Introdução

A análise de movimento ao longo do tempo, especialmente em sistemas com comportamento oscilatório, é de extrema importância para  áreas da engenharia e ciências exatas, por exemplo. De acordo com \citet{rao2008},  vibrações são movimentos que se repetem depois de um determinado tempo.  Um simples exemplo pode ser observado pela movimentação de cordas de instrumentos musicais, as quais quando movimentadas podem informar o comportamento mecânico do sistema. Da mesma forma que as notas emitidas por instrumentos possuem frequências sonoras específicas, as oscilações mecânicas de cada máquina também podem possuir frequência própria, chamada de frequência natural. Em um sistema mecânico, a informação da frequência do material é capaz de fornecer informações para verificação da "saúde" estrutural, visto que as frequências podem sofrer alterações como pequenas trincas, folgas, conexões, entre outros \citep*{junior2004}.
Trabalhadores estão diariamente expostos a diversos riscos, dentre eles riscos físicos que podem causar danos ao corpo humano.  Esses são aqueles ocasionados por agentes que modificam o ambiente de trabalho e causam agressões aos que estiverem presentes no mesmo local em questão. Dentre os riscos físicos, tem-se como exemplo, ruídos, iluminação, calor, vibração, radiação e pressões anormais   \citep*{aluzio2004}. Para diminuir os efeitos prejudiciais dessas atividades, a vibração mais especificadamente, os trabalhadores devem fazer o uso de Equipamentos de Proteção Individual (EPI), sendo um exemplo a luva anti-vibração e impacto que pode ajudar a mitigar as vibrações transmitidas dos equipamentos para as mãos e braços dos funcionários, resultando assim em um maior conforto e qualidade para a execução da tarefa. Outra medida preventiva que pode ser utilizada é o treinamento de trabalhadores para que possam verificar se uma máquina ou equipamento necessita de reparo.  Esse plano de ação pode necessitar de um pouco mais de tempo e investimento para ser concluído e aplicado, porém os resultados virão a longo prazo, trazendo os benefícios tanto para a saúde dos funcionários quanto para o processo produtivo da fábrica como um todo.  
Em uma indústria a manutenção de equipamentos e máquinas pode ser divida em três categorias: Corretiva, Preventiva e Preditiva ou por Condição. A tipo corretiva  é o tipo de intervenção que ocorre depois da parada forçada não programada da máquina , a qual pode ocorrer em pequenas indústrias que não possuem problema em parar sua produção, devido a uma peça quebrada por exemplo.  A preventiva ocorre onde máquinas importantes não são duplicadas, ou onde paradas inesperadas de produção podem resultar em grandes perdas, as operações de manutenção são freqüentemente realizadas em intervalos de tempo fixos. Já a Manutenção Preditiva ou Manutenção pela Condição, considera cada máquina individualmente, substituindo a manutenção em intervalos fixos pelo intervalo fixo de medições de parâmetros operacionais, especialmente a vibração. Isto porque a vibração mecânica é um bom indicador do estado de funcionamento da máquina, e esta é a razão pela qual a medição de vibração é o principal parâmetro utilizado neste tipo de manutenção.   As medições podem ser extrapoladas para predizer quando os níveis de vibração atingirão valores inaceitáveis e quando a máquina deve ser parada para manutenção.
Atualmente microcontroladores estão sendo utilizados para controlar diversos processos. Um microcontrolador é um sistema microprocessador encapsulado em um único chip, que possui memórias, porém mais limitados que um computador. A utilização desses recursos pode reduzir drasticamente o custo de automação de sistemas, além de propiciar mais flexibilidade. Dentre as plataformas que utilizam microcontroladores, tem-se o Arduino, o qual vem a cada dia mais ganhando destaque.  Arduino é uma plataforma de prototipagem aberta baseada em hardware e software flexíveis e de fácil utilização segundo  \citet*{shiloh2011} . O Arduino foi desenvolvido  para facilitar a criação de projetos para iniciantes que não possuem experiência com desenvolvimento de software ou eletrônica \citep*{margolis2011}.  Além disso, quando o controle de grandes equipamentos não é possível ser feito com pequenos controladores, esses ainda podem ser utilizados para testes em pequenas escalas laboratoriais para descrever o limite de vibração permitido. Assim, essa informação pode ser aplicada de forma análoga para os grandes equipamentos, evitando problemas no processo. Em meio a isso, este trabalho apresenta uma solução para monitorar vibrações de estruturas usando um protótipo de Arduino. O protótipo desenvolvido será responsável por acusar altas vibrações emitidas, podendo assim, determinar quando é necessário a manutenção preditiva em equipamentos industriais.

Materiais e Métodos

Os materiais utilizados no trabalho foram:
Para o desenvolvimento do dispositivo com sensor de vibração, primeiramente, utilizou-se a placa de Arduino Uno que possui duas formas de receber uma alimentação: por conexão USB ou por uma fonte de alimentação. No trabalho utilizou-se a conexão USB, onde no software Arduino 1.8.7  foi inserido todos os comandos para o funcionamento do dispositivo.
A MONTAGEM DO SISTEMA
    A Figura 1 representa o esquema geral utilizado no trabalho. O sistema é composto basicamente pela placa de Arduino, que recebe todos os comandos e as conexões dos acessórios adicionados, e o Protoboard onde são conectados todos os acessórios formando o circuito elétrico necessário para o funcionamento dos dispositivos. No esquema da Figura 1, no lado esquerdo temos o sensor de vibração conectado ao 5V, GND e ao pino 9 output. Ao lado temos o Buzzer que está conectado ao pino 13 e ao GND, e por fim, ao lado direto temos o LED que está conectado ao pino 12 e juntamente com o resistor de 220 ohms conectado ao GND. Para os experimentos realizados o sensor foi fixado a um liquidificador, o qual representava um reator ou máquina industrial. Ao ligar o liquidificador o sensor detectava a vibração.