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# Física # Instrumentação e Detectores

Aquisição de Dados de Vibração Acessível com OASIS-UROS

Descubra como a OASIS-UROS oferece soluções de medição de vibração que cabem no seu bolso.

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

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Revolução na Medição de Revolução na Medição de Vibrações dados de vibração de forma econômica. O OASIS-UROS transforma a coleta de
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Vibrações estão em todo lugar e podem nos dizer muito sobre como as coisas funcionam, especialmente na engenharia. Pra conseguir dados de vibração confiáveis, a gente precisa de ferramentas especiais conhecidas como sistemas de Aquisição de Dados. Pense nessas ferramentas como dispositivos de escuta de alta tecnologia para máquinas e estruturas. Antigamente, esses equipamentos eram bem caros, mas agora tem uma opção mais em conta: OASIS-UROS.

O que é OASIS-UROS?

OASIS-UROS é um sistema de código aberto projetado pra coletar dados de sensores específicos chamados sensores IEPE. Esses sensores são usados em várias áreas, como construção e fabricação, pra medir vibrações. O legal? O OASIS-UROS busca oferecer um bom desempenho sem fazer o bolso sangrar.

Melhorias em Relação às Versões Anteriores

OASIS-UROS é um upgrade de uma versão anterior chamada OASIS, que já era uma ferramenta boa. As novas funcionalidades incluem:

  • Armazenamento Melhor: Em vez de usar um jeito lento pra salvar os dados, o OASIS-UROS consegue usar cartões SD. Isso torna o armazenamento mais rápido e ajuda a usar menos memória.

  • Medições Mais Precisas: O novo modelo usa um conversor analógico-digital melhor. Isso significa que ele pode captar mais detalhes das vibrações, tornando os dados mais precisos.

  • Mais Canais: OASIS-UROS consegue lidar com oito canais ao mesmo tempo. Isso significa que ele pode escutar mais sensores ao mesmo tempo, pegando mais informações.

Análise do Hardware e Software

O Cérebro do Sistema

No coração do OASIS-UROS, tem um microcontrolador chamado ESP32-S3. Pense nele como o cérebro que processa todos os dados. Ele coordena como a informação flui dos sensores pra onde é armazenada e analisada.

Os Olhos e Ouvidos

O sistema também inclui um componente avançado conhecido como conversor analógico-digital (ADC). Essa parte transforma as vibrações em dados legíveis. Quanto melhor o ADC, mais claro fica o quadro do que tá rolando nas vibrações.

Ligando na Energia

OASIS-UROS pode funcionar com uma simples fonte de energia USB. Isso significa que pode ser plugado em qualquer lugar pra facilitar o uso. A fonte de energia foi projetada pra suportar diretamente os sensores IEPE, facilitando ainda mais a configuração.

Conexões Limpas

Pra deixar a vida mais fácil, o OASIS-UROS usa conectores BNC padrão. Isso significa que quem já conhece conectar sensores não vai precisar de adaptadores complicados; é só plugar e usar!

Como Usar OASIS-UROS

Usar OASIS-UROS é quase tão fácil quanto torta. Aqui tá como começar:

  1. Ligue: Conecte numa fonte de energia e o sistema vai ligar.
  2. Conecte os Sensores: Use os conectores BNC simples pra ligar seus sensores IEPE.
  3. Configure o Software: Depois de instalar o software OASIS no seu computador, você vai conseguir se comunicar com o sistema.
  4. Comece a Medir: Você pode iniciar uma sessão de coleta de dados diretamente pelo software.

A Beleza do Código Aberto

Uma das melhores coisas do OASIS-UROS é que ele é de código aberto. Isso significa que qualquer um pode conferir como ele funciona, ajustar pra suas necessidades, ou até criar novos recursos. Se você manja de tecnologia, pode mergulhar no código e deixar do seu jeito!

Comparação com Outras Ferramentas

Quando você coloca OASIS-UROS do lado de sistemas comerciais, algumas diferenças aparecem:

  • Custo: O OASIS-UROS é mais acessível, tornando mais fácil pra estudantes, pesquisadores ou empresas menores.
  • Personalização: Diferente dos sistemas comerciais que costumam ser fechados, o OASIS-UROS oferece flexibilidade. Usuários podem mudar parte por parte.
  • Ferramenta de Aprendizado: Pra quem tá na academia, OASIS-UROS é uma ferramenta perfeita pra estudantes aprenderem sobre aquisição de dados sem se afogar em contas.

Testando o OASIS-UROS

Pra ver como o OASIS-UROS se sai, alguns experimentos foram montados. Medindo as vibrações de uma viga de alumínio, os pesquisadores puderam comparar as medições do novo sistema com as feitas por sistemas comerciais caros.

  1. Configuração: A viga foi colocada com segurança em uma mesa estável. Sensores foram acoplados pra medir as vibrações.
  2. Teste: Um martelo de impacto foi usado pra sacudir a viga, e tanto o OASIS-UROS quanto um sistema comercial gravaram dados ao mesmo tempo.
  3. Avaliação: Os dados gravados foram analisados pra ver como cada sistema captou as vibrações.

Resultados de Performance

Depois de rodar alguns testes, aqui tá o que foi encontrado:

  • Precisão: Embora o OASIS-UROS tenha mostrado algumas diferenças, especialmente em frequências mais altas, ele conseguiu captar dados relevantes. Nas faixas de baixa frequência, os resultados chegaram até bem perto dos sistemas comerciais.

  • Confiabilidade: Com resultados consistentes, o OASIS-UROS se mostrou uma opção confiável pra quem precisa medir vibrações.

Principais Considerações

  • Custo-efetivo: O OASIS-UROS oferece uma alternativa em conta sem sacrificar muito na precisão.
  • Bom pra Aprender: Por ser de código aberto, permite que estudantes e pesquisadores experimentem e aprendam.
  • Versátil: Com uma configuração simples, é ótimo pra várias aplicações, seja na sala de aula ou no campo.

Conclusão

O OASIS-UROS tá mudando a forma como coletamos dados de vibração. Ele tá revolucionando, tornando a aquisição de dados de alta qualidade acessível a um público maior. Com sua combinação de preço acessível, desempenho e personalização, ele se destaca como uma escolha sólida pra quem tá a fim de medir vibrações de forma eficiente. Então, se você tá cansado de custos altos e sistemas rígidos, o OASIS-UROS é seu novo melhor amigo no mundo das vibrações!

Fonte original

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

Resumo: 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 atualização: Dec 13, 2024

Idioma: English

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

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

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

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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