Telemetria. Telemetria acústica. Telemetria. Luis Bentes UAlg

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Arthur Bastos Carlos
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1 Coastal Fisheries Research Group Centro de Ciências do Mar Universidade do Algarve Workshops acústica Luis Bentes UAlg Centro de Ciências do Mar

2 acústica Conceitos Acústica refere-se à transmissão de dados através de ondas de som. Em relação às ondas rádio apresenta a vantagem de ter maior alcance dentro de água e de funcionar em água salgada. A sua aplicação à biologia permite estudar à distância, em ambientes marinhos, a movimentação, o comportamento e o tipo de habitat utilizado pelos exemplares marcados. A utilização da telemetria acústica submarina proporciona uma visão mais ampla e clara da vida submarina

Transmissores Hidrofones Receptores (emissão dos

3 acústica Um sistema de telemetria acústica é constituído por três componentes principais: Transmissores Hidrofones Receptores (emissão dos sinais) ( detecção e conversão dos sinais) (Detecção e gravação dos sinais)

4 acústica Transmissores Critérios de escolha: Tamanho; Duração da bateria; Tipo de transmissão; Alcance. 1.Tamanho A regra geral para definir a dimensão do transmissor refere como máximo cerca de 1,5 a 2% do peso do animal no ar, contudo podem ser mais pesadas no caso de animais mais robustos (crustáceos por exemplo). A tendência actual é que os transmissores sejam cada vez mais pequenos podendo com isso reduzir-se o tamanhos dos exemplares marcados. O tamanho dos emissores é principalmente definido pelo seu diâmetro, existindo depois para cada categoria de diâmetros vários comprimentos.

5 acústica 1.Tamanho (cont.) Transmissores

6 acústica 2. Duração da bateria Transmissores A escolha da duração da bateria deve ser superior em 25% ao tempo total previsto para o estudo, desde modo previne-se a existência de contratempos com a duração do estudo e uma intensidade máxima de transmissão. A escolha da duração da bateria vai também influenciar o tamanho do transmissor, e com isso o seu peso, e ainda a sua potência de emissão.

acústica 3. Tipo de transmissão 3.1 Contínuos Transmissores Os transmissores contínuos pingam continuamente, desde o momento em que são ligados até ao termino da bateria.

7 acústica 3. Tipo de transmissão 3.1 Contínuos Transmissores Os transmissores contínuos pingam continuamente, desde o momento em que são ligados até ao termino da bateria. Existindo em diferentes frequências de transmissão de modo a que possam ser distinguido quando são usados em simultâneo. São principalmente indicados para estudo de telemetria activa. Os transmissores contínuos podem estar associados a sensores, normalmente de profundidade e de temperatura, sózinhos ou combinados.

8 acústica 3. Tipo de transmissão 3.1 Codificados Transmissores Os transmissores codificados normalmente utilizam uma frequência única, 69 khz no caso da Vemco, com um esquema de código, R64K. O código R64K consiste num conjunto de sinais que contém o ID do transmissor, este conjunto de oito sinais, neste tipo de código, e permite a existência de códigos únicos de ID. Para completar o ciclo de transmissão do emissor codificado, logo a seguir ao conjunto de sinais, existe um intervalo de tempo em que o transmissor não emite.

9 acústica 3. Tipo de transmissão 3.2 Codificados (cont.) Transmissores O tempo de silêncio, ou atraso, permite que outros transmissores transmitam para os receptores, visto que os receptores só são capazes de distinguir um transmissor de cada vez e em caso de colisão não detectam nenhum. A definição do intervalo de tempo em que o transmissor não emite é um passo fundamental no planeamento experimental.

10 acústica 3. Tipo de transmissão 3.2 Codificados (cont.) Existe ainda a opção de programar períodos de dormência do transmissor, esta funcionalidade é muito útil para peixes migradores, por exemplo. A principal vantagem da utilização de transmissores codificados tem a ver com o facto de emitirem todos na mesma frequência, permitindo que os receptores sejam mais baratos. Transmissores

11 acústica 4. Alcance Transmissores O alcance dos transmissores é uma função da sua potência de saída. Alguns factores que influenciam o alcance dos transmissores: Condições de mar; Fontes de ruídos de origem humana (ecossondas, motores); Fontes de ruídos biológicos.

Consiste na colocação do transmissor a diferentes distâncias do receptor durante um período de tempo pré-determinado de modo a registar o seu sinal,

12 acústica Teste de alcance Os teste de alcance tem como objectivo determinar o alcance dos transmissores em função do design experimental e preferencialmente em várias situações meteorológicas. Consiste na colocação do transmissor a diferentes distâncias do receptor durante um período de tempo pré-determinado de modo a registar o seu sinal, deste modo é determinada a probabilidade do transmissor ser detectado a diferentes distâncias. Tipicamente os resultados obtidos indicam um alcance, em telemetria passiva para transmissores V9-2L, de cerca 500 metros no mar e de cerca de 150 a 200 metros na ria Formosa.

13 acústica Encomenda Paraarealizaçãodeencomendasdetransmissores acústicos é necessário fornecer a seguinte informação: -Tipo de transmissor; - Bateria e potência de saída; - Frequência; - Código; - Numeração (ínicio, total e incremento); - Atraso. V7-4L-69kHz-R04K-C200/10/1-D5/15 V7-4L-69kHz-R04K-C210/20/1-D30/90

14 acústica Receptores Os receptores destinam-se a receber as ondas acústicas e a transformar e armazenar os dados recebidos. São divididos em dois grandes grupos em função do tipo de telemetria que proporcionam: Passiva Activa

acústica Receptores (telemetria passiva) Breve história Em termos de desenvolvimento dos receptores passivos, tem se assistido a uma enorme evolução, assim, os primeiros receptores passivos

Posteriormente surgem os VR2, já com capacidade para detectar 65000 ID únicos e estarem submersos mais de um ano.

15 acústica Receptores (telemetria passiva) Breve história Em termos de desenvolvimento dos receptores passivos, tem se assistido a uma enorme evolução, assim, os primeiros receptores passivos introduzidos no mercado foram os VR1, que permitiam identificar 256 ID numa única frequência durante 6 meses. Posteriormente surgem os VR2, já com capacidade para detectar ID únicos e estarem submersos mais de um ano. As evoluções mais recentes são o VR2w, com maior capacidade de memória, 8 Mb, e comunicação simultânea com o pc, até 7 receptores, por bluetooth, para além de um aumento da autonomia (15 meses). Também o VR3 é uma das mais recentes actualizações do sistema VR2, não sendo mais do que um VR2 acoplado a um sistema de comunicações, actualmente tanto por modem subaquático, como através de satélite argos, utilizando uma bóia à superfície. VR3 Emissor satélite Modem acústico

acústica Receptores (telemetria passiva) Constituintes Os receptores passivos são constituídos essencialmente por um hidrofone, uma porta de comunicação, uma memória flash, bateria e um relógio, tudo

16 acústica Receptores (telemetria passiva) Constituintes Os receptores passivos são constituídos essencialmente por um hidrofone, uma porta de comunicação, uma memória flash, bateria e um relógio, tudo inserido numa caixa estanque até 500 metros. Princípio de funcionamento alcance e frequência Os receptores acústicos passivos utilizam normalmente uma única frequência, tendo um alcance radial de aproximadamente 500 metros de raio em mar aberto e condições calmas e entre 150 e 200 metros em locais confinados, caso da ria Formosa. Os receptores acústicos passivos funcionam segundo o principio de captura e reposição.

17 acústica Receptores (telemetria passiva) Métodos de fixação A fixação dos receptores acústicos passivos tem de levar em atenção a posição do hidrofone, deste modo eles podem ser fixos com os hidrofones para cima ou para baixo. Suspenso Fixo

acústica Receptores (telemetria passiva) Processos de

acústicos passivos pode ser efectuada através de porta de

Receptores (telemetria activa) Os receptores activos são

18 acústica Receptores (telemetria passiva) Processos de recolha de dados A recolha de dados dos receptores acústicos passivos pode ser efectuada através de porta de série, bluetooth, modem acústico e através de satélite. Receptores (telemetria activa) Os receptores activos são principalmente utilizados no seguimento manual de transmissores em tempo real.

19 acústica Receptores (telemetria activa) Constituintes São constituídos por uma unidade receptora principal e por um hidrofone permitindo a recepção de transmissores simples e codificados simultaneamente. Os nossos teste de mar indicam a existência de um alcance de cerca de 1000 metros em condições atmosféricas calmas e mar aberto, sendo sempre superior ao alcance dos receptores acústicos passivos.

20 acústica Hidrofones Existem dois tipos de hidrofones disponíveis: Omnidireccionais Direccionais

21 acústica Designs experimentais Designs experimentais Projectos Gestpesca I e II e Promopesca Designs experimentais exemplos segundo Heupel et al, 2006 (Marine and Freshwater Research)

22 acústica Análise dos dados passiva Dados em bruto (VR2) Sistemas de Informação Geográfica (SIG) Minimum convex polygon (MCP)

acústica Análise dos dados Dados em bruto (VH100) Activa Date Time Freq (khz) Type SubMap ID Signal (db) Gain (db) Latitude Longitude 12-01-2007 13:56:49 69 R04K B 206 53 48 3.700.286-798.

23 acústica Análise dos dados Dados em bruto (VH100) Activa Date Time Freq (khz) Type SubMap ID Signal (db) Gain (db) Latitude Longitude :56:49 69 R04K B :56:21 69 R04K B :56:06 69 R04K B :55:55 69 R04K B :55:40 69 R04K B :55:29 69 R04K B :50:24 69 R04K B :50:16 69 R04K B :07:17 69 R04K B :07:08 69 R04K B :06:55 69 R04K B :30:31 69 R04K B :47:29 69 R04K B :47:06 69 R04K B :46:37 69 R04K B :46:23 69 R04K B Sistemas de Informação Geográfica (SIG) Kernel utilization distribution

24 acústica Análise dos dados Variáveis ambientais temperatura da água, indíce lunar, marés

acústica Mercado Mundial de Equipamento de Web: www.vemco.

com telemetria acústica passiva e activa Web: www.sonotronics.

25 acústica Mercado Mundial de Equipamento de Web: telemetria acústica passiva e activa Web: telemetria acústica passiva e activa Web: telemetria acústica passiva e activa Web: telemetria acústica passiva e activa

26 acústica Tendências actuais e futuras Transmissores Dimensões mais reduzidas Frequências mais elevadas Novos sensores: Mortality Transmitter (3D Accelerometer) ph Transmitter Heart Rate Transmitter Receptores VR3 com novos meio de comunicação (GSM) e VR4 da família VR3 mas com mais capacidade Detecção a 3D e sub-métricas Maior compatibilidade entre diferentes marcas, consequência dos projectos globais

27 acústica vídeos

28 Coastal Fisheries Research Group Centro de Ciências do Mar Universidade do Algarve Workshops acústica Luis Bentes UAlg Centro de Ciências do Mar

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