Os controladores programáveis tornaram-se fator decisivo para o controle de processos em ambientes industriais. Permitir o gerenciamento desses, eleva-os ao mesmo grupo de outros equipamentos da rede. Gerenciar esses dispositivos e o processo controlado tende a facilitar a identificação de falhas, as intervenções no processo e demais vantagens trazidas por um bom esquema de gerência. Uma maneira de realizar esse gerenciamento é por meio de programas conhecidos como supervisórios. Além das aplicações de supervisão, uma nova classe de ferramentas, que também possibilita o gerenciamento tanto do controlador quanto do processo a esse submetido, vem sendo disponibilizada. A presença de protocolos de gerenciamento, tal qual o SNMP, já é uma realidade em alguns dos modelos de equipamentos oferecidos por vários fabricantes, promovendo uma integração com plataformas de gerência já existentes no mercado. A proposta deste trabalho inclui a elaboração de um modelo de gerenciamento usando XML, atualmente em ampla ascensão e aceitação. Está, também, previsto a construção de um protótipo capaz de realizar as funções de um agente. A criação de um modelo de gerenciamento baseado em tecnologias e especificações abertas, tais como XML e Web, possibilita desde a utilização de um navegador, até o desenvolvimento de novas ferramentas para a requisição/aquisição de dados em controladores.

Os controladores programáveis tornaram-se fator decisivo para o controle de processos em ambientes industriais. Permitir o gerenciamento desses, eleva-os ao mesmo grupo de outros equipamentos da rede. Gerenciar esses dispositivos e o processo controlado tende a facilitar a identificação de falhas, as intervenções no processo e demais vantagens trazidas por um bom esquema de gerência. Uma maneira de realizar esse gerenciamento é por meio de programas conhecidos como supervisórios. Além das aplicações de supervisão, uma nova classe de ferramentas, que também possibilita o gerenciamento tanto do controlador quanto do processo a esse submetido, vem sendo disponibilizada. A presença de protocolos de gerenciamento, tal qual o SNMP, já é uma realidade em alguns dos modelos de equipamentos oferecidos por vários fabricantes, promovendo uma integração com plataformas de gerência já existentes no mercado. A proposta deste trabalho inclui a elaboração de um modelo de gerenciamento usando XML, atualmente em ampla ascensão e aceitação. Está, também, previsto a construção de um protótipo capaz de realizar as funções de um agente. A criação de um modelo de gerenciamento baseado em tecnologias e especificações abertas, tais como XML e Web, possibilita desde a utilização de um navegador, até o desenvolvimento de novas ferramentas para a requisição/aquisição de dados em controladores.

Os controladores programáveis tornaram-se fator decisivo para o controle de processos em ambientes industriais. Permitir o gerenciamento desses, eleva-os ao mesmo grupo de outros equipamentos da rede. Gerenciar esses dispositivos e o processo controlado tende a facilitar a identificação de falhas, as intervenções no processo e demais vantagens trazidas por um bom esquema de gerência. Uma maneira de realizar esse gerenciamento é por meio de programas conhecidos como supervisórios. Além das aplicações de supervisão, uma nova classe de ferramentas, que também possibilita o gerenciamento tanto do controlador quanto do processo a esse submetido, vem sendo disponibilizada. A presença de protocolos de gerenciamento, tal qual o SNMP, já é uma realidade em alguns dos modelos de equipamentos oferecidos por vários fabricantes, promovendo uma integração com plataformas de gerência já existentes no mercado. A proposta deste trabalho inclui a elaboração de um modelo de gerenciamento usando XML, atualmente em ampla ascensão e aceitação. Está, também, previsto a construção de um protótipo capaz de realizar as funções de um agente. A criação de um modelo de gerenciamento baseado em tecnologias e especificações abertas, tais como XML e Web, possibilita desde a utilização de um navegador, até o desenvolvimento de novas ferramentas para a requisição/aquisição de dados em controladores.

Orientador: Vicente Luiz Scalon / Banca: Geraldo Luiz Palma / Banca: Paulo Cesar Moralli / Resumo: Sistemas para monitoramento de parâmetros são amplamente utilizados no setor industrial para controle de processos e também na área de pesquisa e desenvolvimento. Estes sistemas permitem uma análise detalhada do comportamento de equipamentos e dispositivos e fornecem informações que auxiliam na melhora do seu desempenho. No estudo da utilização de energias renováveis o uso de sensores é aplicado para mapear o ambiente onde o equipamento está inserido e analisar o seu comportamento e desempenho. No caso de coletores solares, é realizado o monitoramento da temperatura do ambiente, da água no coletor em locais diferentes, da velocidade do vento e da radiação solar, permitindo o seu controle e melhorando o seu desempenho. A instrumentação adequada pode trazer melhorias aos coletores solares, porém dependem de estudos detalhados do seu comportamento através da aquisição de dados do equipamento e do ambiente onde ele está inserido. Para viabilizar esta otimização são necessários equipamentos de coleta de dados específicos que, normalmente, tem alto custo de aquisição. Este é um dos principais empecilhos para uma maior evolução destes equipamentos, principalmente os destinados ao uso residencial. Sendo assim, este trabalho objetiva desenvolver um módulo de coleta de dados de baixo custo para auxíliar no estudo de equipamentos em diversas áreas, incluindo a área de fontes de energia renovável. Um dispositivo deste tipo possibilita a coleta de diversos dados físicos como, por exemplo,... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Parameter monitoring systems are widely used in the industrial sector for process control and also in the area of research and development. These systems afford device's behavior analysis with detailed and provide information that helps improve its performance. In the study of renewable energies use, the sensors is applied to map the environment where the equipment is inserted and to analyze its behavior and performance. In the case of solar collectors, the monitoring occurs in the environment temperature, collector water temperature in different places, wind speed and the solar radiation, allowing its control and improving its performance. Proper instrumentation can bring improvements to solar collectors, but depend on detail studies of its behavior based on the acquisition of data from the equipment and the environment where it is inserted. To make this optimization feasible, specific data collection equipment is required, which normally has a high acquisition cost. This is one of the main impediments to keep the evolution of this equipment, especially those destined for residential use. Therefore, this work aims to develop a low cost data collection module to aid in the initial study of equipments used in several sector, include the renewable energy sources sector. This kind of device turn possible the collection of various physical data, such as temperature, wind speed and water flow. With this device there is the possibility of storing this data on an SD card, making it ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Angel Fidel Vilche Pena / Banca: Agda Eunice de Souza Albas / Banca: Vagner Camarini Alves / Resumo: O presente trabalho busca discutir e apresentar evidências sobre as possibilidades do uso da tecnologia no ensino de Física. Para tal foi proposto e desenvolvido um produto educacional na forma de uma sequência didática em uma sala regular da 2ª série do Ensino Médio no ensino público, no município de Presidente Prudente. O produto educacional utilizou a tecnologia da plataforma de prototipagem Arduino para o desenvolvimento e utilização de uma mini estação meteorológica automática com Arduino para ensinar e aprender os conteúdos prescritos e as habilidades pretendidas no Currículo da Secretaria de Educação do Estado de São Paulo. Neste contexto, foi planejado e executado, de forma colaborativa entre alunos e o professor, um projeto de inovação tecnológica para aquisição e monitoramento de dados meteorológicos de modo remoto e automático, que culminou em uma ação integrada de conscientização à comunidade local sobre os fatores de risco ao bem-estar físico e ambiental. Através da aplicação desta sequência didática foi perceptível a melhora significativa na aprendizagem dos conteúdos de Física pelos alunos, bem como o desenvolvimento de habilidades requeridas pelo Currículo. Para o término desta proposta, os alunos fizeram a divulgação e a distribuição dos panfletos aos pais dos estudantes e para comunidade local, o qual originou ampla motivação e aceitação da comunidade escolar e do público alvo da campanha. / Abstract: The present work search to discuss and introduce evidence about the possibilities of using technology in Physics teaching. For this, it was proposed and developed an educational product in the form of a didactic sequence in a regular classroom of High School, in Public School, in the city of Presidente Prudente. The educational product used the technology of the Arduino Prototyping platform for the development and use of a small automatic weather station with Arduino to teach and learn the prescribed contents and skills sought in the Curriculum of the Education Department in the State of São Paulo. In this context, was executed and planned collaboratively between students and the teacher, a innovation tecnnological Project for the acquisition and monitoring of metereological data in a remote and automatic way,wich resulted in an integrated awareness raising action of the physical and environmental well-being to the local community. Through the application of this didactic sequence, a significant improvement was observed in the students' learning of Physic contente was perceived, as well as the development of skills required by the Curriculum, for the end of this proposal, the students publicized and distributed the pamphlets to the students' parents and for the local community, which gave rise to ample motivation and acceptance of the school community and the target public of the campaign. / Mestre

Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Ensino de Física, Araranguá, 2016. / Made available in DSpace on 2017-03-21T04:17:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 344140.pdf: 3730723 bytes, checksum: eb8b7aa9296cff4132aea326a48e1f8a (MD5) Previous issue date: 2016 / Neste trabalho apresenta-se uma Sequência Didática composta por uma série de atividades para abordagem da Física Térmica. O material instrucional está fundamentado na teoria interacionista de Vygotsky e nos Três Momentos Pedagógicos de Delizoicov e Angotti. Na busca de contextualizar os conteúdos utilizou-se o sistema de aquecimento de água por energia solar. Assunto este inserido no tema central escolhido. O que possibilitou a definição de quais os conceitos de Física envolvidos e que deveriam ser tratados nas aulas. Para potencializar esse fato foi idealizado e construído um Coletor Solar Didático com sensores de imersão ligados a uma placa Arduino. Este aparato experimental tem a função de realizar a conexão do tema gerador com os conceitos científicos. A proposta foi implementada em uma escola da rede federal de ensino, no primeiro semestre de 2016. Em relação as conclusões sobre a análise da aplicação, pode-se destacar os bons resultados em função das discussões nas atividades em grupo e também o interesse dos estudantes diante de experimentos que usam tecnologias, como por exemplo o Arduino.<br> / Abstract : This study presents a didactic sequence with a series of activities to approach the Thermal Physics. The supporting material is based on the interactionist theory of Vygotsky and in the three pedagogic moments of Delizoicov and Angotti. Aiming to contextualize Thermal Physic topics, a solar water heater system was used. This way, it was possible to define which topics of Physics would included and which ones should be addressed in the classroom. To emphasize the main topic, a didactic solar heater system was designed and built with sensors and the Arduino Board. The function of this prototype was to link the heating system to the scientific concepts. The project was implemented at a Federal School, on the first semester of 2016. Regarding the conclusions of the project application, it can be highlighted that there were positive results based on the discussion and the group?s activities. It is important to point out the students? interest on the prototype that uses new technologies, as the Arduino Board.

Made available in DSpace on 2014-05-23T02:00:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000458176-Texto+Completo-0.pdf: 1398476 bytes, checksum: 6e569958bcd1acf711ee0ad6ae85de51 (MD5) Previous issue date: 2014 / This work addresses discrete time optimal controllers, in particular: the Proximate Time Optimal Servomecanism (PTOS) and the Dynamically Damped Proximate Time Optimal Servomecanism (DDPTOS). Lyapunov theory is used to ensure the stability of the controllers by casting the problem in terms of Linear Matrix Inequalities (LMI). Considering this, there are two main objectives of this work: shown the discrete formulation of the DDPTOS and; relaxed constraints of the classic proof of stability of these controllers, allowing an extension of these techniques to damped systems. Initially, the stability of the closed-loop system is assessed by casting the PTOS nonlinearities in a sector-bounded framework, leading to a set of LMI conditions to be satisfied by the controller parameters. Then, a similar formulation is applied to the discrete DDPTOS, where a linear parametric varying model is used to represent the nonlinearity that adds damping to the system. As a result, a polytopic approach is taken on the limits of the varying parameter given by this representation. The two proposed approaches are validated through experiments in a physical system consisting of a damped servomechanism. / Este trabalho aborda controladores de tempo ótimo no domínio discreto, sendo eles: Proximate Time Optimal Servomecanism (PTOS) e Dynamically Damped Proximate Time Optimal Servomecanism (DDPTOS). Para garantir a estabilidade destes controladores é utilizado a Teoria de Lyapunov e como solução a formulação por desigualdade linear matricial (em inglês, linear matrix inequalities - LMI). Considerando isso, são dois os objetivos principais deste trabalho: apresentar a formulação discreta para o controlador DDPTOS e; relaxar as restrições da prova clássica de estabilidade destes controladores, possibilitando a extensão da técnica para sistema com atrito. Inicialmente, a prova de estabilidade do sistemas em malha fechada é avaliada enquadrando a função não-linear do controlador PTOS dentro de um setor delimitado, conduzindo a um conjunto de restrições LMIs a ser satisfeita pelos parâmetros do controlador. Em seguida, uma formulação similar é aplicada no controlador discreto DDPTOS, onde a sua principal diferença é a utilização do modelo de sistemas lineares com dependência paramétrica para representar a nãolinearidade que adiciona amortecimento ao sistema. Como consequência, forma-se um politopo com os limites obtidos através desta representação. As duas abordagens propostas são validadas através de exemplos de simulação e experimento em um sistema físico composto por um servomecanismo com atrito.

Made available in DSpace on 2014-08-22T02:01:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000460448-Texto+Completo-0.pdf: 5951570 bytes, checksum: afed14c2ca9f2963cc42ed8d5fb7baaa (MD5) Previous issue date: 2014 / The use of equipment "lower body negative pressure box" (LBNP) is a instrument of great importance to the scientific community health sciences. Initially used for simulation of orthostatic stress in space agencies studies on the physiological performance, today it has a range of applications to be study. In mid-2002, a LBNP Box was developed at the Center for Microgravity Laboratory, but it became outdate and out of use. This work was done to modernize pneumatic, electrical, electronic systems and the application interface. The realized retrofit enables the equipment for research use in the area of Aerospace Medicine on orthostatic intolerance of the cardiovascular system. Auniversal process controller with PID control technique was used with a classical tuning control proposed in the first method of Ziegler and Nichols. / O uso do equipamento “lowerbody negative pressureBox” (LBNP- caixa de pressão negativa) é de grande importância para a comunidade científica das ciências da saúde. Inicialmente utilizado para simulação de estresse ortostático em estudos sobre o comportamento fisiológico pelas agências espaciais, hoje já tem sua gama de aplicações para estudo. Em meados de 2002 uma LBNP foi desenvolvida no Laboratório do Centro de Microgravidade, porém ela ficou desatualizada e inoperante. O presente foi realizado para modernizar ossistemas pneumático, elétrico, eletrônico assim como o aplicativo de interface. O “retrofit” realizado deixou o equipamento em condições para o uso em pesquisas na área de Medicina Aeroespacial sobre intolerância ortostática do sistema cardiovascular. Um controlador universal de processos com controle do tipo PID utilizando técnica de controle clássico de sintonia proposto no primeiro método de Ziegler e Nichols.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:53:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000395024-Texto+Completo-0.pdf: 4205635 bytes, checksum: 4ff717d6f44bb5107e794fe791c50d37 (MD5) Previous issue date: 2007 / The evolution of power electronics devices in the last decades is followed by the development of alternative control strategies with applications on power electronics converters. A family of these converters is employed for the design of commercial Uninterruptible Power Supplies - UPS. In this work, it is proposed an alternative strategy to the control of an Uninterruptible Power Supply – UPS. An Sinusoidal Internal Model Control Sinusoidal – SIMC – is used for the voltage regulation loop, while a Linear Variable State Feedback - LVSF – is employed to improve the current loop dynamics. The obtained results are compared with the traditional Proportional-Integral-Derivative – PID –controller, by means of a commercial UPS showing the effectiveness of the proposed control scheme. / A evolução dos componentes eletrônicos de potência das últimas décadas, seguida de diferentes estratégias de controle desenvolvidas para conversores de potência está resultando em diferentes aplicações dos conversores de potência. Uma família destes conversores é utilizada como parte do projeto de uma Fonte Ininterrupta de Energia comercial. Esta dissertação apresenta uma estratégia alternativa para controlar uma Fonte Ininterrupta de Energia ou do Inglês UPS – Uninterruptible Power Supply. Um controle com Modelo Interno Senoidal é utilizado para realimentação da tensão de saída, enquanto uma Realimentação Linear da Variável de Estado “corrente do Indutor”, é utilizada para melhorar as características dinâmicas do UPS. Os resultados obtidos são comparados com um controlador PID clássico, sendo ambos os controles aplicados a um UPS comercial.

Orientador: Silvio Henrique Fiscarelli / Banca: José Luis Bizelli / Banca: Galeno José de Sena / Resumo: Este trabalho investiga a utilização das metodologias ativas como instrumento para o ensino de Física a partir do uso de um "Kit Robótico" desenvolvido com uma plataforma de hardware livre chamada Arduíno. O planejamento do trabalho teve início em 2015, momento em que foi realizada uma revisão da literatura sobre a temática e sobre as metodologias que poderiam a ser adotadas no seu desenvolvimento. Como resultado da revisão teórico-metodológica optamos por implementar o projeto por meio de um conjunto de atividades baseadas na metodologia de Aprendizagem Baseada em Problemas focalizando a temática "Movimento", dentro do currículo de Física do 1° ano do Ensino Médio de uma escola Técnica do Centro Estadual de Educação Tecnológica Paula Souza. O estudo de campo foi desenvolvido a partir de encontros periódicos com um grupo de alunos que manifestaram interesse pela proposta. Para direcionar as atividades e garantir que os alunos desenvolvessem as competências e habilidades desejadas foi utilizado os denominados os Roteiros de Atividades, que criava situações problemas para contextualizar a aprendizagem. Após a realização da pesquisa, verificamos alguns indícios de que o recursos e metodologias adotados podem auxiliar o professor e contribuir para o processo de ensino e aprendizagem, entretanto, não é a inserção da tecnologia, por si, o elemento fundamental que altera as condições de aprendizagem e sim de saber aproveitar as características que esses recursos possuem para fazer ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This work investigates the use of active methodologies as an instrument for teaching physics from the use of a "Robotic Kit" developed with a free hardware platform called Arduino. Work planning began in 2015, at which time a review of the literature on the subject and on the methodologies that could be adopted in its development was carried out. As a result of the theoretical-methodological revision we decided to implement the project through a set of activities based on the methodology of Problem-Based Learning focusing on the theme "Movement" within the Physics curriculum of the 1st year of High School of a Technical School Of the State Center of Technological Education Paula Souza. The field study was developed from periodic meetings with a group of students who expressed an interest in the proposal. In order to direct the activities and ensure that the students developed the desired skills and abilities, we used the so-called Activity Schedules, which created situations to contextualize the learning situations. After conducting the research, we verified some evidence that the resources and methodologies adopted can help the teacher and contribute to the teaching and learning process, however, it is not the insertion of technology, by itself, the fundamental element that changes the conditions of Learning but rather to know how to take advantage of the characteristics that these resources have in order to make the student believe in the legitimacy of the school contents a... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre