Orientador: Paulo José Paupitz Gonçalves / Co-orientador: Marcos Silveira / Banca: Bento Rodrigues de Pontes Junior / Banca: Michael John Brennan / Resumo: O monitoramento da integridade de estruturas e máquinas é um tema que vem tomando importância em diversas aplicações de engenharias. A possibilidade de programar ciclos de manutenção mais otimizados aumenta a disponibilidade do uso de diversos sistemas, desde linhas de produção a sistemas de transporte como aeronaves e veículos terrestres. Uma das formas de avaliar a integridade de um sistema mecânico é feito por meio da captura de sinais de vibração e do uso de sistemas eletrônicos para o pós processamento destes sinais. Neste contexto, o objetivo, o objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de um sistema de baixo custo para monitoramento da integridade de uma estrutura. Sensores piezoelétricos são utilizados para captura de sinais de vibração e um circuito eletrônico foi desenvolvido para o condicionamento destes sinais que são então adquiridos por um microcontrolador lógico programável. Arduino através de um conversor analógico/digital. Para o estudo das variações estruturais, utiliza-se um sistema construído por um motor elétrico com desbalanceamento em seu eixo rotativo sobre uma viga bi-apoiada. Variações estruturais são feitas por acréscimo de massas pontuais ao longo do comprimento da viga, e também por inserção de força magnetometriz interagindo com um imã em um ponto fixo na viga. Os resultados obtidos mostram ser possível monitorar variações estruturais por meio de um sistema de baixo custo com uma análise estatística apropriada no tratamento do sinal / Abstract: Monitoring the integrity of structures and machines is an issue that has been taking importance in several engineering applications. The ability to program more optimized maintenance cycles increases the autonomy of the use of various systems, from production lines to transport systems such as aircraft and ground vehicles. One way of evaluation the integrity of a mechanical system is made by capturing vibration signals and the use of electronic systems for the post processing of these signals. In this context, the aim of this study is to develop a low-cost system for monitoring the integrity of a structure. Piezoelectric sensors area used to capture vibration signals and an electronic circuit has been developed for the conditioning of these signals are then acquired by a logical Arduino programmable microcontroller via an analog / digital converter. To study the structural changes we use a system constituted by an electric motor with unbalance in its rotary axis on a bi-supported beam. Structural variations are made by addition of point masses along the length of the beam, and also by insertion magnetomotive force interacting with a magnet at a fixed point on the beam. The results show that it is possible to monitor structural variations by means of a low-cost system with a suitable statistical analysis treatment samples / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-01-25Bitstream added on 2014-06-13T19:08:05Z : No. of bitstreams: 1 santos_e_me_ilha.pdf: 1368879 bytes, checksum: 71b1b0b9b0a4e6adeb9504322df06ea2 (MD5) / A alta confiabilidade e velocidade de operação (altas frequências de clock) são elementos essenciais para equipamentos eletrônicos. Com o incremento da velocidade de operação dos circuitos em placas de circuitos impressos (PCI), o comprimento de onda torna-se comparável ao comprimento das interconexões. Isso implica que a análise dos circuitos seja feita em termos de linha de transmissão. A partir desse fato, efeitos indesejáveis como a falha na integridade do sinal (IS) podem ocorrer como, por exemplo, o ruído crosstalk. Este problema de integridade de sinal pode trazer sérios danos ao funcionamento de uma placa de circuito impresso. É importante que tal falha seja solucionada na fase inicial do projeto, uma vez que a correção do mesmo se torna mais simples e menos custosa. Com efeito, alguns artifícios computacionais foram utilizados para tentar medir problemas de integridade de sinal do tipo crosstalk, visto que, sem tais ferramentas seriam necessários cálculos avançados que causariam lentidão no processo. Este trabalho mostra as análises e os resultados obtidos na simulação do ruído crosstalk. Os resultados estão baseados em três estudos de casos, levando em consideração os estágios de desenvolvimento da placa (inicial ou final) e também da complexidade da PCI em estudo. O primeiro estudo compara duas PCI’s com densidades de componentes diferentes. Posteriormente foi estudada a integridade de sinais de duas linhas impressas, microstrip e stripline. Por fim foi feita uma análise de uma PCI utilizada em uma central telefônica verificando a medida do ruído crosstalk na placa / The high reliability and operating speed (high clock frequencies) are essential elements for electronic equipment. With the increase in the speed of operation of the circuits on printed circuit boards (PCB), the wavelength becomes comparable to the length of interconnections. This implies in the circuit analysis being then made in terms of transmission line. From this fact, undesirable effects such as failure to signal integrity (SI) may occur, for example, the crosstalk noise. This problem of signal integrity can bring serious harm to the functioning of a printed circuit board. It is important that such failure is remediated in the initial phase of the project, since the correction becomes even simpler and less costly. In fact, some computational tricks were used to try to measure integrity issues of crosstalk-type signal, because without such tools, advanced calculations, which would cause delays in the process, would be needed. This work shows the analyses and results obtained during the tests using crosstalk noise simulation. The results are based on three case studies, taking into account the stages of development of the plate (initial or final) and also the complexity of PCI in study. The first study compares two PCBs with densities of different components. Later was studied the integrity of signals of two kinds of printed lines, microstrip and stripline. Finally an analysis was made of a PCI used in a central office verifying the extent of crosstalk noise on the board

Orientador: Ailton Akira Shinoda / Banca: Sérgio Kurokawa / Banca: Valtemir Emerencio do Nascimento / Resumo: A alta confiabilidade e velocidade de operação (altas frequências de clock) são elementos essenciais para equipamentos eletrônicos. Com o incremento da velocidade de operação dos circuitos em placas de circuitos impressos (PCI), o comprimento de onda torna-se comparável ao comprimento das interconexões. Isso implica que a análise dos circuitos seja feita em termos de linha de transmissão. A partir desse fato, efeitos indesejáveis como a falha na integridade do sinal (IS) podem ocorrer como, por exemplo, o ruído crosstalk. Este problema de integridade de sinal pode trazer sérios danos ao funcionamento de uma placa de circuito impresso. É importante que tal falha seja solucionada na fase inicial do projeto, uma vez que a correção do mesmo se torna mais simples e menos custosa. Com efeito, alguns artifícios computacionais foram utilizados para tentar medir problemas de integridade de sinal do tipo crosstalk, visto que, sem tais ferramentas seriam necessários cálculos avançados que causariam lentidão no processo. Este trabalho mostra as análises e os resultados obtidos na simulação do ruído crosstalk. Os resultados estão baseados em três estudos de casos, levando em consideração os estágios de desenvolvimento da placa (inicial ou final) e também da complexidade da PCI em estudo. O primeiro estudo compara duas PCI's com densidades de componentes diferentes. Posteriormente foi estudada a integridade de sinais de duas linhas impressas, microstrip e stripline. Por fim foi feita uma análise de uma PCI utilizada em uma central telefônica verificando a medida do ruído crosstalk na placa / Abstract: The high reliability and operating speed (high clock frequencies) are essential elements for electronic equipment. With the increase in the speed of operation of the circuits on printed circuit boards (PCB), the wavelength becomes comparable to the length of interconnections. This implies in the circuit analysis being then made in terms of transmission line. From this fact, undesirable effects such as failure to signal integrity (SI) may occur, for example, the crosstalk noise. This problem of signal integrity can bring serious harm to the functioning of a printed circuit board. It is important that such failure is remediated in the initial phase of the project, since the correction becomes even simpler and less costly. In fact, some computational tricks were used to try to measure integrity issues of crosstalk-type signal, because without such tools, advanced calculations, which would cause delays in the process, would be needed. This work shows the analyses and results obtained during the tests using crosstalk noise simulation. The results are based on three case studies, taking into account the stages of development of the plate (initial or final) and also the complexity of PCI in study. The first study compares two PCBs with densities of different components. Later was studied the integrity of signals of two kinds of printed lines, microstrip and stripline. Finally an analysis was made of a PCI used in a central office verifying the extent of crosstalk noise on the board / Mestre