Programa de Pós-Graduação de Mestrado e Doutorado em Engenharia Elétrica
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Navegando Programa de Pós-Graduação de Mestrado e Doutorado em Engenharia Elétrica por Orientador "Giacomini, R. C."
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Dissertação Amplificador ECG incorporando pseudorresistores: projeto, implementação e caracterização em altas temperaturas(2024) Pessoa, Beatriz Barsocchi TestaComponentes eletrônicos, em geral, possuem grande sensibilidade às mudanças de temperatura. Temperaturas muito acima ou abaixo do valor considerado como ambiente causam uma mudança nas características físicas dos materiais dos componentes, acarretando um impacto significativo no desempenho e na confiabilidade dos dispositivos eletrônicos. Muitos dispositivos são projetados para operar dentro de uma faixa de temperatura específica e, se a temperatura exceder essa faixa, o dispositivo pode ser danificado ou não funcionar corretamente, fazendo com que, à medida que a temperatura aumente, o número de defeitos e falhas induzidas termicamente em dispositivos eletrônicos também aumente. O uso do pseudorresistor é uma técnica promissora para projetos de amplificadores biomédicos, uma vez que proporciona ao amplificador uma alta precisão, baixo ruído e ampla faixa de resposta em frequência. Além disso, os pseudorresistores na faixa de teraohms apresentam vantagens adicionais, como menor consumo de energia, melhor estabilidade térmica e menor área ocupada no chip em relação aos resistores convencionais. No entanto, o uso de pseudorresistores também pode apresentar desafios na implementação de circuitos, principalmente devido à complexidade do projeto e à necessidade de ajuste preciso dos parâmetros do circuito. Além disso, a variação de temperatura pode afetar a precisão do circuito que utiliza essa tecnologia, sendo necessário o uso de técnicas de compensação para minimizar esse efeito. Estudos anteriores sobre pseudorresistores estão limitados a simulações, modelagem e implementação de alguns amplificadores de banda estreita. Este estudo tem como objetivo projetar um circuito sob medida para aplicações de ECG, com largura de banda de 0,04 Hz a 2 kHz para a faixa completa de temperatura de aplicação. O circuito é digitalmente modelado, simulado e caracterizado, ajustando os valores de capacitância de feedback para otimizar o desempenho dentro da faixa de temperatura crucial para aplicações biomédicas. Após a validação do circuito desenvolvido, este projeto almeja realizar uma transição para a esfera prática, visando a aplicação em pacientes. Nesse cenário, enfatiza-se a integração direta com sinais biomédicos, com a validação da associação do circuito proposto juntamente ao dispositivo ADS1298ECGFE-PDK para análises clínicasDissertação Análise, simulação e modelagem de dispositivos obtidos por deposição de materiais inteligentes sobre isolante(2021) Montesani, Gustavo JustoA simulação de estruturas que experimentalmente são fabricadas por meio de deposição induzida por feixe de elétrons focalizados (do inglês, focused-electron-beam-induced deposition, FEBID) num simulador numérico TCAD contribui para o avanço em estudos com materiais inteligentes, uma vez que é possível fabricá-los fazendo uso desse método que dispensa a utilização de máscaras, necessárias nos métodos convencionais. Os materiais inteligentes se mostram úteis por variar uma ou mais de suas propriedades mediante a uma variação do meio em que estão inseridos. O software Atlas, utilizado para as simulações dos materiais inteligentes, foi concebido para realizar simulações de materiais semicondutores. Portanto, algumas novas propostas de uso e adaptações são realizadas no decorrer do trabalho. Inicialmente, é feita a modelagem do dispositivo, ajustando os parâmetros dos materiais e também o ajuste do modelo MIMTUN, de tunelamento quântico, utilizado nas simulações. Adicinalmente, foram variadas as geometrias dos grãos contemplando grãos quadrados, hexagonais e também octogonais, como forma de simplificar as estruturas, viabilizar e acelerar as simulações. As simulações contemplam a variação das distâncias dos grãos nas direções horizontal e vertical, bem como a variação da temperatura de simulação, seguidas de uma análise da confiabilidade das simulações pelas suas regressões de uma curva esperada. Os grãos octogonais possuem a resposta que mais se assemelha à resposta esperada por grãos circulares quando se considera a variação da distância. Por fim, foi proposta uma aplicação do dispositivo simulado como um sensor de deformação mecânica aplicado a um veículo, contemplando uma pequena variação da distância entre os grãos gerando assim uma variação da resposta de corrente elétricaDissertação Aprimorando a eficiência contratual de energia: um estudo de previsão de demanda com aprendizado de máquina(2024) Pessoa, Patrick de SousaEste projeto de pesquisa aborda a otimização contratual da demanda de energia como um elemento fundamental para aprimorar a eficiência energética da rede elétrica e reduzir custos para consumidores industriais, evitando multas associadas à demanda excessiva estabelecida em contrato. A diferença entre a demanda contratada e a efetiva é frequentemente subestimada, resultando em desperdício de recursos e penalidades financeiras. Foram estudados modelos de inteligência artificial, como FA (Floresta Aleatória), SVR (Support Vector Regression) e rede LSTM (Long-short Term Memory), para prever a demanda em diferentes horizontes temporais. A análise temporal indicou que a acurácia aumenta à medida que o horizonte de tempo é reduzido, destacando a importância da escolha do modelo e do intervalo de tempo na previsão da demanda. Um estudo de caso foi conduzido para avaliar a precisão da previsão em comparação com formas tradicionais de estabelecimento de contratos de demanda, ressaltando a importância do tamanho da base de dados disponível para o desempenho do modelo. A fim de comparação com a rede LSTM, estudou-se o desempenho para a rede GRU (Gated Recurrent Unit Network), a qual obteve resultados comparáveis à LSTM, porém com treinamento mais rápido. Deste modo, este projeto contribui para a otimização contratual da demanda de energia, permitindo que empresas otimizem estes modelos de contratos, minimizem multas e aliviem a carga na rede elétrica, sendo que os resultados confirmam a importância do aprendizado de máquina na otimização de contratos de demanda de energiaTese Modelo de vetorização de torque aplicado a veículos de competição de alto desempenho(2023) Serralvo Neto, R.Diante de um cenário com constante modificações tecnológicas envolvendo automóveis e veículos automotores em geral, como automóveis de passeio, transporte de carga, veículos de competição dentre outros, grandes desenvolvimentos nos sistemas de propulsão estão sendo impulsionados devido à eletrificação, evolução esta que não havia sido vista nos últimos 100 anos. Nesta linha de plena ascensão dos veículos com propulsão elétrica, diversas tecnologias vêm sendo desenvolvidas, dentre elas a vetorização de torque. Essa técnica consiste em utilizar 4 motores implantados em cada uma das 4 rodas do veículo e fazer esses motores trabalharem de maneira independente. Este estudo visa explorar os métodos de projeto, simulação, teste e modelagem, visando implementar a vetorização de torque. Pretende desenvolver adicionalmente um protótipo de alto desempenho: um veículo de competição do tipo Fórmula SAE, em que o principal objetivo é a performance com o menor consumo de energia. Para o auxílio no desenvolvimento da vetorização de torque, foi incluído um modelamento matemático para prever o desempenho do veículo com tração nas 4 rodas independentes e para poder aprimorá-lo. O objetivo final desse trabalho é entregar um conjunto de métodos, procedimentos e tecnologias, condensadas em uma plataforma de pesquisa que pode ser utilizada para outras aplicações no âmbito universitário