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Acquisizione di dati sulle vibrazioni a prezzi accessibili con OASIS-UROS

Scopri come OASIS-UROS offre soluzioni di misurazione delle vibrazioni a costi contenuti.

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

― 5 leggere min


Rivoluzione nella Rivoluzione nella Misurazione delle Vibrazioni conveniente. dati sulle vibrazioni in modo OASIS-UROS trasforma la raccolta dei
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Le Vibrazioni sono ovunque e possono dirci molto su come funzionano le cose, soprattutto in ingegneria. Per avere dati affidabili sulle vibrazioni, abbiamo bisogno di strumenti speciali chiamati sistemi di Acquisizione Dati. Pensali come dispositivi di ascolto high-tech per macchine e strutture. In passato, questi strumenti erano spesso molto costosi, ma ora c'è un'opzione più economica: OASIS-UROS.

Cos'è OASIS-UROS?

OASIS-UROS è un sistema open-source progettato per raccogliere dati da un certo tipo di sensori chiamati sensori IEPE. Questi sensori vengono spesso utilizzati in diversi settori come costruzioni e produzione per misurare le vibrazioni. La parte interessante? OASIS-UROS punta a fornire buone prestazioni senza svuotare il portafoglio.

Miglioramenti Rispetto alle Versioni Precedenti

OASIS-UROS è un passo avanti rispetto a una versione precedente chiamata OASIS, che era già uno strumento solido. Le nuove caratteristiche includono:

  • Migliore Memoria: Invece di usare un modo lento per salvare dati, OASIS-UROS può utilizzare schede SD. Questo rende il salvataggio dei dati più veloce e aiuta a usare meno memoria.

  • Misurazioni più Precise: Il nuovo modello utilizza un convertitore da analogico a digitale migliore. Questo significa che può catturare più dettagli dalle vibrazioni, rendendo i dati più accurati.

  • Più Canali: OASIS-UROS può gestire otto canali contemporaneamente. Questo significa che può ascoltare più sensori allo stesso tempo, catturando più informazioni.

Hardware e Software

Il Cervello del Sistema

Al centro di OASIS-UROS c'è un microcontrollore chiamato ESP32-S3. Pensalo come il cervello che elabora tutti i dati. Coordina il flusso delle informazioni dai sensori a dove vengono memorizzate e analizzate.

Gli Occhi e le Orecchie

Il sistema include anche un componente avanzato noto come convertitore da analogico a digitale (ADC). Questa è la parte che trasforma le vibrazioni in dati leggibili. Più è buono l'ADC, più chiara è l'immagine di ciò che sta accadendo nelle vibrazioni.

Alimentazione

OASIS-UROS può funzionare con un semplice alimentatore USB. Questo significa che può essere collegato ovunque per un uso facile. L'alimentatore è stato progettato per supportare direttamente i sensori IEPE, il che rende l'installazione più semplice.

Connessioni Pulite

Per semplificare le cose, OASIS-UROS utilizza connettori BNC standard. Questo significa che chiunque conosca i collegamenti dei sensori non avrà bisogno di adattatori complicati; è plug-and-play!

Come Usare OASIS-UROS

Usare OASIS-UROS è quasi una passeggiata. Ecco come iniziare:

  1. Accendilo: Collegalo a una fonte di alimentazione e il sistema si avvierà.
  2. Collega i Sensori: Usa i connettori BNC semplici per collegare i tuoi sensori IEPE.
  3. Imposta il Software: Dopo aver installato il software OASIS sul tuo computer, potrai comunicare con il sistema.
  4. Inizia a Misurare: Puoi avviare una sessione di raccolta dati direttamente dal software.

La Bellezza dell'Open Source

Una delle cose migliori di OASIS-UROS è che è open-source. Questo significa che chiunque può controllare come funziona, modificarlo per adattarlo alle proprie esigenze o persino inventare nuove funzionalità. Se sei esperto di tecnologia, puoi addentrarti nel codice e renderlo unico!

Confronto con Altri Strumenti

Se metti OASIS-UROS accanto a sistemi commerciali, alcune differenze saltano all'occhio:

  • Costo: OASIS-UROS è più accessibile, rendendolo più alla portata di studenti, ricercatori o piccole aziende.
  • Personalizzazione: A differenza dei sistemi commerciali che spesso sono bloccati, OASIS-UROS offre flessibilità. Gli utenti possono modificare pezzo per pezzo.
  • Strumento di Apprendimento: Per chi è in accademia, OASIS-UROS funge da strumento perfetto per imparare sull'acquisizione dati senza affondare nei costi.

Testare OASIS-UROS

Per vedere quanto bene funziona OASIS-UROS, sono stati impostati esperimenti. Misurando le vibrazioni di una trave di alluminio, i ricercatori hanno potuto confrontare le misurazioni del nuovo sistema con quelle ottenute da sistemi commerciali costosi.

  1. Impostazione: La trave è stata fissata su un tavolo stabile. I sensori sono stati attaccati per misurare le vibrazioni.
  2. Testing: Un martello d'impatto è stato usato per scuotere la trave, e sia OASIS-UROS che un sistema commerciale hanno registrato dati simultaneamente.
  3. Valutazione: I dati registrati sono stati analizzati per vedere quanto bene ciascun sistema ha catturato le vibrazioni.

Risultati delle Prestazioni

Dopo aver eseguito alcuni test, ecco cosa è stato trovato:

  • Precisione: Anche se OASIS-UROS ha mostrato alcune differenze, specialmente nelle frequenze più alte, ha catturato dati rilevanti. Nelle gamme di bassa frequenza, i risultati erano persino vicini a quelli dei sistemi commerciali.

  • Affidabilità: Con risultati costanti, OASIS-UROS si è dimostrato un'opzione affidabile per chiunque abbia bisogno di misurare le vibrazioni.

Punti Chiave

  • Conveniente: OASIS-UROS offre un'alternativa a basso costo senza sacrificare troppo in termini di precisione.
  • Ottimo per Imparare: Essendo open-source, consente a studenti e ricercatori di sperimentare e imparare.
  • Versatile: Con un'installazione semplice, è ottimo per vari usi, sia in aula che sul campo.

Conclusione

OASIS-UROS sta rivoluzionando il modo in cui raccogliamo dati sulle vibrazioni. Sta cambiando le cose, rendendo l'acquisizione di dati di alta qualità accessibile a un pubblico più ampio. Con la sua combinazione di convenienza, prestazioni e personalizzabilità, si distingue come una scelta solida per chiunque sia interessato a misurare le vibrazioni in modo efficiente. Quindi, se sei stanco di costi elevati e sistemi rigidi, OASIS-UROS è il tuo nuovo migliore amico nel mondo delle vibrazioni!

Fonte originale

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

Estratto: 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.

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

Ultimo aggiornamento: Dec 13, 2024

Lingua: English

URL di origine: https://arxiv.org/abs/2411.18566

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

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

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia arxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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