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Análise e implementação de sistema de comunicação e parametrização de luminárias inteligentes para iluminação pública
(2021) Dapper, Amerson André; Baratieri, Cássio Luciano
O crescimento das pesquisas sobre energias utilizadas de maneira inteligente tem propiciado diversas ações e aplicações práticas. Uma destas formas tem como objetivo parametrizar um sistema público de iluminação. Neste modo de análise, o trabalho propõe o desenvolvimento de um sistema de luminárias inteligentes com a finalidade de instalação em ambientes públicos, bem como sua comunicação e acionamento automáticos, trazendo segurança e comodidade. Sintetizando, destacou-se a evolução da iluminação em termos de instalação, utilização e performance de LED (Light Emitting Diode), integrando sistemas e soluções. Para esta finalidade, revisões de literatura tornam-se fundamentais para avanço de novas ferramentas, como uma fonte de corrente ajustável, direcionada especialmente ao nível de luminância desejada em determinado local, assim como sua comunicação, fácil e remota, trazendo conforto e agilidade ao usuário. Respeitando as normas vigentes brasileiras, bem como suas instituições técnicas, estipulou-se um produto eletrônico variável, buscando atender um mercado consumidor exigente e com muito acesso à informação. Projetado e simulado nos softwares PSIM, MATLAB e Autodesk EAGLE e implementado em bancada, aplicou-se um sistema de controle em malha aberta para um conversor Buck, com possibilidade de aplicação em malha fechada, a partir de um controlador proporcional-integral (PI). Em vista dos resultados, constata-se que o controle da corrente de saída torna-se viável, satisfazendo aplicação prática e futuro equipamento comercial.
Análise e implementação de um conversor Boost Bridgeless PFC
(2019) Hinkel Júnior, Afonso Carlos; Stankiewicz, Adilson Luís; Baratieri, Cássio Luciano
O presente trabalho tem como objetivo analisar e projetar um conversor Boost Bridgeless PFC. Nesse sentido, inicialmente expõem-se conceitos importantes para o entendimento do trabalho, tais como fator de potência, distorções harmônicas e formas de se realizar a correção do fator de potência. Além disso, aborda-se o conversor Boost convencional e o conversor Boost Bridgeless, exaltando-se suas principais características. A fim de cumprir com os objetivos específicos do trabalho, a metodologia empregada analisa os modos de operação do conversor Boost Bridgeless e propõe seu funcionamento no Modo de Condução Contínua (MCC). Sendo assim, inicia-se o projeto do circuito de potência e controle, os quais são simulados a partir dos softwares PSIM e Matlab. Após isso, parte-se para a implementação prática do protótipo por intermédio da fabricação das Placas de Circuito Impresso (PCIs) dos circuitos de potência, controle e retificação. Os resultados de simulação satisfazem as metas propostas, realizando de forma adequada a correção de fator de potência, obtendo-se o valor de 0,998 para FP e 5,14% para Total Harmonic Distortion (THD). A implementação prática foi iniciada, obtendo-se resultados parciais.
Automação de aviário baseado em internet das coisas
(2021) Assunção, Anderson Parisotto; Baratieri, Cássio Luciano
O presente trabalho aborda o desenvolvimento de um sistema automatizado para um aviário, com o intuito de controlar a temperatura e umidade, vinculando a coleta de dados para armazenar em nuvem. Inicialmente o referencial teórico buscou compreender o ambiente de trabalho, visando ter o conforto térmico das aves, para isso, foi possível analisar a mudanças de temperatura e umidade conforme a idade do animal, desta forma é possível evitar o estresse térmico da ave. Para o desenvolvimento do trabalho, foi considerado a utilização do sensor DHT22, para a leitura da temperatura e umidade, juntamente com o microcontrolador ESP32. A utilização do Software AutoCad, se deu necessário para executar o desenvolvimento da planta baixa, juntamente com a interface do quadro de comando, esse último, também foi proposto em desenho 3D, na plataforma Tinkercad. Os testes em bancada demonstraram resultados atendendo as especificações propostas. Com os testes finalizados, foi possível realizar a placa de circuito impresso, já neste modo o sistema pode contar com a conexão com a Internet, juntamente com a criação de um banco de dados na plataforma MySQL. Na sequência, o rumo da proposta se deu na criação de um Website para mostrar as informações coletadas. Feito isso, foi possível realizar a montagem da estrutura física do aviário, juntamente com o quadro de comando. Desse modo, o protótipo apresentou uma dinâmica diferente em relação a criação do frango, pois, foi possível confirmar toda a pesquisa realizada, onde foi notado que o frango estando em seu conforto térmico, por consequência irá produzir mais. Também importante ressaltar que a automação diminui os trabalhos nos aviários, aonde o mesmo é bem exigente e requer grandes cuidados.
Automação de plataforma de colhedora de grãos
(2021) Marmentini, Julciano; Baratieri, Cássio Luciano
Este trabalho apresenta o estudo e desenvolvimento de um sistema eletrônico embarcado que possibilita o auto nivelamento da plataforma de uma colhedora de grãos. O embasamento e contextualização foi feito a partir da revisão bibliográfica referente à história das colhedoras de grãos e seus princípios de funcionamento, sobre o sistema de nivelamento da plataforma e também sobre os sistemas embarcados. Além disso, a elaboração do trabalho contou com visita técnica a uma oficina e revenda de máquinas agrícolas, que contribuiu para a identificação do modelo da colhedora e da plataforma a ser implementada. O projeto possui como objetivo desenvolver um sistema eletrônico embarcado para o auto nivelamento da plataforma de uma colhedora, gerando maior eficiência na colheita e precisão na operação da máquina agrícola. Ademais, foram desenvolvidos testes para validar a funcionalidade do sistema. Para tanto, realizou-se a simulação computacional do sistema proposto, utilizando os programas PIC C Compiler CCS e SimulIDE; foram executados os testes parciais em bancada; e, a realização da validação do sistema eletrônico embarcado através do desenvolvimento de um protótipo. Além disso, realizou-se levantamento dos custos da placa eletrônica e uma estimativa de gastos para instalação do sistema em uma colhedora de grãos. Por fim, constatou-se que o sistema desenvolvido apresentou resultados que condizem com o projeto e, desta forma, propiciam a implementação em uma colhedora de grãos.
Automação e controle de silo aplicando internet das coisas
(2022) Leyser, Diego; Baratieri, Cássio Luciano
Este trabalho apresenta o desenvolvimento e aplicação de um sistema de automação e controle de silos aplicando o conceito Internet das Coisas e indústria 4.0. O projeto proposto dispõe a solucionar problemas com o armazenamento de ração em silos de uma indústria, que apresenta automação ineficaz. A elaboração deste trabalho se originou com o estudo do problema real no armazenamento de ração, e, a partir dos problemas levantados in-loco, iniciou-se uma análise e pesquisa das soluções tecnicamente viáveis para o desenvolvimento e aplicação de automação eficiente, visando a melhoria de desempenho operacional desta indústria. Deste modo, foram coletadas medidas do silo real para especificação das características técnicas, e, por conseguinte, para a montagem de um protótipo de escala reduzida para realização de testes e validação da interface que será desenvolvida, logo também, determinadas as variáveis a serem manipuladas para este projeto. Ademais, foram definidos os sensores e atuadores que serão utilizados para testes com o protótipo e os que poderão ser aplicados in-loco, sendo, inclusive, estabelecida a plataforma para desenvolvimento dos códigos com interface com o sistema embarcado, sendo promovida uma integração com a fabricação de uma placa de circuito impresso, com interface gráfica via Wi-Fi em aplicativo de celular e Web desenvolvidos para esta aplicação, para visualização e tomada de decisões das leituras dos sensores em tempo real transmitidas pelo microcontrolador, sendo testado e validado no protótipo. Para aplicação deste trabalho foram orçados os materiais necessários para realização do teste no protótipo e para futura aplicação in-loco. Por fim, diante do desenvolvimento deste projeto, demonstram-se satisfátórios os resultados obtidos, alcançado o êxito no monitoramento de variáveis de temperatura, umidade, gás e distância, através dos sensores instalados no protótipo, com sistema embarcado soldado em placa de circuito impresso, com comunicação via Wi-Fi e visualização em tempo real das leituras dos sensores no aplicativo de celular e Web.
Automação residencial no contexto da internet das coisas
(2022) Ferrari, Victor Felipe; Baratieri, Cássio Luciano
A automação residencial está cada vez mais presente na sociedade, proporcionando possibilidades ao desenvolvimento de novas tecnologias, produtos e aplicações. Levando isso em consideração, este trabalho apresenta o estudo e desenvolvimento de um projeto de automação residencial no contexto da Internet das Coisas. O projeto visa o controle e monitoramento de luminárias de uma residência, bem como a análise dos níveis de gases do ambiente por meio de aplicativo desenvolvido para celular. O sistema conta com um microcontrolador ESP32 como componente principal do sistema, tendo a comunicação com o aplicativo utilizando a rede interna da residência, por intermédio do Wi-Fi. A lógica da programação do dispositivo foi desenvolvida em linguagem de programação C. Por fim, são apresentados os resultados de simulações e de testes em bancada experimental que validam os procedimentos metodológicos e proporcionam a base tecnológica ao seguimento do trabalho. Além disso, através desta proposta é possível fazer o controle e monitoramento de ambientes de forma remota sem a necessidade de se deslocar até o interruptor, bem como verificar os níveis de gás do ambiente, aumentando o conforto e a segurança dos usuários.
Avaliação comparativa de acionamentos de motores de indução trifásicos com foco na eficiência energética
(2020) Santin, Mateus; Baratieri, Cássio Luciano
O presente trabalho trata do desenvolvimento de uma metodologia para análise comparativa da eficiência energética dos sistemas empregados no acionamento de Motores de Indução Trifásicos (MIT), abrangendo suas principais características de funcionamento e aplicabilidades, juntamente com suas vantagens e desvantagens. Uma revisão de literatura foi conduzida para permitir uma análise qualitativa de eficiência energética destas chaves de partidas. Concomitante a esta análise qualitativa, desenvolveu-se uma metodologia comparativa que tem por objetivo a validação em simulação computacional e, em bancada experimental de testes, com o propósito de avaliar de forma quantitativa a eficiência energética dos sistemas de acionamentos aplicados a motores. Esta comparação de eficiência quantitativa desenvolve-se comparando a potência ativa da chave de partida direta com a potência ativa das demais chaves de acionamento implementadas, durante o período de transitório do acionamento do motor. Esta metodologia comparativa é uma ferramenta muito importante para avaliação e validação do estudo. Paralelamente a metodologia comparativa de eficiências das chaves de partidas, foi elaborada uma análise financeira para elucidar o investimento necessário e payback para estipular tempo de retorno em caso de substituição da tecnologia aplicada ao acionamento. Por fim, os resultados indicam a melhor eficiência energética apresentada pelo inversor de frequência em detrimento as demais chaves de partida, dentro do cenário utilizado pela metodologia comparativa. O inversor é mais eficiente pois pode operar com rampas de aceleração controláveis, que interferem diretamente no desempenho e na eficácia de todo o sistema de acionamento de um motor de indução trifásico. Já as demais chaves de partidas são menos eficientes devido ao perfil da carga acoplada ao eixo (carga constante), onde ao acionar uma carga com este perfil e com valor próximo ao nominal, torna menos eficiente ou até mesmo impraticável a implementação.
Controle aplicado a um sistema de aquecimento solar de água
(2020) Pinto, Gabriel Fabiani; Baratieri, Cássio Luciano
O avanço das pesquisas sobre o aproveitamento da energia solar tem possibilitado uma série de aplicações práticas. Uma dessas formas tem como objetivo o aquecimento de água com uso da radiação solar. Nessa perspectiva, o trabalho em questão visa o desenvolvimento de um sistema de controle para aquecimento de água. Tal sistema conta com o uso de energia solar associado a um sistema resistivo auxiliar. Esse desenvolvimento promove, além de economia de energia se comparado a sistemas apenas resistivo, vantagens ambientais por fazer o uso de uma fonte de energia limpa, renovável e abundante. Nesse contexto, avaliou-se o emprego de dois sistemas de controle, o On-Off e o proporcional integral (PI) para o gerenciamento da resistência auxiliar. Em relação ao aquecimento solar, foi empregado uma placa de tubo evacuado atuando em um modo de circulação por termossifão. O fluido aquecido pela radiação solar é armazenado em um boiler, aonde se encontra a resistência auxiliar que funciona de modo a aumentar a capacidade dinâmica do aquecedor. Uma vez definido o sistema térmico, obteve-se o modelo dinâmico a parâmetros concentrados a partir das equações do comportamento físico. O sistema de controle em malha fechada foi projetado e simulado através do MATLAB, PSIM e Proteus. Os resultados de simulação e implementação indicam que os sistemas de controle com a resistência são eficientes em termos da rastreabilidade da referência, satisfazendo a demanda por aquecimento, além de minimizarem o tempo necessário para que alcance à temperatura desejada. Dessa forma o sistema é capaz de manter o fluido na temperatura de setpoint mesmo com baixos índices de radiação solar sobre o coletor.
Controle digital de posição com redução de ordem da planta aplicado a uma cúpula de observatório astronômico
(2019) Bampi, Suélen; Baratieri, Cássio Luciano
Este trabalho propõe a aplicação de um método de controle digital de posição em um Motor de Corrente Contínua de Ímãs Permanentes com escovas (MCCIP), aplicado a uma cúpula de observatório astronômico, utilizando controlador clássico de tempo discreto. Uma revisão de literatura sobre servomecanismos, desde os seus componentes básicos até o sistema de controle é apresentada, visando contextualizar o tema proposto. Em seguida são descritos os procedimentos metodológicos que incluem a modelagem matemática do MCCIP, processo de redução de ordem do sistema, projeto de controle para este sistema e acionamento elétrico do motor. O controlador foi projetado por meio do método de sintonização por Lugar Geométrico das Raízes (LGR), utilizando como ferramenta de projeto o sisotool do software MATLAB®. A validação do modelo matemático e a simulação computacional do controlador foi realizada no software PSIM®. Enquanto que o acionamento preliminar do MCCIP, foi efetuado no software PROTEUS®. Por fim, são apresentados os valores paramétricos obtidos em ensaios, os resultados de simulação das malhas de controle para rastreabilidade de posição e o comportamento do controlador no protótipo desenvolvido. Como resultado final, o controlador se mostrou adequadamente projetado, mesmo com o atuador apresentando problemas de limitação mínima no esforço do controlador devido à queda de tensão nas escovas.
Desenvolvimento de um conversor Flyback aplicado a eletrodomésticos
(2021) Zin, Vitor Willian Racoski; Baratieri, Cássio Luciano
O presente trabalho abordou o desenvolvimento de uma fonte chaveada CC-CC Flyback aplicada a um protótipo de cafeteira integrada a conceitos de IOT, por meio do qual se expuseram aspectos a respeito da definição de fontes chaveadas, topologias clássicas e suas equações, filtros de entrada e proteções da mesma, bem como seu subsequente projeto teórico e prático. Para contextualizar esses conceitos, é realizada uma revisão bibliográfica, determinando parâmetros de projeto do equipamento levando em conta seus pontos críticos. A fonte foi projetada em três etapas, as quais consistem em desenvolvimento do cálculo inicial para a topologia escolhida, seguinte da validação computacional do sistema por meio do software PSIM. Por fim, é realizada a implementação física real do projeto, complementada pela comparação entre os valores projetados e os obtidos em bancada, evidenciando uma boa convergência do projeto em relação aos objetivos iniciais.
Desenvolvimento de um sistema de controle de tração para veículo elétrico four-wheel
(2019) Schultz, Martin Daniel; Baratieri, Cássio Luciano
Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um sistema de controle de tração para veículos elétricos four-wheel utilizando motores BLDC. Para contextualizar o tema, uma revisão de literatura foi realizada, visando encontrar possíveis soluções existentes para o problema proposto. Inicialmente, as modelagens matemáticas do motor e da geometria da direção foram determinadas para permitir o projeto do sistema de controle da velocidade do motor. Em seguida, ensaios experimentais foram conduzidos em laboratório, de modo a determinar os parâmetros do motor Brushless DC, utilizado no protótipo. A plataforma experimental foi projetada e implementada, a fim de que a proposta seja aplicada em ambiente prático. Para a validação do modelo matemático foi utilizado o software PSIM®, enquanto que o projeto do controlador foi conduzido no software MATLAB®. De modo geral, os resultados de simulação validam a modelagem matemática do sistema proposto e demonstram o adequado rastreamento de velocidade em malha fechada. Além disso, os resultados experimentais evidenciaram a adequada rastreabilidade de velocidade, da coordenação dos sistemas de controle e a possibilidade de integração do sistema projetado em um protótipo real, validando os procedimentos metodológicos.
Dispositivo de supervisão alimentar para animais domésticos
(2021) Jacobovski, Evandro Luiz; Baratieri, Cássio Luciano
Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um protótipo de produto com automação pet para alimentação de animais domésticos. O protótipo tem como objetivo automatizar o processo de alimentação de animais domésticos, de forma autônoma e/ou remota, assim como o monitoramento e registro das variáveis atribuídas ao sistema. Para tanto, considerou-se uma forma prática, rápida e segura para o tutor ter este controle. O projeto de automação tem o Single Board Computer Raspberry Pi 2 como principal dispositivo, um System-on-Chip utilizando RaspberryOS. A programação da lógica da automação está na linguagem Python e SQL. As variáveis de operação são controladas e monitoradas via interface gráfica web. A programação da lógica da interface gráfica está na linguagem PHP, HTML e SQL. Foi idealizado um protótipo em 3D, considerando a necessidade de alimento e água. Por fim foram apresentados os resultados das simulações em ambiente computacional e dos testes realizados em bancada experimental. Através deste protótipo é possível, determinar a quantidade de refeições, agendar horários para refeição, determinar a quantidade de ração a ser liberada, sendo consideradas variáveis como os tipos de rações, e suas dimensões. Foram feito teste de acertividade comprovando a eficácia do produto, demonstrando que o alimentador possibilita o manejo meticuloso da alimentação.
Estudo de um sistema de processamento de energia baseado em conversores estáticos CC/CC
(2019) Kistemacher, Ricardo André; Baratieri, Cássio Luciano; Stankiewicz, Adilson Luís
Este trabalho apresenta o projeto de um sistema de processamento de energia aplicado a um processo ininterrupto de energia. O sistema é constituído por dois conversores atuando de forma independente. O primeiro, sendo composto por um conversor CC-CC Buck, que processa a energia de entrada do sistema. Osegundo é composto por um conversor Buck-Boost bidirecional, responsável pela transferência e continuidade da energia, proporcionando a bidirecionalidade entre o barramento CC e os bancos de baterias. Para contextualizar a proposta, foi realizada uma revisão bibliográfica de sistemas com funcionamento similar, buscando conhecimentos nos processos de conversão de energia. Na metodologia, projetou-se um conversor CC-CC Buck, sendo avaliadas as suas formas de ondas, equacionamentos e o projeto dos elementos magnéticos. Além disso, projetou-se um conversor Buck-Boost bidirecional com os mesmos critérios estabelecidos anteriormente. Ademais, foi realizada a proposta de um arranjo para a proteção de entrada, protegendo de sobrecargas e curto circuito, bem como a análise de viabilidade econômica. As validações dos projetos foram conduzidas no software PSIM. Por fim, foram apresentados e discutidos os resultados dos modos de funcionamento e da coordenação seletiva do fluxo de energia na ocorrência de falhas e perturbações no sistema, demonstrando a sua efetividade e qualidade de cada estágio de energia.
Estudo do gerador síncrono virtual sincronizado à rede
(2020) Salvi, Leonardo; Baratieri, Cássio Luciano
O presente trabalho concerne ao estudo de Geradores Síncronos Virtuais (VSG) conectados à rede. Uma revisão de literatura a respeito dos métodos de VSG desenvolvidos, seu princípio de funcionamento e objetivo, bem como os demais componentes inseridos no contexto de geração distribuída são especificados. Em seguida são apresentados os procedimentos metodológicos, tais como modelagem matemática do VSG, a modulaçãoPWMpara geração das ondas senoidais a serem inseridas na rede e a implementação de um método de conexão à rede a fim de sincronizar os componentes com as tensões geradas pelo VSG. Para tal foi utilizado o método PLL para conexão à rede, foram utilizadas para compensação de tensão, sincronismo e controle de velocidade do gerador. Para validação e simulação do sistema proposto usou-se o software PSIM ®. Por fim, são apresentados os resultados das simulações do VSG, da modulação PWM e as correntes e tensões no ponto de conexão. Como resultado o sistema se mostrou capaz de gerar as tensões e correntes necessárias para manter um fluxo de potência desejado na rede, apresentando um leve erro enquanto operava isolado da mesma, porém uma implementação prática é possível. No entanto, o erro apresentado quando conectado à rede foi maior, devido ao controle de potência em malha aberta.
Gerenciamento de iluminação em ambientes privados
(2023) Kruger, Fabiano; Baratieri, Cássio Luciano
A presente monografia tem como finalidade o desenvolvimento de sistema de tele gestão para ambientes privados, abrangendo desde o surgimento do primeiro Led, que compõem as luminárias atualmente fabricadas. Para isso realizou-se uma revisão de literatura sobre topologias utilizadas na área de microcontroladores abrangendo setores de telecomunicação, leituras AD, leituras de grandezas elétricas do tipo AC e plataforma WEB. A partir disso foram definidos parâmetros do projeto, microcontrolador ESP32, comunicação via Wi-Fi, definido a forma de leitura AD com o conversor analógico digital MCP3202, leitura de corrente AC a partir do circuito integrado ACS712, leitura de tensão com ZMPT101B e o desenvolvimento da estrutura WEB utilizando HTML, CSS e Java Script. Desenvolvimento do circuito elétrico unindo todos os periféricos em uma única placa de circuito impresso, notando que é possível obter resultados confiáveis e precisos de Potência Ativa, Reativa, Aparente e também obter o Fator de Potência (FP) do sistema. Utilizando a tecnologia sem fio Wi-Fi que utiliza diversos protocolos é possível criar uma rede inteligente, fazendo com que os projetores em Led se comuniquem entre eles de forma autônoma e com pareamento automático.
Monitoramento de manutenção preventiva e rastreabilidade de componentes com microcontrolador
(2022) Rosa, Jean Carlos Dalla; Baratieri, Cássio Luciano
O presente projeto trata sobre a aplicação do conceito Manutenção 4.0, relacionada diretamente com a Indústria 4.0, que está sendo realizada no setor de manutenção em uma indústria gráfica localizada na região do Alto Uruguai, cuja finalidade é melhorar os processos de manutenção, reduzindo o tempo de execução e o custo com estoque. Desenvolvido uma placa de circuito impresso para aquisição de dados da máquina e elaborado um sistema embarcado utilizando o microcontrolador ESP32 para monitorar temperatura e controlar manutenções preventivas, emitindo avisos e mensagens no display de uma IHM (interface homem-máquina). Para que o PCM (Planejamento e Controle de Manutenção) tenha mais assertividade nas decisões, além dos avisos em uma IHM, foi realizado através da comunicação WiFi uma transmissão de informações para o banco de dados da indústria. A implementação do sistema ocorreu em uma máquina de acabamento e serviu como piloto para que seja continuado em outras máquinas. Por fim, os resultados demonstraram que a comunicação entre o servidor e o ESP32 foi essencial para obter a informação precipitadamente, não necessitando de coletas de dados no local, permitindo assim continuidade na ampliação do projeto de controle de manutenção.
Processamento de energia de máquinas síncronas de ímãs permanentes usando frenagem regenerativa
(2023) Ribas, Gabriel Henrique Rosset; Baratieri, Cássio Luciano
Este trabalho apresenta um método de acionamento e controle do fluxo de potência de uma máquina de ímãs permanentes com frenagem regenerativa de um motor Brushless DC. Para contextualizar o tema proposto, foi realizada uma revisão de literatura sobre os conversores CC-CC e o funcionamento e características da máquina elétrica utilizada, bem como seu princípio de acionamento e diferentes métodos de aplicar a frenagem regenerativa. Após proceder a inverstigação, definiu-se adotar o conversor Buck/Boost Bidirecional, o métodos de acionamento six-step utilizando sensores de efeito hall e os métodos de frenagem elétrica single-swtich, two-switch, three-switch e plugging. Para realizar o trabalho, a validação computacional foi conduzida utilizando o software PSIM® e avaliou-se tanto o conversor escolhido qunto os métodos de frenagem elétrica. Além disso, testes experimentais foram realizados em bancada para verificar a operação elementar do BLDCM, sendo acionado um motor de 350W por um microcontrolador de baixo custo, ESP32 e um inversor FSBB30CH60C. A partir dos resultados computacionais, verificou-se que o conversor CC-CC atua corretamente para fornecer e receber energia do sistema independente do método de frenagem utilizado e que para método de frenagem, o torque de frenagem varia, bem como sua energia regenerada. Por fim, os resultados experimentais evidenciaram que o ESP32 pode ser adotado plenamente no acionamento do motor Brushless DC.
Projeto e implementação de um conversor SEPIC Bridgeless aplicado ao carregamento de baterias de carros elétricos
(2020) Serrano, Lucas; Baratieri, Cássio Luciano; Balbino, Anderson José
Carros Elétricos apresentamumpapel promissor na sociedade moderna, uma vez que configuramse como uma alternativa sustentável para a mitigação dos índices de poluição atmosféricos e sonoros. Em virtude disso, estudos aplicados à análise dos sistemas de processamento de energia dos carros elétricos são de suma importância, em especial ao carregamento das baterias. Por esse motivo, o presente trabalho almeja analisar, simular e implementar na prática um conversor SEPIC Bridgeless operando em Modo de Condução Descontínuo (MCD) aplicado ao carregamento de baterias para uso em carros elétricos. A escolha da topologia Bridgeless foi devido à redução de perdas térmicas e internas do conversor, pois a quantidade de dispositivos semicondutores no caminho de corrente é menor. O MCD, por sua vez, foi selecionado devido ao fato de ser necessário realizar apenas o controle da tensão e corrente de saída do conversor SEPIC Bridgeless, sendo que o alto fator de potência é naturalmente obtido sem o controle da corrente de entrada. Então, iniciou-se a análise das correntes e tensões nos componentes do conversor. Em seguida, elaborou-se o projeto do circuito de potência em conjunto com o de controle do conversor. Ademais, buscou-se analisar um modelo matemático de bateria do tipo chumbo-ácido a fim de conectá-la ao conversor para validação completa do sistema. Os resultados apresentados nos testes em bancada convergem com os resultados de simulação do conversor, sendo que foi possível se obter um fator de potência de 0,98 na entrada do conversor experimentalmente. Com relação a utilização da bateria, foram obtidos resultados de simulação para o carregamento da bateria em corrente constante até atingir sua tensão nominal, para depois ser mantida em sua tensão de manutenção.
Robô cortador de grama de uso residencial
(2022) Debastiani, Luis Augusto; Baratieri, Cássio Luciano
Este trabalho propõe o desenvolvimento de um robô cortador de grama de uso residencial. Para isso realizou-se uma revisão de literatura sobre topologias utilizadas na robótica móvel e o desenvolvimento das máquinas automáticas, abrangendo o surgimento dos robôs até os principais cortadores de grama disponíveis no mercado hoje. A partir disso foram encontrados parâmetros de tamanho, peso, largura de corte e autonomia e então foi feita a seleção dos motores, baterias e microcontrolador (ESP32) utilizados na construção do protótipo. Em seguida foi realizado o projeto de controladores PI para o ajuste da velocidade dos motores CC. Nesta etapa adotou-se a ferramenta PID Tool software MATLAB à sintonia dos ganhos. Para a alimentação da malha de controle de velocidade, foi desenvolvido um tacômetro do tipo resolver para cada motor, utilizando impressora 3D. Em seguida os circuitos foram projetados e simulados no software PSIM e partir disso foram desenvolvidas placas eletrônicas para a aquisição de dados dos sensores, controle e acionamento do robô. Por fim foi feita a implementação prática, onde foram conduzidos testes controlando-o por meio de celular via Bluetooth, validando a sua estrutura mecânica, conforme os procedimentos metodológicos. Seu comportamento ao se controlodado remotamente mostrou-se satisfatório, permitindo que diferentes técnicas de controle sejam implementadas em trabalhos futuros.
Sistema de automação aplicada em esteira transportadora no contexto da indústria 4.0
(2023) Pascuetti, Mateus; Baratieri, Cássio Luciano
Este trabalho apresenta a simulação da automação de uma esteira em uma linha de produção de um setor fabril no contexto de Indústria 4.0. Para a contextualização do tema proposto é apresentada uma revisão de literatura sobre os controladores lógico programáveis, aplicativo móvel, Indústria 4.0, programação Ladder e Internet das Coisas, para fins de automação industrial. Para a automação inteligente, adotou-se o controlador lógico programável PLC300 conectado a um inversor de frequência e um microcontrolador ESP32, por intermédio de um barramento RS485. Para proceder à comunicação de dados, adotou-se o protocolo Modbus- RTU. Paralelamente, foi desenvolvido um aplicativo móvel para Android na plataforma MIT App Inventor, o qual integra o sistema de automação para controlar a velocidade da esteira em três níveis. Por fim, os resultados obtidos ao final do trabalho se mostraram satisfatórios, visto que, após os testes que foram feitos com botoeiras e lâmpadas para simular o inversor, tornou- se possível implementar a comunicação entre o aplicativo, o ESP32 e o PLC300 resultando na possibilidade de controle de velocidade do motor.