Desenvolvimento de um medidor de vibração IOT empregando um sensor piezoelétrico

Abstract

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um sistema de baixoInstituto Federal de Santa Catarina – Jaraguá do Sul - RAU Rua dos Imigrantes, 445 | Rau | Jaraguá do Sul /SC | CEP: 89254-430 Fone: (47) 3276-9600 | www.gw.ifsc.edu.br | CNPJ 11.402.887/0005-94 custo para medição de vibração em motores elétricos de indução, baseado em sensor piezoelétrico e microcontrolador ESP8266, integrado a uma arquitetura de Internet das Coisas (IoT) via protocolo MQTT. O sistema é composto por um circuito de condicionamento de sinais analógicos, responsável pela amplificação e adequação do sinal proveniente do sensor às características do conversor analógicodigital do microcontrolador. Os dados adquiridos são transmitidos sem fio ao servidor local, implementado em um Raspberry Pi, onde são processados por meio da Transformada Rápida de Fourier (FFT). Os espectros de frequência obtidos foram analisados e comparados com os resultados gerados pelo equipamento de referência WEG Scan, demonstrando correspondência entre as componentes espectrais identificadas e os fenômenos vibracionais esperados para o motor ensaiado. Os resultados evidenciam a viabilidade técnica da solução proposta como alternativa acessível às ferramentas comerciais de análise vibracional, com potencial de aplicação em ambientes acadêmicos e em pequenas indústrias.

This work presents the development of a low-cost vibration measurement system for induction electric motors, based on a piezoelectric sensor and an ESP8266 microcontroller, integrated into an Internet of Things (IoT) architecture using the MQTT protocol. The system comprises an analog signal conditioning circuit responsible for amplifying and adapting the sensor output to the microcontroller’s analog-to-digital converter input range. The collected data are wirelessly transmitted to a local server implemented on a Raspberry Pi, where they are processed through the Fast Fourier Transform (FFT). The resulting frequency spectra were analyzed and compared against measurements obtained with the WEG Scan reference instrument, demonstrating agreement between the identified spectral components and the vibrational phenomena expected for the tested motor. The results confirm the technical feasibility of the proposed solution as an accessible alternative to commercial vibration analysis tools, with potential application in academic environments and small industrial facilities.