Implementação de protótipo de baixo custo baseado em Arduino para monitoramento de vibrações em estruturas

• Luis Wictor Costa Silva ^[1] ; Ítalo Araújo Chagas ^[1] ; Luiz Guilherme Chagas Priore ^[1] ; Maria Ariane da Silva Santos ^[1] ; Gustavo Gomes Duarte da Silva ^[1] ; Lara Victória da Conceição de Sousa ^[1] ; Jéssica Almeida dos Santos ^[1] ; João Miguel Santos Dias ^[1]
  1. [1] Universidade Estadual da Região Tocantina do Maranhão

     Universidade Estadual da Região Tocantina do Maranhão

     Brasil

     
• Localización: Cuadernos de Educación y Desarrollo, ISSN-e 1989-4155, Vol. 16, Nº. 4, 2024
• Idioma: portugués
• Títulos paralelos:
  • Implementación de prototipos de bajo costo basados en Arduino para el monitoreo de vibraciones en estructuras
  • Implementation of a low-cost prototype based on Arduino for monitoring vibrations in structures
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  • Texto completo
• Resumen
  • español

    Una de las principales fuentes de vibraciones en las zonas urbanas proviene del tráfico ferroviario y por carretera, que atraviesa regiones densamente pobladas. La exposición constante a estas vibraciones provoca la aparición de grietas y fisuras en los componentes estructurales de los edificios. Es de suma importancia monitorear, predecir e identificar estas vibraciones para prevenir daños y estimar la vida útil de las estructuras. Por tanto, el objetivo de esta investigación fue crear un dispositivo experimental para medir vibraciones. Para ello se utilizó la plataforma de prototipado Arduino y el sensor acelerómetro ADXL345, elegido por su bajo costo y alto rendimiento de procesamiento. Probamos el prototipo sobre pequeñas vigas ensambladas en laboratorio, sometidas a diferentes tipos de vibraciones generadas por un motor eléctrico y un martillo con punta amortiguada. El prototipo demostró ser eficaz en la medición de vibraciones, pudiendo registrar el movimiento de las vigas en tres direcciones longitudinales, cubriendo un rango de frecuencia efectiva que supera la frecuencia típica de los materiales utilizados en la construcción. En resumen, esta investigación logró con éxito sus objetivos al desarrollar un prototipo económico y de fácil montaje para medir vibraciones.

  • português

    Uma das principais fontes de vibrações nas áreas urbanas provém do tráfego ferroviário e rodoviário, que atravessa regiões densamente habitadas. A constante exposição a essas vibrações resulta no surgimento de rachaduras e fissuras nos componentesestruturais dos edifícios. É de suma importância monitorar, prever e identificar essas vibrações a fim de prevenir danos e estimar a vida útil das estruturas. Portanto, o objetivo desta pesquisa era criar um dispositivo experimental para medir as vibrações. Para isso, utilizamos a plataforma de prototipagem Arduino e o sensor acelerômetro ADXL345, escolhido devido ao seu baixo custo e alto desempenho de processamento. Testamos o protótipo em pequenas vigas montadas em laboratório, submetidas a diferentes tipos de vibração gerada por um motor elétrico e um martelo com ponta amortecida. O protótipo demonstrou ser eficaz na medição das vibrações, sendo capaz de registrar o movimento das vigas em três direções longitudinais, abrangendo uma faixa de frequência eficaz que supera a frequência típica dos materiais utilizados na construção. Em resumo, esta pesquisa alcançou com sucesso seus objetivos ao desenvolver um protótipo econômico e de fácil montagem para medir vibrações.

  • English

    One of the main sources of vibrations in urban areas comes from rail and road traffic, which crosses densely populated regions. Constant exposure to these vibrations results in the appearance of cracks and fissures in the structural components of buildings. It is extremely important to monitor, predict and identify these vibrations in order to prevent damage and estimate the useful life of structures. Therefore, the aim of this research was to create an experimental device to measure vibrations. For this, we used the Arduino prototyping platform and the ADXL345 accelerometer sensor, chosen due to its low cost and high processing performance. We tested the prototype on small beams assembled in the laboratory, subjected to different types of vibration generated by an electric motor and a hammer with a damped tip. The demonstrated prototype will be effective in measuring vibrations, being capable of recording the movement of the beams in three longitudinal directions, covering an effective frequency range that exceeds the typical frequency of the materials used in construction. In summary, this research achieved its objectives by developing an economical and easy-to-assemble prototype to measure vibrations.