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# Física # Instrumentación y detectores

Adquisición de datos de vibración asequible con OASIS-UROS

Descubre cómo OASIS-UROS ofrece soluciones de medición de vibraciones económicas.

Oliver Maximilian Zobel, Johannes Maierhofer, Andreas Köstler, Daniel J. Rixen

― 5 minilectura


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Las Vibraciones están por todos lados y pueden contarnos mucho sobre cómo funcionan las cosas, especialmente en ingeniería. Para obtener datos de vibración confiables, necesitamos herramientas especiales conocidas como sistemas de Adquisición de Datos. Piensa en ellos como dispositivos de escucha de alta tecnología para máquinas y estructuras. En el pasado, estas herramientas eran muy caras, pero ahora hay una opción más asequible: OASIS-UROS.

¿Qué es OASIS-UROS?

OASIS-UROS es un sistema de código abierto diseñado para recopilar datos de ciertos tipos de sensores llamados sensores IEPE. Estos sensores se utilizan a menudo en diferentes campos como la construcción y la fabricación para medir vibraciones. ¿Lo mejor? OASIS-UROS busca ofrecer un buen rendimiento sin arruinarte.

Mejoras sobre versiones anteriores

OASIS-UROS es un paso adelante de una versión anterior llamada OASIS, que ya era una herramienta sólida. Las nuevas características incluyen:

  • Mejor almacenamiento: En lugar de usar una forma lenta de guardar datos, OASIS-UROS puede usar tarjetas SD. Esto hace que guardar datos sea más rápido y ayuda a usar menos memoria.

  • Mediciones más precisas: El nuevo modelo utiliza un mejor convertidor analógico-digital. Esto significa que puede capturar más detalles de las vibraciones, haciendo que los datos sean más precisos.

  • Más canales: OASIS-UROS puede manejar ocho canales a la vez. Esto significa que puede escuchar más sensores al mismo tiempo, capturando más información.

Desglose de hardware y software

El cerebro del sistema

En el corazón de OASIS-UROS, hay un microcontrolador llamado ESP32-S3. Piensa en él como el cerebro que procesa todos los datos. Coordina cómo fluye la información desde los sensores hasta donde se almacena y analiza.

Los ojos y oídos

El sistema también incluye un componente avanzado conocido como convertidor analógico-digital (ADC). Esta es la parte que transforma las vibraciones en datos legibles. Cuanto mejor sea el ADC, más clara será la imagen de lo que está pasando en las vibraciones.

Fuente de alimentación

OASIS-UROS puede funcionar con un simple suministro de energía USB. Esto significa que se puede conectar en cualquier lugar para facilitar su uso. La fuente de alimentación ha sido diseñada para soportar sensores IEPE directamente, lo que hace que la configuración sea más sencilla.

Conexiones limpias

Para facilitar las cosas, OASIS-UROS utiliza conectores BNC estándar. Esto significa que cualquiera que esté familiarizado con conectar sensores no necesitará adaptadores raros; ¡es solo enchufar y listo!

Cómo usar OASIS-UROS

Usar OASIS-UROS es casi tan fácil como un pastel. Aquí te explico cómo empezar:

  1. Enciéndelo: Conéctalo a una fuente de energía y el sistema se encenderá.
  2. Conecta los sensores: Usa los sencillos conectores BNC para unir tus sensores IEPE.
  3. Configura el software: Después de instalar el software OASIS en tu computadora, podrás comunicarte con el sistema.
  4. Empieza a medir: Puedes iniciar una sesión de recopilación de datos directamente desde el software.

La belleza del código abierto

Una de las mejores cosas de OASIS-UROS es que es de código abierto. Esto significa que cualquiera puede ver cómo funciona, ajustarlo a sus necesidades o incluso inventar nuevas funciones. Si tienes habilidades tecnológicas, puedes sumergirte en el código y hacerlo único para ti.

Comparación con otras herramientas

Cuando pones a OASIS-UROS al lado de sistemas comerciales, surgen algunas diferencias:

  • Costo: OASIS-UROS es más asequible, lo que lo hace más accesible para estudiantes, investigadores o empresas más pequeñas.
  • Personalización: A diferencia de los sistemas comerciales que a menudo están bloqueados, OASIS-UROS ofrece flexibilidad. Los usuarios pueden cambiarlo poco a poco.
  • Herramienta de aprendizaje: Para quienes están en el ámbito académico, OASIS-UROS es una herramienta perfecta para que los estudiantes aprendan sobre adquisición de datos sin hundirse en cuentas.

Pruebas de OASIS-UROS

Para ver qué tan bien funciona OASIS-UROS, se montaron experimentos. Al medir las vibraciones de una viga de aluminio, los investigadores pudieron comparar las mediciones del nuevo sistema con las obtenidas por sistemas comerciales caros.

  1. Configuración: La viga se colocó de forma segura sobre una mesa estable. Se unieron sensores para medir las vibraciones.
  2. Prueba: Se utilizó un martillo de impacto para sacudir la viga, y tanto OASIS-UROS como un sistema comercial grabaron datos simultáneamente.
  3. Evaluación: Se analizaron los datos registrados para ver qué tan bien capturó cada sistema las vibraciones.

Resultados del rendimiento

Después de realizar algunas pruebas, esto fue lo que se encontró:

  • Precisión: Si bien OASIS-UROS mostró algunas diferencias, especialmente en frecuencias más altas, sí capturó datos relevantes. En rangos de frecuencia baja, los resultados fueron incluso cercanos a los de sistemas comerciales.

  • Confiabilidad: Con resultados consistentes, OASIS-UROS demostró ser una opción confiable para cualquiera que necesite medir vibraciones.

Puntos importantes

  • Rentable: OASIS-UROS ofrece una alternativa amigable con el presupuesto sin sacrificar demasiado en precisión.
  • Bueno para aprender: Debido a que es de código abierto, permite a estudiantes e investigadores experimentar y aprender.
  • Versátil: Con una configuración sencilla, es genial para diversas aplicaciones, ya sea en un aula o en el campo.

Conclusión

OASIS-UROS está revolucionando la forma en que recopilamos datos de vibración. Está cambiando las reglas del juego, haciendo que la adquisición de datos de alta calidad sea accesible para un público más amplio. Con su combinación de asequibilidad, rendimiento y personalización, se destaca como una opción sólida para cualquiera interesado en medir vibraciones de manera eficiente. Así que, si estás cansado de los altos costos y sistemas rígidos, ¡OASIS-UROS es tu nuevo mejor amigo en el mundo de las vibraciones!

Fuente original

Título: OASIS-UROS: Open Acquisition System for IEPE Sensors -- Upgraded, Refined, and Overhauled Software

Resumen: OASIS-UROS continues the previously published Open Acquisition System for IEPE Sensors (OASIS). While still building on the ESP32 microcontroller, this version improves the overall performance by switching to an SD card caching system and upgrading the analog-digital converter to an AD7606C-18, which has a higher resolution, provides eight channels, oversampling, and software-adjustable voltage ranges. Also improved is the IEPE front-end and power supply, as well as the firmware of the acquisition system, which can now achieve a sample rate of up to 36 kHz while sampling all eight channels. This paper documents the hardware and software of OASIS-UROS and provides all materials required to reproduce the open acquisition system. Lastly, the system was validated against commercial hardware and software in an experimental modal analysis context. This showed that the system performs close to the commercial one in some aspects with respect to the utilized test case. While OASIS-UROS cannot match the full performance of the commercial system, the developed system can be a viable alternative for students, people in academia, or smaller companies that have a constrained budget or require complete insight as well as adaptability of the hardware and software.

Autores: Oliver Maximilian Zobel, Johannes Maierhofer, Andreas Köstler, Daniel J. Rixen

Última actualización: Dec 13, 2024

Idioma: English

Fuente URL: https://arxiv.org/abs/2411.18566

Fuente PDF: https://arxiv.org/pdf/2411.18566

Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Cambios: Este resumen se ha elaborado con la ayuda de AI y puede contener imprecisiones. Para obtener información precisa, consulte los documentos originales enlazados aquí.

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