Nodos de sensor de acelerómetro basados en UWB para aplicaciones de baja potencia en plataformas offshore
Autores: Losada, Markos; Olaizola, Aitor; Irizar, Andoni; Fernández, Iker; Carrasco, Adrián; Zanden, Joep Van der; Cortés, Ainhoa
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Nodos de sensor de acelerómetro basados en UWB para aplicaciones de baja potencia en plataformas offshore
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Energías renovables
Reducción de costos
Evaluación de salud estructural
Programación de mantenimiento
Optimización de la vida útil del equipo
Nodo de Sensor de Acelerómetro basado en Ultra Wideband (UWB)
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 38
Citaciones: Sin citaciones
Debido al crecimiento de las energías renovables, que requiere reducción de costos y eficiencia en términos de evaluación de la salud estructural, prevención de fallas, programación efectiva de mantenimiento y optimización de la vida útil del equipo, en este documento, proponemos un Nodo de Sensor de acelerómetro basado en Ultra Wideband (UWB) para aplicaciones de bajo consumo de energía en plataformas marinas. El Nodo de Sensor propuesto integra un acelerómetro de alta resolución junto con un transceptor de Ultra Wideband de Impulso de Radio (IR-UWB). Este enfoque permite el monitoreo remoto efectivo de vibraciones estructurales. Esto proporciona una solución inalámbrica fácil de instalar, escalable y flexible sin sacrificar la robustez y el bajo consumo de energía en entornos marinos. Además, debido a las diversas y altamente exigentes aplicaciones de los sistemas de monitoreo de condiciones, proponemos dos modos de operación para el Nodo de Sensor. Puede configurarse de forma remota para transmitir datos sin procesar para un análisis posterior o procesar datos en el borde. Se proporciona una descripción de hardware (HW) del Nodo de Sensor propuesto. Además, describimos las estrategias de gestión de energía implementadas en nuestro sistema a nivel de firmware (FW). Mostramos mediciones detalladas de consumo de energía, incluidos perfiles de energía y la autonomía alimentada por batería del Nodo de Sensor propuesto. Comparamos datos de un sistema de adquisición cableado y el Nodo de Sensor inalámbrico propuesto en un entorno de laboratorio. El sensor cableado integrado en este sistema de adquisición, completamente caracterizado y probado, es nuestra referencia dorada. Por lo tanto, validamos nuestra propuesta. Además, este trabajo de investigación está dentro del alcance del Proyecto SUREWAVE y se lleva a cabo en colaboración con el Instituto MARIN, donde se realizan pruebas en la cuenca de olas para evaluar el comportamiento de un sistema Fotovoltaico Flotante (FPV). Estas pruebas han brindado una valiosa oportunidad para evaluar la efectividad del Nodo de Sensor propuesto para plataformas marinas y comparar su rendimiento con un sistema cableado.
Descripción
Debido al crecimiento de las energías renovables, que requiere reducción de costos y eficiencia en términos de evaluación de la salud estructural, prevención de fallas, programación efectiva de mantenimiento y optimización de la vida útil del equipo, en este documento, proponemos un Nodo de Sensor de acelerómetro basado en Ultra Wideband (UWB) para aplicaciones de bajo consumo de energía en plataformas marinas. El Nodo de Sensor propuesto integra un acelerómetro de alta resolución junto con un transceptor de Ultra Wideband de Impulso de Radio (IR-UWB). Este enfoque permite el monitoreo remoto efectivo de vibraciones estructurales. Esto proporciona una solución inalámbrica fácil de instalar, escalable y flexible sin sacrificar la robustez y el bajo consumo de energía en entornos marinos. Además, debido a las diversas y altamente exigentes aplicaciones de los sistemas de monitoreo de condiciones, proponemos dos modos de operación para el Nodo de Sensor. Puede configurarse de forma remota para transmitir datos sin procesar para un análisis posterior o procesar datos en el borde. Se proporciona una descripción de hardware (HW) del Nodo de Sensor propuesto. Además, describimos las estrategias de gestión de energía implementadas en nuestro sistema a nivel de firmware (FW). Mostramos mediciones detalladas de consumo de energía, incluidos perfiles de energía y la autonomía alimentada por batería del Nodo de Sensor propuesto. Comparamos datos de un sistema de adquisición cableado y el Nodo de Sensor inalámbrico propuesto en un entorno de laboratorio. El sensor cableado integrado en este sistema de adquisición, completamente caracterizado y probado, es nuestra referencia dorada. Por lo tanto, validamos nuestra propuesta. Además, este trabajo de investigación está dentro del alcance del Proyecto SUREWAVE y se lleva a cabo en colaboración con el Instituto MARIN, donde se realizan pruebas en la cuenca de olas para evaluar el comportamiento de un sistema Fotovoltaico Flotante (FPV). Estas pruebas han brindado una valiosa oportunidad para evaluar la efectividad del Nodo de Sensor propuesto para plataformas marinas y comparar su rendimiento con un sistema cableado.