This project presents the implementation of a data acquisition system based on Internet of Things (IoT) technology and low-cost electronic microcontrollers for measuring structural strains. The system hardware was integrated using a quarter-bridge strain gauge, a strain measurement module, an Arduino Uno, and a Raspberry Pi, along with several software tools, including Cayenne, to enable IoT connectivity. The resulting system allows real-time acquisition, visualization, and storage of strain measurement data. The performance of the electronic system was validated by monitoring strains at two locations on a cantilever structural specimen subjected to stepwise load increments at its free end. Experimental results were compared with analytical values calculated using Euler-Bernoulli beam theory, yielding a maximum difference of 5% relative to theoretical predictions.
References
Angarita, W. (2019). Plataforma de captura, almacenamiento, procesamiento, y visualización de datos de una red acelerométrica orientada al monitoreo de salud estructural. Colombia: Universidad Cooperativa de Colombia. DOI: https://doi.org/10.24054/16927257.v34.n34.2019.72
Bisby, L. A. (2006) ISIS and SAMCO Educational Module 5: An Introduction to Structural Health Monitoring. Canadá: SAMCO.
Cajas, R. Campoverde, F. Tello, E. (2012). Diseño e implementación de una tarjeta de adquisición de datos de alta velocidad y su aplicación en el diseño de laboratorios académicos basados en software y hardware libre. España: Universidad Politécnica Salesiana Sede Cuenca.
Charry, O. (2015). Raspberry Pi. Revisión técnica: Guía de uso y programación. Colombia: Servicio Nacional de Aprendizaje. Centro Tecnológico del Mobiliario.
Correa, A. (2020). Desarrollo de un transductor de torque de bajo costo, utilizando galgas extensiométricas y protocolos de comunicación del internet de las cosas. Colombia: Universidad Eafit.
Fernández, I. (2015). Monitorización de la calidad del aire en tiempo real mediante el procesamiento de eventos complejos. España: Universidad de Cádiz.
Herrero, J. y Sánchez, J. (2015). Una mirada al mundo de arduino. España: Universidad Alfonso X el Sabio.
Idrovo, P. y Quintanilla, L. (2010). Aplicación de galgas extensiométricas en el laboratorio de mecánica de materiales de la Carrera de Ingeniería Mecánica para la obtención de deformaciones en elementos sometidos a cargas combinadas. España: Universidad Politécnica Salesiana Sede Cuenca.
Liu Kuan, Y.-C., Loh, C.-H., & Ni, Y.-Q. (2012). Stochastic subspace identification for output-only modal analysis: application to super high-rise tower under abnormal loading condition. Earthquake Engineering & Structural Dynamics, 42(4), 477-498. Obtenido de Wiley Online Library. DOI: https://doi.org/10.1002/eqe.2223
Mosquera, I. (2019). Monitorización de bajo coste para la evaluación del comportamiento dinámico de estructuras de ingeniería civil bajo condiciones de servicio. España: Universidad Politécnica de Madrid.
Oconitrillo, E. (2018). Uso de sensores ultrasónicos en la medición de desplazamiento lateral vehicular en diferentes secciones de la red vial nacional primaria de Costa Rica. Costa Rica: Universidad de Costa Rica.
Piñeres, G. y Mejia, A. (2013) Plataformas tecnológicas aplicadas al monitoreo climático. Colombia: Universidad de la Costa.
Quezada, A. Chango, P. Benavides, V. Ramírez, R. Enciso, L. (2017). Desarrollo de un sistema de monitoreo para estructuras de puentes. Ecuador: Universidad Técnica Particular de Loja.
Quiñones, M. González, V. Torres, R. Jumbo, M. (2017). Sistema de monitoreo de variables medioambientales usando una red de sensores inalámbricos y plataformas de internet de las cosas. Ecuador: Universidad Tecnológica Equinoccial.
Rodríguez, S. Gallardo, J. Arauz, O. (2017). Estudio del periodo de vibración de puentes de concreto en Panamá. Panamá: Universidad Tecnológica de Panamá.
Rose, K. Eldridge, S. Chapin, L. (2015). La internet de las cosas: Una breve reseña. Suiza: Internet Society.
Timoshenko, S. P. (1955). Strength of materials. Part I: Elementary theory and problems (3rd ed.). D. Van Nostrand Company.
Tobajas, A. (2016). Diseño e implementación de una estación meteorológica con raspberry pi. España: Universidad Abierta de Cataluña.
Vásquez González, S. S. (2020). Implementación de métodos de identificación de sistemas multivariables en el dominio del tiempo con base en vibraciones ambientales para edificaciones. Proyecto de graduación para obtener el grado de Licenciatura en Inegniería Civil, Univerisdad de Costa Rica, San José, Costa Rica.
