Engenharia Elétrica
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Trabalho de Conclusão de Curso Projeto Boitatá:(2024-12-21) Moreno, André Gomes; Ramos, Bianca Brandalezi; Teixeira, Christian Ferreira; Anunciato, Guilherme Almeida; Oliveira, Victor Martins deO presente trabalho propõe o desenvolvimento de um sistema de monitoramento de queimadas em áreas remotas, utilizando tecnologias de comunicação sem fio baseadas no protocolo LoRa. O projeto aborda a necessidade de sistemas eficazes para a detecção e resposta rápida a incêndios, integrando módulos de coleta de dados e uma central de processamento. O sistema foi desenvolvido com sensores de temperatura DS18B20 conectados a módulos Arduino MKR WAN 1310, que se comunicam de forma P2P. A central de processamento, por sua vez, utiliza uma ESP8266 para transmitir os dados coletados a um painel de monitoramento via conexão Wi-Fi. A metodologia incluiu a montagem e teste de protótipos, análise de desempenho da comunicação entre os módulos, medições de consumo de energia e avaliação do alcance do sistema em diferentes condições. Os resultados obtidos demonstraram a funcionalidade do sistema no envio de dados e na detecção de alterações de temperatura em tempo real. Como melhorias futuras, foram identificadas a substituição da ESP8266 por uma conexão direta via USB e a avaliação do uso de um gateway LoRa para ampliar as possibilidades de aplicação. Concluiu-se que a solução desenvolvida oferece uma base promissora para sistemas de monitoramento ambiental, com potencial para ser expandida e aprimorada para aplicações de maior escala, contribuindo para a preservação ambiental e mitigação dos impactos causados por queimadas.Trabalho de Conclusão de Curso Comparação dos aspectos qualitativos entre antenas de cobre e grafeno(2024-12-22) Hajjar, Felipe Machado de Campos; Silva, Fernando Henrique Oliveira; Garcia Junior, Paulo RobertoEste Trabalho de Conclusão de Curso concentra-se na investigação e comparação de antenas planares de materiais distintos, com o objetivo de emitir ou receber sinais 5G na faixa de frequência de 3,5 GHz. Tradicionalmente, as antenas impressas têm empregado o cobre como material condutor devido à sua excelente condutividade elétrica e baixo custo. No entanto, uma nova linha de pesquisa está examinando o potencial do grafeno, que oferece características como excelente condutividade elétrica, leveza e resistência, podendo substituir o cobre como material na confecção de antenas, porém com um custo mais elevado. A pesquisa será conduzida pelos alunos Felipe Machado de Campos Hajjar, Fernando Henrique Oliveira Silva e Paulo Roberto Garcia Junior, todos estudantes de Engenharia de Automação e Controle, sob orientação do Professor Doutor Marco Antonio Assis de Melo. Para a confecção das antenas e a coleta de dados, ambas as antenas serão simuladas para melhor dimensionamento e análise de resultado, antes de serem manufaturadas. Foram produzidas antenas utilizado cobre como base condutora, para o grafeno apenas simulações foram realizadas, e as antenas foram confeccionadas utilizando as instalações do departamento de elétrica do Centro Universitário FEI. O propósito é medir e comparar os parâmetros de sinal recebido por ambas as antenas como, ganho, frequência de ressonância, frequência de banda entre outras e comparar os resultados obtidos, com o intuito de determinar qual delas é mais adequada para aplicações específicas. Ao término do estudo, espera-se obter conclusões que possam orientar a seleção entre antenas de cobre e grafeno para otimizar a transmissão de sinais 5G, contribuindo assim para avanços na área de telecomunicações.Trabalho de Conclusão de Curso Estudo de desempenho da tecnologia UWB na estimativa de distância frente asa tecnologias convencionais:(2024-06-11) Lisboa, Rafael Bolognani; Quaranta, Adilson CazzoOs transportes metroviários são amplamente reconhecidos como um dos pilares do transporte em massa, sendo extremamente eficientes quando se trata de custo beneficio para os seus passageiros. Pensando em como tornar o sistema de monitoramento metroviário mais eficiente e tecnológico, a Companhia do Metropolitano de São Paulo – Metrô, responsável por operar seis linhas que atendem uma significativa parte do perímetro urbano da cidade, junto aos alunos da FEI, decidiu iniciar o estudo para avaliar o sistema Communication Based Train Control (CBTC) Ultra Wide Band (UWB) que tem como foco modificar a abordagem para a estimativa de localização dos trens, aproveitando as características da tecnologia UWB. (30) Após um longo estudo realizado para entender as necessidades do projeto e definir quais seriam os dispositivos mais eficientes para seu desenvolvimento, surgiu então a necessidade de começar a criação de seu protótipo inicial. Para alcançar esse objetivo, realizamos uma extensa fundamentação teórica, abordando o desenvolvimento de um software que pudesse proporcionar a atuação do novo sistema de medição primeiramente em um ambiente de laboratório controlado e futuramente em campo para fins de comparação com o sistema CBTC atual. No estágio de desenvolvimento, concentramos nossos esforços na criação de bibliotecas de software personalizadas, utilizando um microcontrolador ESP32 em conjunto a um transceptor com tecnologia UWB. Através desta abordagem, almejamos conquistar uma integração harmoni osa da tecnologia UWB com o sistema metroviário do Metrô de São Paulo, com a expectativa de alcançar melhorias substanciais na precisão da estimativa de distância. Com isso, temos como meta aprimorar significativamente a eficiência das operações metroviárias, visando a oferecer um serviço de transporte mais confiável e eficaz para os passageiros.Trabalho de Conclusão de Curso Planejador de rotas com navegação indoor no sistema metroferroviário de São Paulo(2022-12-07) Correa, Bruno BollosEste trabalho propõe a implementação de um sistema stand-alone que ofereça serviços precisos de planejamento de rotas em tempo real e navegação indoor no Metrô de São Paulo pelo smartphone do passageiro. O sistema implementado é composto de duas camadas, o cliente, constituído de um APP desenvolvido para Android, e o servidor, que implementa uma Web API acessível ao cliente pela internet. Além disso, o sistema conta com dispositivos BLE beacon espalhados pelos trens e estações do Metrô para viabilidade de serviços de localização indoor. Para este projeto foi elaborada uma especificação para os beacons do Metrô que foram implementados em uma placa ESP32. O planejador de rotas foi implementado em um grafo projetado de forma a considerar, além do tempo de deslocamento do passageiro dentro dos trens, sua caminhada nas estações e sua espera pelos trens. A solicitação do planejador de rotas por um APP impede a necessidade do usuário planejar sua rota manualmente e decorá-la para seguir seu trajeto, além de estimar o tempo levado para cada passo da rota. Outra vantagem ao usuário é o acompanhamento da rota pelo sistema de macronavegação no APP. O sistema de navegação implementado é utilizado com o principal objetivo de ajudar o passageiro a se localizar nas estações e também guiá-lo para seu destino fornecido pelo planejador de rotas. Por motivos de escalabilidade, a navegação é dividida em macro e micronavegação. A macronavegação localiza o passageiro tomando como base sua proximidade a PoIs do Metrô e é capaz de acompanhar a rota do passageiro e detectar seu desvencilhamento da mesma, além de ser responsável por registrar dados de localização do passageiro que, quando consentido por ele, são enviados anonimamente ao servidor, que utiliza registros de vários usuários para atualizar o tempo das ligações do grafo do planejador de rotas. A micronavegação é capaz de estimar a posição do usuário em um mapa indoor da estação com base na detecção e estimativa da distância relativa a beacons previamente mapeados. Futuramente a micronavegação ainda terá um gerador de caminho que traça o caminho necessário para que o usuário realize seu microdeslocamento nas estações. Os resultados obtidos mostram que a especificação dos beacons, o planejador de rotas, a macronavegação e o sistema como um todo foram bem-sucedidos, a micronavegação apresentou resultados menos otimistas. A implementação de beacons com ESP32 foi útil no desenvolvimento e teste do trabalho, porém seu baixo tempo de vida o inviabiliza a ser utilizado em uma implementação real, sendo necessário avaliar outras opções otimizadas para este fim.Trabalho de Conclusão de Curso Solução para análise de dados visando a manutenção preditiva de máquinas elétricas rotativas:(2023-06-30) D’andrea, Fernando Miguel; Pereira, Julio Cesar de Jesus; Ferreira, Matheus Guimarães; Sousa, Matheus Ribeiro de; Silva, Thalia Alves daNo contexto da Indústria 4.0, um dos principais equipamentos é o motor elétrico, responsável por processos de movimentação, manufatura e controle de manipuladores. Para garantir o funcionamento do motor de forma satisfatória, ciclos de manutenção devem ser realizados, de forma preventiva a fim de evitar falhas críticas dos equipamentos que possam prejudicar e colocar em risco a segurança de pessoas durante o trabalho, junto com riscos de qualidade e de entrega de produtos numa linha de produção. Sendo assim, é de suma importância a avaliação dos parâmetros de funcionamento desses motores elétricos com a intenção de facilitar o processo de manutenção e atuar nos motores antes da ocorrência de falhas. Com base nessa premissa, esse projeto tem como foco a elaboração de um sistema de análise para manutenção em motores de indução, visando o baixo custo de componentes e desenvolvendo um sistema a fim de captar as informações dos motores, transmitindo-as de forma criptografada, a fim de garantir a segurança e integridade das informações transmitidas e de dados pessoais para uma aplicação de monitoramento em tempo real.Trabalho de Conclusão de Curso Detecção de arritmia cardíaca em ECG gerado por smartwatch(2023-12-14) Maglione, Bruno Stefano Pinheiro; França, Giuliano Cotrufo; Affonso, Rodrigo CoutinhoEste trabalho tem como objetivo a criação de um sistema de análise de saúde, utilizando dados provenientes de relógios inteligentes (smartwatch) dos pacientes em questão. O processo consiste primeiro na extração dos dados colhidos pelos sensores do dispositivo e realização de um tratamento prévio em algumas variáveis obtidas, através da interface do Google Colab para treinamento de uma rede neural VGG-19 e analisada através de um banco de dados do PhysioNet. Foi realizada a pesquisa teórica, apresentando um aprofundamento sobre os detalhes acerca do assunto, com introdução sobre os elementos a serem utilizados e o porquê de sua escolha, seguido do detalhamento da metodologia utilizada no subsequente desenvolvimento e prototipação do projeto.Trabalho de Conclusão de Curso Implementação de sistema de monitoramento bovino com uso de tecnologias IOT(2023-12-19) Nogueira, Ana Paula Aires; Gomes, Felipe Gonçalves; Andrade, Joicy de; Sirqueira, Stefany da SilvaConsiderando a importância da pecuária e do uso crescente da IoT, esse projeto foi desenvolvido para a coleta de dados do gado de corte. Esta iniciativa propõe o uso de uma coleira específica, equipada com uma variedade de sensores que incluem principalmente temperatura, pressão atmosférica, exposição solar, alimentação, descanso e localização dos animais. A proposta é integrar essas coleiras aos drones, permitindo a coleta e transmissão desses dados para armazenamento em nuvem. A coleira oferece uma solução avançada para compreender o melhor comportamento e a saúde dos animais, além de fornecer dados cruciais para melhorias na produção pecuária. O uso dos drones como um elo na cadeia de coleta e transmissão de informações permite uma visão ampla das condições dos rebanhos, permitindo aos criadores tomarem decisões informadas e precisas. Isso não só beneficia a saúde e o bem-estar dos animais, mas também otimiza a produtividade, economiza desperdícios e melhora a eficiência operacional. A capacidade de monitoramento em tempo real oferecida por essa tecnologia impulsiona a pecuária de corte para um novo patamar de gestão e cuidado animal, alinhando-a às demandas atuais por práticas mais sustentáveis e eficientes. Assim, a integração da coleira com drones e nuvem representa um avanço significativo na indústria pecuária, fornecendo um modelo inovador para melhoria não apenas o monitoramento animal, mas também a gestão holística da produção de gado de corte.Trabalho de Conclusão de Curso Processador de áudio multicanais:(2023-12-14) Barros, Felipe YoshinoNo âmbito da eletrônica e acústica, hoje, temos sistemas de reprodução de áudio de altíssima fidelidade, que antes só era possível se obter em estúdios de criação e sintetização de sons, teatros e salas de cinema. Dentre estes sistemas, estão os receivers de áudio destinados ao público doméstico. Os receivers de áudio são compostos por múltiplos sub-sistemas, que serão explorados e demonstrados neste documento, no escopo da engenharia elétrica e eletrônica. O objetivo deste trabalho será descrever o projeto de um receiver de áudio de alta fidelidade com baixo custo de montagem, com base nas documentações de referência disponibilizadas pelos fabricantes de semicondutores do mercado, junto ao conhecimento adquirido no curso de engenharia elétrica e experiência profissional. O projeto do receiver de áudio se baseará de um sistema com uma entrada analógica, e uma entrada digital multi canais, podendo ser expandido para múltiplas entradas analógicas e digitais no decorrer do desenvolvimento. Além disso, todas as entradas farão parte de um fluxo de dados processado por um microcontrolador, que será usado como processador de sinais (DSP). A partir deste dado processado, o usuário pode manipular digitalmente os canais de áudio que o sistema recebe, e amplificá-los em seu sistema de potência de preferência. O projeto foi apresentado de modo funcional, montado em placas de prototipagem.- Transmissão de dados sem fio com IoT em cidades inteligentes(2021-12-01) Braga, Gabriel; Rodrigues, Giovanna; Elias, Guilherme; Freire, Icaro; Perdoná, João; Proença, Lucas; Assis, MarcelaNo contemporâneo mundo globalizado, a transmissão de dados a longas distâncias se torna cada vez mais necessária. O atual conceito de interconexão digital de objetos cotidianos com a internet oferece uma oportunidade de desenvolvimento de dispositivos inteligentes e com uma eficácia energética. O objetivo deste trabalho acadêmico é apresentar uma alternativa para a transmissão de dados utilizando uma rede IoT com baixa potência de operação em uma cidade inteligente. É proposta uma rede de medidores inteligentes capaz de proporcionar a entrega dos dados de consumo de energia elétrica em uma granularidade ainda pouco explorada. A topologia em árvore é empregada para aumentar a distância de cobertura da rede e facilitar a identificação de falhas e consequentes ações corretivas. A tecnologia Zigbee é empregada para transmissão de dados por sua comunicação eficiente, redes autorregenerativas, baixo consumo de energia e escalabilidade. O conceito de computação em nuvem é empregado para armazenamento e fácil acesso aos dados de consumo elétrico. O sistema proposto oferece uma aplicação para o fornecedor de energia e para o consumidor onde ambos conseguem monitorar e acompanhar os consumos de energia elétrica com granularidade de até 15 minutos.
- Sistema de monitoramento para industria agro utilizando IoT(2021-06-27) Pires, Carlos Rodrigues; Sena, Guilherme de Carvalho Souto; Faria, Leonardo Lopes; Souza, Paulo Henrique de Melo; Moreira, Vitor HelenoDevido ao seu grande poderio no agronegócio, o Brasil é reconhecido mundialmente não apenas por tal feito, mas também por ter o grande consumo de água como um de seus reveses. Setenta porcentode toda a água utilizada no país tem como destino a irrigação de lavouras, além da pecuária e agricultura (De acordo com o Fundo das Nações Unidas para Agricultura e Alimentação e a Agência Nacional de Águas).Este grande consumo de água do setor, deve-se em maior parte a desperdícios e problemas técnicos nas lavouras. Após a realização de um estudo, o grupo responsável por este trabalho observou que em modelos matemáticos utilizados, a evapotranspiração (evaporação de água através do solo e transpiração das plantas) é citada com frequência e influencia diretamente o consumo de água. Entretanto, informações relacionadas a evapotranspiração real são raras e difíceis de obter, pois demanda um alto custo e grande tempo de observação. Com o propósito de contornar o problema, modelos baseados em empirismos e leis físicas foram desenvolvidos. Neste documento, será utilizado o modelo de Hargreaves-Samani, relacionando a temperatura máxima, mínima e ângulo da radiação solar incidente. Foiutilizadoum banco de dados baseando-se na região de Mirante São Paulo, com o foco de estipular o comportamento gráfico utilizando machine learning e “ARIMA” (Método estatístico). O local escolhido é resultado de ser o local mais antigo do estado de São Paulo, tornando seu histórico de dados mais robusto. Por outro lado, os pontos utilizados pelo INMET (Instituto Nacional de Meteorologia) localizam-se em pontos distantes e alguns inclusive, por serem mais recentes, não possuem dados mais antigos.Este estudo propõe uma medição local no cultivo para obtenção de dados precisos da região e variáveis meteorológicas. Com estas informações em mãos, o grupo pode iniciar o desenvolvimento de um banco de dados próprio, permitindo uma previsão da evapotranspiração mais precisa e confiável. Para fim de protótipo,será utilizado o micro controlador ESP8266 com capacidade de conexão Wi-Fi, sensores térmicos precisos e uma plataforma analítica IoT, Thingspeak da Mathworks, permitindo agregar, visualizar e analisar fluxos de dados postados pelo dispositivo cadastrado.Desta forma, o agricultor conseguirá acompanhar seus dados de forma online em qualquer momento e lugar, podendo prever o consumo de água mês a mês.