extremely simple way the control of the transducer to be solicited, avoiding weighing down the instruments, where the said electronic device is used, with the necessary circuit solutions generally used.

In modo vantaggioso, il circuito elettronico con le tecnologie piÃ¹ recenti ed innovative, ovvero con i dispositivi logici programmabili noti come FPGA (Field Programmable Gate Array). Grazie a questa tipologia di tecnologie, il dispositivo elettronico secondo il trovato garantisce che il segnale che si desidera trasmettere sia facilmente controllabile, sia che lo stesso segnale non subisca distorsioni o presenti armoniche indesiderate. Advantageously, the electronic circuit with the most recent and innovative technologies, that is with the programmable logic devices known as FPGA (Field Programmable Gate Array). Thanks to this type of technology, the electronic device according to the invention ensures that the signal to be transmitted is easily controllable, and that the signal itself does not undergo distortions or present undesired harmonics.

Breve descrizione delle figure Brief description of the figures

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno maggiormente evidenti alla luce della descrizione dettagliata di una forma di realizzazione utilizzata ma non esclusiva di un dispositivo elettronico secondo l'invenzione descritta, illustrata a titolo di esempio non limitativo con l'ausilio delle unite di disegno allegate, nelle quali: Further characteristics and advantages of the present invention will become more evident in the light of the detailed description of a used but not exclusive embodiment of an electronic device according to the described invention, illustrated by way of non-limiting example with the aid of the attached drawing units , in which:

la FIG. 1 Ã ̈ una vista generale schematica prospettica del dispositivo elettronico secondo lâ€™invenzione inserito in una strumentazione particolare; la FIG. 2 Ã ̈ una vista di dettaglio di un trasduttore elettromeccanico facente parte del dispositivo di FIG. 1 ; FIG. 1 is a general schematic perspective view of the electronic device according to the invention inserted in a particular instrumentation; FIG. 2 is a detail view of an electromechanical transducer forming part of the device of FIG. 1;

la FIG. 3 Ã ̈ una rappresentazione grafica di alcuni tipici segnali di controllo; FIG. 3 is a graphic representation of some typical control signals;

la FIG. 4 Ã ̈ una rappresentazione grafica di un segnale di controllo del dispositivio secondo il trovato; FIG. 4 is a graphic representation of a control signal of the device according to the invention;

la FIG. 5 Ã ̈ una vista schematica esplosa di un dispositivo secondo il trovato FIG. 5 is an exploded schematic view of a device according to the invention

Descrizione detagliata di una forma di realizzazione preferita Detailed description of a preferred embodiment

Con riferimento alle figure citate, il dispositivo elettronico secondo lâ€™invenzione, indicato globalmente con il numero 1 , potrÃ essere vantaggiosamente utilizzato nelle strumentazioni e/o prodotti denominati pinger, nei trasmettitori di impulsi, nei dispositivi di allerta o similari. With reference to the aforementioned figures, the electronic device according to the invention, globally indicated with the number 1, can be advantageously used in instruments and / or products called pingers, in pulse transmitters, in warning devices or the like.

Tuttavia, Ã ̈ evidente che il dispositivo elettronico, secondo il trovato potrÃ essere utilizzato in qualsiasi altra strumentazione che voglia beneficiare dei vantaggi, che si desumono dalla presente invenzione. However, it is evident that the electronic device according to the invention can be used in any other instrumentation which wishes to benefit from the advantages which are derived from the present invention.

Il dispositivo 1 , in una possibile preferita forma di applicazione di pinger, comprende un circuito 4 collegato ad un trasduttore 2 di tipo elettromeccanico, ad esempio piezoelettrico, magnetostrittivo o similare, ovvero del tipo a pressione o a compressione ed ad alta impedenza. The device 1, in a possible preferred form of pinger application, comprises a circuit 4 connected to a transducer 2 of the electromechanical type, for example piezoelectric, magnetostrictive or similar, or of the pressure or compression type and high impedance.

Inoltre, il suo campo di funzionamento va dai bassi valori di frequenza fino ad oltre gli ultrasuoni, proprio per poter soddisfare le caratteristiche di funzionamento richieste dalle varie applicazioni. Furthermore, its operating range goes from low frequency values up to over ultrasounds, precisely in order to satisfy the operating characteristics required by the various applications.

Come meglio visibile in FIG. 2, Ã ̈ essenziale che il segnale di controllo arrivi al trasduttore 2 nella maniera piÃ¹ pulita possibile, dato che esso si limita a trasdurre il segnale che riceve in ingresso e risulta essere la parte terminale del dispositivo elettronico 1. As best seen in FIG. 2, it is essential that the control signal reaches the transducer 2 as cleanly as possible, since it only transduces the signal it receives at the input and is the terminal part of the electronic device 1.

Il trasduttore 2 funziona generalmente con valori di tensione elevati. Eâ€™ quindi difficile effettuarne il controllo con un segnale del tipo ad onda sinusoidale Y, ovvero un segnale del tipo rappresentato in FIG. 3, e pertanto si utilizza come segnale di controllo unâ€™onda quadra Q del tipo rappresentato in FIG. 3. Transducer 2 generally operates with high voltage values. It is therefore difficult to check it with a signal of the sinusoidal wave type Y, or a signal of the type represented in FIG. 3, and therefore a square wave Q of the type shown in FIG. 3.

Con la tecnica della PWM illustrata in FIG. 4, si riesce a generare un segnale di controllo desiderato evitando la presenza di armoniche secondarie e distorsioni che nascono generalmente con il controllo mediante onda quadra Q. With the PWM technique illustrated in FIG. 4, it is possible to generate a desired control signal avoiding the presence of secondary harmonics and distortions that generally arise with control by means of a square wave Q.

Secondo una caratteristica dell'invenzione, il circuito elettronico 2 illustrato in FIG. 4, comprende un primo generatore di segnale 6 destinato a generare un primo S1 segnale con andamento sostanzialmente a dente di sega e da un secondo generatore di segnale 7 che serve a generare un segnale S2 di tipo modulante. According to a feature of the invention, the electronic circuit 2 illustrated in FIG. 4, comprises a first signal generator 6 intended to generate a first signal S1 with a substantially sawtooth pattern and a second signal generator 7 which serves to generate a modulating signal S2.

I due generatori 6, 7 sono collegati ad blocco comparatore 8 che confronta i due segnali S1 , S2 per generare un segnale in uscita 10. The two generators 6, 7 are connected to comparator block 8 which compares the two signals S1, S2 to generate an output signal 10.

II blocco comparatore 8 Ã ̈ collegato ad un filtro 9 che puÃ² essere del primo, del secondo, del terzo, del quarto ordine. A seconda dellâ€™ordine del filtro scelto, si ottiene un segnale di controllo 3 differente e come desiderato a seconda delle applicazioni. The comparator block 8 is connected to a filter 9 which can be of the first, second, third, fourth order. Depending on the order of the filter chosen, a different control signal 3 is obtained and as desired according to the applications.

In una forma alternativa di realizzazione, non illustrata nelle figure, il circuito elettronico 4 puÃ² essere realizzato con dispositivi logici programmabili noti come FPGA (Field Programmable Gate Array). In an alternative embodiment, not shown in the figures, the electronic circuit 4 can be made with programmable logic devices known as FPGAs (Field Programmable Gate Array).

Questa soluzione Ã ̈ particolarmente vantaggiosa data la ben nota degli fpga nella realizzazione di circuiti elettronici, in particolar modo in quei circuiti simili al circuito elettronico 4 sopra descritto. This solution is particularly advantageous given the well-known nature of FPGAs in the construction of electronic circuits, especially in those circuits similar to the electronic circuit 4 described above.

li dispositivo elettronico secondo la presente invenzione Ã ̈ suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nel concetto inventivo i essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti, ed i materiali potranno essere diversi a seconda delle esigenze, senza uscire daUâ€™ambito dellâ€™invenzione. The electronic device according to the present invention is susceptible of numerous modifications and variations, all of which are within the inventive concept and can be replaced by other technically equivalent elements, and the materials may be different according to requirements, without departing from the scope of the invention .

Anche se il dispositivo elettronico Ã ̈ stato descritto con particolare riferimento alle figure allegate, i numeri di riferimento usati nella descrizione dettagliata di una forma di realizzazione e nelle rivendicazioni sono utilizzabili i per migliorare l'intelligenza dellâ€™invenzione e non possono costituire alcuna limitazione allâ€™ambito di tutela rivendicato. Although the electronic device has been described with particular reference to the attached figures, the reference numbers used in the detailed description of an embodiment and in the claims can be used to improve the intelligence of the invention and cannot constitute any limitation. within the scope of protection claimed.

Claims

CLAIMS 1. An electronic device (1) for interacting with marine mammals, comprising an electronic circuit (4) for generating a signal connected to an electromechanical transducer (2) for generating mechanical impulses, characterized in that said circuit electronic (4) comprises a first generator (6) for the generation of a first digital signal (S1), a second generator (7) for the generation of a second modulation signal (S2), a comparator block (8) connected to said first (6) and said second (7) generator to compare said signals (S1, S2) and generate an output signal (10), a filter (9) of different order depending on the signal to be generated to receive said signal in output, filter it and send it to said transducer (2).

Electronic device according to claim 1, wherein said mechanical electrical transducer (2) is selected from the group which includes piezoelectric, magnetostrictive, pressure or compression transducers and the like.

3. Electronic device according to claim 1, wherein said second generator (7) operates according to the PWM technique.

4. Electronic device according to claim 1, wherein said electronic circuit (4) comprises programmable logic devices made with FPGA technique.

5. Device according to claim 1 characterized in that said transducer (2) is of the high impedance type.

6. Device according to claim 1 characterized in that said transducer (2) operates from low frequency values up to beyond the ultrasounds.

7. Device according to claim 1 characterized in that said first signal (S1) generated by said first generator (6) is a sawtooth.

8. Device according to claim 7 characterized in that said second modulating signal (S2) is of the pulse width modulation (PWM) type without secondary harmonics.

9. Device according to claim 6 characterized in that the output signal (10) of said comparator block (8) is the input signal of said filter (9).

10. Device according to claim 6 characterized in that said filter (9) can be of the low-pass, high-pass, band-pass or band-eliminating type and can be of the first, second, third or fourth order.