Engenharia de Controle e Automação

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Alimentador automático para animais domésticos controlado via aplicativo
(Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP) , 2021) Cunha, Gabriel; Mioralli, Paulo Cesar; Martin Junior, Jair; Rigatti, Aldo
Com o crescimento da quantidade de animais de estimação, a importância da alimentação deles só aumenta. Os comedouros ou alimentadores automáticos se destacam como solução para controlar e balancear a alimentação dos pets. Atualmente, os animais domésticos atingiram um novo estrato cultural: estão cada vez humanizados e são considerados membros da família. Entretanto, com a rotina das famílias na sociedade contemporânea, na qual as pessoas estão cada vez mais atarefadas e, muitas vezes, necessitam passar um certo tempo ausentes de casa, os proprietários de animais domésticos vêm sendo cada vez menos cuidadosos no que se diz respeito à alimentação de seus pets. Igualmente aos seres humanos, os animais necessitam de uma alimentação balanceada, variando de acordo com seu porte físico e espécie. Diante desse problema, o presente trabalho tem como proposta a confecção de um protótipo para alimentação de pets (ração e água), junto com uma aplicação IoT, funcionando à distância, de forma que o dono do animal possa verificar tudo em tempo real, tendo o controle da quantidade e os horários de abastecimento dos alimentos, com as ações de controle efetuadas a partir de um computador ou smartphone com e acesso à internet. O protótipo confeccionado atendeu aos objetivos estipulados no projeto, constituindo-se em um dispositivo funcional de controle à distância que facilita o cotidiano do usuário quanto à alimentação de seus pets.
Análise da eficiência de uma placa fotovoltaica utilizando um rastreador solar
(Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP), 2023) Valentin, Ana Beatriz; Avallone, Elson
O potencial da energia solar associada às placas fotovoltaicas na geração de energia elétrica é um campo de estudo cada vez mais relevante, seja pela questão ambiental ou pela eficiência que possui. O estudo aqui apresentado se propôs analisar a geração de energia a partir de uma placa fotovoltaica instalada junto a um rastreador horizontal de um eixo. Um motor redutor de 10 rpm rotaciona a placa ao longo do período de incidência solar de um dia e em comparação, foram coletados dados da placa estática. A aferição destes dados foi feita por meio de programação, circuito eletrônico e sensores de incidência solar. Após a análise dos dados coletados, foi construído um gráfico em que é possível considerar que o rastreador é mais eficiente do que a placa estática.
Análise de parâmetros térmicos e elétricos no controle de temperatura de um fluxo de água a partir do uso de um controlador on-off
(Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP), 2023) Braghini, Francisco; Mioralli, Paulo Cesar; Joaquim, Ricardo; Fonseca, Everthon
O controle de temperatura em processos industriais tem impacto direto naqualidade dos produtos e tem crescido bastante nesse meio, o que traz a necessidade da realização de uma análise do consumo energético e do custo que o implemento de um controlador acarretaria, analisando qual o tipo de controlador atenderia melhor à planta ou processo desejado. Este projeto tem como foco realizar uma análise de parâmetros térmicos e elétricos no controle da temperatura de um fluxo de água usando um controlador do tipo ON/OFF. São analisados os parâmetros: consumo energético, gasto financeiro, tempo de resposta, estabilidade da temperatura e eficiência na transferência de energia nesse processo. Para realizar o escopo da pesquisa, foi construído um aparato experimental utilizando um chuveiro eleétrico como aquecedor da água, sensores de temperatura, vazão e corrente elétrica para as suas respectivas amostragens e um microcontrolador para efetuar a ação de controle. A análise dos parâmetros desejados, para o sistema com o controlador do tipo ON/OFF, permitiu averiguar a sua viabilidade de uso, elencando vantagens e desvantagens.
Antena log periódica com arranjo de dipolos com patches laterais
(Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP), 2023-12-07) Vicentine, Gustavo Ferreira; Oliveira , Alexandre Maniçoba de
As antenas são componentes essenciais em comunicação sem fio, pois permitem e viabilizam a transmissão de dados e informações em longas distâncias. Apesar de as antenas Planares Log-Periódicas com Arranjo de Dipolos (PLPDA) serem amplamente utilizadas, ainda existem melhorias a serem feitas e técnicas de projetos aplicadas para atender requisitos de projeto. Este trabalho apresenta uma nova antena chamada Frog Paw Log-Periodic Dipole Array (FPLPDA), pois a geometria dos dipolos com patches se assemelha a dedos de sapo (Frog Paws). A antena foi baseada no projeto de Carrel, inserindo Patches Circulares Laterais (LCP) nos dipolos para minimizar o limite inferior de frequência (LIF). A antena FPLPDA foi projetada com o auxílio do programa ANSYS HFSS e comparada com uma a PLPDA para operação de 1,5 a 4,0GHz. O FPLPDA operou de 1,1 a 4,5GHz com coeficiente de reflexão (𝑆11) inferior a -10dB, aumentando a largura de banda (BW) em 400MHz em relação ao LPDA da Carrel. Foi visto que o LCP promoveu um LIF menor do que o dipolo comum (DC), entretanto, o ganho realizado da antena FPLPDA em comparação com a LPDA foi menor em 2dB, devido à maior distribuição do campo elétrico nos Patches. Com a redução do LIF e aumento da BW promovido pela FPLPDA mais serviços de comunicação e aplicações podem ser atendidas.
Automação de um sistema de irrigação com ESP32, com controle e monitoramento através do Blynk IoT
(Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP), 2023-06-20) Santana, Guilherme Bispo; Silva, Thiago Claudio Alcantara da; Varella, Walter Augusto
A agricultura é uma área primordial para o desenvolvimento da humanidade desde a antiguidade. Devido ao crescimento populacional e a globalização, alguns desafios começaram a surgir, entre eles, assegurar a alimentação de uma população em crescimento e que deve alcançar o número de nove bilhões de pessoas além de outros desafios como a escassez de recursos hídricos e territoriais. Além da escassez de recursos, outro problema causado pelas mudanças climáticas é a irrigação em excesso, que ocorre quando o solo já irrigado é atingido por chuvas, causando a perda de nutrientes do solo, redução da produção e aumento dos custos. Para evitar esses problemas a agricultura vem se tornando cada vez mais inteligente, trazendo o uso de equipamentos como sensores inteligentes, que monitoram grandezas como umidade e temperatura, e enviam os dados através de redes sem fio para agricultores. Este trabalho foi desenvolvido como uma solução que possibilite ao agricultor o monitoramento de umidade do solo e controle remoto da irrigação, permitindo ao agricultor um melhor aproveitamento dos recursos hídricos, respeitando as necessidades das diferentes espécies de plantas. O protótipo foi testado em uma plantação, onde foi possível monitorar a umidade solo remotamente, mostrando ao proprietário as informações de umidade do solo, além da possibilidade de acionamento da bomba remotamente.
Automação no agronegócio: desenvolvimento de Software SCADA para otimização e controle produtivo
(Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP), 2024-06-25) Rocha, Arthur; Martin Junior, Jair; Rigatti, Aldo; Natividade, Pablo
A 4ª Revolução Agrícola impulsionada pelo ritmo rápido de inovação de tecnologias como a Internet of Things, aliada as demandas globais de um processo de produção mais efetivo, eficiente e sustentável, marca o início de uma era tecnológica do agronegócio. Busca-se nessa era a integração, flexibilidade e agilidade nos processos. No Brasil, a instalação dessas novas tecnologias, em muitos casos é fragmentada, separando ao invés de unir as áreas, o que aumenta a complexidade de operação e, por consequência as possíveis incidências de erro. Este trabalho apresenta a construção de um software SCADA para o agronegócio, utilizando a plataforma Ignition para otimizar os processos de uma fazenda em Rio Verde (GO). O projeto tem por objetivo a construção de um software para a integração da balança rodoviária com a balança de fluxo, permitindo a comunicação entre elas na realização dos diversos tipos de pesagens agrupados em 3 grandes famílias, cada uma com sua tratativa e particularidade de operação. Em adição, o projeto também objetiva o monitoramento dos secadores utilizando Modbus RTU, montando uma arquitetura flexível de sensoriamento que transmitem os dados ao receptor sem fios. Como resultado, o SCADA utilizará um banco de dados em MySQL para integrar as telas e consolidar as informações coletadas ao longo do processo. Espera-se que o conjunto de telas seja de fácil operação, minimizando o tempo de aprendizado e adaptação ao software.
Automatização e estruturação de dados para análise de overrides na linha de produção
(Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP) , 2023-12-05) Nascimento, Pedro Henrique Ferreira do; Bertazini, Enzo
No cenário industrial contemporâneo, a eficiente coleta e organização coerente de dados desempenham um papel crucial na análise eficaz dos processos de produção. Este projeto propõe a automação dessas tarefas, concentrando-se especialmente na coleta e estruturação de dados relacionados a desvios de procedimentos em linhas de produção Just-in-Time (JIT) na indústria automotiva. Utilizando ferramentas como UiPath, Anaconda, PostgreSQL e Power BI, a iniciativa busca simplificar a aquisição e disponibilização de dados, facilitando uma análise ágil e a geração de insights valiosos. Ao enfatizar a convergência entre a automação robótica de processos e a gestão eficaz de dados, este estudo destaca os benefícios da transformação digital no ambiente industrial. A implementação prática destaca não apenas a velocidade na manipulação de informações, mas também a capacidade intrínseca de extrair insights cruciais para respaldar a tomada de decisões. A tomada de decisões orientada por dados fortalece a eficiência operacional, contribuindo para a prevenção proativa de falhas e o aprimoramento contínuo dos processos industriais. Isso consolida a digitalização e automação como impulsionadores fundamentais para alcançar a excelência operacional e a competitividade no mercado.
Construção de um diagrama de relação entre parâmetros operacionais de um regenerador rotativo em termos adimensionais
(Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP), 2021) Ernandes, Guilherme; Mioralli, Paulo; Avallone, Elson; Palota, Paulo Henrique
O regenerador rotativo é um equipamento importante no reaproveitamento de energia térmica. Os parâmetros geométricos e as condições operacionais deste tipo de trocador de calor influencia de maneira direta no montante de calor trocado entre os gases circulantes no equipamento e as chapas de sua matriz porosa. A proposta desse trabalho é construir um diagrama que relacione os seguintes parâmetros operacionais de um regenerador rotativo, de forma adimensional: calor transferido, vazão, rotação da matriz e contaminação entre os gases. O coeficiente de transferência de calor no regenerador foi obtido a partir de correlações para o Número de Nusselt. A quantidade de calor trocada foi obtida por meio do método Efetividade-NUT específico para regeneradores rotativos. Uma série de cálculos foi realizada a fim de adimensionalizar os parâmetros atrelados ao problema. Programas computacionais foram confeccionados para a simulação do regenerador e a construção do diagrama operacional. O diagrama adimensional relaciona quatro parâmetros importantes (contaminação dos gases, capacidade térmica adimensional, calor transferido adimensional e Fourier do gás). Conhecendo-se dois deles, é possível estimar os outros dois sem a necessidade de efetuar cálculos,sendo assim uma ferramenta de auxílio em projetos e estudos de regeneradores rotativos.
Controlador de temperatura de oito zonas para a indústria do plástico
(Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP), 2023-12-05) Correia , Guilherme Gustavo; Mateus, Aurival Vieira Lopes; Bertazini, Enzo
Controlador de Temperatura de Oito Zonas para a Indústria do Plástico descreve o desenvolvimento de um protótipo de controlador de temperatura para a indústria do plástico. O objetivo do trabalho é projetar, construir e testar um sistema de controle de temperatura eficiente e confiável para otimizar o processo de produção em uma indústria do ramo. O protótipo utilizará técnicas e conceitos de automação industrial, utilizando sensores de temperatura, atuadores e uma interface touchscreen de controle. O protótipo foi testado e validado em um ambiente industrial simulado, onde o controlador pôde monitorar e controlar as temperaturas em oito zonas distintas para garantir a manutenção dos níveis ideais de temperatura durante o processo de produção de plásticos. Apesar de enfrentar algumas limitações quanto à velocidade do processamento, os resultados foram promissores, com o protótipo demonstrando um desempenho satisfatório na manutenção das temperaturas de forma precisa e estável. A potência modular adaptável, fácil manutenção e com melhor custo do que o atualmente encontrado para este tipo de processo, proporcionou um controle eficiente e preciso das temperaturas em múltiplas zonas, o que pode resultar em redução de desperdício de material, melhoria na qualidade do produto e aumento da eficiência produtiva. O trabalho também representa um avanço na automação e controle de processos na indústria do plástico, demonstrando a viabilidade e eficácia de um controlador de temperatura de oito zonas.
Controle de acesso ao laboratório de projetos Produtivo
(Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP), 2024-06-25) Passoni, Gabriel Antonio; Del Monte, Fernando; Joaquim, Ricardo; Pereira , Denis
Ambientes como laboratórios demandam uma certa segurança para garantir a integridade dos recursos internos. Em um ambiente acadêmico, um laboratório de projetos se torna favorável a necessidade de um sistema eficiente que monitore o acesso de pessoas. O controle de acesso possibilita uma segurança e gera confiança para os usufruidores guardarem seus pertences e projetos no local. Este trabalho consiste em desenvolver um sistema embarcado de controle de acesso, com foco na segurança e eficiência operacional. O sistema permitirá um gerenciamento completo do acesso ao laboratório de projetos, facilitando o monitoramento dos alunos, professores e visitantes. Incluindo a geração de um histórico dos acessos, o supervisor consegue monitorar as entradas e saídas conforme o sistema registrar. A gestão do sistema é feita por meio de uma página web, na qual o administrador consegue cadastrar ou remover quem pode acessar a sala. Para garantir a disponibilidade contínua do sistema, a aplicação está hospedada em um servidor da Amazon AWS. A autenticação dos usuários no sistema é realizada por meio de um protótipo que comporta um leitor RFID e outro de biometria, ambos funcionando como métodos de entrada e saída. Utilizando a placa de desenvolvimento ESP32, o sistema eletrônico se comunica com o servidor pela internet usando o protocolo WebSocket. O microcontrolador processa e envia as informações para a página que realiza requisições ao banco de dados gerenciado pelo MySQL. Além disso, um display OLED e um LED RGB é utilizado para exibir as informações trazendo interação para o usuário. O protótipo almeja se tornar uma ferramenta de segurança para controlar o acesso ao laboratório de projetos oferecendo um sistema arquitetado com grande potencial de expansão para futuras aplicações.
Desenvolvimento de sistema para identificação de nível de fadiga e sonolência em condutores de veículos por redes neurais artificiais
(Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP), 2023-12-05) Bovolato, Giovanni Gonçalves; Dominguez, Gulherme de Almeida Rey; Carvalho Junior, Arnaldo de
O número de veículos circulando nas vias cresce a cada ano, trazendo consigo um aumento proporcional nos incidentes de trânsito. Entre esses acidentes, lamentavelmente, ocorrem óbitos tanto de motoristas quanto de passageiros. Parcela significativa desses acidentes está diretamente ligada à condição de sonolência do condutor. Com o propósito de abordar essa problemática, este estudo se dedica ao desenvolvimento de um sistema baseado em redes neurais artificiais, com o intuito de identificar a fadiga e sonolência em condutores. Em pormenores estão a seleção de uma base de dados para o treinamento da rede, a validação do conceito utilizando diferentes plataformas para o treinamento das redes neurais artificiais e a apresentação da prova de conceito de um sistema que seja capaz de detectar fadiga e sonolência em condutores. A primeira etapa consistiu no desenvolvimento de um modelo computacional inicial capaz de discernir e classificar o estado ocular humano entre aberto e fechado. Como evolução desse processo, foi possível desenvolver uma rede que fosse capaz de identificar a face, os olhos, o estado dos olhos e por fim, classificar se o motorista se encontra em situação de fadiga e sonolência. No desfecho deste projeto, foi desenvolvido um sistema apto a detectar a fadiga e sonolência em condutores, através da análise das classificações previamente definidas, em conjunto com a avaliação do tempo decorrido entre piscadas.
Desenvolvimento de um protótipo de robô paralelo tipo delta para aplicações “pick and place” com visão computacional
(Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP), 2023-12-08) Nicolini, Gabrielle Profeta Rodrigues; Silva, Luiz Henrique Nascimento da; Varella, Walter Augusto
O projeto tem como objetivo principal desenvolver um protótipo de robô paralelo do tipo Delta para aplicações de "pick and place" (pegar e posicionar) com o suporte da visão computacional. Esta iniciativa responde à crescente demanda por automação de tarefas de manipulação de objetos em diversos setores industriais, visando aprimorar a eficiência e precisão das operações. O robô paralelo tipo delta foi selecionado devido às suas características de alta velocidade, precisão e flexibilidade, tornando-o ideal para tarefas de pegar e posicionar. A integração da visão computacional permitirá que o robô identifique blocos de cores amarelos e verdes, calcule suas posições e execute movimentos precisos de acordo com as necessidades da tarefa. O projeto abrange várias fases, incluindo o design mecânico e cinemático do robô, a seleção e incorporação de sensores de visão computacional, o desenvolvimento de algoritmos de processamento de imagem e controle, e a construção prática do protótipo. Os resultados obtidos mostram avanços significativos no design mecânico e cinemático no protótipo do robô. Além disso, foram realizados numerosos testes na plataforma Edge Impulse para aprimorar o treinamento da rede neural. Apesar das dificuldades encontradas na integração das duas programações os resultados foram promissores.
Desenvolvimento de uma Antena Patch de Microfita de Banda Dupla para Aplicação em Roteador Wi-Fi
(Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP) , 2023-06-22) Costa, Heitor Giatte da; Oliveira, Alexandre Maniçoba de
As antenas patch de microfita, estão presentes em inúmeras soluções wireless, por exemplo, smartphones, radares, sistemas de GPS, dispositivos IoT, entre outros. Por apresentar benefícios de portabilidade, baixo custo e fácil prototipação, a respectiva antena foi escolhida para aplicação em roteador Wi-Fi, de maneira a ampliar o alcance do sinal. A análise computacional do modelo numérico da antena H Patch foi realizada no simulador HFSS da empresa Ansys, utilizando o método dos elementos finitos. Posteriormente, dois protótipos foram produzidos com substratos FR4 e medidos com o analisador de rede vetorial R&S®ZNL6, da empresa Rohde & Schwarz. Com base nos resultados da análise computacional e os valores medidos, pode-se observar que a antena opera favoravelmente para aplicação em Wi-Fi, com os parâmetros S11 localizados abaixo de -10 dB nas bandas entre 2,4400 e 2,4950 GHz e entre 3,5470 e 3,6240 GHz, com ganho de 3,5 dB em 2,4600 GHz. Através da prova de conceito, foi possível concluir que a antena H Patch opera com maior eficiência, apresentando uma intensidade de sinal Wi-Fi superior ao modelo stock do roteador. Isto porque a potência captada pela antena H patch, no marco inicial (0 metros de distância), apontou uma diferença de 11 dB (equivalente a 1159%). E no marco final medido, a 40 metros de distância, a diferença foi de 13 dB (equivalente a 1900%).
Esterilização de pisos utilizando luz UVC e robô móvel
(Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP), 2022-07-01) Santos, Suzanne; Fonseca, Everthon; Joaquim, Ricardo; Costa, Marcos
A esterilização é a forma de limpeza mais eficaz conhecida e alcançada por meios simples e acessíveis, sendo uma das formas de alcançar tal resultado o uso da lâmpada UVC, que age diretamente no gene do microrganismo, destruindo seu DNA. Para esse trabalho, foi utilizado um robô móvel autônomo para percorrer pisos e descontaminar a área submetida. Com isso, buscou-se construir um protótipo que, fazendo o uso de microcontroladores, sensores e programação, possa percorrer uma área, realizando desvios e curvas, para desviar de obstáculos e percorrer toda a área. Foram para tais objetivos, utilizado um robô móvel controlado via programação utilizando microcontrolador Arduino e servomotores e para controle do curso a ser seguido sensores fotoelétricos e ultrassônicos. Junto a esse robô, foram desenvolvidos via programas de desenvolvimento de desenho e projetos virtuais, e, posteriormente, impressos proteções para uma lâmpada UVC e seu reator, que foi acoplado à frente do protótipo, obtendo um robô autônomo capaz de realizar esterilização em pisos e ambientes similares. Como resultado, foi gerado um protótipo do capaz de realizar a esterilização de diversos ambientes, independente dos obstáculos e dimensões que ele possua, de acordo com as referências estudadas, também utilizadas com o mesmo princípio em outros equipamentos.
Estudo ergonômico visando melhorias no veículo Baja
(Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP), 2023-02-08) Zerondi, Arthur; Rigatti, Aldo Marcel; Pereira, Gualter; Coelho, Welington
Estudo bibliográfico sobre problemas ergonômicos que foram encontrados após a construção dos veículos Baja SAE. Com o propósito de evitar possíveis problemas anteriores constatados pela literatura, esse trabalho erá ajudar na compreensão de alguns dos requisitos de segurança do regulamento, na compreensão dos tipos de esforços e impactos que o piloto está sujeito. Para isso foi realizado um estudo com base na literatura científica e no regulamento RATBSB, para analisar os elementos da estrutura da gaiola de proteção; para analisar e especificar equipamentos de segurança, ergonomia e melhor desempenho na competição. Com isso foi possível perceber que é necessário combinar diversos fatores, como preparação física do piloto, formato, espessura e materiais do assento, para que todas as regiões do corpo estejam em boa postura e conforto, afim de minimizar a fadiga.
Instrumentação e monitoramento de um refrigerador doméstico
(Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP), 2024) Eching, Lucas; Costa, Fabiano; Palota, Paulo Henrique; Rigatti, Aldo Marcel
A refrigeração é fundamental para a conservação dos alimentos e para a execução de diversos processos industriais. Propõe-se o desenvolvimento de um sistema de monitoramento com IHM acessível para um refrigerador doméstico, o qual deve ser capaz de aliar baixo custo com a capacidade de conduzir experimentos práticos e fornecer dados essenciais para a análise termodinâmica de um ciclo de refrigeração por compressão de vapor. A metodologia adotada consistiu em uma revisão bibliográfica sobre o ciclo de refrigeração e sobre os principais fluidos refrigerantes, assim como uma análise dos componentes eletrônicos disponíveis para a instrumentação e monitoramento do refrigerador, com o intuito de selecionar os materiais mais adequados às necessidades do projeto. Foi desenvolvido um sistema de monitoramento composto por placas de circuito impresso destinadas à conversão e processamento de sinais elétricos provenientes dos transdutores de pressão e temperatura instalados no refrigerador doméstico. Por meio de uma conexão I2C as informações coletadas foram transmitidas a uma plataforma de prototipagem e posteriormente a IHM. Foram realizados testes para a coleta de dados provenientes do sistema de aquisição, os quais foram utilizados para definir as fases do fluido refrigerante em cada etapa do ciclo de refrigeração e para analisar o coeficiente de desempenho do refrigerador. Constatou-se que o sistema de monitoramento desenvolvido é capaz de fornecer dados de pressão e temperatura para cada componente do ciclo de refrigeração, o que atende aos requisitos básicos das disciplinas relacionadas à área de refrigeração do IFSP e possibilita a realização de experimentos presenciais em sala de aula.
Melhoria do protótipo de aparelho CPM para reabilitação de joelho
(Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP), 2024) Cruz, Vinicius; Joaquim, Ricardo Cezar; Ricardo Cezar
A reabilitação pós-operatória é fundamental para a recuperação eficaz de lesões no joelho. Este estudo propõe aprimoramentos em um protótipo de Aparelho de Movimento Passivo Contínuo (CPM) para otimizar os resultados e a experiência do paciente durante a reabilitação. A inovação inclui a integração da tecnologia de Internet das Coisas (IoT), que monitora e registra o progresso do paciente em tempo real. Isso permite ajustes personalizados no tratamento e fornece dados valiosos para os profissionais de saúde. Os resultados do estudo indicam uma melhoria significativa na amplitude de movimento, redução da dor e maior adesão ao tratamento por parte dos pacientes. A pesquisa contribui para avanços na tecnologia embarcada para a reabilitação do joelho, oferecendo uma solução mais eficaz e acessível tanto para pacientes quanto para profissionais de saúde. O sistema desenvolvido realiza a leitura dos ciclos de movimento e implementa uma interface web que exibe o tempo de uso e os ciclos realizados, proporcionando maior transparência e controle no processo de reabilitação.
Modelagem e controle de um conversor Boost utilizando ESP32
(Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP), 2023-12-06) Santos, Michel Platini Bilitardo dos; Agnoletto, Elian João
Os conversores CC, mais especiﬁcamente os conversoresboost, têm sido empregados em diversas aplicações relacionadas à energia renovável, por exemplo, na busca pela operação no ponto de máxima potência dos painéis fotovoltaicos e em sistemas de recarga de veículos elétricos. Entretanto, para que esses sistemas funcionem de maneira satisfatória, é necessária a utilização de estratégias de controle adequadas. Assim, diversos trabalhos da literatura vêm estudando diferentes técnicas de controle para cada tipo de aplicação desses conversores. Nesse sentido, este trabalho tem como objetivo realizar o projeto, análise e implementação de um sistema de controle clássico para um conversor CC-CC elevador de tensão (conversorboost). A modelagem matemática do conversor foi feita utilizando equações diferenciais e funções de transferência e, após validado o modelo, foram projetados os controladores de corrente e de tensão. O conversorboost e seu sistema de controle em cascata foram simulados em ambiente SIMULINK/MATLAB. Após o projeto e validação dos controladores, foram desenvolvidos o protótipo do conversor e sua placa de controle, a qual foi baseada na plataforma ESP32. Em seguida, foram realizados testes experimentais com intuito de validar a estrutura do conversor e o sistema de controle que foram desenvolvidos. A partir dos resultados de simulação e experimentais obtidos veriﬁcou-se que o sistema de controle projetado foi capaz de regular a tensão de saída do conversorboost mediante perturbações tanto na tensão de entrada quanto na resistência de carga do sistema.
Monitoramento e controle de um sistema hidropônico
(Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP) , 2024-08-02) Viana, Raquel; Costa, Fabiano; Mioralli, Paulo Cesar; Palota, Paulo Henrique
A aplicação de métodos automatizados em cultivos hidropônicos proporciona a capacidade de gerenciar, monitorar e acessar de maneira remota os elementos que influenciam o crescimento das plantas. Propõe-se desenvolver um sistema de controle e supervisão remota de baixo custo para uma horta hidropônica, com o objetivo de torná-lo acessível a pequenos agricultores, reduzir a intervenção humana durante o cultivo e facilitar a tomada de decisões. O sistema de cultivo adotado é baseado na técnica de fluxo laminar de nutrientes. Foi criada uma placa de circuito impresso (PCB) para estabelecer a comunicação entre o minicomputador Raspberry Pi e os sensores/atuadores do sistema. Adicionalmente, desenvolveu-se um algoritmo de controle para a irrigação, com base no tempo necessário para a horta ser irrigada. Para possibilitar o acesso remoto, implementou-se um banco de dados para armazenar os dados coletados pelos sensores e um aplicativo móvel para dispositivos Android, com base na plataforma Android Studio. A avaliação do sistema foi realizada por meio da medição da massa fresca e da largura das folhas das amostras de alface cultivadas na horta, enquanto os sinais dos sensores foram acessados remotamente por meio do aplicativo móvel. Os resultados demonstram que o aplicativo móvel é eficaz na monitoração remota das variáveis do sistema de cultivo, e que os sistemas de controle e monitoramento propostos são adequados para a prática da hidroponia, além de serem economicamente viáveis.
Proposta de projeto de transmissão manual por marchas para veículos off-road Baja SAE
(Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP) , 2023-02-08) Soares, Pietra; Palota, Paulo Henrique; Rigatti, Aldo; Pereira, Gualter
Os sistemas de transmissão estão presentes no nosso cotidiano, nas mais diversas áreas. Estes, por sua vez, visam a transmitir a energia gerada pelo motor de combustão interna para as rodas do veículo. No veículo off-road do Projeto Baja, objeto do presente estudo, é utilizado um sistema de transmissão composto por uma relação fixa, acoplada a uma CVT (transmissão continuamente variável, na sigla em inglês) que realiza a ligação entre o motor e o sistema de transmissão. O Projeto Baja consiste em uma competição oferecida pela SAE para estudantes de engenharia, onde eles precisam desenvolver um veículo off-road tipo Baja, com intuito de prepará-los para o mercado de trabalho. O presente trabalho possui o intuito de dimensinar os componentes de um sistema de transmissão com duas marchas, buscando maior velocidade no veículo. Esse sistema viabilizará maior torque para as provas de tração e transposição de obstáculos, bem como maior velocidade para as provas de enduro e aceleração. Nessa pesquisa foi realizado o dimensionamento das engrenagens, dos eixos, das chavetas e da relação de transmissão, além de calcular as velocidades e torques máximos. No projeto atual, foram utilizados alguns valores de peças já compradas e o restante foram valores valores encontrados em revisões bibliográficas. Foram encontradas para a primeira marcha uma relação de transmissão de 29,9:1, permitindo atingir uma velocidade de 45,04 Km/h e um torque de 226559,28 N.mm e para a segunda marcha uma relação de transmissão de 16,96:1, permitindo atingir uma velocidade de 79,38 Km/h e um torque de 128525,75 N.mm. Os resultados obtidos no dimensionamento demonstram que é possível utilizar um sistema de transmissão de duas marchas e obter uma melhora no rendimento do veículo Baja, atingindo melhores resultados nas competições.

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