Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-05-30Bitstream added on 2014-06-13T20:47:51Z : No. of bitstreams: 1 freitas_rlb_me_ilha.pdf: 2701208 bytes, checksum: 5ab311e644d8a3837fea549fd3136b7e (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Neste trabalho, descreve-se um sistema eletrônico informatizado implementado com o objetivo de medir a distribuição do peso corporal na região plantar de pacientes, visando relacioná-la diretamente à tipologia e deformidades dos pés e associando-a, indiretamente, a eventuais deformidades dos membros inferiores, coluna vertebral, algias músculoesqueléticas e instabilidades da postura humana. O sistema é constituído por células de carga com extensômetros, montadas em uma base metálica, circuito de condicionamento de sinais, circuito de interfaceamento e um display de cristal líquido. Foi construída uma plataforma piloto com 4 células de carga, mas o projeto do sistema prevê a construção de duas plataformas com 45 células de cargas, cada uma. As células de carga apresentaram resposta linear, precisão superior a 2%, resolução inferior a 0,5 N e histerese desprezível. São apresentados os resultados de medições, efetuadas com o sistema, para medir a distribuição de forças nas quatro células de carga, quando se aplicou sobre elas um peso conhecido. As informações foram apresentadas em um display de cristal líquido e posteriormente serão apresentadas na tela de um computador, por meio de um programa desenvolvido em Delphi, facilitando a visualização para especialistas da área, principalmente médicos, fisioterapeutas e terapeutas ocupacionais. Com o equipamento proposto será possível investigar, clinicamente, patologias estudadas pela Podologia, Posturologia e Podoposturologia, viabilizando, com as informações captadas pelo sistema, metodologias mais adequadas de tratamentos. / In this work we describe an electrical system implemented with the purpose of measuring the distribution of body weight in plantar region of patients, aiming to relate it directly to the typology and deformities of the feet and involving it, indirectly, to any deformities of the lower limbs, skeletal spine, muscle-skeletal pains and human posture instability. The system consists of load cells with strain gages within a metal base, signal conditioning circuit, interfacing circuit, and a liquid crystal display. A prototype platform with 4 load cells was built, but the system will have two platforms with 45 loads of cells, each one. The load cells presented linear response, precision better than 2%, resolution less than 0.5 N, and low hysteresis. We show the results of the force distribution when a know weight is applied over the four load cells. The informations have been presented in a liquid crystal display, but later they will be presented in the screen of a computer, facilitating the visualization for specialists, mainly doctors, physiotherapists and occupational therapists. With the proposed equipment it will be possible to investigate, clinically, pathologies studied by Podology, Posturology and Podoposturology making feasible, with the information obtained with the system, more appropriate methodologies of treatment.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:39Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2005-12-16Bitstream added on 2014-06-13T19:06:57Z : No. of bitstreams: 1 eguti_cca_me_ilha.pdf: 4013696 bytes, checksum: 9efc5c11950fccddb62667186e778ef2 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Anemômetros de fio quente são sensíveis instrumentos capazes de medir variações de velocidade nos mais diversos tipos de escoamentos, sejam eles gasosos ou líquidos. Um delicado filamento metálico é aquecido por uma corrente elétrica a qual gera calor por efeito Joule e transfere parte dessa energia para o escoamento incidente, sendo esta troca de calor proporcional a velocidade do fluído, definindo assim o princípio básico de funcionamento da anemometria de fio quente. Quando este filamento é montado num circuito tipo ponte de Wheatstone, pode-se relacionar a troca de calor no filamento através da variação de sua resistência elétrica fazendo o uso de circuitos eletrônicos especiais. Este trabalho aborda os conceitos básicos da anemometria de fio quente, seus circuitos de controle principais e seus modos de operação, mostrando diferentes métodos para calibração de sondas de fio quente em escoamentos gasosos, além de apresentar uma metodologia completa para construção de um sistema básico de anemômetro de fio quente de temperatura constante. Dois dispositivos foram construídos e testados sendo avaliados quanto ao seu funcionamento e sua resposta em freqüência. / Hot wire anemometers are sensitive instruments capable of measuring fluctuation of speed in many fluid flows, gaseous or liquid. A delicate metallic filament is heated by an electric current (Joule effect) and cooled by incident flow, this heat exchange is proportional of the fluid speed, defining the basic phenomenon of hot-wire anemometry. When this filament is mounted on an arm of Wheatstone bridge, the heat lost by the filament can be related its electric resistance when special electronic circuits are used. This work presents the concepts of hot-wire anemometry, its main control circuits and its operation mode, showing the basic methods for hot wire calibration with gaseous flows, besides presenting a complete methodology for construction of a basic constant temperature hot-wire anemometer system, based on the tests of two experimental circuits which are evaluated by electronic tests and its frequency response.

Peixes elétricos de campo fraco comunicam-se por meio de descargas elétricas de forma de onda estereotipada, variando somente o intervalo entre pulsos de acordo com a informação a ser transmitida. Esse mecanismo de codificação é similar ao encontrado em diversos circuitos de neurônios conhecidos, o que torna esses animais excelentes modelos para o estudo de sistemas de comunicação naturais, permitindo experimentos que envolvem tanto aspectos comportamentais como neuroetológicos. É um desafio realizar análises de dados coletados de mais de um peixe nadando livremente, pois os padrões de descargas de órgão elétrico (DOE) dependem da posição dos animais e de suas orientações com relação aos eletrodos de medida. Contudo, como cada peixe emite uma forma de onda de DOE característica, ferramentas computacionais podem ser empregadas para associar cada DOE ao respectivo peixe. Neste trabalho, descrevemos um método computacional capaz de reconhecer DOEs de pares de peixes usando vetores de características normalizados, obtidos aplicando a transformada de Fourier e a transformada complexa de dupla árvore de pacote wavelet. Empregamos máquinas de vetores de suporte como classificadores, e um algoritmo de regra de continuidade permite resolver problemas causados por DOEs sobrepostas e saturação de sinais. Procedimentos de validação com Gymnotus sp. mostraram que as DOEs podem ser atribuídas corretamente a cada peixe com apenas dois erros por milhão de descargas. Para permitir que esse processo de discriminação ocorra em tempo real, implementamos uma arquitetura de hardware dedicada e maciçamente paralela em um field programmable gate array (FPGA) para executar a etapa de maior esforço computacional do algoritmo de discriminação. Como resultado, obtivemos um sistema híbrido de hardware e software de tempo real que foi capaz de atender a um requisito de latência máxima de 1 ms, o que permite mimetizar o tempo de resposta de importantes sistemas sensoriais elétricos de Gymnotus sp. Com o auxílio de nossa instrumentação, diversos experimentos com realimentação poderão ser propostos, permitindo que um modelo computacional interaja com dois peixes em uma preparação in vivo naturalística. / Pulse-type weakly electric fishes communicate through electrical discharges with a stereotyped waveform, varying solely the interval between pulses according to the information being transmitted. This simple codification mechanism is similar to the one found in various known neuronal circuits, which renders these animals as good models for the study of natural communication systems, allowing experiments involving behavioral and neuroethological aspects. Performing analysis of data collected from more than one freely swimming fish is a challenge since the detected electric organ discharge (EOD) patterns are dependent on each animal´s position and orientation relative to the electrodes. However, since each fish emits a characteristic EOD waveform, computational tools can be employed to match each EOD to the respective fish. In this work we describe a computational method able to recognize fish EODs from dyads using normalized feature vectors obtained by applying Fourier and dual-tree complex wavelet packet transforms. We employ support vector machines as classifiers, and a continuity constraint algorithm allows us to solve issues caused by overlapping EODs and signal saturation. Validation procedures with Gymnotus sp. showed that EODs can be assigned correctly to each fish with only two errors per million discharges. In order to allow this discrimination process to occur in real-time, we implemented a massively parallel application-specific hardware architecture in a field programmable gate array (FPGA) to run the discrimination algorithm step whose computational effort is the highest among the others. As a result, we obtained a hardware and real-time software co-design that was able to meet a maximum latency requirement of 1 ms, allowing it to mimic the response time of major electrical sensory systems of Gymnotus sp. Our instrumentation will enable the proposal of several novel experiments with closed-loop feedback, allowing a computer model to interact with two fish in a naturalistic in vivo preparation.

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 presente trabalho descreve o desenvolvimento de geradores de estímulos visuais para serem utilizados em experimentos de neurociência com invertebrados, tais como moscas. O experimento consiste na visualização de uma imagem fixa que é movida horizontalmente de acordo com os dados de estímulo recebidos. O sistema é capaz de exibir 640x480 pixels com 256 níveis intensidade a 200 frames por segundo em monitores de varredura convencional. É baseado em hardware reconfigurável (FPGA), incluindo a lógica para gerar as temporizações do vídeo, dos sinais de sincronismo, assim como da memória de vídeo. Uma lógica de controle especial foi incluída para atualizar o deslocamento horizontal da imagem, de acordo com os estímulos desejados, a uma taxa de 200 quadros por segundo. Em um dos geradores desenvolvidos, a fim de duplicar a resolução de posicionamento horizontal, passos artificiais entre-pixels foram implementados usando dois frame buffers de vídeo, contendo respectivamente os pixels ímpares e pares da imagem original a ser exibida. Esta implementação gerou um efeito visual capaz de dobrar a capacidade de posicionamento horizontal deste gerador. / This thesis describes the development of many visual stimulus generators to be used in neuroscience experiments with invertebrates such as flies. The experiment consists in the visualization of a fixed image which is moved horizontally according to the received stimulus data. The system is capable to display 640x480 pixels with 256 intensity levels at 200 frames per second on conventional raster monitors. It´s based on reconfigurable hardware (FPGA), includes the logic to generate video timings and synchronization signals as well as the video memory. Special control logic was included to update the horizontal image offsets according to the desired stimulus data at 200 fps. In one of the developed generators, with the intent to double the horizontal positioning resolution, artificial interpixel steps are implemented using two video frame buffer containing respectively the odd and the even pixels of the original image to be displayed. This implementation generates a visual effect capable to double the horizontal positioning capabilities of the generator.

Esta dissertação propõe o projeto e a implementação de um sintetizador de sinal pertencente à banda X, com frequência de 9.192 GHz, para promover a transição atômica do átomo de césio durante o ciclo de operação do padrão atômico de frequência do CePOF/IFSC. Diferente do sintetizador em uso, este provê duas fontes de sinais, a fim de realizar a alimentação simétrica da cavidade de micro-ondas. A alimentação simétrica apresenta uma melhoria em relação à montagem experimental atual e visa atenuar os efeitos de gradiente de potência ao quais os átomos estão expostos enquanto cruzam a cavidade de interrogação. O sintetizador também apresenta um controle de fase em um dos sinais, para que seja possível um ajuste de fase entre eles, permitindo que ambos cheguem à cavidade de interrogação em fase. O método utilizado para a síntese dos sinais é o indireto, onde o sinal de interesse é obtido por meio de osciladores e componentes que possibilitam a manipulação algébrica das frequências, aliados aos circuitos de travamento para controle dos osciladores / This text considers the design and implementation of an X-band signal synthesizer, with a 9.192 GHz frequency, to promote the atomic transition of cesium during the operation process of the CePOF/IFSCs atomic frequency standard. Unlike the current synthesizer, the present one provides two sources of signal, in order to perform the symmetrical feed of the microwave cavity. The symmetrical feed is an improvement compared to the current experimental set up and aims at reducing the power gradient effects to which the atoms are exposed when travelling throughout the interrogation cavity. The synthesizer also has a phase control in one of the signals, in order to ensure that both signals will get into the interrogation cavity in phase. The synthesis method used is the indirect one; the desired signal is formed by means of oscillators and devices that allow the algebraic manipulation of frequencies, combined with lock circuits to control the oscillators

No presente trabalho é apresentada uma nova abordagem para medida de potenciais em altos níveis de tensão que utilizam sensores eletro-ópticos Pockels. Também descreve a aplicação da técnica de interferometria de luz branca em sistemas de alta tensão por fibras ópticas. Neste sistema a informação é codificada no espectro da luz, permitindo assim que a medida seja independente da potência óptica transmitida pelo link de fibras ópticas. Um protótipo foi construído e testado sob excitação de tensão a.c. até 20 kV em 60 Hz mostrando boa resposta e demonstrando a viabilidade deste método. / A new approach to perform measurement of potentials in high voltage levels using electrooptical Pockels sensors is presented here. This work describes an application of the White Light Interferometry technique to a high voltage optical fiber measurement system. In this system the information is encoded in the spectrum of the light, allowing the measurement to be independent of the optical power transmitted by the optical fiber link. A prototype was built and tested under excitation of a.c. voltages up to 20 kV in 60 Hz showing good response and demonstrating the feasibility of this method.

No presente trabalho é apresentada uma nova abordagem para medida de potenciais em altos níveis de tensão que utilizam sensores eletro-ópticos Pockels. Também descreve a aplicação da técnica de interferometria de luz branca em sistemas de alta tensão por fibras ópticas. Neste sistema a informação é codificada no espectro da luz, permitindo assim que a medida seja independente da potência óptica transmitida pelo link de fibras ópticas. Um protótipo foi construído e testado sob excitação de tensão a.c. até 20 kV em 60 Hz mostrando boa resposta e demonstrando a viabilidade deste método. / A new approach to perform measurement of potentials in high voltage levels using electrooptical Pockels sensors is presented here. This work describes an application of the White Light Interferometry technique to a high voltage optical fiber measurement system. In this system the information is encoded in the spectrum of the light, allowing the measurement to be independent of the optical power transmitted by the optical fiber link. A prototype was built and tested under excitation of a.c. voltages up to 20 kV in 60 Hz showing good response and demonstrating the feasibility of this method.

Submitted by Lucienne Costa (lucienneferreira@ufcg.edu.br) on 2018-05-23T00:02:18Z No. of bitstreams: 1 VANDERSON DE LIMA REIS – TESE (PPGEE) 2017.pdf: 6102324 bytes, checksum: 3f5467799d6127fee0e2bce02ef9d841 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-23T00:02:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 VANDERSON DE LIMA REIS – TESE (PPGEE) 2017.pdf: 6102324 bytes, checksum: 3f5467799d6127fee0e2bce02ef9d841 (MD5) Previous issue date: 2017-04-20 / Capes / Nos conversores Analógicos Digitais (ADC) com frequência de conversão baseada no Teorema de Nyquist, o parâmetro básico para orientar a aquisição é a largura de banda do sinal. O tratamento da informação e a remoção da redundância são realizados após a representação digital obtida do sinal. A Amostragem Compressiva foi proposta como uma técnica de digitalização que explora a esparsidade do sinal em um determinado domínio, para capturar apenas seu conteúdo de informação, com uma taxa que pode ser menor do que a preconizada pelo Teorema de Nyquist. As arquiteturas em hardware para implementar a Amostragem Compressiva são chamadas de Conversores Analógicos para Informação (AIC). Os AIC propostos na bibliografia exploram a esparsidade do sinal em um determinado domínio, e por isso cada arquitetura é especifica para uma classe de sinais. Nesta tese propõe-se um AIC configurável, baseado em arquiteturas conhecidas, capaz de adquirir sinais de várias classes, alterando seus parâmetros de configuração. No trabalho desenvolveu-se um modelo computacional, que permite analisar o comportamento dinâmico do AIC, e dos parâmetros de hardware propostos, bem como foi feita a implementação física da arquitetura proposta. Verificou-se a adaptabilidade dessa arquitetura a partir dos resultados obtidos, pois foi possível fazer a aquisição de mais de uma classe de sinais. / In analog-to-digital converters (ADC) based on Nyquist Theorem, the basic parameter to guide acquisition is the bandwidth of the signal. The information processing and redundancy removal are performed after the digital representation obtained from the signal. Compressed Sensing was proposed as a digitalization technique that exploits the sparsity of the signal in a given domain to capture only its information content, at a rate that may be lower than that advocated by the Nyquist Theorem. The hardware architectures to implement Compressed Sensing are called Analog to Information Converters (AIC). The AICs proposed in the bibliography exploit the sparsity of the signal in a given domain, and therefore each architecture is specific for a class of signals. This thesis proposes a configurable AIC, based on known architectures, capable of acquiring signals from several classes, changing its configuration parameters. A computational model was developed to analyze the dynamic behavior of AIC and proposed hardware parameters, as well as the physical implementation of the proposed architecture. It was verified the adaptability of the proposed architecture from the obtained results, since it was possible to perform the acquisition of more than one class of signals.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:06:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissMAG.pdf: 11643347 bytes, checksum: dcaf64ea49dba6f68c7f414fd7f548a0 (MD5) Previous issue date: 2005-08-30 / Three-dimensional (3D) surface anthropometry enables us to extend the study to 3D geometry and morphology of human body. The purpose of this study is to build a whole 3D body scanner. Using lasers and cameras mounted on a scanning platform moved by a single motor and controlled by an embedded controller, a device has been implemented to capture the shape of the entire human body. One application case study (body fat percentage) is presented. The results suggests that the developed scanner can be useful for that particular case study and other like size surveying and medicine. / Um scanner antropométrico possibilita ampliar nossos estudos sobre geometria e morfologia tridimensional do corpo humano. O propósito desse estudo é construir um scanner 3D para todo o corpo humano. Utilizando lasers e câmeras instalados em uma plataforma movida por um único motor, controlado por um dispositivo dedicado, foi implementado um equipamento que permite a aquisição das formas do corpo inteiro. Uma aplicação para estudo de caso (determinação do percentual de gordura) é apresentada. Os resultados sugerem que o scanner desenvolvido pode ser útil para este caso de estudo em particular, além de outras aplicações tais como em censos antropométricos e em medicina.