Sensores de vibração LoRaWAN Wireless

Qual é o conceito de operações (CONOPS – Concept of Operations) do 8xx1N?

Os sensores de vibração da série 8xx1N integram alimentação, processamento de dados e de sinais e rádios de comunicação sem fio. O 8xx1N monitora a vibração em intervalos definidos conforme configurado pelo usuário.

Quando um intervalo começa:

• o 8xx1N liga
• monitora a vibração por um intervalo de tempo
• processa os dados da série temporal usando uma transformada rápida de Fourier (FFT – Fast Fourier Transform)
• e transmite dados resumidos do componente de frequência derivados da FFT. 

Esses dados de frequência podem ser usados por analistas e/ou algoritmos para identificar presença e tipos de falha da máquina.

O sensor permite um monitoramento consistente sem que seja necessário que analistas de vibração percorram rotas físicas dispendiosas em locais perigosos ou de difícil acesso. Com isso, possibilita reduzir períodos de inatividade não planejados de equipamentos que antes tinham um custo de monitoramento proibitivo.

O 8xx1N foi projetado para monitorar qual tipo de maquinário?

A série 8xx1N é ideal para equipamentos giratórios, inclusive bombas, motores, compressores, caixas de câmbio, rolamentos e vedações mecânicas. Os sensores monitoram a vibração em intervalos fixos selecionáveis pelo usuário e relatam dados de vibração por meio de uma conexão sem fio.

O 8xx1N não foi projetado para monitoramento sísmico ou de choque, no qual o evento de vibração a ser medido acontece em rajadas curtas ou em intervalos irregulares.

Como o 8xx1N é montado no equipamento que está sendo monitorado?

O 8xx1N exige uma conexão mecânica firme com o equipamento. A montagem preferencial se dá por meio de rebites metálicos, o que maximiza a transmissão da vibração. Montagens magnéticas e por meio de adesivos são opções secundárias quando um rebite não está disponível. Ao se optar por montagens adesivas, recomenda-se o uso de epóxi ou cianoacrilato.

O uso de espuma, fita ou outra montagem macia ou esponjosa não é recomendado, pois reduzirá drasticamente o desempenho do sensor.

Qual é o tamanho do sensor?

O sensor é um cilindro aproximado, medindo 8 cm de altura por 3,2 cm de diâmetro. A seção superior consiste em uma tampa de plástico removível que recobre os componentes eletrônicos e a bateria. A base é feita de aço inoxidável 316L em uma cabeça sextavada com 3,5 cm plano a plano.

Quantos sensores são necessários em uma peça de maquinário?

O número de pontos que requerem medição em um equipamento está sujeito a muitas considerações, inclusive o tipo de maquinário, os tipos de falhas que exigem detecção, redundância disponível e orçamento do operador do equipamento. Recomenda-se, pelo menos, uma medição de eixo único, orientada radialmente para o eixo de rotação.

Um sensor triaxial é mais vantajoso e pode ser usado para medir a vibração em vários eixos, inclusive nas direções axial e tangencial do equipamento. Para máquinas complexas e em frequências mais altas, um dispositivo triaxial é preferido porque as vibrações no equipamento são complexas e ocorrem em vários eixos.

Em aplicações nas quais um motor aciona outro equipamento (compressor, bomba, etc.), recomenda-se que um sensor individual seja usado para o motor e o acessório acionado. A maioria das aplicações terá um acoplamento de eixo entre os dois equipamentos, e os acoplamentos não transmitem bem vibrações.

Quais são as diferenças entre os produtos 89xxN e 85xxN?

O 89xxN foi projetado com comunicação LoRa para enviar os dados à rede. Ele pode ser configurado via LoRa, mas também Bluetooth Low Energy (BLE), usando o TE SensorConnect App encontrado na Google Play e na App Store da Apple.

O 85xxN foi projetado para transmitir dados somente via BLE. A configuração do dispositivo também pode ser realizada via BLE.

Qual a distância estimada de transmissão?

O 89x1N se comunica via LoRa, que pode transmitir dados na escala de quilômetros. O 85x1N se comunica via Bluetooth Low Energy (BLE) e pode transmitir dados na escala de metros (aproximadamente 10 a 100 m). O alcance exato da transmissão varia de acordo com a localização do sensor, a localização do receptor, as condições atmosféricas e o equipamento/construção interferente.

Com que frequência as medições são feitas? Com que frequência os dados são transmitidos?

Para o 8511N, 8531N e 8911N, as medições de vibração são feitas em intervalos regulares que variam de uma vez a cada um minuto a uma vez a cada 24 horas. Para o 8931N, as medições de vibração são feitas em intervalos regulares que variam de uma vez a cada 15 minutos a uma vez a cada 24 horas. Os dados são transmitidos logo depois de sua coleta e processamento.

O sensor pode ser usado em uma rede privada e pública LoRaWAN?

A série 89x1N foi projetada para funcionar com redes LoRaWAN públicas e privadas. As especificidades da conexão com essas redes exigem conhecimentos específicos de configuração de rede.

Como os dados são exibidos ou acessados? Existem ferramentas de visualização ou análise disponíveis?

Após a transmissão dos dados via conexão BLE ou LoRa, o modo como esses dados são salvos, aprimorados, analisados e visualizados é flexível. A TE oferece o TE SensorConnect App para a configuração dos sensores e visualização limitada de dados. Além disso, com a nossa documentação técnica, os usuários podem criar as próprias soluções de back-end para obter os dados dos sensores via LoRa ou BLE.

Quais protocolos são usados na comunicação sem fio?

Os sensores de vibração sem fio TE são oferecidos com dois protocolos diferentes de comunicação sem fio, LoRaWAN e Bluetooth Low Energy (BLE). LoRaWAN é a opção preferencial quando as distâncias de transmissão são longas, da ordem de quilômetros; o BLE é preferido quando as distâncias de transmissão são curtas, da ordem de metros. O BLE tem uma largura de banda de transferência de dados maior do que o LoRaWAN, o que significa que mais dados podem ser transferidos na mesma quantidade de tempo. Isso permite algumas diferenças na funcionalidade.

Os modelos 89x1N se comunicam por meio do protocolo LoRaWAN. O protocolo LoRaWAN determina uma frequência e um plano de canal específico da região e, portanto, a TE oferece duas opções LoRaWAN: uma opção de 915 MHz (US902-928) para os Estados Unidos e o Canadá, e uma opção de 868 MHz (EU862-870) para a maior parte da Europa. Os modelos 89x1N também incluem um link de comunicação Bluetooth. Contudo, nesses modelos o link Bluetooth é usado apenas para a configuração do sensor, e não para a transferência de dados do sensor.

Os modelos 85x1N se comunicam por meio do protocolo BLE. O protocolo BLE usa uma frequência de 2,4 GHz e é padronizado globalmente

Qual é a expectativa de vida útil típica da bateria?

Espera-se que a vida útil típica da bateria esteja entre quatro e dez anos, na maioria das condições. No entanto, as configurações definidas e fatores ambientais podem afetar a vida útil da bateria. Esses fatores são, embora não se limitem a:

• Intervalo de medição
• Níveis de potência da transmissão de rádio
• Temperaturas ambientais

Qualquer bateria que não seja a recomendada pela TE Connectivity pode ser usada?

É importante usar a bateria recomendada pela TE Connectivity em qualquer aplicação que exija equipamentos que devem ser certificados como intrinsecamente seguros. A bateria recomendada é certificada como intrinsecamente segura pelo fabricante da bateria. O uso de uma bateria de outra marca ou com um número de modelo diferente pode aumentar a chance de incêndio, explosão, ferimento ou morte.

O sensor requer calibração e manutenção periódicas?

O sensor é projetado usando componentes que garantem estabilidade a longo prazo e que o sensor permanecerá dentro das especificações por anos. Não é necessária calibração em campo. A única manutenção necessária é trocar a bateria quando necessário. Instruções específicas para a substituição da bateria são mostradas no manual de instalação.

Para o dispositivo de três eixos, como determinar a orientação de cada eixo?

Uma marcação em um plano da área sextavada próximo da parte inferior do sensor mostra como as direções sensíveis X, Y e Z são orientadas. A direção X é paralela à superfície de montagem e ao plano sextavado com a marcação. O eixo Y é perpendicular ao plano sextavado com a marcação. O eixo Z é perpendicular à superfície de montagem.