Orientador: Elnatan Chagas Ferreira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-15T02:35:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_RafaelGuilhermeRochae_M.pdf: 2153364 bytes, checksum: 23d758a1686b417eaea8b7c13be8f912 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Os recentes avanços em circuitos eletrônicos e em fibras óticas proporcionaram o desenvolvimento de sensores baseados em fibras óticas, com uma grande ênfase em sensores com Grades de Bragg (FGB). Os sensores com grade de Bragg são utilizados para quantificar e medir vários parâmetros como: temperatura, pressão, tensão, corrente elétrica e termodinâmica, com grande precisão e resolução. Neste contexto, foi desenvolvido um nova técnica de baixo custo para interrogar um sensor com grade de Bragg e medir temperatura. O sensor FBG é iluminado com um laser DFB, que contém um peltier (Thermo Electrical Cooler - TEC) e um termistor. Um circuito eletrônico analógico controlado por um microcontrolador de alto desempenho (100 MIPS) varia o TEC com correntes controladas, alterando a temperatura do laser DFB e, consequentemente, modifica o comprimento de onda em sua saída. Esta simples técnica de baixo custo e boa precisão é capaz de detectar a grade de Bragg no espectro da fibra e calcular de forma indireta a temperatura no ponto / Abstract: The recent advances in fiber optics and eletronic circuits has led to the development of many sensors based on fiber optics, with a great emphasis on Fiber Bragg Gratings (FGB) sensors. The FGBs sensors are used to quantify severeal measurands, as temperature, pressure, tension, thermodynamics and electrical current, with good accuracy and resolution. In this projec, a novel low cost technique for interrogating a temperature FBG sensor was developed. The FBG sensor is iluminated with a DFB laser which contains a Thermo Electrical Cooler (TEC) and a thermistor. An eletronic analog circuit controlled by a high-performance 100 MIPS 8051CF120 microcontroller drives the TEC with a controlled current, changing the temperature of the DFB laser and, consequently, changing the wavelength in its output. The FBG temperature measurement is implemented with an algorithm stored in the microcontroller flash memory. When the temperature changes in the FBG, the system has to con-tinuosly track the FBG as it moves around the spectrum due to the temperature variations. This novel simple low-cost and good precision technique for making an all eletronic interrogator for measuring temperature with FBGs sensors was develeped. The unique charecteristic of associating the Bragg shifts with thermistor measured values is the main feature of the proposed interrogation scheme / Mestrado / Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Elnatan Chagas Ferreira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-20T12:19:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dante_Alex_M.pdf: 3529877 bytes, checksum: 4dd1be9e526e3698ffe5df07e12d5b62 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Sensores a fibra óptica utilizando grades de Bragg em fibra (fiber Bragg grating - FBG) estão se tornando cada dia mais importantes, dada a quantidade de aplicações nas quais vêm sendo empregados. Algumas das principais características dos sensores a FBG são: imunidade à interferência eletromagnética (EMI), isolamento elétrico, baixo peso, flexibilidade, e transmissão de informações a longa distância. Eles estão sendo empregados na medida de temperatura, deformação, carga, tensão mecânica e vibração. Estão presentes também em estruturas inteligentes, onde sensores a FBG distribuídos são incorporados à estrutura, permitindo a monitoração em tempo real das condições estruturais de pontes, trilhos ferroviários e aviões. Este trabalho apresenta uma nova técnica de caracterização de FBGs utilizando deconvolução. Nesta técnica, utiliza-se uma FBG sintonizável, cujo perfil de reflexão é bem conhecido, para caracterização de outra FBG, cujo perfil é inicialmente desconhecido. Utilizando placas eletrônicas com componentes de baixo custo, e um software desenvolvido em LabVIEW®, no qual implementamos a deconvolução dos perfis das FBGs, essa técnica permite o levantamento do perfil de reflexão e outros parâmetros, como a largura espectral FWHM (do inglês Full Width at Half Maximum) e o comprimento de onda de Bragg 'lâmbda'B, de uma FBG. Os resultados obtidos tornaram possível a validação da técnica proposta e permitem concluir que ela é robusta e, com refinamentos matemáticos que podem ser implementados no processo de deconvolução, permite a construção de um caracterizador de FBGs preciso e de custo bem inferior a equipamentos disponíveis comercialmente / Abstract: Optical fiber sensors using fiber Bragg gratings (FBG) are becoming increasingly important, given the amount of applications in which they are being used. Some of the most important characteristics of FBGs are: electromagnetic interference (EMI) immunity, light weight, flexibility, and long range information transmission. FBG sensors are being used in the measurement of temperature, deformation, load, strain and vibration. They are also being used in smart structures, where several distributed sensing FBGs are embedded in materials to allow for the real-time monitoring of the structural conditions of bridges, railroad tracks and airplanes. A new technique for the FBGs characterization using deconvolution is presented. In this technique, a tunable FBG, whose reflection spectrum is known, is used to discover another FBGs profile, which is previously unknown. Using low-cost electronic parts and software developed in LabVIEW, which performs the deconvolution of both FBGs spectra, this technique allows the measurement of the FBG reflection spectrum, its FWHM (Full Width at Half Maximum), and the Bragg center wavelength 'lambda'B. The obtained results enables to validate the proposed technique, allowing concluding that it is robust and, if numerical refinement is implemented, it will be possible to build a low-cost FBG characterization device, in comparison with other commercial devices used for this purpose / Mestrado / Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Elnatan Chagas Ferreira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-07T10:50:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marchezan_AndreRicardoPereira_M.pdf: 2143860 bytes, checksum: db0558bbe37ffcd42612a1e6d33a926f (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Nesta dissertação são apresentados os resultados obtidos na elaboração de um sistema modular de desenvolvimento de experimentos na área de ensino de eletrônica através de uma rede de computadores. É uma proposta de infra-estrutura baseada em instrumentação remota, com intuito do desenvolvimento de um laboratório remoto multi-usuário com acesso presencial ou via rede Internet, utilizando uma interface gráfica amigável e intuitiva. São discutidas ferramentas e formas de integração entre hardware e software para atender de uma forma eficiente e prática o controle dos equipamentos remotos, utilizando para a validação uma experiência real do laboratório da UNICAMP. A proposta global visa contribuir para o desenvolvimento de uma plataforma de experimentos remotos, com situações reais, na área de engenharia de uma forma mais simples, com custo reduzido e atendendo o maior número de alunos / Abstract: This paper presents the results obtained from the elaboration of a modular system used for conducting experiments on electronics teaching via a computer network. This is an infrastructure proposal based on remote instrumentation and its main goal is developing a multi-user remote laboratory whose access occurs via local and/or Internet, with a friendly interface and aiming to conduct/develop laboratorial experiments in a generic way. The objective is to discuss the several tools and integration forms between hardware and software, so as to offer an effective and practical control of the equipment, using for the validation a real experience of the laboratory at UNICAMP. The global proposal intend to contribute to the development of a remote platform of experiments, presenting real engineering situations in a simple and accessible way and for the largest possible number of students / Mestrado / Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Sérgio Santos Mühlen / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-23T00:55:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fernandes_LearddeOliveira_M.pdf: 4852939 bytes, checksum: 7a95fc7f08613cf9187cb12b3e4b3f50 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Em experimentos que envolvem estimulação de preparações biológicas e cuja resposta é representada por um ou mais sinais, o controle do processo de estimulação e o monitoramento dos sinais resultantes são essenciais para um melhor entendimento de como o sistema biológico responde à estimulação. Assim, este trabalho foi realizado com o objetivo de desenvolver um instrumento virtual para uso em experimentos com preparações biológicas, capaz de gerar estímulos, adquirir e processar os sinais biológicos decorrentes dos estímulos, a fim de propiciar um único ambiente que atenda ao máximo os requisitos de qualquer protocolo experimental que possa envolver estimulação, aquisição e análise de sinais. Foi então desenvolvida uma plataforma virtual para experimentos em preparações biológicas de modo a automatizar o protocolo experimental de um setup. Todo o desenvolvimento dos sistemas de controle, estimulação, aquisição e processa-mento do sinal do instrumento virtual foi concebido de modo a maximizar a flexibilidade no manuseio e a generalidade nas aplicações. O sistema desenvolvido foi capaz de controlar a geração e a aplicação de estímulos (pulsos de ultras-som de potência) em preparações in vitro de corações de ratos, tornando possível automatizar todo o protocolo experimental de estimulação, adquirir os sinais de temperatura e força de contração da preparação de forma síncrona ao estímulo e pós-processar os sinais adquiridos. O instrumento virtual pode ser aplicado em diferentes setups experimentais de preparações biológicas / Abstract: In experiments involving stimulation of biological preparations and their response expressed by a given acquired signal, control of the stimulation and monitoring of the signal are essential to better understand how the biological system reacts to the stimulation. This study was conducted with the aim of developing a virtual instrument for use in experiments with biological preparations, capable of generating stimuli, acquire and process the biological signals from stimulation, providing a unique environment that meets the maximum requirements from any experimental protocol that might involve stimulation, acquisition and signal analysis. A virtual platform was developed for controlling experiments with biological preparations, making possible to automate the setup. All the development of control, stimulation and acquisition systems, and signal processing of the virtual instrument was designed to maximize the flexibility in the use, and the generality of the applications. The developed system is capable of controlling the generation and application of stimuli (pulses of power ultrasound) in an in vitro preparation of rat hearts, automating the whole experimental protocol of stimulation, acquisition of temperature and contractile force signals synchronized to the stimuli, and post-process the acquired signals. The virtual instrument can be applied in different experimental setups with biological preparations / Mestrado / Engenharia Biomedica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Elnatan Chagas Ferreira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-07T03:58:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Chella_MarcoTulio_D.pdf: 2365952 bytes, checksum: 852ae94b1b87118845601034f0585269 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Este trabalho apresenta uma arquitetura para o desenvolvimento de experimentos controlados remotamente via rede Internet com enfoque em aplicações educacionais. Utiliza-se a rede Internet como infra-estrutura de comunicação, aplicativos e hardware específico para instrumentação baseada em computador, um sistema composto de placa eletrônica e aplicativos para controle e monitoramento de experimentos reais. Os experimento criados com a ferramenta apresentada possibilitam ao usuário com um computador conectado à rede Internet controlar e obter informações relacionadas ao experimento no qual ele está atuando / Abstract: This work presents an architecture for the development of remote controlled experiments over the Internet with aplication in educational environments. Internet is used as infrastructure of communication, software and the specific hardware for instrumentation based on computer, electronic circuits and software to control and monitoring of real experiments. The experiment created with the presented tool makes possible to the user with computer plugged on Internet control and get information on the experiment over control / Doutorado / Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica / Doutor em Engenharia Elétrica