Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / This master thesis presents a data acquisition and monitoring system for photovoltaic solar generation plants. The energy produced by photovoltaic systems depends on several factors, such as: array settings, weather conditions, shading, failures, among others. Due to the influences of solar irradiance and temperature on power generation, it is difficult to evaluate the operation of PV systems. This paper proposes a method to detect periods in which the photovoltaic system is inappropriate behavior, that is, periods in which the energy production is lower than expected. A data acquisition system was developed for photovoltaic applications, with the following characteristics: cloud data storage, data acquisition rate of 1 second and possibility of communicating using different communication protocols and physical interfaces. To detect inappropriate behaviors in the PV system was proposed an algorithm that performs the comparison between the estimated power by a mathematical model and the power measured by the data acquisition system. If the difference between the measured power and the estimated power exceeds a predetermined constant, it appears that the photovoltaic system is inappropriate operation, that is, with energy production lower than expected. The method for detecting the type of problem detected if the system is operating under sunny or overcast sky conditions condition, and take different decisions depending on the condition. The methods developed in the master thesis were tested experimentally, and the results were satisfactory to detect the main inappropriate behavior of PV systems. / Esta dissertação apresenta um sistema de aquisição de dados e monitoramento para centrais de geração solar fotovoltaica. A energia produzida através de sistemas fotovoltaicos depende de diversos fatores, tais como: configurações do arranjo, condições meteorológicas, sombreamento, falhas, entre outros. Devido às influências da irradiância solar e da temperatura na geração de energia, é difícil a avaliação do funcionamento dos sistemas fotovoltaicos. Este trabalho propõe um método para detectar períodos no qual o sistema fotovoltaico possui comportamentos inadequados, ou seja, períodos em que a produção de energia está abaixo do esperado. Um sistema de aquisição de dados foi desenvolvido para aplicações fotovoltaicas, com as seguintes características: armazenamento de dados na nuvem, taxa de aquisição de dados de 1 segundo e possibilidade de comunicação através de diferentes protocolos de comunicação e interfaces físicas. Para detectar comportamentos inadequados no sistema fotovoltaico foi proposto um algoritmo responsável pela comparação entre a potência estimada por um modelo matemático e a potência medida pelo sistema de aquisição de dados. Caso a diferença entre a potência medida e a potência estimada seja superior a uma constante predeterminada, constata-se que o sistema fotovoltaico está com comportamento inadequado, ou seja, com produção de energia abaixo do esperado. O método para detecção do tipo do problema detecta se o sistema está operando sob condição de céu claro ou encoberto, e toma diferentes decisões dependendo desta condição. Os métodos desenvolvidos na dissertação foram testados experimentalmente, sendo que os resultados obtidos foram satisfatórios para a detectar os principais comportamentos inadequados dos sistemas fotovoltaicos.

To obtain higher profitability in farms, it is essential to proper management of the operations performed, caused by concern over the operational cost of the machines used, which represents a high percentage compared to total costs of operation and can be up to forty percent. This cost can be reduced if the use of machinery is optimized, improving performance and efficiency operational, which is possible by monitoring the machine during its activity in the field. The information for the control can be obtained through the network of sensors and / or Global Positioning System (GPS), which detect and report any physical characteristic of the environment. The telemetry transmission allows instant communication with remote areas through wireless network, with a central information collection. Therefore, the purpose of this study is to develop a prototype Decision Support System for use in Agribusiness (SADA), which allows the manager of agribusiness to the operational control of the agricultural machine. The system was tested in a real harvesting operations in rice and soybean and the harvester machine used was a Massey Ferguson brand, 5650. The tests showed that the redundancy was effective and ensured the transmission through the exchange of technology without degradation of time, since in case of disconnection of the GSM modem, the system takes 30 milliseconds to connect to Xtend and send the data. The system T-SADA has achieved its objectives, secured transmission of data with fault tolerance and redundantly in remote locations and different relief as plain (without obstacles) and small elevations (with some obstacles, hills). The implementation of SADA allowed the confirmation of the hypothesis that the telemetry (T-SADA), combined with a management system (G-SADA), lets you monitor the performance of agricultural machinery on field operations and alert the wrong done. / Para a obtenção de maior lucratividade em propriedades agrícolas, torna-se essencial o correto gerenciamento das operações executadas, ocasionado pela preocupação com o custo operacional das máquinas utilizadas, que representa um percentual elevado em relação aos custos totais da exploração, podendo ser de até quarenta por cento. Esse custo pode ser reduzido se o uso da maquinaria for otimizado, melhorando o desempenho e a eficiência em trabalho, o que é possível através do monitoramento da máquina durante a sua atividade em campo. As informações para o controle podem ser obtidas através de rede de sensores e/ou de Global Positioning System (GPS), que detectam e transmitem alguma característica física do ambiente. A transmissão via telemetria possibilita a comunicação instantânea de áreas remotas, por meio de rede sem fio, com uma central de captação de informações. Assim sendo, a proposta deste trabalho é desenvolver um protótipo de Sistema de Apoio à Decisão para utilização no Agronegócio (SADA), que permita ao gerente do agronegócio fazer o controle operacional da máquina agrícola. O sistema foi testado em situação real, em operações de colheita de arroz e de soja e a máquina usada foi uma colhedora modelo MF 5650, da marca Massey Ferguson. Os testes realizados demonstraram que a redundância foi eficaz e garantiu a transmissão com a troca de tecnologia sem degradação do tempo, já que em caso de desconexão do modem GSM, o sistema leva 30 milisegundos para se conectar ao Xtend e enviar os dados. O sistema T-SADA alcançou os objetivos propostos, garantiu a transmissão dos dados com tolerância a falhas e de forma redundante em locais remotos e de relevos diferenciados, como planície (sem obstáculos) e coxilhas (com alguns obstáculos, morros). A implementação do sistema SADA possibilitou a comprovação da hipótese de que a telemetria (T-SADA), associada a um sistema de gerenciamento (G-SADA), permite monitorar o desempenho de uma máquina agrícola em campo e alertar as operações errôneas realizadas.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:44:07Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:07:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 06916.pdf: 11842255 bytes, checksum: 3613e123a5688532ff6194076f7f0e1a (MD5) / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2015-05-08T14:59:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 parte1.pdf: 3400492 bytes, checksum: 7beeb8e70cf4eabbbfd2d39cc29c4b97 (MD5) Previous issue date: 2009-12-04 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This work presents the development of an automated system for performance analysis of solar collector plan. Concerns to the design and implementation of units of heating and cooling liquid, which provide the adjustments of circulating liquid temperature. Describes how the mass flow rate of the system is controlled by a frequency converter and pulleys that operate on a motor-pump coupling. Shows a graphical interface designed to indicate in real time: the values of the temperature of fluid flowing through the mass flow rate, the ambient air temperature, the state of solid state relays and values of solar radiation incident on solar collector. Explains how the solid state relays enable the units of heating and cooling liquid. Describes the design of electronic circuits for signal conditioning, which are responsible for the compatibility of the signals from the sensors of the system modules for A/D and D/A converters with a resolution of 12 bits. Describes how the values sampled by the A/D and D/A converters were recorded electronically and used in calculations for determining the performance of solar collectors, according to ABNT NBR-10184/1988. To confirm the functionality of the system, was evaluated a solar collector and the parameters of the resulting characteristic curve were 0.61 for FR(τα) and 6.64 W/m2 °C for FR(UL), indicating a typical solar collector behavior with aluminium absorption surface and glass coverage, traded in the Brazilian market. / Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um sistema automatizado de levantamento de desempenho de coletor solar plano. Trata do projeto e implementação das unidades de refrigeração e de aquecimento auxiliar de líquido, as quais proporcionam os ajustes dos valores de temperatura do líquido circulante. Descreve como a vazão mássica do sistema é controlada por um conversor de freqüência e polias que atuam sobre um conjunto motorbomba. Mostra uma interface gráfica desenvolvida para indicar em tempo real: os valores da temperatura do fluido em circulação, a vazão mássica, a temperatura do ar ambiente, o estado dos atuadores acionados por relés de estado sólido e os valores da radiação solar incidente no coletor solar. Explica como os relés de estado sólido habilitam as unidades de aquecimento e resfriamento de líquido. Faz a descrição do projeto dos circuitos eletrônicos de condicionamento de sinais que são os responsáveis pela compatibilidade dos sinais oriundos dos sensores do sistema para os módulos de conversores A/D e D/A com resolução de 12 bits. Descreve como os valores amostrados pelos conversores A/D e D/A são registrados eletronicamente e usados nos cálculos para determinação do desempenho de coletores solares, de acordo com a NBR-10184/1988. Avaliou-se um coletor solar plano para confirmação da funcionalidade do sistema, cujos parâmetros da curva característica resultante foram 0,61 para FR(τα) e 6,64 W/m2°C para FR(UL), indicando um comportamento comum a coletores solares com superfície de absorção de alumínio e cobertura de vidro, comercializados no mercado brasileiro.

O conceito de projeto de estruturas de ônibus deve ser determinado em função do carregamento dinâmico ao quais as estruturas são submetidas. Através de procedimentos experimentais e análises numéricas, pode-se avaliar o comportamento da estrutura para diferentes aplicações, variando-se o carregamento e os perfis de pista na qual o ônibus trafega. Carrocerias de ônibus são muitas vezes superdimensionadas, no entanto, empresas encarroçadoras de ônibus têm o desafio de construir produtos cada vez mais leves sem afetar sua integridade estrutural. O objetivo deste trabalho é analisar o comportamento estrutural de uma carroceria de ônibus submetida a diferentes perfis de pista, a fim de determinar o nível de exigência em cada uma delas, como também determinar qual sua vida útil para a condição aplicada. Nesse contexto se desenvolve uma metodologia para avaliação de fadiga no domínio do tempo, utilizando programas comerciais face ao case de aplicação a ser resolvido. A análise estrutural dinâmica foi realizada por meio do método de superposição modal, onde as excitações impostas ao modelo foram sinais experimentais de deslocamentos medidos nas regiões dos cubos das rodas do produto, eixo dianteiro e eixo traseiro, quando o mesmo trafegava em perfis de pista tipo: asfalto, paralelepípedo e estrada de chão batido. As tensões obtidas na análise dinâmica foram utilizadas na estimativa de vida em fadiga do ônibus, pelo método do plano crítico. Por fim, compararam-se os valores obtidos nos ensaios práticos com a análise numérica, no intuito de validar a metodologia desenvolvida. / The design concept of buses structures must be determined by the dynamic loading to which structures are subjected. It is possible to evaluate the performance of the structure to different applications through numerical analyses and experimental procedures by diversifying loading and runway profiles where buses travel on. Buses bodies are often oversized; however bus builders have the challenge of manufacturing products increasingly lighter without affecting its structural integrity. The purpose of this paper is to analyze the structural performance of a bus body subjected to different runway profiles in order to determine the level of demand in each one of them and also determine its useful life as well. In this context develops a methodology for evaluating the fatigue related to time domain by using specific software to solve those case applications already presented. Dynamic structural analyses was performed by method of superposition, in which stimulus imposed on the model were displacement signs measured in the front and rear axle of wheel hubs product, when buses were travelling on asphalt, paving and unpaved roads. The tension obtained in dynamic analysis was used from estimate fatigue life of buses, through the method of critical plan. Finally, were compared the values obtained in practical tests with numerical analysis in order to validate the methodology developed.

Este trabalho descreve o projeto e o desenvolvimento de um sistema para controle, aquisição, processamento e análise de experimentos de Ressonância Paramagnética Eletrônica, baseado em microprocessador. Trata-se da construção de um equipamento dedicado e otimizado, para a realização dessas tarefas. Além de recursos convencionais, como o Cálculo da. Média Ponto-a-Ponto _de um sinal pela aquisição de múltiplos espectros, o instrumento desenvolvido possui várias características em relação á manipulação e visualização de espectros, tais como: correção da linha de base, soma e subtração de espectros, cálculo da função primeira integral e o valor da segunda integral, e aquisição automática para experimentos de Cinética. Com a finalidade de torná-lo o mais versátil possível, foram desenvolvidos \"hardware\" e \"software\" permitindo, tanto o controle remoto por microcomputador, quanto a transferência. dos dados. Além da descrição da documentação completa do projeto, também são apresentadas, comparações com outros sistemas desenvolvidos, destacando aspectos de desempenho e flexibilidade. Finalmente, são fornecidos resultados experimentais que comprovam o funcionamento dos principais recursos implementados / This work describes the design and implementation of a dedicated microprocessor cases system for control, date acquisition and signal processing in electronic paramagnetic resonance experiments. Many specific functions dealing with processing and evaluation of spectra, such as baseline correction, addition, subtraction and integration of spectra are provided. For experiments in kinetic, automatic control and acquisition is available. Remote operation and data transfer from and to a microcomputer is also included to permit higher flexibility. A complete description of project is presented and operation procedures and evaluations are described.

O conceito de projeto de estruturas de ônibus deve ser determinado em função do carregamento dinâmico ao quais as estruturas são submetidas. Através de procedimentos experimentais e análises numéricas, pode-se avaliar o comportamento da estrutura para diferentes aplicações, variando-se o carregamento e os perfis de pista na qual o ônibus trafega. Carrocerias de ônibus são muitas vezes superdimensionadas, no entanto, empresas encarroçadoras de ônibus têm o desafio de construir produtos cada vez mais leves sem afetar sua integridade estrutural. O objetivo deste trabalho é analisar o comportamento estrutural de uma carroceria de ônibus submetida a diferentes perfis de pista, a fim de determinar o nível de exigência em cada uma delas, como também determinar qual sua vida útil para a condição aplicada. Nesse contexto se desenvolve uma metodologia para avaliação de fadiga no domínio do tempo, utilizando programas comerciais face ao case de aplicação a ser resolvido. A análise estrutural dinâmica foi realizada por meio do método de superposição modal, onde as excitações impostas ao modelo foram sinais experimentais de deslocamentos medidos nas regiões dos cubos das rodas do produto, eixo dianteiro e eixo traseiro, quando o mesmo trafegava em perfis de pista tipo: asfalto, paralelepípedo e estrada de chão batido. As tensões obtidas na análise dinâmica foram utilizadas na estimativa de vida em fadiga do ônibus, pelo método do plano crítico. Por fim, compararam-se os valores obtidos nos ensaios práticos com a análise numérica, no intuito de validar a metodologia desenvolvida. / The design concept of buses structures must be determined by the dynamic loading to which structures are subjected. It is possible to evaluate the performance of the structure to different applications through numerical analyses and experimental procedures by diversifying loading and runway profiles where buses travel on. Buses bodies are often oversized; however bus builders have the challenge of manufacturing products increasingly lighter without affecting its structural integrity. The purpose of this paper is to analyze the structural performance of a bus body subjected to different runway profiles in order to determine the level of demand in each one of them and also determine its useful life as well. In this context develops a methodology for evaluating the fatigue related to time domain by using specific software to solve those case applications already presented. Dynamic structural analyses was performed by method of superposition, in which stimulus imposed on the model were displacement signs measured in the front and rear axle of wheel hubs product, when buses were travelling on asphalt, paving and unpaved roads. The tension obtained in dynamic analysis was used from estimate fatigue life of buses, through the method of critical plan. Finally, were compared the values obtained in practical tests with numerical analysis in order to validate the methodology developed.

A utilização de técnicas de emissão acústica para detectar e mapear o dano em estruturas tem sofrido grandes avanços nos últimos anos, em parte devido a possibilidade de poder contar com instrumentos de maior exatidão e precisão. Metodologias são utilizadas para, através dos resultados adquiridos, obter informação de como e onde a estrutura investigada está rompendo. Desenvolvimentos teóricos importantes na área de análise sísmica tem trazido um ferramental teórico que pode ser aplicado em estudos de estruturas e corpos de prova. Dentro deste contexto, neste trabalho é apresentado o estudo da localização e caracterização de defeitos utilizando técnicas conhecidas de emissão acústica. Ensaios em materiais de baixo módulo de elasticidade (poliestireno expandido) possibilitou o trabalho com os microfones de baixa frequência disponíveis para realização dos experimentos. Juntamente com os ensaios experimentais, simulações utilizando o método numérico dos elementos discretos (DEM) foram realizados. Os resultados obtidos nos ensaios e nas simulações foram processados e conclusões sobre a forma de ruptura esperada foram feitas. Informações relativas à evolução das cargas durante os ensaios e simulações, e comparativos da evolução com o número de eventos são apresentados. Ensaios de três tamanhos diferentes de corpos de prova permitiram medir o efeito de escala esperado. Técnicas de localização dos eventos em corpos de prova de maiores dimensões também são aplicadas para efetuar a localização de defeitos utilizando emissão acústica, bem como a interpretação e análise dos dados obtidos. Utilizando o cálculo da velocidade de propagação da onda sonora no material, uma técnica de localização foi apresentada e utilizada para calcular posições de zona de fratura, a fim de identificar regiões que possuem defeitos. / The usage of acoustic emission techniques in order to detect damage in structures has undergone great advances in the last years, partly because of the possibility to rely on instruments of highest accuracy and precision. Methodologies are used to obtain information about how and where the structure cracks. Important theoretical developments in the seismic analysis field have provided tools that can be applied in studies on structures and specimens. This work aims to study the localization and characterization of defects using acoustic emission techniques. Experimental tests on specimens with low elasticity modulus gave the possibility to work with the piezoeletric sensors available. Computational analyses using the discrete elements method (DEM) were performed. Conclusions about the expected rupture characteristics are shown. Information about the evolution loading during the tests, and a comparative of events evolution are shown. Tests on three different sizes of specimens allowed the scale effect analysis. Event location techniques on higher length specimens, using acoustic emission, are used to perform defects localization in order to obtain information about the defects position.

Esta dissertação apresenta uma atividade direcionada aos alunos do terceiro ano do Curso Técnico de Informática. A ideia foi utilizar microcontroladores, Arduino, como ferramenta mediadora no Ensino de Física. Para desenvolver esse procedimento foi considerado o desejo de trabalhar de forma motivadora, visando uma aprendizagem significativa guiada por descobertas, enfatizando o que o aluno conhece e não suas carências. O projeto apresenta uma estratégia de ensino embasada em teorias de formação social da mente e zona de desenvolvimento proximal abordados por Lev Vygotsky e de teoria de projetos propostos por Hernández. / This dissertation utilizes an activity for students of the third year of Technical Computer Course activity. The idea was to use microcontrollers, Arduino with mediating tool in Physics Teaching. To develop this procedure was deemed a desire to work in a motivating way, targeting a significant learning motivated by findings with emphasizing what the student knows and not their shortcomings. The project presents a teaching strategy grounded in theories of social formation of mind, zone of proximal development Lev Vygotsky addressed by theory and projects proposed by Hernández.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:44:07Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:07:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 06916.pdf: 11842255 bytes, checksum: 3613e123a5688532ff6194076f7f0e1a (MD5) / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP