Faculdade de Engenharia Elétrica - FEE/CAMTUC

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Acesso aberto (Open Access)
Análise da influência da inserção de geração distribuída na proteção por relés de sobrecorrente em redes de distribuição de energia
(2023-02-10) SETH, Geisielen Cirqueira; BERNARDES, Bernard Carvalho; http://lattes.cnpq.br/7562545099461171; https://orcid.org/0000-0001-8180-9407
A crescente necessidade de diversificação da matriz energética devido tanto a fatores ambientais quanto a econômicos, aliado as vantagens da geração descentralizada, e crescente aumento na demanda de energia elétrica causam um crescimento expressivo da geração distribuída no Brasil. Com base nisto, o presente estudo tem como principal foco analisar a influência na proteção por relés de sobrecorrente devido à inserção de geração distribuída em dois sistemas de distribuição radiais. O objetivo geral é entender de que forma a inserção massiva de geradores síncronos reflete na proteção do sistema e fornecimento de energia elétrica aos consumidores finais. Para tanto, definiram-se os seguintes objetivos específicos, simular faltas nos Sistemas de Distribuição de Energia Elétrica via DIgSILENT, analisar as principais alterações na corrente de curto-circuito após a inserção da geração distribuída e entender de que forma essa alteração impacta na atuação dos relés de sobrecorrente. Abordar o estudo de curto-circuito aplicado aos relés de sobrecorrente justifica-se, pois nos últimos anos o sistema interligado de energia elétrica brasileiro sofreu uma enorme expansão devido à grande inserção de geração distribuída, o que pode impactar na atuação desses dispositivos. Com o levantamento dos dados ao longo das simulações, foi possível concluir que a inserção de geração distribuída no sistema contribui para o aumento da corrente de curto-circuito, o que consequentemente pode refletir em desajustes nos parâmetros de projeto do relé de sobrecorrente, sendo um potencial fator de risco para a atuação satisfatória em casos de falhas.
Acesso aberto (Open Access)
Análise das percepções de segurança com eletricidade dos trabalhadores da cidade de Abaetetuba-PA
(2024-02-28) FONSECA, Alessandro de Araújo; SOUZA, Juliete da Silva; http://lattes.cnpq.br/7297284034041670; https://orcid.org/0000-0003-4903-3842; COSTA, Andrécia Pereira da; http://lattes.cnpq.br/5478432438981293; https://orcid.org/0000-0001-7607-8769
Este trabalho tem como objetivo analisar a percepção sobre segurança com eletricidade, de trabalhadores da cidade de Abaetetuba-Pará, tendo como parâmetro as medidas de segurança descritas na NR-10. A pesquisa surge da necessidade de compreender as condições de trabalho no setor elétrico do município, diante da persistência de acidentes de origem elétrica no país, apesar das regulamentações vigentes no Brasil. Para isso, foi desenvolvido um questionário composto por doze perguntas que exploravam conceitos relacionados às medidas de controle e prevenção de acidentes com eletricidade. A pesquisa contou com a participação de trinta profissionais, as entrevistas se deram de forma presencial e também online por meio de aplicativo Whatsapp. Os participantes foram escolhidos a partir de contatos conhecidos do autor, com ampliação por meio de indicações desses profissionais e também visitas presenciais a locais de trabalho complementaram a seleção. Após a análise de dados, observou-se que a maioria dos participantes é composto por jovens, que possuem conhecimento técnico na área, obtido através de curso profissionalizante, curso técnico ou prática. E possuem tempo médio de experiência profissional por volta de 10 anos. Os profissionais mostraram seguir os principais parâmetros da NR-10, como o uso de EPI bem como a não utilização de adornos durante as atividades profissionais. Outro ponto analisado foi a competência desses profissionais ao lidar com situações de primeiros socorros ou incêndios relacionados à energia elétrica. Uma quantidade significante dos entrevistados admitiu não possuir habilidades adequadas para intervir nessas circunstâncias, indo de encontro às exigências da NR-10. Finalmente, identificou-se a necessidade de os profissionais buscarem qualificação na área, por meio de cursos profissionalizantes, técnico ou mesmo superior, tal como o treinamento e reciclagem da NR-10. Essa iniciativa visa aprimorar as condições de segurança e diminuir os riscos de acidentes no acidente de trabalho.
Acesso aberto (Open Access)
Análise de dados de manutenção usando aprendizado de máquina: estudo de caso em uma peneira vibratória do segmento de mineração
(2021-12-30) LACERDA, Rickelle Moraes; BAYMA, Rafael Suzuki; http://lattes.cnpq.br/6240525080111166
Em busca de um problema recorrente em uma grande empresa de mineração que pudesse ser estudado e abordado, foram realizadas pesquisas e análises em sistemas supervisórios e de aquisição de dados referentes a equipamentos que estão inseridos no processo de beneficiamento do minério, e assim selecionou-se uma peneira para esse estudo que apresentou 109 eventos de falhas dos setores de Elétrica, Instrumentação e Automação durante todo o ano de 2019. A partir dessa escolha foram feitas análises quantitativas e qualitativas, investigações e pesquisas em campo para buscar justificativas para o número elevado de eventos que geraram manutenções. Um Perfil de Perdas, que consiste na estratificação das perdas do processo produtivo por meio de gráficos de Pareto, a fim de identificar quais são as maiores oportunidades de ganho no equipamento foi elaborado. Assim como se fez uso da ferramenta FMEA (Análise dos Modos e Efeitos de Falha) que apontou quais falhas são mais críticas e quais ações com certa prioridade devem ocorrer para que dessa forma se alcance uma maior Confiabilidade do ativo. Neste contexto, entendeu-se a importância de através da Inteligência Artificial e do Aprendizado de Máquina criar um código no MATLAB usando as técnicas PCA e Clustering. Sendo capazes de, a partir de amostras de dados referentes ao funcionamento da peneira, analisar o comportamento desses dados e descobrir o que seriam os que apresentam anomalias, se encaixando em grupos de classe de dados com defeito, e os que não possuem em grupos de classe de dados sem defeito. Para que dessa forma seja possível diagnosticar o equipamento e futuramente, melhorando o código, seja possível até mesmo prever falhas neste e em seus semelhantes, fazendo com que perdas no processo sejam mitigadas.
Acesso aberto (Open Access)
Análise de manutenção industrial em transformadores de potência e seus custos com ênfase na coleta de óleo isolante
(2024-10-31) COELHO, Brenda Carolina Ponte; COUTO, Thalita Lourrany Santos; BAYMA, Rafael Suzuki; http://lattes.cnpq.br/6240525080111166
O objetivo deste trabalho demonstrar os benefícios da manutenção preditiva, em especial a analise de óleo isolante de transformadores de potencia, para a prevenção de perdas e danos materiais de uma indústria siderúrgica. Para seu desenvolvimento, inicialmente, foi realizada revisão bibliográfica dos tipos de transformadores, manutenção e, mais especificamente, os métodos para interpretação de analise de óleo isolante. Com base nisso, foram apresentados dois estudos de caso. Foram abordados casos reais de falha em transformadores, em que utilizaram a analise de óleo, mais precisamente, a concentração de gases dissolvidos, para determinar o diagnostico, bem como uma analise de custos e perdas de produção relacionadas a cada caso. O primeiro caso se trata de um transformador de 6MVA que foi substituído devido a deterioração interna causada pelo acumulo de gases, que gerou um superaquecimento da parte ativa do transformador e a danificou, deixando o equipamento inoperante. No segundo caso, o estudo apresenta um transformador de 75MVA que falhou inesperada- mente com nível de acetileno elevado. Nesse cenário, ele não foi religado antes da realização de diagnósticos para identificar o possível defeito, que revelou a perda do equipamento. Para cada um dos casos, utilizou-se os resultados de analises de óleo, ou seja, a concentração de gases combustíveis, para determinar a causa da avaria, com auxílio dos métodos mais utilizados na indústria. Além disso, para cada situação, foi estimado o custo envolvido, considerando danos materiais e perda de produção, evidenciando o beneficio de um bom planejamento e execução de manutenções em transformadores.
Acesso aberto (Open Access)
Análise de um sistema fotovoltaico com base em dados de entrada e utilização do software PVsyst®
(2023-07-20) GOMES, Daniel Aviz; SOUZA, Juliete da Silva; http://lattes.cnpq.br/7297284034041670; https://orcid.org/0000-0003-4903-3842; COSTA, Andrécia Pereira da; http://lattes.cnpq.br/5478432438981293; https://orcid.org/0000-0001-7607-8769
Este trabalho propõe uma análise comparativa de um sistema fotovoltaico interligado à rede de distribuição pública, com o uso do software PVsyst®, programa utilizado por engenheiros para dimensionamentos de sistemas fotovoltaicos. O intuito é analisar a geração de energia estimada pelo software com os dados reais do projeto, isto é, a energia que realmente foi gerada. É feita uma comparação que destaca os principais parâmetros do projeto, como por exemplo, eficiência, geração e perdas. Este trabalho é dividido em duas etapas, a primeira etapa é feita a coleta de dados referente ao local do projeto, por exemplo, dados geográficos, irradiância, produção de energia e informações dos equipamentos utilizados. Para a segunda etapa é realizado a simulação através do programa PVsyst® de acordo com os dados de entrada. Neste programa, os principais módulos utilizados para alocação das informações foram: orientação e variantes do sistema. Após realizado a verificação, concluiu-se que os dois métodos, tanto do dimensionamento real quanto da simulação convergem para a mesma solução. A edificação na qual realizou-se o estudo possui a geração de energia anual de aproximadamente 28.850 kWh, toda a energia gerada não é destinada para o local e sim para alimentar quatro Unidades Consumidoras (UCs) remotamente. Portanto estas análises permitem inferir que é possível obter considerável retorno (pay back) como retorno financeiro e ecológico, além de colaborar com a preservação dos recursos naturais.
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)
Análise e descrição do automatismo do sistema de bombeamento d’água loteamento Vivacidade
(2021-12-17) SILVA, Wellington Oliveira da; SANTOS, Wanderley Pereira dos; http://lattes.cnpq.br/3934221319105432; CRUZ, André Felipe Souza da; http://lattes.cnpq.br/8342943140907725
Este trabalho busca descrever diversos aspectos da automação industrial, quando destinados a sistemas de bombeamento d’água. O objetivo deste trabalho consiste em descrever a funcionalidade do automatismo implementado num sistema de bombeamento d’água, com uso de controladores lógicos programáveis, utilizando lógica LADDER. Este sistema de automação resume-se a dois CLP’s, conectados via comunicação sem fio, que controlam os atuadores eletromecânicos e soft-starters para partida de dois conjuntos de motobombas. Aqui, damos ênfase na utilização dos CLP’s empregados no processo de comando, controle e monitoramento dos equipamentos do sistema em estudo. Foram abordadas definições acerca dos protocolos de comunicação, responsáveis por estabelecerem um canal de transmissão de dados (via-rádio) entre os CLP’s. Por fim, durante a descrição do diagrama LADDER, são feitas análises e discussões sobre as possíveis situações que o sistema completo é submetido.
Acesso aberto (Open Access)
Análise e fabricação de antenas de microfita patch retangular: compilado de artigos publicados em 2024
(2024-11-26) CRUZ, Leonardo França da; COSTA, Andrécia Pereira da; http://lattes.cnpq.br/5478432438981293; https://orcid.org/0000-0001-7607-8769; CRUZ, André Felipe Souza da; http://lattes.cnpq.br/8342943140907725; https://orcid.org/0000-0003-0860-3167
Neste trabalho, é apresentado um compilado de artigos publicados no ano de 2024, desenvolvidos objetivando o desenvolvimento de uma metodologia para análise paramétrica e confecção de antenas de microfita com patch retangular. O primeiro artigo foca principalmente na análise dos efeitos da variação da largura e do comprimento do patch retangular na resposta de uma antena de microfita. Essa análise foi realizada a partir de uma antena de referência projetada para operar na frequência de 2,4 GHz, com o patch medindo 38,03 mm de largura e 29,47 mm de comprimento, montado sobre um substrato dielétrico FR4, com espessura de 1,5 mm e permissividade relativa de 4,4. Os resultados mostraram que a variação da largura (W) do patch entre 50 e 200% do valor de referência aumenta a perda de retorno, mas também desloca a frequência de ressonância de 2,51 GHz para 1,92 GHz. Já a variação no comprimento (L) do patch indicou que apenas a antena com o dobro do valor de referência apresenta uma largura de banda útil na frequência de 2,42 GHz.O segundo artigo apresenta dois métodos de fabricação de antenas de microfita e compara sua viabilidade e eficácia. A primeira antena foi fabricada utilizando uma microfresadora CNC, e a segunda, pelo método de corrosão com percloreto de ferro. Após a fabricação, a perda de retorno e o VSWR das antenas foram medidos usando o analisador de redes LiteVNA-64 e comparados com as simulações realizadas no software Ansys HFSS. Os artigos demonstraram a viabilidade de aplicar procedimentos de fabricação digital de antenas de microfita em laboratórios acadêmicos, utilizando métodos didáticos e acessíveis.
Acesso aberto (Open Access)
Antena patch para comunicação wireless bioinspirada na flor Hoya Pubicalyx
(2024-11-26) GALVÃO, Joanes Martins; CRUZ, André Felipe Souza da; http://lattes.cnpq.br/8342943140907725; https://orcid.org/0000-0003-0860-3167; COSTA, Andrécia Pereira da; http://lattes.cnpq.br/5478432438981293; https://orcid.org/0000-0001-7607-8769
Neste trabalho, é apresentado um artigo científico intitulado “Antena patch para comunicação wireless bioinspirada na flor Hoya Pubicalyx”, desenvolvido durante o período de setembro/2023 a agosto/2024, obtido com resultados a partir da execução de um Projeto de Pesquisa de Iniciação Científica (PIBIC), sob orientação dos professores Andrécia Pereira da Costa e André Felipe Souza da Cruz. O referido artigo foi apresentado na XIV Conferência Nacional em Comunicações, Redes e Segurança (ENCOM) realizado no Instituto Federal do Rio Grande do Norte (IFRN) na cidade de Natal/RN. Este trabalho foi elaborado seguindo a resolução no1/2024 da Faculdade de Engenharia Elétrica (FEE), Campus Universitário de Tucuruí (CAMTUC) da Universidade Federal do Pará (UFPA), que regulamenta os termos da flexibilização do Trabalho de Conclusão de Curso na IN no5/2023 da PROEG-UFPA. O artigo apresenta o projeto de uma antena patch bioinspirada na geometria da flor Hoya Pubicalyx, popularmente conhecida como flor de cera. A antena possui dimensões de 42, 8 × 42, 8 × 1, 5mm3, fabricada em um substrato FR4, com permissividade relativa de 4,4 e tangente de perdas de 0,02, alimentada por um cabo coaxial, com impedância de entrada de 50 Ω. Para a caracterizção numérica, foi utilizado o software Ansys Electronics Desktop (HFSS) e, para a caracterização experimental, foi utilizado o LiteVNA-64. Os resultados obtidos indicam que a antena proposta possui largura de banda de 60 MHz, perda de retorno S11 ≤ 10 dB e VSWR abaixo de 2, considerando as frequências de ressonância simulada e medida de 2,46 GHz e 2,42 GHz, respectivamente. Os diagramas de irradiação simulados possuem características direcionais, com ganho máximo de 2,88 dBi na frequência de 2,46 GHz. Os resultados experimentais mostram uma boa concordância com os resultados simulados.
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)
Aplicação do Comsol para análise de sensores SPR: compilado de artigos publicados de 2016 a 2017
(2021-12-09) SANTOS, Rafael Correia dos; 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
A modelagem numérica de estruturas multicamadas em softwares de análise eletromagnética tem contribuído para o projeto e desenvolvimento de novos sensores plasmônicos. Neste trabalho apresentamos um compilado de artigos publicados durante o período de 2016 a 2017, que tiveram como objetivo utilizar o Método dos Elementos Finitos para a modelagem de Sensores Plasmônicos baseados em multicamadas. Nos dois primeiros artigos, publicados pelo autor deste trabalho, são mostrados os resultados obtidos utilizando o FEM no software COMSOL para a modelagem de um sensor plasmônico na configuração Kretschmann, nestes são sensoriadas amostras contendo nanopartículas de ouro do tipo Core-Shell. O primeiro artigo apresenta o desenvolvimento e modelagem do sensor SPR com excitação TM, os dados obtidos a partir de um modelo analítico foram comparados com os resultados numéricos da curva de refletividade e distribuição do campo magnético na estrutura estudada. No segundo artigo avalia-se a resposta do sensor em função da distância entre as nanopartículas para dois ajustes em sua estrutura multicamada para estudar a influência na sensibilidade, onde se verificou o efeito do acoplamento entre as nanopartículas e o desvio relativo com o modelo analítico. Em anexo são deixados dois artigos publicados que tratam do efeito do acoplamento eletromagnético entre nanopartículas de ouro do tipo Core-Shell, ambos receberam contribuição do autor deste trabalho, sendo este coautor das publicações em anexo.
Acesso aberto (Open Access)
Aplicação do HFSS para análise do efeito de vértices no patch de antenas de microfita: compilado de artigos publicados em 2024
(2024-11-25) PINTO, Samantha Mota; COSTA, Andrécia Pereira da; http://lattes.cnpq.br/5478432438981293; https://orcid.org/0000-0001-7607-8769; CRUZ, André Felipe Souza da; http://lattes.cnpq.br/8342943140907725; https://orcid.org/0000-0003-0860-3167
Neste trabalho, são apresentados os artigos intitulados, “Análise dos efeitos provocados pelo aumento de vértices no patch regular de uma antena de microfita” e “Análise dos efeitos de uma fenda poligonal regular em uma antena de microfita patch circular”, desenvolvidos durante o período de 04/09/2023 a 31/08/2024, através da execução do Projeto de Pesquisa de Iniciação Científica (PIBIC) PRO6432-2023, sob orientação do Prof. Dr. André Felipe Souza da Cruz. O primeiro artigo descreve um projeto de antena de microfita no simulador High-Frequency Structure Simulator (HFSS), com patch quadrado, alimentada por cabo coaxial de 50 Ω por baixo do plano de terra, operando na frequência de 2,59 GHz. A partir deste projeto, foram feitas simulações para dois conjuntos de antenas, variando a geometria da plaqueta em figuras poligonais regulares, em que são avaliadas a perda de retorno (S11), a Taxa de Onda Estacionária (VSWR), a impedância de entrada Z, e a largura de banda (BW). O segundo artigo, tratou de uma análise sobre os efeitos que uma fenda poligonal regular produz, quando inserida no patch de um antena circular de raio 1,69 cm, projetada para operar em 2,4 GHz e alimentada por cabo coaxial a 30% do centro, construída também no HFSS. Para este projeto, decidiu-se realizar simulações para quando variava-se a posição relativa θ de 0◦ a 90◦ da fenda e o número de lados N de 4 a 12. Verificou-se que o caso da antena com slot heptagonal produziu maior largura de banda, e para este caso, foi variado o fator de proporção K para verificar os efeitos da área do slot na resposta da antena. Os mesmos parâmetros de desempenho do primeiro artigo, são os parâmetros avaliados no segundo artigo. Ambos os artigos estão disponíveis como anexo, e estão correlacionados por um texto integrador introdutório.
Acesso aberto (Open Access)
Apresentação do artigo elaborado em 2023 por meio da Proeg nº 01/2023: aplicação da análise de correlação canônica em sistemas ICM baseados em SSVEP
(2023-12-18) SOUSA, Sávio Milhomens de; SILVA, Cleison Daniel; http://lattes.cnpq.br/1445401605385329
Este trabalho aborda a apresentação do artigo intitulado “Aplicação da Análise de Correlação Canônica em Sistemas ICM Baseados em SSVEP”, desenvolvido durante o período de Abril de 2023 a Setembro de 2023, durante a execução do projeto de pesquisa, sob orientação do Professor Dr. Cleison Daniel Silva e apresentado na III Escola Regional de Aprendizado de Máquina e Inteligência Artificial Norte 2. O sistema ICM (Interface Cérebro Máquina) é uma tecnologia capaz de realizar comunicações entre seres humanos e máquinas através da atividade cerebral em resposta a estímulos visuais, imaginários ou somatossensoriais. Essa atividade é aquisitada, por meio de métodos como o eletroencefalograma (EEG), processada e convertida em sinais de comando. O estudo do artigo se concentra no processamento de informações usando o método de Análise de Correlação Canônica (CCA) para auxiliar na classificação de sinais em sistemas ICM’s baseados em SSVEP (Potencial Evocado Visualmente em Estado Estável). Como metodologia, foram realizadas cinco abordagens do método CCA, em ambiente Python, usando o mesmo conjunto de dados e mesma técnica de processamento e classificação de sinais, alterando apenas a forma como os dados são tratados no método. Os dados usados são provenientes de um repositório de domínio público contendo sinais de EEG de quatro sujeitos em presença de estímulos de SSVEP em frequências de 8 Hz, 14 Hz e 28 Hz. Em adição ao CCA, utilizou-se do periodograma como tecnica para maximizar a extração de características dos sinais resultantes da aplicação do método. Na etapa de classificação os sinais foram agrupados em três combinações binárias entre as frequências de estímulo, e para cada par, foi aplicado a Análise do Discriminante Linear (LDA). Ao final, a acurácia do classificador foi utilizada como parâmetro para discussões e conclusões de cada abordagem. De forma geral, notou-se que os resultados variam entre os indivíduos numa faixa de 38% a 100% de acurácia. A partir da lógica de construção e dos resultados da abordagem E, conclui-se que essa é propícia para aplicação em um sistema real.
Acesso aberto (Open Access)
Apresentação do artigo técnico elaborado em 2023 por meio da IN Proeg nº 01/2023: explorando o potencial do laboratório virtual de controle de sistemas com VPython no ensino de engenharia: análise e perspectivas para o futuro
(2023-10-10) COTA, Yuri de Oliveira; BAYMA, Rafael Suzuki; http://lattes.cnpq.br/6240525080111166
Este trabalho se concentra na apresentação do artigo intitulado “Explorando o potencial do laboratório virtual de controle de sistemas com VPython no ensino de engenharia: análise e perspectivas para o futuro”. O desenvolvimento deste artigo transcorreu ao longo do período de 3 de janeiro a 16 de maio de 2023, coincidindo com a execução do projeto de pesquisa denominado “Laboratório virtual de controle”. Este projeto foi supervisionado pelos docentes Dr. Rafael Suzuki Bayma e Dr. Raphael Barros Teixeira, cuja orientação foi fundamental para o direcionamento e êxito da pesquisa. No cerne deste estudo está a criação do laboratório virtual de controle, que se fundamentou na linguagem de programação Python. Dentro deste ambiente, foram elaboradas simulações virtuais voltadas a problemas clássicos da disciplina de Controle da UFPA - Campus Tucuruí. Os desafios selecionados para essa empreitada foram o MAGLEV (Levitador Magnético) e o AeroPêndulo. Nessas instâncias, efetuou-se a modelagem dos sistemas, a implementação do controle e a criação de interfaces interativas para a comunicação com os usuários. O objetivo primordial desses esforços foi aprimorar a compreensão e a abstração dos alunos em relação aos tópicos abordados nesses cenários, propiciando um ambiente de aprendizagem mais dinâmico e contextualizado. Ao término deste trabalho, os módulos foram desenvolvidos com sucesso, alcançando uma funcionalidade plena que permite sua distribuição e execução em ambientes locais. Nesse processo, foram criadas representações tridimensionais dos sistemas e implementada uma interface de comando que possibilita o ajuste dos sinais de referência de forma interativa.
Acesso aberto (Open Access)
Apresentação do resumo expandido elaborado em 2019 por meio da IN Proeg n° 01/2023: automação residencial baseada em comportamento utilizando Raspberry Pi
(2023-06-15) OLIVEIRA, Josemar Lopes; CRUZ, André Felipe Souza da; http://lattes.cnpq.br/8342943140907725
Este trabalho é apresentado e estruturado sobre a regulamentação da INSTRUÇÃO NORMATIVA Nº 01/2023 – PROEG/UFPA e da RESOLUÇÃO 001/2023 - FEE – maio de 2023, que fala sobre as diretrizes acadêmicas para a normatização e realização das atividades do Trabalho de Curso – TCC, flexibilizando a sua forma de elaboração, de apresentação e de defesa. E regulamenta a aplicação da Instrução Normativa na Faculdade de Engenharia Elétrica do Campus Universitário de Tucuruí. O resumo expandido desenvolvido no período de 03/2019 a 10/2019, e apresentado no III Congresso de Tecnologias e Desenvolvimento na Amazônia - CTDA, no qual é relatado uma das atividades desenvolvidas durante a execução do "Projeto de Extensão Domótica", sob orientação do Professor Jefferson Souza Costa. O projeto tinha como objetivo aplicar tecnologias de automação residencial de baixo custo no município de Tucuruí, motivando os interesses de jovens e adultos da comunidade para as aplicações de robótica e domótica usando circuito impressos e plataformas microprocessadas de baixo custo, como o Arduino, Raspberry Pi, NodeMCU do chip ESP8266, módulo sensores e atuadores. Abordamos no resumo uma automação residencial baseada em comportamentos utilizando Raspberry Pi, dos estudos bibliográficos realizados pelos alunos membros do projeto. Várias foram as atividades desenvolvidas da construção de protótipos a realização de palestras e minicursos ministrados nas escolas da rede pública no Município de Tucuruí. Os resultados alcançados pelo projeto foram os desenvolvimentos de protótipos de automação residencial, produções textuais que provocaram publicações em congressos, e uma dessas publicações é apresentado no anexo A deste trabalho, um estudo de automação residencial baseada em comportamento utilizando Raspberry Pi.
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)
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)
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.
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)
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.