Sistema De Medición De Vibraciones Ambientales En Mesa Vibradora Biaxial

Ambient Vibration Measurement System on a Biaxial Vibrating Table

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Resumo (es)

: Este trabajo presenta el desarrollo e implementación de un sistema de medición de vibraciones ambientales para mesa vibradora biaxial utilizando sensores inerciales de alta precisión. El sistema integra dos sensores MPU9250 conectados via I2C y un sensor LSM6DSOX incorporado en el microcontrolador Arduino Nano RP2040 Connect, operando con arquitectura dual-core para optimizar la adquisición y procesamiento de datos. La metodología implementa muestreo sincronizado a 200 Hz cumpliendo el criterio de Nyquist, con procesamiento mediante Transformada Rápida de Fourier (FFT) sobre ventanas de 2048 puntos para análisis espectral en tiempo real. El sistema calcula automáticamente las revoluciones por minuto (RPM) a partir de las componentes frecuenciales dominantes identificadas en el análisis FFT, eliminando la necesidad de sensores adicionales de velocidad angular. Una Raspberry Pi 4 funciona como unidad central de procesamiento, ejecutando algoritmos de análisis avanzado y una interfaz gráfica de usuario que visualiza simultáneamente las aceleraciones en tiempo real, espectros de frecuencia y parámetros rotacionales. La validación del sistema demostró una resolución frecuencial de 0.98 Hz y capacidad de caracterización dinámica precisa de la plataforma vibradora. Los resultados obtenidos confirman la efectividad del sistema propuesto para aplicaciones de monitoreo estructural y ensayos sísmicos experimentales, proporcionando una solución integral de bajo costo para medición de vibraciones con análisis espectral avanzado.

Resumo (en)

This work presents the development and implementation of an environmental vibration measurement system for biaxial shaking tables using high-precision inertial sensors. The system integrates two MPU9250 sensors connected via I2C and an LSM6DSOX sensor embedded in the Arduino Nano RP2040 Connect microcontroller, operating with dual-core architecture to optimize data acquisition and processing. The methodology implements synchronized sampling at 200 Hz complying with the Nyquist criterion, with processing through Fast Fourier Transform (FFT) over 2048-point windows for real-time spectral analysis. The system automatically calculates revolutions per minute (RPM) from dominant frequency components identified in FFT analysis, eliminating the need for additional angular velocity sensors. A Raspberry Pi 4 functions as the central processing unit, executing advanced analysis algorithms and a graphical user interface that simultaneously visualizes real-time accelerations, frequency spectra, and rotational parameters. System validation demonstrated a frequency resolution of 0.98 Hz and precise dynamic characterization capability of the vibrating platform. The obtained results confirm the effectiveness of the proposed system for structural monitoring applications and experimental seismic testing, providing a comprehensive low-cost solution for vibration measurement with advanced spectral analysis.