Engenharia Elétrica

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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 de eficiência energética no setor de injetados em uma empresa de materiais para escritório
(2019) Zaparoli Junior, Osmar Francismo; Peres, Fernando Luís Tartari
Com o crescimento da demanda e o investimento em energia elétrica, a busca por sistemas com maior eficiência energética torna-se cada vez mais necessário. Com base nisso, o presente estudo, tem como objetivo, a redução de consumo de energia em um setor de injeção de plásticos. Por meio de revisão bibliográfica, foi elaborado o embasamento necessário para realizar uma auditoria de eficiência energética neste setor. Além disso, foi feito também uma análise sobre componentes de automação e acionamentos aplicados com eletrônica de potência, para tornar possível os projetos de melhoria visando a eficiência do sistema. Para a realização do estudo foi utilizado o analisador de energia RE6000. A coleta dos valores no ponto de maior consumo do setor mostra um desperdício de energia. Ensaios por meio de protótipos com acionamento automatizado e controle de malha aberta alcançaram uma redução de 35% no consumo de energia elétrica.
Projeto e análise de um conversor CC-CC Buck-Boost com aplicação de método de rastreamento de máxima potência
(2019) Engel, Lucas; Stankiewicz, Adilson Luís
Esta monografia se dedica ao estudo e projeto de um conversor estático CC-CC Buck Boost para a aplicação de método de rastreamento de ponto de máxima potência (MPPT) em sistemas de geração fotovoltaica. Estes sistemas utilizam conversores CC-CC para adequar os níveis de tensão e corrente ao solicitado pela carga, sendo necessário para tanto a integração de um dispositivo para aumentar a eficiência do fornecimento de energia pelo painel fotovoltaico. Este recurso é denominado MPPT, que consiste no controle de variação de razão cíclica da chave do conversor, de modo que se atinja o ponto ótimo de operação. Com esse sistema, é possível extrair o máximo de energia do painel, reduzindo os efeitos como variações de irradiação e aumento de temperatura. Para alcançar os objetivos propostos, realizou-se os métodos de rastreamento selecionados para este estudo, o Perturba e Observa, Condutância Incremental e o Temperatura. Na sequência abordou-se os princípios de funcionamento do conversor Buck-Boost, demonstrando suas características elétricas, o equacionamento para dimensionar os componentes do circuito, formas de onda e a simulaçãodo sistema de geração aplicando os métodos selecionados utilizando o software PSIM. Por fim, elaborou-se os protótipos e conectou-se com o módulo KD 140SX para a validação do sistema em bancada, visando encontrar qual dentre eles possui um maior fator de rastreamento do ponto de máxima potência, para que, por fim, haja um aumento na eficiência de geração do sistema fotovoltaico.
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.
Estudo e análise da coordenação e seletividade em proteções de redes de distribuição de média tensão rural
(2019) Bolzan, Diogo Antonio; Souza, Ricardo Arpini
O presente trabalho teve como objetivo analisar a coordenação e a seletividade em redes de distribuição de energia elétrica de média tensão rural. O método utilizado foi o analítico descritivo, através da técnica de pesquisa bibliográfica e de estudo de caso. Para isso, foram apresentados, inicialmente, conceitos e modalidades de redes de distribuição. Após, foi realizado o estudo da problemática, ou seja, a falta de coordenação e seletividade do sistema. E, por fim, foram apresentadas as conclusões e os resultados obtidos por meio da análise de casos reais. O trabalho teve como alicerce, especialmente, a ANEEL e a Permissionária “X”. Diante da grande quantidade de falhas que acometem os sistemas de redes rurais, verificou-se a importância da análise de casos práticos, a fim de manter a confiabilidade da distribuição de energia nesses locais. Portanto, foram realizadas simulações da coordenação dos equipamentos de proteção da rede atual e, posteriormente, com as propostas de melhorias. Foi analisada, ainda, a viabilidade técnica e econômica dessas propostas, visando um tempo estimado para o retorno do investimento. Diante dos casos práticos estudados, percebeu-se que é de grande importância realizar a coordenação e seletividade nos equipamentos de proteção das redes de distribuição de média tensão rural.
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.
Análise do impacto da geração distribuída fotovoltaica em redes de distribuição de energia elétrica de baixa tensão sob a óptica do controle de nível de tensão
(2019) Andrade, Eliana Roratto de; Bordignon, Sérgio
A partir da Resolução Normativa nº 482/2012 da Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL), publicada em abril de 2012, a Geração Distribuída (GD) passou a ter uma importância significativa no mercado de energia elétrica. Os incentivos dados pelo governo e pelo órgão regulador do sistema elétrico brasileiro aos consumidores para gerar sua própria energia, contribuiu para a queda nos custos destas tecnologias, tornando-as assim mais acessíveis. No entanto, a geração distribuída pode apresentar alguns impactos na rede de distribuição de energia elétrica, uma vez que, pode influenciar significativamente no nível de tensão, entre outros quesitos referindo-se à qualidade da energia. Com isso, torna-se essencial a análise dos impactos que a geração distribuída pode vir a ocasionar na rede de distribuição de energia elétrica. A partir desse cenário, o presente trabalho propôs uma análise dos impactos na qualidade do nível de tensão na rede de distribuição de energia elétrica de baixa tensão (BT) levando em consideração um sistema composto por residências, as quais possuem Geração Distribuída Fotovoltaica (GDF) conectadas à rede. Para a realização das análises, simulou-se o fluxo de potência de uma rede típica de BT sem e com a inserção gradativa de GDF, utilizando o software Open Distribution System Simulator (OpenDSS). Os resultados obtidos através das simulações auxiliam para observar os impactos no sistema de distribuição e na qualidade de energia referente ao nível de tensão.
Estudo da continuidade do fornecimento de energia para uma indústria suprida pela concessionária e por um processo de cogeração
(2019) Borges, Alencar Sérgio; Peres, Fernando Luís Tartari
As perturbações que ocorrem nas instalações elétricas são capazes de promover diversos transtornos operacionais, ocasionando inclusive perdas de produção. Essas perdas são devidas ao fato de que, pela complexidade de alguns processos, a retomada do funcionamento pode exigir horas. Diante dessa afirmação, explorar a literatura com o intuito de encontrar alternativas viáveis para evitar as paradas indesejadas consiste em uma solução estratégica. Nesse sentido, esse trabalho apresenta um estudo referente à continuidade do fornecimento de energia por um processo de cogeração a biomassa, o qual é capaz de suprir parte da demanda energética de uma indústria pertencente ao segmento de soja. Assim, levando em consideração a necessidade de expor as características essenciais do presente processo, a primeira etapa desse trabalho revelou o funcionamento global dos estágios de armazenamento e combustão de biomassa, de geração de vapor superaquecido, bem como de geração de energia elétrica. A segunda etapa, por sua vez, foi responsável pela análise das demandas de energia elétrica do processo de cogeração e das plantas que compõem o complexo fabril. Na terceira etapa, no que lhe diz respeito, foram avaliados alguns instantes em que ocorreram determinadas perturbações oriundas do gerador e da concessionária de energia elétrica. Assim, a partir dos resultados obtidos e do conhecimento desenvolvido mediante a exploração da literatura, foi constatada a viabilidade da utilização de um sistema de rejeição de cargas capaz de promover a continuidade do fornecimento de energia. Por fim, a última etapa desse trabalho foi dedicada ao desenvolvido de um sistema de automação elementar, com o objetivo de executar as alternativas operacionais propostas e, dessa forma, validar os procedimentos metodológicos aplicados.
Estudo e desenvolvimento da automação de uma linha de montagem industrial
(2019) França, Cristiano Rafael; Peres, Fernando Luís Tartari
Este trabalho apresenta o estudo e desenvolvimento da automação de uma linha de montagem industrial. Para contextualizar o tema proposto foi realizado uma revisão bibliográfica sobre o histórico industrial, automação, bem como os dispositivos utilizados. O projeto tem como objetivo comunicar todos os dispositivos de linha de montagem, para diminuir o número de inconformidades dos produtos, assim como o monitoramento e registro das variáveis atribuídas ao sistema. Para tanto, realizou-se um estudo do funcionamento do sistema atual e dos principais problemas apresentados no processo de montagem dos produtos. A partir desse ponto, propõe-se um projeto de automação do sistema estudado, baseado em um fluxograma criado. O projeto de automação tem como principal dispositivo, o controlador lógico programável WEG TPW-04, onde é realizada a programação da lógica da automação em linguagem Ladder. As variáveis de operação são controladas e monitoradas via interface gráfica. Por fim foram apresentados os resultados das simulações em ambiente computacional e dos testes realizados em bancada experimental.
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.
Robótica aplicada a processos de precisão
(2020) Lampugnani, Bruno Vinicius Sartori; Reis, Camila Sampaio dos
O trabalho visa introduzir a aplicabilidade de manipuladores robóticos, apresentando técnicas para o projeto, a modelagem e o desenvolvimento de um braço robótico com seis graus de liberdade. Para isso, foram utilizados softwares específicos para cada etapa, desde o projeto estrutural com auxílio do NX 12 da Siemens até a escrita e execução do algoritmo no MATLAB®. Os cálculos de torque realizados permitiram a definição dos atuadores, bem como com as características destes foi possível analisar conceitos relativos à precisão do movimento. Na modelagem do manipulador foi utilizada a notação de Denavit-Hartenberg, caracterizada como cinemática direta, a qual forneceu parâmetros para representar o modelo e permitiu a criação e adaptação do algoritmo para o controle e acionamento do mesmo. Além disso, foi possível simular um esboço do volume de trabalho do manipulador por meio de método numérico, o qual utiliza posições aleatórias para gerar pontos de alcance. Após o desenvolvimento, a validação do projeto se deu pelas simulações realizadas no software MATLAB® com o algoritmo proposto, no qual são fornecidos os ângulos das juntas e o manipulador executa o movimento do ponto atual ao próximo de acordo com a curva de velocidade selecionada. O protótipo foi confeccionado em impressora 3D e montado com uma configuração de quatro graus de liberdade, sendo possível realizar os testes experimentais. Dentre estes podem ser citados o teste de precisão, que apresentou resultados divergentes dos simulados, e o de repetibilidade, este com soluções aplicáveis em determinadas rotinas de trabalho.
Monitoramento de variáveis ambientais aplicado à agricultura de precisão
(2020) Schultz, Marcos Ismael; Reis, Camila Sampaio dos
Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um sistema de monitoramento de variáveis ambientais aplicado à agricultura de precisão. Para contextualizar o tema, uma revisão de literatura foi realizada, visando encontrar possíveis soluções existentes para o sistema proposto. Inicialmente foi determinada a metodologia e os sensores necessários para o projeto. A partir disso foi desenvolvido o sistema de comunicação utilizando o módulo E32-TTL-100 em conjunto com o Esp32. Os dados recebidos pelo microcontrolador foram inseridos em um banco de dados online que foi construído e hospedado utilizando o serviço de hospedagem compartilhada da Hostinger. As plataformas experimentais foram projetadas e implementadas, a fim de que a proposta fosse aplicada em ambiente prático. Para validação dos resultados foram realizadas medições por um intervalo de 14 dias, com intuito de obter dados consistentes a respeito das plataformas desenvolvidas e da confiabilidade dos dados coletados no local monitorado. Softwares como PSIM® e PROTEUS® foram utilizados para análises e desenvolvimento dos circuitos e sistemas de comunicação, além outros softwares como UNITY®, capazes de auxiliar no desenvolvimento do banco de dados e interface de usuário. Os resultados obtidos mostraram-se extremamente promissores e coerentes com o esperado, onde os módulos desenvolvidos apresentaram-se estáveis e confiáveis, autossuficientes em termos de energia, e abrangentes em aplicações diversas.
Desenvolvimento de uma mesa interativa de RPG utilizando robótica assistencial
(2020) Riedel, Natanael Felipe Krebs; Reis, Camila Sampaio dos
Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um robô assistencial com o objetivo de promover maior interação social entre as crianças. Para contextualizar o tema, foi realizada uma revisão de literatura, buscando encontrar possíveis soluções para a abordagem proposta. Foram identificadas tecnologias educacionais disponíveis, metodologias de ensino e formas de aprendizado, se destacando o role-playing game (RPG) como ferramenta de ensino. Ao mesmo tempo, foram definidas as atividades e reprodução de efeitos implementados no robô. Para a modelagem dos componentes físicos do robô foi utilizado o software Autodesk Inventor e para realizar a integração das metodologias de RPG, ensino e monitoramento foi utilizado o software online Roll20, o qual é responsável pelas funções da mesa interativa, executado através de um Raspberry Pi Em seguida foi montado na prática o robô com todos os seus componentes e realizados os devidos testes, tanto dos componentes individuais, quanto a sua interação em conjunto. De modo geral, os resultados apresentam-se divididos. A implementação prática da parte móvel do robô, que inclui os braços e a cabeça não atendeu a expectativa inicial devido a falha de alguns componentes. Entretanto a parte do software da mesa interativa de RPG, englobando toda a parte de iluminação e monitoramento do ambiente, em conjunto com o software de apresentação da história, superaram a expectativa inicial, dando a estrutura do robô um aspecto amigável e inspirador, bem como a proposta metodológica implantada para atingir o objetivo da interação desejada entre as crianças.
Estudo e desenvolvimento da automação de um sistema de bombeamento de água quente para uma planta frigorífica
(2020) Brondani, Jean Michel; Peres, Fernando Luís Tartari
O presente trabalho demonstra o estudo e desenvolvimento da automação de um sistema de bombeamento de água quente para uma planta frigorífica. O trabalho consiste em uma fundamentação teórica sobre automação e os dispositivos utilizados neste sistema. Na sequência foi efetuado a realização do acompanhamento do sistema de bobeamento de água, para reunir dados utilizados na execução da automação. Para a aplicação da automação neste sistema foram utilizados, controlador lógico programável, IHM, soft-starters, sensores e transdutores, todos estes dispositivos são compatíveis e tem a capacidade de comunicar-se em um único sistema. Em seguida foi definido as variáveis do processo a serem controladas através de um acompanhamento do sistema e desenvolvido um fluxograma para ser implementado no CLP TPW04, onde foi criado a lógica de programação em ladder e desenvolvido uma interface na IHM. As simulações computacionais e a programação foram desenvolvidas no software TPW-PCLINK e no software EasyBuilde Pro. Foi desenvolvido um sistema supervisório capaz de verificar o sistema de bombeamento de água em tempo real com histórico de alarmes e gráficos de temperatura e pressão. Por fim foi montado uma bancada com os dispositivos selecionados para realizar as simulações físicas do sistema e comprovar seu funcionamento. Como âmbito geral a automação se mostrou satisfatória estando mais próximo de uma implementação real.
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.
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.
Desenvolvimento de sistema de automação residencial utilizando microcontrolador
(2020) Costa, Anderson Alex Alves da; Stankiewicz, Adilson Luís
Desde o início a automação residencial é considerada um grande avanço da tecnologia, provendo o que em tempos passados era visto como um tema futurista em filmes e séries de televisão. Essa tecnologia que vem ganhando espaço no mercado nos últimos tempos, tem como objetivo proporcionar para as pessoas, praticidade, comodidade, segurança e economia. Visando por conforto e segurança, este projeto apresenta o estudo e implementação de um sistema de Automação Residencial de baixo custo, que tem como finalidade o monitoramento e controle dos dispositivos automatizados na residência, tais como controle de iluminação, sistema de alarme e monitoramento do nível do reservatório de água. Este trabalho também tem o objetivo de demonstrar a viabilidade de soluções de baixo custo, popularizando o acesso à automação residencial, para tal finalidade foi utilizado o microcontrolador ESP 32 como central de automação, gerenciado por meio de um aplicativo desenvolvido para smartphone.
Desenvolvimento de um eletrocardiógrafo portátil de três canais para aquisição e transmissão de sinais de ECG via aplicativo móvel
(2020) Ribeiro, Ricardo Bonatto; Reis, Camila Sampaio dos
O presente trabalho abordou o desenvolvimento de um eletrocardiógrafo portátil de três canais para aquisição e transmissão de sinais de eletrocardiograma (ECG) via aplicativo móvel, por meio do qual expuseram-se aspectos inerentes ao sistema cardíaco e à atividade elétrica coronariana. A revisão bibliográfica e o referencial teórico permitiram a ampla compreensão da atividade elétrica do coração, assim como das formas de ondas geradas e sua interpretação. O eletrocardiógrafo foi projetado em três etapas, as quais consistiram na amplificação do sinal gerado a partir de um simulador de ECG, na filtragem dos ruídos e interferências pré-existentes no sinal, os quais foram atenuados com auxílio dos filtros Passa-Altas, Notch e Passa-Baixas projetados e na conversão analógico/digital (A/D) do sinal, para a implementação no aplicativo móvel. A partir disso, desenvolveu-se a placa de circuito impresso responsável por amplificar e filtrar o sinal, o qual foi implementado em um aplicativo para dispositivos móveis Android desenvolvido na plataforma MIT APP Inventor, exibindo em tempo real o ECG coletado e permitindo que o profissional de saúde habilitado acrescente o laudo e ainda o encaminhe diretamente ao paciente. A conversão A/D e o processamento dos dados foram realizados com auxílio da plataforma Arduino. Todo protótipo foi desenvolvido de forma portátil, garantindo a viabilidade do sistema, uma vez que utiliza o sincronismo com o Bluetooth.
Estudo e desenvolvimento de conversores Buck e Boost para fins didáticos
(2020) Panisson, Welenton Maito; Stankiewicz, Adilson Luís
O presente projeto apresenta o estudo e desenvolvimento de dois conversores estáticos CC-CC, conversores Buck e Boost, com intuito de sanar a problemática da falta dos mesmos de forma experimental para uso nos laboratórios de Eletrônica de Potência, visto que tal carência de material didático é comum em diversas instituições de ensino. O estudo inicia com a teoria dos conversores referidos, apresentando as equações para o Modo de Condução Contínua, suas definições e formas de onda características. Na sequência são demonstrados circuitos e componentes auxiliares ao desenvolvimento de um conversor, bem como, um modelo de microcontrolador utilizado para realizar a geração do PWM e também propiciar uma simples interface de comando com o usuário. Em seguida, foi efetuado equacionamento teórico e as simulações no software PSIM acerca dos conversores e ainda apresentou-se o circuito desenvolvido no software Proteus e a lógica de programação aplicada ao microcontrolador. Por fim, com o protótipo desenvolvido na prática, efetuaram-se diversos testes e captaram-se as grandezas de tensão e corrente dos conversores, com intuito de verificar seu funcionamento. Os resultados obtidos demonstraram o funcionamento dos conversores e do protótipo em geral, ficando evidenciado a robustez e praticidade de operação, validando o objetivo principal, de apresentar uma placa de circuito impresso funcional dos dois conversores para uso didático.
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.