Useful Mobile Apps
         




Подключиться к YouTube?




youtu.be/gc12v6ZKu6Y





Подключиться к YouTube?




youtu.be/HBoOnJVQdtI





Подключиться к YouTube?




youtu.be/5jGubeNh1Io





Подключиться к YouTube?




youtu.be/3-2g8YHWW8Q





Подключиться к YouTube?




youtu.be/HlSLG57gGIM





Подключиться к YouTube?




youtu.be/ssCKAI_0RQ4





Подключиться к YouTube?




youtu.be/v659MrgMKGo

Анализ спектра вибрации

Если положить телефон на стол и включить приложение, постепенно появятся многочисленные пики который хаотически перемещаются с места на место. Дело в том, что даже без внешнего воздействия акселерометр колеблется (назовем это фоновым колебанием), но эти колебания очень слабые, и поэтому они на измерения более сильной вибрации почти не влияют.



Теперь прейдем к измерениям вибрации вентиляторов и двигателя. Начнем с самого простого случая. Измерим вибрацию вентилятора постоянного тока, размером 6х6 см, с подшипниками качения. Подав на вентилятор напряжение около 4В и положив на него iPhone, получаем единственный выраженный пик на частоте соответствующей 2103 об/мин.


Здесь все очевидно. Частота вибрации совпадает с частотой вращения вентилятора и можно сделать вывод что вентилятор вращается со скоростью 2103 об/мин. Обратите внимание что сила вибрации (0.006387 g) в 30 раз больше чем высота пиков на рисунках выше.

Теперь чуть-чуть увеличим напряжение. При этом увеличивается скорость вращения вентилятора, и следовательно увеличивается часта вибрации. На рисунках ниже показано как постепенно появляется второй пик (соответствующий новой скорости вращения - 2181 об/мин) и пропадает первый.




Продолжив постепенное увеличение напряжения, доводим пик до правой границы шкалы скорости вращения (частоты вибрации).


Теперь нужно познакомитmся с такими понятиями как "интервал дискретизации" ("частота дискретизации") и "ложные частоты". Интервал дискретизации - это время между измерениями сигнала.

У телефона iPhone 5S, для акселерометра удается получить интервал дискретизации около 0.0098 сек. Это частота дискретизации 102Hz (1/0.0098). С такой частотой дискретизации достоверно можно определить частоту до 51Hz (102/2; 51Hz соответствует 3060 об/мин). При частоте сигнала больше 51Hz будет вырисовываться сигнал с меньшей частотой (получится ложная частота).

Подробнее можно прочитать здесь.

Возвращаемся к эксперименту. Продолжим увеличение напряжения и скорости вращения вентилятора. При этом пик начнет перемещаться влево.




В результате получаются ложные частоты (обороты), но по ним можно делать выводы о истинных частотах, т.к. положение ложного пика зависит от истинной частоты. При дальнейшем увеличении скорости вращения вентилятора, пик дойдет до левой границы шкалы. Произойдет это при частоте колебаний около 102 Hz (6120 об/мин).

Переходим к следующему эксперименту. Исследуем вибрацию вентилятора постоянного тока с подшипниками скольжения. Подключаем к вентилятору 9В.



На рисунке видно два пика находящихся рядом. Судить о том, какой соответствует скорости вращения вентилятора рано. Теперь постепенно уменьшаем напряжение и скорость вращения вентилятора.



Левый пик перемещается влево, а правый вправо. Получается что скорости вращения вентилятора соответствует левый пик. Если бы скорость вращения была больше 3060 об/мин, то с уменьшением скорости вращения пик (ложный пик) соответствующий скорости вращения смещался бы вправо. Но для данного вентилятора заведомо известно, что скорость вращения должна быть меньше 3000 об/мин.

Продолжим постепенно уменьшать обороты вентилятора.






Пик соответствующий скорости вращения не только смещается влево, но и уменьшается, и на последних рисунках становится почти невиден на фоне фоновых колебаний акселерометра. А пик вибрации подшипника скольжения смещается слабо и остается существенно выше других пиков. Этот пик показывает ложную частоту, истинная частота скорее всего намного больше чем 50Hz, и даже 100Hz.

Следующий эксперимент будет ещё сложнее. Будем измерять вибрацию двигателя постоянного тока подключенного к автотрансформатору через выпрямитель. Вибрация от двигателя слишком большая, поэтому между iPhone и двигателем положим поролон.





На спектрограмме выделяется высокий пик соответствующий 126 об/мин. Теперь увеличим напряжение с 3.4В до 4В.

Теперь увеличим напряжение до 5В.

И до 6В.

Скорость двигателя явно увеличивается. Видно что самый высокий пик остается на частоте соответствующей 126 об/мин, поэтому этот пик не может соответствовать скорости вращения двигателя или другим вибрациям зависящим от скорости вращения. Причина этой вибрации в напряжении. После трансформатора переменное напряжение выпрямляется выпрямителем. Выглядит это так:

Получаются волны с частотой в два раза больше чем частота в сети. Если в сети частота 50Hz, то частота волн будет 100Hz. А на спектрограмме показана ложная частота. Она подтверждает, написанное выше, что при частоте колебаний около 102Hz ложный пик будет около 0Hz.

Подтвердить предположение о причине этой вибрации можно сгладив напряжение конденсатором. После подключения конденсатора высота пика уменьшается с 0.008879g до 0.002935g (в 3 раза).


Теперь стал хорошо виден второй пик соответствующий 1700 об/мин. Для проверки, соответствует ли он скорости вращения двигателя, на двигатель надеваем шкив, который создаст дисбаланс ротора.


В результате появился другой пик на частоте соответствующей 800 об/мин. Значит это и есть скорость вращения двигателя. Для дальнейшего анализа избавимся от вибрации вызванной напряжением. Для этого подключим двигатель к хорошему блоку питания, который дает ровное напряжение (вентиляторы в экспериментах выше тоже были подключены к хорошему блоку питания).


Вибрация от напряжения пропала, но остается второй высокий пик. Частота второго пика ровно в два раза больше частоты вращения двигателя. Увеличим напряжение с 6В до 7.5В.

Скорость вращения двигателя увеличилась до 1037 об/мин. Второй пик тоже переместился, и, как и прежде, имеет частоту ровно в два раза больше чем частота вращения двигателя. Причиной этой вибрации могут быть либо щетки ротора, либо изменение направления магнитного поля в роторе при его вращении. Если замедлить вращение двигателя нагрузкой, то при прежнем напряжении ток увеличится, что должно привести к увеличению электромагнитных сил и следовательно вызванной ими вибрации. Однако при замедлении вращения нагрузкой, размер второго пика наоборот уменьшается. Поэтому можно сделать вывод, что второй пик - это вибрация от узла щеток.

Ещё важно знать, что когда два источника вибрации совпадают по времяни, то есть, например, когда максимум волны вибрации от дисбаланса шкива точно совпадет по времени с максимумом волны вибрации от щеток ротора, то эти волны вибрации наложатся друг на друга и пика вибрации от дисбаланса шкива не будет, или он будет очень маленьким, а пик вибрации от щеток будет завышенным. Но если чуть повернуть шкив относительно вала двигателя, то волны вибрации сместятся и будет два пика.

Теперь снимем шкив, чтобы еще раз убедиться что пик на 1037 об/мин. относится к скорости вращения двигателя.

Пик стал намного меньше, значит предположение было правильным.

Следующий эксперимент проведем с вентилятором переменного тока.


Как и в эксперименте с двигателем подключенным к трансформатору через выпрямитель, самый высокий пик находится на частоте 2.1Hz (126/60) соответствующей 126 об/мин. Мы уже выяснили что это ложная частота, на самом деле пик имеет частоту 100Hz, что в два раза больше частоты сети. Механизм появления этой вибрации нужно искать в конструкции данного вентилятора. По номеру двигателя, узнаем в Интернете, что у данного вентилятора однофазный двигатель с расцепленными полюсами.

При изменении фазы напряжения, происходит изменение магнитного поля, что ведет к вибрации с частотой которая в два раза больше чем частота сети.

Мы рассмотрели далеко не все случаи, для получения более подробной информации про причины вибрации и анализ спектра вибрации, лучше прочитать специальные статьи на эту тему.


Подключение акселерометра к гнезду для наушников

• Диапазон измерения от 5 Hz до 21000 Hz.
• Шаг 1 Hz (0.2 Hz).

Модуль акселерометра ADXL335 с АНАЛОГОВЫМ (НЕ цифровым) выходом:






Модуль акселерометра MMA7361 с АНАЛОГОВЫМ (НЕ цифровым) выходом:




Если что-то непонятно, обязательно пишите на email.


Стробоскоп для внешнего акселерометра

(функцию предложил Todd French из Лос-Анджелеса, Калифорния)










Подключиться к YouTube?




youtu.be/3GKp3YltqAE





Подключиться к YouTube?




youtu.be/OHuUCS4fRYE

Подключенный фонарик может указывать положение (фазу) вращающейся детали, при котором на оси акселерометра (НАПРАВЛЕННОЙ ОТ ЦЕНТРА ВРАЩЕНИЯ) максимальное значение ускорения. Для использования этой функции важно учитывать следующие моменты:

• Вибрация от смещения центра тяжести вращающейся детали должна явно преобладать и должна быть видна четкая синусоида. Для этого может потребоваться использование пружин.







• Ускорение максимально в момент нулевой скорости и максимального смещения.

• Колебания системы не всегда совпадают с вращением детали, то есть смещение и вынуждающая сила могут не совпадать по фазе. Нужно обязательно сделать тесты с грузом при разных скоростях вращения.



Политика конфиденциальности

1. Для работы приложения необходим доступ к микрофону (подключение акселерометра к гнезду для наушников). Данные полученные через микрофон могут быть сохранены (и как то использоваться) только пользователем.

2. Изображения спектра и вибрационной волны могут быть сохранены в виде скриншота (скриншот экрана легким прикосновением). Для этого необходимо разрешение для сохранения изображений в "Photos". Приложение не имеет доступ к фото находящимися в "Photos".

3. Приложение НЕ собирает вообще ни каких данных, тем более конфиденциальных. Приложение не отправляет сообщения даже при крахе приложения. Поэтому если Вы не сообщите мне через email о частых сбоях приложения, я об этом не узнаю и баг не исправлю. Приложению может потребоваться подключение к Интернету только при совершении встроенной покупки, для разблокировки заблокированных функций.



Шоппинг



1:


AliExpress: "ADXL335"

ИЛИ


eBay: "ADXL335"

И (ЕСЛИ НУЖНО)


eBay: "2.54 mm 1x40 male angle connector"

2:


eBay: "beeswax pure"

3:


AliExpress: "jump wire female to female 20cm"

4:


AliExpress: "breadboard jumper wires 65 pcs"

5:


AliExpress: "battery box switch aa 2"

6:


eBay: "resistor 10K 1W"

ИЛИ


eBay: "resistor 1W kit"

ИЛИ


AliExpress: "trimmer potentiometer 10K 3296W"

7:


AliExpress: "breadboard 170"

8:


AliExpress: "wire 26 awg red black"

9:


AliExpress: "3.5mm jack 4 poles"

ИЛИ


eBay: "cable 3.5mm 4 pole male to male"

10:


eBay: "3.5mm jack socket"