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Diseño de una Red de Sensores Inalámbrica y Energéticamente Autónoma para el Monitoreo de Condiciones de Componentes del Accionamiento de Tranvías

Autores: Wolf, Maik; Hund, Silvio; Rudolph, Mathias; Kanoun, Olfa

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2018

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Acceso abierto

Artículo científico
2018

Diseño de una Red de Sensores Inalámbrica y Energéticamente Autónoma para el Monitoreo de Condiciones de Componentes del Accionamiento de Tranvías


Categoría

Procesos industriales

Subcategoría

Diseño de procesos industriales

Palabras clave

Monitoreo de condiciones
Red de sensores
Tren de potencia del tranvía
Recolector de vibraciones
Autosuficiente en energía
Investigación experimental

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 16

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Aunque el monitoreo de condiciones es muy importante para un funcionamiento fiable de los componentes del tren motriz del tranvía, los sistemas de sensores convencionales con cable no logran encontrar una amplia aceptación debido a los costos de instalación y seguridad. Para abordar esos problemas, proponemos un novedoso sistema de monitoreo de condiciones basado en una red de sensores inalámbrica y autosuficiente en energía, donde los nodos de sensores individuales obtienen energía de las vibraciones que ocurren mientras el tranvía está en movimiento. Primero, realizamos una investigación experimental para identificar las condiciones límite más importantes para el diseño del sistema. En segundo lugar, diseñamos nodos de sensores individuales utilizando parámetros derivados de la investigación anterior. Finalmente, la red de sensores fue desplegada y probada en las cajas de engranajes del tranvía. Los datos de medición obtenidos se registraron a una tasa de muestreo suficiente de 4.56 kHz y se transfirieron con éxito desde la caja de engranajes del tranvía a la estación base de la red dentro de un radio de 10 m dentro del tranvía a pesar de factores como reflexiones, desvanecimiento y compatibilidad electromagnética. Un recolector de vibraciones piezoeléctrico es la fuente de alimentación para los nodos de sensores y entrega hasta 21.22 mW para el rango de frecuencia de vibración relevante entre 10 Hz y 30 Hz, lo que permite el despliegue de nodos de sensores autónomos.

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