Προγραμματισμός επιταχυνσιομέτρου βασισμένου στη πλατφόρμα Arduino για τον υπολογισμό των ιδιομορφικών χαρακτηριστικών απλών μεταλλικών φορέων

Θωμάς, Βασίλειος; Thomas, Vasileios

dc.contributor.author	Θωμάς, Βασίλειος	el
dc.contributor.author	Thomas, Vasileios	en
dc.date.accessioned	2019-12-03T11:14:36Z
dc.date.available	2019-12-03T11:14:36Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/49534
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.17232
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/gr/	*
dc.subject	Επιταχυνσιόμετρο	el
dc.subject	Προγραμματισμός	el
dc.subject	Παρακολούθηση	el
dc.subject	Μεταλλικοί φορείς	el
dc.subject	Ιδιομορφικά χαρακτηριστικά	el
dc.subject	Arduino	en
dc.subject	Monitoring	en
dc.subject	Modal analysis	en
dc.subject	Programming	en
dc.subject	Accelerometer	en
dc.title	Προγραμματισμός επιταχυνσιομέτρου βασισμένου στη πλατφόρμα Arduino για τον υπολογισμό των ιδιομορφικών χαρακτηριστικών απλών μεταλλικών φορέων	el
dc.title	Arduino platform based accelerometer programming for the calculation of the modal characteristics of simple metal structures	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Μεταλλικές κατασκευές	el
heal.classification	Παρακολούθηση κατασκευών	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2019-10-03
heal.abstract	Στα πλαίσια της παρακολούθησης κατασκευών με τη χρήση αισθητήρων έγινε μια προσπάθεια για την ανάπτυξη ενός ολοκληρωμένου συστήματος που θα καταγράφει και ταυτόχρονα θα επεξεργάζεται ταλαντώσεις που προκαλούνται από διάφορα αίτια. Από την χρονοϊστορία των αναπτυσσόμενων επιταχύνσεων των ταλαντώσεων αυτών μπορεί να υπολογιστεί η συχνότητα με την οποία εκτελούνται καθώς και ο συντελεστής με τον οποίο αποσβένονται. Τέτοιου είδους συστήματα υπάρχουν στην αγορά αλλά πολλές φορές η τιμή τους αποτρέπει την εφαρμογή τους. Για αυτόν το λόγο, αρχικός στόχος ήταν να παραμείνει χαμηλό το κόστος των εξαρτημάτων που θα αποτελούσαν το σύστημα αυτό. Επιλέχτηκε ένα επιταχυνσιόμετρο και δοκιμάστηκαν δύο μικροεπεξεργαστές, Arduino και Teensy, για την τροφοδοσία του αισθητήρα και την συλλογή των μετρήσεων. Για την επεξεργασία των δεδομένων γράφτηκε κώδικας σε γλώσσα προγραμματισμού Python και προέκυψαν τρεις εκδοχές του. Κατά τον προγραμματισμό λήφθηκαν υπόψη δύο παράμετροι, η αυτοματοποίηση της υπολογιστικής διαδικασίας και η ανάγκη για επίτευξη υψηλών συχνοτήτων καταγραφής των μετρήσεων. Σε πρώτη φάση το σύστημα ελέγχθηκε σε ένα μεταλλικό έλασμα που στηριζόταν ως πρόβολος. Δοκιμάστηκε η απόκριση του βασικού αλγορίθμου σε μια σειρά διαφορετικών δυσκαμψιών και τα αποτελέσματα συγκρίθηκαν με τα αντίστοιχα θεωρητικά. Ακολούθησαν δοκιμές σε ένα ρεαλιστικότερο μοντέλο. Σε μια μονοπροέχουσα δοκό συγκρίθηκαν οι τιμές που εξάγονται από τις τρείς εκδοχές του κώδικα και προέκυψε η ιδανικότερη λύση. Τέλος, αξιολογήθηκε η ικανότητα του αλγορίθμου να εντοπίζει πιθανές βλάβες. Προκαλώντας αλλαγές στη συνθήκη στήριξης της δοκού και έχοντας εντοπίσει τις αλλαγές αυτές πειραματικά, έγινε μια σειρά από επιπλέον καταγραφές. Συμπερασματικά, παρά το χαμηλό κόστος του αισθητήρα και των μικροεπεξεργαστών, οι συχνότητες ταλάντωσης εντοπίστηκαν με αρκετή ακρίβεια και οι τιμές των συντελεστών απόσβεσης είχαν μικρή απόκλιση μεταξύ τους. Σε ότι αφορά όμως την ανίχνευση βλαβών τα αποτελέσματα δεν ήταν ικανοποιητικά καθώς δεν φάνηκε να επηρεάζονται οι καταγραφές από τις επιβαλλόμενες αλλαγές.	el
heal.abstract	For sure in structural health monitoring through sensors, an attempt was made to develop an integrated system that can record and simultaneously process vibrations caused by various sources. The frequencies as well as the damping rate of these vibrations can be calculated from the time history of the observed accelerations. Such systems exist in the market but often their price prevents them from being implemented. For this reason, the original aim was to keep the cost of the components of this system low. An accelerometer was selected and two microprocessors, Arduino and Teensy, were tested to power the sensor and collect the measurements. The data was processed via software implemented in the Python programming language and three versions emerged. Two parameters were taken into account in the software development, the automation of the computational process and the need to achieve high sampling frequencies. Initially the system was tested on a metal plate mounted as a cantilever. The response of the basic algorithm to a series of different stiffnesses was tested and the results were compared with the corresponding theories. Tests on a more realistic model followed. In a one-way beam the values extracted from the three versions of the code were compared and the most ideal solution was found. Finally, the ability of the algorithm to detect possible failures was evaluated. Causing changes to the beam support condition and having identified these changes experimentally, a number of additional recordings were made. In conclusion, despite the low cost of the sensor and microprocessors, the vibration frequencies were accurately detected while the damping rate estimates came with slightly higher errors. However, in the fault detection tests the results were not satisfactory as the recordings did not appear to be affected by the changes made.	en
heal.advisorName	Βαμβάτσικος, Δημήτριος
heal.committeeMemberName	Βάγιας, Ιωάννης
heal.committeeMemberName	Θανόπουλος, Παύλος
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών. Τομέας Δομοστατικής. Εργαστήριο Μεταλλικών Κατασκευών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	68 σ.
heal.fullTextAvailability	false