Faculdade de Engenharia Elétrica - FEE/CAMTUC

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Acesso aberto (Open Access)
Avaliação da segurança estática de sistemas de potência utilizando árvore de decisão
(2010-12-08) BERNARDES, Bernard Carvalho; OHANA, Ivaldo; http://lattes.cnpq.br/9651229101043353; VIEIRA, João Paulo Abreu; http://lattes.cnpq.br/8188999223769913
Este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma metodologia de avaliação da segurança estática de um sistema de potência utilizando mineração de dados, mais especificamente a técnica árvore de decisão, a qual é uma ferramenta supervisionada para solucionar problemas de classificação em grande massa de dados. No método proposto a árvore de decisão foi treinada e testada para estimar e classificar o estado operativo do sistema, levando em conta que o banco de dados de treinamento possui algumas condições operacionais do sistema e as mais prováveis contingências. Como recurso ao sistema de avaliação da segurança estática proposto, simulações realizadas em uma ferramenta criada para esse propósito chamada de FluxMining, permitiram analisar o estado de operação em regime permanente do sistema elétrico. Posteriormente, adequando-se à metodologia em questão, o software livre RAPIDMINER de mineração de dados, o qual inclui os algoritmos de árvores de decisão foi utilizado para criar a árvore de decisão a fim de realizar a tarefa de classificação.
Acesso aberto (Open Access)
Proposta de um seguidor de referência microcontrolado para os reguladores de tensão das unidades geradoras hidráulicas da primeira casa de força da UHE Tucuruí
(2013-05) COSTA, Jefferson Souza; LANA, Jânio José de; http://lattes.cnpq.br/6456290971313903
Tendo em vista a busca cada vez maior pela eficiência nos reguladores de tensão dos geradores síncronos, este trabalho apresenta a proposta de construção de um protótipo microcontrolado, o qual visa evitar que oscilações indesejadas de tensão terminal ocorram no gerador no momento em que ocorre a transferência do regulador de tensão automático para o regulador manual e vice-versa. O protótipo apresenta uma malha de controle que tem como objetivo, rastrear a mudança da referência de tensão do regulador que assume o controle da tensão terminal, para assim modificar a referência da variável do regulador que não se encontra em retaguarda, de forma que as referências aplicadas aos dois reguladores propiciem um mesmo valor de tensão terminal. O que permite que a permuta entre os reguladores seja feita sem oscilações indesejadas de tensão terminal. Como os reguladores de tensão utilizam variáveis diferentes para controle da excitação do gerador: o manual controla a corrente de campo e o automático controla diretamente a tensão terminal; tornou-se necessário correlacionar estas referências para que a comparação possa ser feita de forma coerente com as características físicas da máquina síncrona. Para isso foram realizados ensaios sobre um gerador síncrono de 350MW da primeira casa de força da usina hidroelétrica, localizada em Tucuruí-PA, com o intuito de se identificar sua característica de magnetização na condição em vazio e também em carga. De posse da característica de magnetização do gerador, foi elaborado um programa em linguagem C que sintetiza a lógica de controle do protótipo seguidor de referência. Este programa foi desenvolvido para um microcontrolador específico da família PIC. Também foi projetado um módulo físico para o protótipo, de forma que o microcontrolador realize as ações necessárias ao acompanhamento entre as variáveis afins. Durante este trabalho são descritos os projetos do programa a ser embarcado no microcontrolador e do módulo físico do protótipo.
Acesso aberto (Open Access)
Estratégia de controle PI com adaptação fuzzy no acionamento elétrico por orientação de campo do motor de indução
(2014-02-03) SILVA, Paulo Ítalo Moreira da; FARIA, Nielson Miranda; http://lattes.cnpq; TEIXEIRA, Raphael Barros; http://lattes.cnpq.br/4902824086591521
No presente trabalho é apresentada a estratégia de controle vetorial com emprego de controlador PI com adaptação fuzzy aplicada ao acionamento elétrico de um motor de indução trifásico (MIT). A estratégia de controle vetorial adotada baseia-se na orientação indireta de campo (IFOC). A estratégia de controle vetorial proposta é utilizada para o controle de velocidade de alto desempenho do MIT do tipo rotor “gaiola de esquilo”. Com o modelo matemático obtido sob a estratégia IFOC, são desenvolvidos controladores de PI de corrente e PI de velocidade, conforme os requisitos de projeto. O algoritmo fuzzy para o controlador PI utiliza a base de regras para gerar referências de ajustes para os ganhos do controlador PI, fazendo com que o controlador PI possa adaptar seus parâmetros de controle quando submetido a situações diversas. Os resultados das simulações apresentados validam a estratégia de controle utilizada neste trabalho como satisfatório, visto que os requisitos de projetos foram atendidos.
Acesso aberto (Open Access)
Projeto de um conversor Push-Pull CC-CC com aplicação de grampeadores de tensão
(2014-12-12) OLIVEIRA FILHO, Otacílio Rodrigues de; GRANHEN, Ewerton Ramos; http://lattes.cnpq.br/7145304044863944
A eletrônica de potência certamente tem experimentado um dos maiores desenvolvimentos nos últimos 20 anos. O surgimento de componentes que comutam em altas velocidades permite a construção de conversores que utilizam frequências cada vez maiores, propiciando redução de peso e volume. Essas características são altamente desejáveis, já que os equipamentos eletrônicos atuais possuem alto índice de compactação devido ao uso de circuitos integrados dedicados. O tamanho final do conversor é diretamente dependente do tamanho dos componentes magnéticos e dos capacitores, por isso sua otimização é fundamental para se conseguir baixo volume. Quanto maior a frequência de chaveamento, menor será o tamanho dos componentes magnéticos, como transformadores e indutores. Desenvolve-se nesse trabalho o projeto de um conversor Push-Pull CC-CC, para o qual se utiliza circuitos chamados grampeadores de tensão para aplicações nos mais diversos tipos conversão CC-CC, podendo ser utilizado como estágio de potência no acoplamento de conversores em cascata. O presente trabalho aborda de maneira extensiva o estudo de cada componente em especial os elementos magnéticos do conversor. É apresentada uma metodologia para o dimensionamento dos circuitos grampeadores de tensão, pois se trata de circuitos extremamente importantes para fontes chaveadas de alta frequência, visto que estes circuitos trabalham como amortecedores do pico de tensão nas chaves, aumentando o tempo de vida útil do conversor. Inicialmente apresenta-se uma descrição geral dos conversores Push-Pull, bem como algumas topologias estudadas nas literaturas pesquisadas. Dando ênfase a sua capacidade de isolação galvânica em virtude da utilização de transformadores. O projeto do conversor apresentado neste trabalho é especificado de tal maneira que a implementação física seja viável. Foram considerados os parâmetros mais importantes, propiciando de maneira segura o dimensionamento dos semicondutores, chaves, capacitores e elementos magnéticos. Finalmente, consolida-se a proposta do projeto do conversor com potência de 300W, entrada de 12V CC, saída de 120V CC, apresentando uma simulação no PSIM™, programa de simulação computacional com dedicação a simulações na área de eletrônica de potência.
Acesso aberto (Open Access)
Projeto de instalação elétrica de um sistema fotovoltaico Grid-Tie em uma residência para redução de consumo de energia proveniente da concessionária
(2015) ARAÚJO, Evanoel Almeida de; GRANHEN, Ewerton Ramos; http://lattes.cnpq.br/7145304044863944
Este trabalho está incluso na grande área de eficiência energética, possuindo como foco principal, a produção de energia fotovoltaica através de um sistema conectado à rede (GridTie). Será projetado um sistema de geração fotovoltaico para instalação em uma residência comum, atualmente alimentada unicamente pela rede pública. O sistema projetado, terá como objetivo reduzir na residência, o consumo de energia elétrica proveniente da concessionária local. Para tanto, será necessário o conhecimento das instalações elétricas da residência, a previsão de carga para esta, bem como a demanda de energia, atual consumo e gastos decorrentes do pagamento das faturas mensais pelo consumo da energia entregue pela concessionária. Será necessário também, o conhecimento mais aprofundado sobre sistemas fotovoltaicos, assim, é apresentado um maior detalhamento dos dispositivos que compõem este sistema, especialmente os módulos fotovoltaicos, explicando o seu princípio de funcionamento, tipos e formas de dimensionamento dos mesmos. São expostas as regulamentações que normatizam este tipo de sistema, exibindo as exigências feitas por elas e o que é necessário fazer no projeto, para atendê-las. Após as definições da carga da residência e posterior parametrização das grandezas dos sistema, como alocação e etc., é exposto ao fim do trabalho uma análise comparativa, entre o consumo de energia da rede antes e após a teórica implementação do sistema projetado.
Acesso aberto (Open Access)
Automação residencial de baixo custo utilizando a plataforma de prototipagem eletrônica Arduino
(2015-06-08) WANZELER, Tiago Machado; OHANA, Ivaldo; http://lattes.cnpq.br/9651229101043353
Este presente trabalho apresenta a implementação de um protótipo de um sistema de automação residencial de baixo custo, através de dispositivos móveis, utilizando a plataforma de prototipagem eletrônica Arduino. Visando facilidade e comodidade para o usuário final, o controle do sistema de automação aqui apresentado pode ser realizado por meio de dispositivos móveis, onde serão disponibilizadas todas as funcionalidades do sistema. Esse sistema de controle e automação através de conjunto de ferramentas e dispositivos tem as seguintes funcionalidades: automatizar todo o sistema de iluminação de uma residência, que vai desde um simples ligar ou desligar uma lâmpada remotamente à dimerização das luzes de determinados ambientes; monitoramento da temperatura; e implementação de sistema de alarme, visando a segurança residencial. Todos os módulos do sistema apresentados neste projeto visam à facilidade e dinamismo ao acesso a determinadas funcionalidades para usuários deficientes ou não. De forma inovadora e atendendo as perspectivas de mercado, bem como atendendo ao requisito de praticidade o sistema será controlado por meio de um smartphone (iPhone 5S), que terá acesso a todas as funcionalidades do sistema de automação residencial através de simples toques em tela, bastando apenas estes estarem conectados à rede. As solicitações serão enviadas pelo usuário através de um aplicativo (App Wanzeller’s House) disponível no smathphone. Este aplicativo possui uma interface gráfica personalizada e intuitiva, dividido através de módulos representados por cores. Então, os dados serão recebidos pelo microcontrolador e este tomando as ações necessárias inerentes ao controle e automação da residência, o qual realizará a função desejada. Aliado a este App, o binômio custo-benefício foi levado em consideração, pois existe um grande valor agregado nos benefícios oferecidos ao usuário, tais como: praticidade, dinamismo e segurança na execução das tarefas com baixo custo de investimento, este último sendo o principal estímulo em melhorias na automação residencial através desta plataforma open-source de prototipação eletrônica baseada na flexibilidade, com hardware e software fácil de usar e que a cada dia vem crescendo no mundo, que é a plataforma Arduino.
Acesso aberto (Open Access)
Nano transistor de efeito campo construído com fulereno e heterojunções
(2016-09-30) VASCONCELOS, Railson da Conceição; ALEIXO, Vicente Ferrer Pureza; http://lattes.cnpq.br/7675487407307418
Nós apresentamos o estudo eletrônico de uma molécula de fulereno (C60) conectada à seis terminais (heterojunções), chamada aqui de (TTF)3-C60-(FPP)3, que funciona como um retificador tridimensional quando submetida a uma diferença de potencial. Além do mais, nós confirmamos a funcionalidade do fulereno não apenas como doador de elétrons, mas como barreira de potencial ao transporte de elétrons através da molécula. Observamos que quando o terminal de fenil-propanodinila (FPP) é ortogonalmente submetido a tensão polarizante a distribuição de cargas e a corrente exibem regiões de saturação e ressonância semelhantes aquelas observadas em semicondutores usuais. Com o objetivo de entender o transporte eletrônico na molécula, nós aplicamos as funções de Green fora do equilíbrio (NEGF) e utilizamos as metodologias de Fowler-Nordheim (FN) e Milikan-Lauritsen (ML). A semelhança no coeficiente angular de inflexão das curvas para o método de ML e FN mostraram-se suficiente para afirmar a eficiência dos dois métodos. Dessa forma esse trabalho teve a intenção de descrever o design teórico de um dispositivo nanoeletrônico em três dimensões.
Acesso aberto (Open Access)
Análise do espalhamento eletromagnético de Rayleigh em nanoesferas core-shell
(2017) CRUZ, André Felipe Souza da; COSTA, Karlo Queiroz da; http://lattes.cnpq.br/7932708321834647
O estudo de nanopartículas metálicas tem sido de grande importância no desenvolvimento de dispositivos de sensoriamento em nanoestruturas, e aplicações em nanofotônica. Neste trabalho é apresentado um estudo teórico da interação entre uma onda eletromagnética e uma nanoestrutura de ouro com geometria esférica, possuindo esta uma fina camada dielétrica de sílica (core-shell). Considera-se que o diâmetro efetivo da partícula é muito menor que o comprimento de onda do campo elétrico incidido, caracterizando o espalhamento quase estático de Rayleigh. Utilizando um modelo analítico através da equação de Laplace foi verificada a interação entre o campo de uma carga pontual e a nanoesfera, entre um campo uniforme e uma nanoesfera, e entre um campo uniforme e uma nanoesfera coreshell. Em seguida, utilizando um modelo numérico, foi verificada a interação do campo elétrico entre duas nanoesferas core-shell, em função da distância entre elas. Para a nanopartícula isolada, foram comparados os parâmetros de eficiência em seções transversais de espalhamento, absorção e extinção, com dados experimentais de curvas de Absorvância. Os resultados mostram as mudanças resultantes das interações na faixa do espectro variando de 450nm a 750nm, e utilizando a modelagem abordada é verificada a faixa de validade do método quase estático para as dimensões das partículas.
Acesso aberto (Open Access)
Estudo, implementação e comparação de diferentes tipos de pré-processamento aplicados a um sistema interface cérebro-computador
(2019-02-14) LOPES, Tayla de Jesus; SILVA, Cleison Daniel; http://lattes.cnpq.br/1445401605385329
Esta monografia trata do estudo e implementação de um sistema interface cérebro-computador (ICC), baseado em imagética motora das mãos esquerda e direita. De maneira específica, apresenta a implementação e comparação de diferentes tipos de pré-processamento para este sistema. Para tanto, são coletados sinais eletroencefalográficos (EEG) do escalpo de um usuário através da Placa Cyton OpenBCI que, posteriormente, são inseridos nas demais etapas através de um software de código aberto e próprio para o estudo desses sinais: OpenVibe. Uma dessas etapas inclui o pré-processamento desses sinais eletroencefalográficos (EEG), onde o sinal é filtrado através de uma filtragem temporal, a qual neste trabalho é desenvolvida para três casos distintos com o intuito de compará-las para se obter a melhor taxa de classificação. O primeiro caso filtra o sinal EEG através de um filtro temporal com banda passante de 8 a 30 Hz utilizando os sinais dos oito canais. O segundo caso utiliza os mesmos sinais, mas são filtrados por um banco com doze filtros contendo as seguintes bandas passantes: 6-10Hz, 8-12Hz, 10-14Hz, 12-16Hz, 14-18 Hz, 16-20Hz, 18-22Hz, 20-24Hz, 22-26 Hz, 24-28 Hz, 26-30Hz e 28-32Hz. O último caso utiliza este mesmo banco com doze filtros, mas os sinais EEG selecionados são de canais específicos, onde primeiramente são selecionados apenas os sinais EEG de um canal por vez, depois estes são combinados com o sinal de outros canais um a um, e por fim, se observa a taxa de classificação para estes canais com o intuito de escolher os três e os quatro melhores canais para serem filtrados. Após isso, os sinais filtrados de todos estes casos serão implementados na etapa de filtragem espacial, onde é desenvolvido o algoritmo padrão espacial comum (CSP), e na etapa de classificação realizada pelo algoritmo análise de discriminante linear (LDA). Os resultados obtidos são discutidos em detalhes, e mostram a melhora na taxa de classificação quando o conjunto de filtros é implementado.
Acesso aberto (Open Access)
Automação de sistemas utilizando as linguagens de comandos elétricos e ladder
(2019-07-26) CONCEIÇÃO, Hugo da Rocha; BERNARDES, Bernard Carvalho; http://lattes.cnpq.br/7562545099461171
Neste trabalho é apresentado os primeiros indícios, contextualização, histórico, conceitos, técnicas e evoluções da automação. Os principais objetivos deste trabalho são referentes a automatização de seis processos, e apresentar os principais desafios de programação enfrentados em cada processo, bem como as técnicas e soluções utilizadas para superar tais desafios. Os processos a serem automatizados são os seguintes, portão elétrico, silo industrial, grupo compressores, sinalização de trânsito, misturador industrial e uma linha de processamento de garrafas, estes são automatizados através de duas linguagens de programação, são estas, a linguagem de comandos elétricos e a linguagem de PLC (Ladder), a primeira é desenvolvida através do software CADe_SIMU enquanto que a linguagem Ladder é trabalhada através do software LogixPro.
Acesso aberto (Open Access)
Projeto elétrico de uma usina de reciclagem de resíduos da construção civil em ambientes de mineração
(2019-09-28) TORRES, Gustavo Henrique dos Santos; BERNARDES, Bernard Carvalho; http://lattes.cnpq.br/7562545099461171
O objetivo principal deste trabalho é a elaboração de um projeto técnico de instalações elétricas em baixa tensão, seguindo principal a norma brasileira NBR 5410 (Instalações elétricas de baixa tensão), também serão utilizados aspectos da NBR ISO/CE 8995-1 (Iluminação de ambientes de trabalho) para o projeto luminotécnico e o Sistema de Padronização de Engenharia VALE (SPE). O empreendimento de estudo desse trabalho é uma Usina de RCC que será implantada na Serra de Carajás. Com a grande demanda de obras de implantação e manutenção civil, ocorre a geração de grandes quantidades de resíduos minerais, desta forma, a Usina de RCC se apresenta como excelente alternativa para a reciclagem desses resíduos. A temática abordada aqui são as etapas da elaboração de um projeto elétrico, desde o projeto luminotécnico, passando pelo levantamento de carga, dimensionamento dos condutores e dos dispositivos de proteção, determinação dos detalhes de fixação dos equipamentos, indo até o dimensionamento do fornecimento de energia elétrica.
Acesso aberto (Open Access)
Estudo de viabilidade econômica de microgeração distribuída de energia elétrica a partir de biogás de resíduos bovinos
(2019-10-25) SOUZA, Frank Leonel Conceição de; GRANHEN, Ewerton Ramos; http://lattes.cnpq.br/7145304044863944
Mundialmente, o uso de energias não-renováveis e seus impactos são cada vez mais preocupantes, culminando em ações na busca por desenvolvimento de novas tecnologias e fontes de energias sustentáveis. Distintas fontes se apresentam como renováveis e menos agressivas ao meio ambiente. Dentre elas, a biomassa. O biogás – com destaque para o gerado a partir de resíduos da agropecuária– é interessante devido ao potencial de, ao mesmo tempo, evitar novos lançamentos de gases do efeito estufa na atmosfera e reduzir custos da produção pecuária, utilizando resíduos animais que antes seriam descartados na natureza sem nenhum tratamento. Este trabalho, então, versa sobre a viabilidade econômica da geração de energia elétrica com biogás a partir de resíduos bovinos. Para isso, são apresentados os processos de produção e as tecnologias de conversão do biogás em energia elétrica. Assim, são orçados os custos de implantação e manutenção do digestor anaeróbio e do conjunto gerador de energia. Em seguida, é calculada a economia obtida em um cenário onde o fornecimento de energia é feita internamente, ou seja, pela própria propriedade através do conjunto gerador. Para isso, considera-se os cenários com modalidades de tarifa convencional e branca, além de observar distintos período de funcionamento do conjunto gerador. Com estes dados, é feita a análise – determinística e probabilística, esta última com o método de Monte Carlo – de viabilidade econômica da planta geradora de energia elétrica.
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Partida de motores assíncronos de indução utilizando na simulação o software CADe SIMU
(2019-12-11) COSTA, José dos Ramos da Cruz; BERNARDES, Bernard Carvalho; http://lattes.cnpq.br/7562545099461171; https://orcid.org/0000-0001-8180-9407
Esse trabalho tem como objetivo apresentar o funcionamento e as partes integrantes dos tipos mais usuais de partidas de motores assíncronos de indução (tipo gaiola de esquilo) monofásicos e trifásicos presentes nas indústrias de todo o mundo. Foi utilizado na simulação dos acionamentos o software CAD e SIMU, um programa eficaz e leve para este tipo de demonstração (confecção de diagramas). Destacamos aqui as partidas: Partida Direta de Motor Trifásico, Partida Estrela Triângulo de Motor Trifásico e Partida Compensada de Motor Trifásico; num total de 10 acionamentos. Com relação aos parâmetros elétricos, foi feito a medição das grandezas de: tensão, corrente, potência e frequência e comparados os resultados para saber dentre os métodos apresentados qual foi o que se mostrou mais eficaz. Como carga nos acionamentos usamos um motor assíncrono de indução trifásico (tipo gaiola de esquilo) - WEG de potência P= kW (HP – CV) 0,18 (0,25). Para o acionamento da partida compensada, foi usado um autotransformador trifásico de partida – WALTEC de potência P= 1 CV (cavalo vapor). E para fazer o chaveamento dos contatores na partida estrela triângulo foi utilizado um relé temporizador específico para esse tipo de partida (estrela triângulo) do tipo: WEG – RTW RE.01. Todas as montagens e testes dos acionamentos foram realizados no Laboratório de Sistemas de Energia da Universidade Federal do Pará (UFPA) – na cidade de Tucuruí.
Acesso aberto (Open Access)
Metodologia de apoio à aplicação de técnicas de mineração de dados na detecção de perdas comerciais de energia elétrica com sistema embarcado
(2019-12-13) SOUSA, Kacia Karina Rosa de; BERNARDES, Bernard Carvalho; http://lattes.cnpq.br/7562545099461171; https://orcid.org/0000-0001-8180-9407
As perdas não técnicas na distribuição de energia elétrica causam grandes prejuízos financeiros, tanto para as concessionárias de energia quanto para seus clientes, além de afetar diretamente na qualidade da energia que chega aos consumidores regulares. Por causa da grandeza do mercado de energia elétrica há uma maior complexidade de se combater as perdas, tornando a resolução dessa problemática de total importância. Isto posto, este trabalho apresenta o desenvolvimento de um sistema embarcado com o microprocessador ESP32 capaz de enviar a cada um minuto para um banco de dados informações de potência ativa, reativa e fator de potência dos consumidores de energia elétrica. Através do padrão de consumo levantado dos consumidores, um banco de dados de curvas de carga residenciais foi formado, construído exatamente para a aplicação da descoberta de conhecimento em bancos de dados (KDD), como forma de aperfeiçoar o processo de identificação de fraudes e furtos na rede de distribuição de energia elétrica. Para isto, foi realizada a coleta de dez curvas de carga diárias residenciais, divididas em três conjuntos de dados de acordo com seu padrão social, e utilizado o módulo scikit-learn da linguagem de programação Python para a mineração dos dados. Para classificar o consumidor em regular ou irregular foi aplicado uma tarefa de classificação supervisionada com algoritmos de árvore de decisão, para cada conjunto de dados. Três modelos de classificadores foram gerados os quais obtiveram taxas de acuracidade de 86, 90 e 86%, respectivamente.
Acesso aberto (Open Access)
Modelagem de sensores plasmônicos em terahertz baseados em grafeno
(2020-03-11) SILVA, Wêndria Cunha da; PAIVA, Rodrigo Rodrigues; http://lattes.cnpq.br/2304786385885230; COSTA, Karlo Queiroz da; http://lattes.cnpq.br/7932708321834647; https://orcid.org/0000-0003-4393-3217
Este trabalho apresenta uma análise teórica de um sensor plasmônico em terahertz baseado em grafeno. O sensor é constituído por cinco camadas: prisma, SiO2, grafeno, amostra dielétrica e ar, em que a folha de grafeno tem espessura infinitesimal. O método dos elementos finitos (FEM) é utilizado para analisar a resposta eletromagnética do sensor através do software COMSOL Multiphysics 5.3a. Primeiro um sensor na configuração Otto é considerado para validação do modelo e comparação com os dados disponíveis na literatura. Em seguida, investigamos as respostas de refletividade e campo eletromagnético de um sensor na configuração de Kretschmann, para o caso sem amostra dielétrica e depois inserindo uma, onde o tamanho da espessura dessa amostra foi variado para análise das diferenças apresentadas na resposta do sensor. Os resultados mostram algumas semelhanças entre o grafeno em terahertz e os sensores ópticos metálicos.
Acesso aberto (Open Access)
Aplicação da associação IoT para o aprendizado de máquina em borda de modelos preditivos em um Raspberry Pi
(2021-02-05) PEREIRA, Alexandre de Araujo; COSTA, Jefferson Souza; http://lattes.cnpq.br/1137197239851968
A conectividade entre dispositivos eletrônicos é aplicada na solução de inúmeros problemas, esse fenômeno é tão presente que hoje há inúmeros objetos da Internet das Coisas (IoT) sendo introzidos nas mais diversas áreas. Um contexto onde a IoT tem potêncial é no ambiente residencial, ela é o elemento chave de casas inteligentes, cujo objetivo é promover a seus habitantes conforto, segurança e automatização de alguns processos manuais. Esse trabalho explora a sinergia que existe entre objetos IoT dentro de uma arquitetura publicador-observador, aproveitando essa característica para promover a cooperação indireta deles mediante as publicações. Discutimos o ponto de vista técnico e implementamos uma rede IoT com Hub (observador) nos recursos de hardware de um Raspberry Pi e Nós (publicadores) com placas de desenvolvimento NodeMCU do chip ESP8266 com módulo sensor e atuador, a fim estudar a associação entre esses IoT’s e encontrar algum modelo preditivo com aprendizado de máquina para a tomada de decisão. Os modelos preditivos oriundos da associação apontada são um indicativo que a arquitetura proposta permite prever publicações, podendo assim ser usada para os mais diversos fins.
Acesso aberto (Open Access)
Prognóstico de falhas baseado em redes neurais convolucionais: uma análise para estimar a vida útil remanescente de turbinas turbofan
(2021-06-03) SILVA, William Machado da; BAYMA, Rafael Suzuki; http://lattes.cnpq.br/6240525080111166
Este trabalho propõe um método baseado em aprendizado profundo para estimar a vida útil remanescente (RUL do inglês, Remaining Useful Life) de turbinas turbofan. É apresentada uma arquitetura de rede neural convolucional (CNN do inglês, Convolutional Neural Network). O método proposto é aplicado a um conjunto de dados da NASA (do inglês, National Aeronautics and Space Administration) para a estimativa RUL, variando o conjunto de sensores e a forma de degradação das turbinas em dois modelos: RUL linear e RUL linear por partes. Os resultados experimentais são comparados entre si e com outros métodos encontrados na literatura, as comparações mostram que o método proposto RUL linear por partes apresenta desempenho comparável aos outros trabalhos publicados em termos da raiz do erro quadrático médio (RMSE do inglês, Root Mean Square Error) e uma métrica específica de competições de prognósticos.
Acesso aberto (Open Access)
Ball Beam: projeto, construção e controle de um protótipo de bancada didática
(2021-06-14) REAL, Rogério Fonseca Côrte; BAYMA, Rafael Suzuki; http://lattes.cnpq.br/6240525080111166
O presente trabalho visa o desenvolvimento de um protótipo de bancada didática para um sistema ball beam, sua modelagem matemática e implementação de um controlador digital. O desafio havia sido lançado ainda no primeiro ano do curso de Engenharia Elétrica, pelo professor Raphael Teixeira, que desenvolvia atividades no Laboratório de Controle com alunos de todos os períodos, desde calouros a concluintes. O projeto do protótipo foi desenvolvido após pesquisas onde avaliou-se diversos modelos de ball beam existentes, além de fornecedores para os materiais necessários à sua confecção. Os componentes utilizados, atuador e transdutores, foram objeto de extensos estudos e ensaios, determinando-se diversas características, a princípio ocultas, que impactaram na implementação do controlador. O projeto do controlador iniciou-se pela modelagem matemática, seguida pela definição das especificações de desempenho. Adotou-se uma arquitetura de controle PD sem a derivada do erro, mas devido às limitações impostas pelo atuador e transdutores, fez-se uso de recursos como compensadores, filtragem com processamento estatístico, estimador recursivo e preditor. Os resultados construtivos e de funcionamento ficaram próximos aos resultados teóricos, de forma que os recursos utilizados para mitigar as limitações dos componentes utilizados se mostraram satisfatórios.
Acesso aberto (Open Access)
Modelagem numérica de sensores plasmônicos SPCE de 3 e 4 camadas usando o COMSOL em ambiente 2D
(2021-08-27) COSTA, Maikon Sanches da; CRUZ, André Felipe Souza da; http://lattes.cnpq.br/8342943140907725; COSTA, Karlo Queiroz da; http://lattes.cnpq.br/7932708321834647; https://orcid.org/0000-0003-4393-3217
Sensores ópticos baseados em ondas SPP são conhecidos como sensores de Surface Plasmon Resonance - SPR. Estes dispositivos fotônicos detectam variações do índice efetivo de refração de uma estrutura multicamada por meio da interação da onda plasmônica excitada na interface metal-dielétrico com as amostras do material a ser analisado na superfície do sensor. Sensores SPR podem ser utilizados para detecção de espécies químicas, biológicas, monitoramento de nanoparticulas e etc. Neste trabalho, apresenta-se a análise teórica de um sensor SPR na configuração SPCE com 3 e 4 camadas, onde o processo de re-emissão das nanoparticulas (ou analitos) são modelados por dipolos infinitesimais sobre a superfície do sensor, em um comprimento de onda λ = 633 nm ou na faixa óptica. É usado o Software COMSOL Multiphysics® para analisar numericamente, pelo método dos elementos finitos, a resposta eletromagnética dos modelos equivalentes do sensor SPCE com 3 e 4 camadas em 2D. A análise no COMSOL utiliza o método dos elementos finitos para calcular os campos próximo e distante, onde os resultados são validados através de outros resultados obtidos por outras referências. A validação e análise dos resultados para o sensor de 4 camadas 2D é feita pela comparação com resultados experimentais de um sensor na configuração Kretschmann. Todos os resultados obtidos tiveram boa concordância, provando a eficácia dos modelos criados no Software e a reciprocidade eletromagnética das duas configurações de sensores SPR.
Acesso aberto (Open Access)
Automatização do sistema de cultivo de alface hidropônica em NFT com o uso do Arduino
(2021-09-03) ARAÚJO, Gabriel Bento; SOUSA, Washington César Braga de; http://lattes.cnpq.br/2431243933941204
Este projeto foi desenvolvido com o propósito de apresentar um protótipo de sistema alternativo de cultivo hidropônico de alface em NFT automatizado. Para este fim, foi desenvolvido um modelos reduzido do sistema, o qual utiliza componentes eletrônicos de baixo custo como: relés (de 5V e 12V), motobombas de 5V, sensores (de pH, condutividade elétrica, nível de solução, luminosidade e temperatura) e um módulo Arduino para controle do sistemas. Um ponto fundamental deste trabalho é que, visando a cuestão custo-benefício, desenvolveu-se um sensor de condutividade elétrica com componentes de baixo custo, projetado para atuar em uma faixa específica que atenda os parâmetros exigidos de condutividade elétrica da solução hidropônica utilizada no cultivo de alface. Após o desenvolvimento do sensor e do protótipo do sistema, foram realizados testes de monitoramento com a finalidade de definir parâmetros de atuação do sistema e validar o funcionamento do protótipo e do sensor de condutividade elétrica. O monitoramento foi realizado de duas formas: através da IDE do Arduino e também a partir de um módulo com display LCD acoplado diretamente ao sistema.