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Acquisition de données de vibration abordable avec OASIS-UROS

Découvrez comment OASIS-UROS offre des solutions de mesure de vibration économiques.

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

― 6 min lire


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Les Vibrations, c'est partout, et elles peuvent nous en dire beaucoup sur le fonctionnement des choses, surtout en ingénierie. Pour obtenir des données de vibration fiables, on a besoin d’outils spéciaux appelés systèmes d’Acquisition de données. Pense à ça comme à des appareils d'écoute high-tech pour machines et structures. Avant, ces outils étaient souvent très chers, mais maintenant, il y a une option plus abordable : OASIS-UROS.

Qu'est-ce qu'OASIS-UROS ?

OASIS-UROS est un système open-source conçu pour collecter des données à partir d’un type spécifique de capteurs appelés capteurs IEPE. Ces capteurs sont souvent utilisés dans différents domaines comme la construction et la fabrication pour mesurer les vibrations. Le top ? OASIS-UROS vise à offrir une bonne performance sans ruiner.

Améliorations par rapport aux versions précédentes

OASIS-UROS est une amélioration par rapport à une version antérieure appelée OASIS, qui était déjà un bon outil. Les nouvelles fonctionnalités incluent :

  • Meilleure Stockage : Au lieu d'utiliser une méthode lente pour sauvegarder les données, OASIS-UROS peut utiliser des cartes SD. Ça permet de sauvegarder les données plus rapidement et d'utiliser moins de mémoire.

  • Mesures Plus Précises : Le nouveau modèle utilise un meilleur convertisseur analogique-numérique. Ça veut dire qu'il peut capturer plus de détails des vibrations, rendant les données plus précises.

  • Plus de Canaux : OASIS-UROS peut gérer huit canaux en même temps. Ça veut dire qu'il peut écouter plus de capteurs à la fois, capturant plus d'informations.

Décomposition matériel et logiciel

Le Cerveau du Système

Au cœur d'OASIS-UROS, il y a un microcontrôleur appelé ESP32-S3. Pense à ça comme le cerveau qui traite toutes les données. Il coordonne le flux d'information des capteurs vers où elles sont stockées et analysées.

Les Yeux et les Oreilles

Le système inclut aussi un composant avancé connu sous le nom de convertisseur analogique-numérique (ADC). C'est la partie qui transforme les vibrations en données lisibles. Plus l'ADC est bon, plus on a une image claire de ce qui se passe avec les vibrations.

Alimentation

OASIS-UROS peut fonctionner sur une simple alimentation USB. Ça veut dire qu'on peut le brancher n'importe où pour l'utiliser facilement. L'alimentation a été conçue pour supporter directement les capteurs IEPE, ce qui facilite la configuration.

Connexions Propres

Pour simplifier la vie, OASIS-UROS utilise des connecteurs BNC standards. Ça veut dire que n'importe qui qui sait connecter des capteurs n'aura pas besoin d’adaptateurs compliqués ; c'est brancher et jouer !

Comment utiliser OASIS-UROS

Utiliser OASIS-UROS, c'est presque aussi simple que bonjour. Voici comment commencer :

  1. Alimente-le : Branche-le à une source d'alimentation, et le système va démarrer.
  2. Connecte les Capteurs : Utilise les connecteurs BNC simples pour brancher tes capteurs IEPE.
  3. Installe le Logiciel : Après avoir installé le logiciel OASIS sur ton ordi, tu pourras communiquer avec le système.
  4. Commence à Mesurer : Tu peux lancer une session de collecte de données directement depuis le logiciel.

La Beauté de l'Open Source

L'une des meilleures choses à propos d'OASIS-UROS, c'est que c'est open-source. Ça veut dire que tout le monde peut voir comment ça fonctionne, l’adapter à ses besoins, ou même inventer de nouvelles fonctionnalités. Si tu es calé en tech, tu peux plonger dans le code et le personnaliser à ta façon !

Comparaison avec d'autres outils

Quand tu mets OASIS-UROS à côté des systèmes commerciaux, quelques différences apparaissent :

  • Coût : OASIS-UROS est plus abordable, ce qui le rend plus accessible aux étudiants, chercheurs, ou petites entreprises.
  • Personnalisation : Contrairement aux systèmes commerciaux souvent verrouillés, OASIS-UROS offre de la flexibilité. Les utilisateurs peuvent changer les choses petit à petit.
  • Outil d'Apprentissage : Pour ceux dans le milieu académique, OASIS-UROS est un outil parfait pour que les étudiants apprennent sur l'acquisition de données sans se noyer sous les frais.

Tester OASIS-UROS

Pour voir combien OASIS-UROS est performant, des expériences ont été mises en place. En mesurant les vibrations d'une poutre en aluminium, les chercheurs ont pu comparer les mesures du nouveau système avec celles prises avec des systèmes commerciaux chers.

  1. Configuration : La poutre a été placée en toute sécurité sur une table stable. Des capteurs ont été fixés pour mesurer les vibrations.
  2. Test : Un marteau d'impact a été utilisé pour secouer la poutre, et OASIS-UROS ainsi qu’un système commercial ont enregistré les données en même temps.
  3. Évaluation : Les données enregistrées ont été analysées pour voir comment chaque système a capturé les vibrations.

Résultats de Performance

Après quelques tests, voici ce qui a été trouvé :

  • Précision : Bien qu'OASIS-UROS ait montré quelques différences, surtout à des fréquences plus élevées, il a capturé des données pertinentes. Dans les plages de basse fréquence, les résultats étaient même proches de ceux des systèmes commerciaux.

  • Fiabilité : Avec des résultats constants, OASIS-UROS s'est révélé être une option fiable pour quiconque a besoin de mesurer des vibrations.

Points Importants

  • Économique : OASIS-UROS propose une alternative économique sans trop sacrifier la précision.
  • Bien pour Apprendre : Étant open-source, il permet aux étudiants et chercheurs d’expérimenter et d'apprendre.
  • Polyvalent : Avec une configuration simple, c'est super pour diverses applications, que ce soit en classe ou sur le terrain.

Conclusion

OASIS-UROS change la donne sur la façon dont on collecte les données de vibration. Ça révolutionne le truc, rendant l'acquisition de données de haute qualité accessible à un plus large public. Avec son mélange d'abordabilité, de performance et de personnalisation, c'est un choix solide pour quiconque intéressé par la mesure des vibrations de manière efficace. Donc, si tu en as marre des coûts élevés et des systèmes rigides, OASIS-UROS est ton nouveau meilleur pote dans le monde des vibrations !

Source originale

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

Résumé: 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.

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

Dernière mise à jour: 2024-12-13 00:00:00

Langue: English

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

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

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

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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