Les robots à pattes promettent de pouvoir marcher sur des terrains irréguliers, voire accidentés. Ils trouvent dès aujourd'hui une application ludo- éducative. Nous présentons la plateforme Metabot, un robot quadrupède open-source, qui a été développée pour l'éducation. Cette dernière s'inscrit dans le contexte technologique actuel, qui permet, grâce à un accès au prototypage rapide et aux composants sur étagère de construire des robots à pattes autrefois présents uniquement dans les laboratoires. Cette plateforme a été utilisée dans l'enseignement secondaire, afin de permettre à des élèves de découvrir la robotique, ainsi que la programmation. Nous décrivons par la suite un environnement mis au point dans le but d'étudier la locomotion des robots à pattes, en étendant le contrôleur expert développé sur Metabot à une plus grande famille de robots. Nous avons réalisé une série d'expériences en simulation sur moteur physique que nous avons analysées dans le but de mieux comprendre les règles qui régissent la locomotion des robots à pattes. Enfin, nous nous intéressons à la locomotion bipède, qui pose le problème de la stabilité. Lors du développement de notre plateforme Sigmaban, un petit robot humanoïde conçu pour participer à la RoboCup, nous avons créé un capteur permettant d'estimer le centre de pression du robot. Nous exploitons ce dernier pour améliorer la stabilité latérale du robot, en créant ainsi une marche en boucle fermée. / A promise of legged robots is being able walking on irregular or uneven floor. It is already used nowadays in education and entertainment applications. We introduce the Metabot platform, an open-source quadruped robot developped for education. This takes place in current technological context which allows, thanks to an access to fast prototyping and off-shelf components, building legged robots that were formerly only present in laboratories. This platform was used for teaching in secondary schools, allowing students to discover robotics, and especially programming. We then describe an environment designed to study legged robots locomotion, extending the expert controller designed for Metabot. We realized some physics simulation experiments and analyzed it to get a better understanding of the legged locomotion underlying rules. At last, we get a closer look at biped locomotion, for which stability problems arise. When developping our Sigmaban platform, a small-sized humanoid robot created to participate in RoboCup soccer, we designed foot pressure sensors that allow us to estimate the robot center of pressure. We exploit these sensors to improve the lateral stability on the robot, creating a closed-loop walk.

Com a crescente demanda por produtos eletrônicos de consumo de alta complexidade, o mercado necessita de um rápido ciclo de desenvolvimento de produto com baixo custo. O projeto de equipamentos eletrônicos baseado no uso de núcleos de propriedade intelectual ("IP cores") proporciona flexibilidade e velocidade de desenvolvimento dos chamados "sistemas num chip". Entretanto, os custos do teste destes sistemas podem alcançar um percentual significativo do valor total de produção, principalmente no caso de sistemas contendo "IP cores" analógicos ou "mixed-signal". Técnicas de teste embarcado (BIST e DFT) para circuitos analógicos, embora potencialmente capazes de minimizar o problema, apresentam limitações que restringem seu emprego a casos específicos. Algumas técnicas são dependentes do circuito, necessitando reconfiguração do circuito sob teste, e não são, em geral, utilizáveis em RF. No ambiente de "sistemas num chip", como recursos de processamento e memória estão disponíveis, eles poderiam ser utilizados durante o teste. No entanto, a sobrecarga de adicionar conversores AD e DA pode ser muito onerosa para a maior parte dos sistemas, e o roteamento analógico dos sinais pode não ser possível, além de poder introduzir distorção do sinal. Neste trabalho um digitalizador simples e de baixo custo é usado ao invés de um conversor AD para possibilitar a implementação de estratégias de teste no ambiente de "sistemas num chip". Graças ao baixo acréscimo de área analógica do conversor, múltiplos pontos de teste podem ser usados. Graças ao desempenho do conversor, é possível observar características dos sinais analógicos presentes nos "IP cores", incluindo a faixa de freqüências de RF usada em transceptores para comunicações sem fio. O digitalizador foi utilizado com sucesso no teste de circuitos analógicos de baixa freqüência e de RF. Como o teste é baseado no domínio freqüência, características nãolineares como produtos de intermodulação podem também ser avaliadas. Especificamente, resultados práticos com protótipos foram obtidos para filtros de banda base e para um mixer a 100MHz. A aplicação do conversor para avaliação da figura de ruído também foi abordada, e resultados experimentais utilizando amplificadores operacionais convencionais foram obtidos para freqüências na faixa de áudio. O método proposto é capaz de melhorar a testabilidade de projetos que utilizam circuitos de sinais mistos, sendo adequado ao uso no ambiente de "sistemas num chip" usado em muitos produtos atualmente. / With the ever increasing demands for high complexity consumer electronic products, market pressures demand faster product development and lower cost. SoCbased design can provide the required design flexibility and speed by allowing the use of IP cores. However, testing costs in the SoC environment can reach a substantial percent of the total production cost. Analog testing costs may dominate the total test cost, as testing of analog circuits usually require functional verification of the circuit and special testing procedures. For RF analog circuits commonly used in wireless applications, testing is further complicated because of the high frequencies involved. In summary, reducing analog test cost is of major importance in the electronic industry today. BIST techniques for analog circuits, though potentially able to solve the analog test cost problem, have some limitations. Some techniques are circuit dependent, requiring reconfiguration of the circuit being tested, and are generally not usable in RF circuits. In the SoC environment, as processing and memory resources are available, they could be used in the test. However, the overhead for adding additional AD and DA converters may be too costly for most systems, and analog routing of signals may not be feasible and may introduce signal distortion. In this work a simple and low cost digitizer is used instead of an ADC in order to enable analog testing strategies to be implemented in a SoC environment. Thanks to the low analog area overhead of the converter, multiple analog test points can be observed and specific analog test strategies can be enabled. As the digitizer is always connected to the analog test point, it is not necessary to include muxes and switches that would degrade the signal path. For RF analog circuits, this is specially useful, as the circuit impedance is fixed and the influence of the digitizer can be accounted for in the design phase. Thanks to the simplicity of the converter, it is able to reach higher frequencies, and enables the implementation of low cost RF test strategies. The digitizer has been applied successfully in the testing of both low frequency and RF analog circuits. Also, as testing is based on frequency-domain characteristics, nonlinear characteristics like intermodulation products can also be evaluated. Specifically, practical results were obtained for prototyped base band filters and a 100MHz mixer. The application of the converter for noise figure evaluation was also addressed, and experimental results for low frequency amplifiers using conventional opamps were obtained. The proposed method is able to enhance the testability of current mixed-signal designs, being suitable for the SoC environment used in many industrial products nowadays.

O número de aplicações industriais para ambientes de “Realidade Aumentada” (AR) e “Realidade Virtual” (VR) tem crescido de forma significativa nos últimos anos. Sistemas óticos de rastreamento (optical tracking systems) constituem um importante componente dos ambientes de AR/VR. Este trabalho propõe um sistema ótico de rastreamento de baixo custo e com características adequadas para uso profissional. O sistema opera na região espectral do infravermelho para trabalhar com ruído ótico reduzido. Uma câmera de alta velocidade, equipada com filtro para bloqueio da luz visível e com flash infravermelho, transfere imagens de escala de cinza não comprimidas para um PC usual, onde um software de pré-processamento de imagens e o algoritmo PTrack de rastreamento reconhecem um conjunto de marcadores retrorefletivos e extraem a sua posição e orientação em 3D. É feita neste trabalho uma pesquisa abrangente sobre algoritmos de pré-processamento de imagens e de rastreamento. Uma bancada de testes foi construída para a realização de testes de acurácia e precisão. Os resultados mostram que o sistema atinge níveis de exatidão levemente piores, mas ainda comparáveis aos de sistemas profissionais. Devido à sua modularidade, o sistema pode ser expandido através do uso de vários módulos monoculares de rastreamento interligados por um algoritmo de fusão de sensores, de modo a atingir um maior alcance operacional. Uma configuração com dois módulos foi montada e testada, tendo alcançado um desempenho semelhante à configuração de um só módulo. / In the last years the number of industrial applications for Augmented Reality (AR) and Virtual Reality (VR) environments has significantly increased. Optical tracking systems are an important component of AR/VR environments. In this work, a low cost optical tracking system with adequate attributes for professional use is proposed. The system works in infrared spectral region to reduce optical noise. A highspeed camera, equipped with daylight blocking filter and infrared flash strobes, transfers uncompressed grayscale images to a regular PC, where image pre-processing software and the PTrack tracking algorithm recognize a set of retro-reflective markers and extract its 3D position and orientation. Included in this work is a comprehensive research on image pre-processing and tracking algorithms. A testbed was built to perform accuracy and precision tests. Results show that the system reaches accuracy and precision levels slightly worse than but still comparable to professional systems. Due to its modularity, the system can be expanded by using several one-camera tracking modules linked by a sensor fusion algorithm, in order to obtain a larger working range. A setup with two modules was built and tested, resulting in performance similar to the stand-alone configuration.

Recentemente foram aprovadas normas para requisitos e critérios de desempenho térmico de habitações de interesse social. Estas normas são importantes para a melhoria do desempenho térmico dessas habitações no Brasil. No entanto, a abordagem adotada é geral no que diz respeito às regiões bioclimáticas brasileiras e a análise é feita para sistemas da edificação (aberturas, paredes, cobertura) isoladamente, o que pode não expressar o comportamento térmico para determinadas condições climáticas. O presente estudo apresenta uma proposta de método de avaliação de desempenho higrotérmico de habitações térreas unifamiliares de interesse social para condições climáticas de Porto Alegre, RS, que visa à avaliação global da edificação através de requisitos e critérios que complementam aqueles propostos pelas normas e que sejam de fácil aplicação pelos envolvidos no processo de produção de habitações de interesse social. Considera-se a possibilidade de condensação sobre superfícies internas da edificação, coeficientes volumétricos globais de perda e ganho de calor através de sua envolvente, inércia térmica, entre outros, obtidos da literatura e da análise de quatro habitações construídas em Porto Alegre, duas submetidas a medições in loco e duas consideradas como referência para habitação de interesse social para as condições econômicas e culturais do público-alvo, segundo agentes ligados ao setor em Porto Alegre. O método foi submetido à opinião de agentes, envolvidos com o financiamento, projeto, execução, fiscalização e avaliação de habitações de interesse social em Porto Alegre, e a especialistas da área de conforto térmico atuando em instituições de ensino e pesquisa nacionais. São indicados três graus de qualidade que podem ser atingidos pelas habitações, de acordo com a disponibilidade de recursos para a construção da habitação. O método pode ser uma ferramenta auxiliar na tomada de decisão no processo de projeto, aprovação e avaliação de habitações de interesse social pelos agentes públicos ligados ao setor. / Recently, low cost housing thermal performance standards were developed and approved in Brazil. These standards establish requirements and criteria that low cost housing must satisfy. However, the approach used generally deals with climatic conditions and the evaluation is based on analysis of individual components. This approach cannot express the real thermal behaviour of housing. This study presents a thermal performance evaluation method for low cost single-family one-floor housing considering the climatic conditions of Porto Alegre, Brazil. The method aims toward a global evaluation of housing through requirements and criteria that complement the standards approved recently and it considers mathematical procedures that can be easily applied by government agents involved in this task. Inner surface condensation, global flow heat coefficients, thermal inertia, among others, obtained from literature, are proposed. Four low cost houses built in Porto Alegre, considered to be references according to social and economic local reality, were evaluated through the method. Government agents involved in the project, design, financing, building, overseeing and evaluation of low cost housing in Porto Alegre and experts from research institutes in Brazil also gave their opinions of the method. Three degrees of performance for housing, in accordance with availability of government resources, are defined. The method can be used as an evaluation of possible solutions, thereby aiding decision makers.

O presente tema apresenta o desenvolvimento do projeto e fabricação de um veículo de baixo custo de aquisição, de manutenção e facilidade de utilização. O projeto foi desenvolvido a partir da transformação de motocicletas do tipo comerciais para a faixa de cilindrada entre 100 e 150cc, disponíveis no mercado. Após transformá-las em um veículo triciclo, agrega-se um incremento na sua capacidade de carga, e com a devida adequação para o transporte nas modalidades de cargas e passageiros com a segurança devida. O projeto é constituído de uma estrutura metálica que tem a função de chassi de sustentação para a montagem da carroceria escolhida; de carga ou passageiro. E, esta estrutura tem uma configuração de planta do tipo triangular, onde o vértice frontal permite o encaixe e fixação na parte traseira da motocicleta. Também, neste chassi está montada a suspensão traseira composta dos respectivos pares de molas e amortecedores. A transmissão do eixo traseiro é realizada por um conjunto de pinhão, coroa e corrente para adequar a relação de transmissão ajustada para a nova dinâmica veicular, que considerou as capacidades de carga e velocidade final. Esta configuração conta com o mecanismo de um diferencial, proporcionando maior conforto na condução do triciclo, bem como assegurando ao usuário os itens necessários de estabilidade e segurança veicular. A fabricação foi desdobrada em duas fases, sendo a primeira de um protótipo para a homologação do conceito junto ao DENATRAN. Na segunda fase fabricou-se de um lote piloto dentro dos preceitos da engenharia da mobilidade, e para assim executar os testes em condições reais de uso para verificação do desempenho veicular propriamente dito. Cinco protótipos fabricados e submetidos a testes de rodagem em campo foram planejados e realizados em ambiente industrial para transporte de carga numa rotina sistemática. Assim, a configuração final resultou num veículo triciclo formado por vários conjuntos, que foram devidamente montados para atender aos requisitos da demanda do cliente, das questões legais e das exigências da engenharia automotiva. Finalmente, obteve-se um desempenho geral que foi qualificado como "muito satisfatório", e que foram monitorados através dos seguintes itens como: operacionalidade, consumo e manutenção. / This work presents the design and fabrication of a low cost, easy to use vehicle. The development project was to transform currently available commercial motorcycles with engines from 100-150cc. These motorcycles are transformed into three-wheeled motorcycles, increasing their load carrying capacity and adapted to transport loads and passengers with the addition of necessary safety features. The core of the development is a metallic structure that functions as a frame to assemble the desired three-wheeled motorcycle configuration, load or passenger. The structure has a triangular shape and a front point that fixes to the original frame structure at the back of the motorcycle. A suspension system securing the axle with shocks and springs is fixed to this frame. Power transmission to this rear axle passes through a series of chains and sprockets to adjust the ratio to the new load conditions, considering the load capacity and new maximum speed. The axle itself uses a differential to assure safe, comfortable and predictable handling of the three-wheeled motorcycle. The fabrication process evolved in two phases, the first being a prototype for concept homologation with the Brazilian transportation authority - DENATRAN. The second phase involved pilot production of machines according to the necessary motor vehicle standards with an objective to realize tests in real working conditions. Five prototypes were constructed and subjected to such testing, systematically transporting material in an industrial environment. The resulting final configuration is a three-wheeled motorcycle formed of several principal assemblies, each assembled according to the needs of the client and the consequent legal requirements for automotive engineering. The final product achieved "very satisfactory" performance according to users when evaluated in the areas of ease of operation, fuel consumption, and maintenance cost.

Com a evolução da tecnologia, dispositivos menores e mais rápidos ficam disponíveis para a fabricação de circuitos que, embora sejam mais eficientes, são mais sensíveis aos efeitos da radiação. A alta densidade, ao reduzir a distância entre dispositivos vizinhos, torna possível a ocorrência de múltiplas perturbações como resultado da colisão de uma única partícula. A alta velocidade, ao reduzir os ciclos de relógio dos circuitos, faz com que os pulsos transientes durem mais do que um ciclo. Todos estes fatos impedem o uso de diversas técnicas de mitigação existentes, baseadas em redundância temporal, e tornam necessário o desenvolvimento de técnicas inovadoras para fazer frente a este novo e desafiador cenário. Esta tese inicia com a análise da evolução da duração de pulsos transitórios nas diferentes tecnologias que dá suporte à previsão de que transitórios de longa duração (TLDs) irão afetar sistemas fabricados usando tecnologias futuras e mostra que diversas técnicas de mitigação baseadas em redundância temporal existentes não serão capazes de lidar com os TLDs devido à enorme sobrecarga que elas imporiam ao desempenho. Ao mesmo tempo, as técnicas baseadas em redundância temporal, embora sejam capazes de lidar com TLDs, ainda impõem penalidades muito elevadas em termos de área e energia, o que as torna inadequadas para uso em algumas áreas de aplicação, como as de sistemas portáteis e embarcados. Como uma alternativa para enfrentar estes desafios impostos aos projetistas pelas tecnologias futuras, é proposto o desenvolvimento de técnicas de mitigação com baixa sobrecarga, atuando em níveis de abstração distintos. Exemplos de novas técnicas de baixo custo atuando nos níveis de circuito, algoritmo e arquitetura são apresentados e avaliados. Atuando em nível de algoritmo, uma alternativa de baixo custo para verificação de multiplicação de matrizes é proposta e avaliada, mostrando-se que ela oferece uma boa solução para este problema específico, com uma enorme redução no custo de recomputação quando um erro em um elemento da matriz produto é detectado. Para generalizar esta idéia, o uso de invariantes de software na detecção de erros transitórios durante a execução é sugerido como outra técnica de baixo custo, e é mostrado que esta oferece alta capacidade de detecção de falhas, sendo, portanto, uma boa candidata para uso de maneira complementar com outras técnicas no desenvolvimento de software tolerante a falhas transitórias. Como exemplo de uma técnica em nível de arquitetura, é proposta e avaliada uma melhoria da clássica técnica de lockstep com checkpoint e rollback, mostrando uma redução significativa no número de operações de escrita necessárias para um checkpoint. Finalmente, como um exemplo de técnica de baixo custo baseada em redundância espacial, é proposto e avaliado o uso de código de Hamming na proteção de lógica combinacional, um problema ainda em aberto no projeto de sistemas usando tecnologias futuras. / As the technology evolves, faster and smaller devices are available for manufacturing circuits that, while more efficient, are more sensitive to the effects of radiation. The high transistor density, reducing the distance between neighbor devices, makes possible the occurrence of multiple upsets caused by a single particle hit. The achievable high speed, reducing the clock cycles of circuits, leads to transient pulses lasting longer than one cycle. All those facts preclude the use of several existing soft error mitigation techniques based on temporal redundancy, and require the development of innovative fault tolerant techniques to cope with this challenging new scenario. This thesis starts with the analysis of the transient width scaling across technologies, a fact that supports the prediction that long duration transients (LDTs) will affect systems manufactured using future technologies, and shows that several existing mitigation techniques based on temporal redundancy will not be able to cope with LDTs, due to the huge performance overhead that they would impose. At the same time, space redundancy based techniques, despite being able to deal with LDTs, still impose very high area and power penalties, making them inadequate for use in some application areas, such as portable and embedded systems. As an alternative to face those challenges imposed to designers by future technologies, the development of low overhead mitigation techniques, working at different abstraction levels, is proposed. Examples of new low cost techniques working at the circuit, algorithm, and architecture levels are presented and evaluated. Working at the algorithm level, a low cost verification algorithm for matrix multiplication is proposed and evaluated, showing that it provides a good solution for this specific problem, with dramatic reduction in the cost of recomputation when an error in one of the product matrix elements is detected. In order to generalize this idea, the use of software invariants to detect soft errors at runtime is suggested as a low cost technique, and shown to provide high fault detection capability, being a good candidate for use in a complementary fashion in the development of software tolerant to transient faults. As an example of architecture level technique, the improvement of the classic lockstep with checkpoint and rollback technique is proposed and evaluated, showing significant reduction in the number of write operations required for checkpoints. Finally, as an example of low cost space redundancy technique at circuit level, the use of Hamming coding to protect combinational logic, an open issue in the design of systems using future technologies, is proposed and evaluated through its application to a set of arithmetic and benchmark circuits.

Nas últimas décadas, o interesse na eletrônica flexível tem aumentado. Sistemas que apresentam benefícios, tais como: baixo custo, melhor desempenho, transparência, confiabilidade e melhores credenciais ecológicas, estão sendo extensivamente pesquisados por vários grupos. Os transistores de filmes-finos possuem potencial para alcançarem essas características. Dispositivos baseados em óxido de zinco (ZnO) tem atraído pesquisadores devido as suas propriedades elétricas, sensoriais e ópticas. Neste trabalho, nanopartículas de ZnO foram utilizadas como semicondutor ativo e cross-linked PVP (polivinilfenol) e PECVD-SiO2 (plasma enhanced chemical vapor deposition silicon dioxide) como dielétricos de porta para integrar transistores de filmes-finos. Este processo de integração tem por objetivo os pré-requisitos de baixo custo e baixa temperatura (<200°C). Por esta razão, a utilização de técnicas de integração simples, como o spin-coating ou a técnica de sidewall-etchback, foram utilizadas. Infelizmente, existem problemas relacionados à confiabilidade em dispositivos baseados em ZnO, entre eles a degradação no tempo ou a histerese. Após uma investigação experimental da histerese na característica de transferência, um modelo qualitativo para o comportamento observado é proposto. Observou-se que a direção da histerese é afetada pela variação da temperatura quando o dielétrico polimérico é usado. Baseando-se na caracterização dos transistores, a polarização do PVP, as armadilhas na superfície das nanopartículas e na interface com o dielétrico, bem como a liberação de moléculas de oxigênio da superfície das nanopartículas foram atribuídas como as principais causas da histerese. Além disso, uma flutuação discreta da corrente é observada em testes de estresse devido à captura e liberação de portadores em determinados caminhos de corrente no transistor, semelhante a random telegraph signal (RTS), relatado em MOSFET nanométricos. Este resultado suporta o hipotético mecanismo de transporte de elétrons (caminhos de percolação) em filmes compostos por ZnO nanoparticulado. / During the last decades, the interest in flexible electronics has arisen. Systems that present benefits such as low cost, improved performance, transparency, reliability and better environmental credential are being extensively researched by several groups. Thin-film transistors (TFT) have good potential concerning these technologies. Therefore, zinc oxide (ZnO) based devices have been attracting researchers for its electrical, sensory and optical properties. In this work, ZnO nanoparticles were used to integrate thin-film transistors, in which cross-linked PVP (Poly(4-vinylphenol)) and PECVD-SiO2 (plasma enhanced chemical vapor deposition silicon dioxide) were used as gate dielectric layer. The complete integration process targets low cost and low temperature requirements (< 200°C). For this reason, simple process techniques as spin-coating or sidewall-etchback were used. Unfortunately, there are different reliability concerns in ZnO devices, among them aging or hysteresis. An experimental investigation of the hysteresis in the transfer characteristic is performed, and a qualitative model for the observed behavior is proposed. It was observed that the hysteresis direction is affected by temperature variation when the polymeric dielectric is used. The PVP bulk polarization, the traps in nanoparticles and at the polymeric dielectric interface, as well as the desorption of oxygen molecules in the surface of the nanoparticles, were attributed as the main cause of the hysteretic behavior. Moreover, capture and release of charge carriers by traps at determined current paths in the transistor lead to discrete current fluctuations in stress tests, similar to random telegraph signal (RTS) reported in nanoscale MOSFET. This result supports the hypothesis of charge transport mechanism (percolation paths) in nanoparticulate ZnO.

Submitted by EDUARDO ABUHAMAD PETROCINO null (abuhamad@uol.com.br) on 2016-02-12T16:23:29Z No. of bitstreams: 1 PetrocinoEA.pdf: 13458280 bytes, checksum: 7545c6532693d3113a8d06141b4d40c2 (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2016-02-16T15:23:16Z (GMT) No. of bitstreams: 1 petrocino_ea_me_bauru.pdf: 13458280 bytes, checksum: 7545c6532693d3113a8d06141b4d40c2 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-16T15:23:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 petrocino_ea_me_bauru.pdf: 13458280 bytes, checksum: 7545c6532693d3113a8d06141b4d40c2 (MD5) Previous issue date: 2015-12-16 / O monitoramento da integridade de estruturas e máquinas é um tema que vem tomando importância em diversas aplicações de engenharia. 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 feita por meio da captura de sinais de vibração e do uso de sistemas eletrônicos para o pós processamento destes sinais. Neste contexto, 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 constituído 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 magnetomotriz 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. / 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 evaluating 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 are 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.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:34Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-12-01Bitstream added on 2014-06-13T19:20:45Z : No. of bitstreams: 1 ferrasa_m_dr_botfca.pdf: 4410782 bytes, checksum: b6c63787a174343b26f5a0ba21755f4b (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O uso das Tecnologias da Informação e Comunicação tem crescido nas mais variadas atividades agrícolas. Como conseqüência, vem revolucionando a forma de pensar e agir do produtor que almeja se estabelecer em um mercado cada vez mais competitivo. Entretanto, o alto custo de aquisição e manutenção dessas tecnologias é um fator que pode inibir sua disseminação e aceitação, principalmente a um grande número de pequenos produtores de grãos. Diante desse cenário, há uma necessidade de soluções inovadoras adequadas a esse universo de produtores. Partindo-se dessa premissa, este trabalho apresenta o desenvolvimento de um protótipo de baixo custo para o monitoramento de temperatura e umidade de grãos armazenados em silos, utilizando uma tecnologia de comunicação sem fio por radiofreqüência. Para tanto, foram analisadas as implicações econômicas de custo/benefício do emprego inovador da transmissão sem fio no processo de termometria de grãos. O protótipo foi composto por duas unidades eletrônicas, uma de aquisição e outra de recepção de dados, além de um programa computacional que ofereceu ao produtor informações mais precisas para o controle da aeração. Por meio de testes realizados quanto à estabilidade, integridade e confiabilidade da transmissão de dados via rádio, utilizando componentes eletrônicos de baixo custo, pode-se considerar o sistema desenvolvido potencialmente viável. Este apresentou o diferencial da comunicação sem fio via rádio no processo de termometria de grãos, proporcionando mobilidade, minimizando custos com cabeamento, manutenção e oferecendo facilidades para sua expansão; também adequou-se ao monitoramento de temperatura eumidade de grãos em silos; e mostrou-se com viabilidade operacional, além do baixo custo de desenvolvimento quando comparado a produtos similares encontrados no mercado brasileiro. / The use of Information and Communication Technology has grown in most agricultural activities. As a consequence, it has changed the way of thinking and acting of the farmer who wants to establish in a more and more competitive market. However, the high costs of acquisition and maintenance of those technologies may be a factor which can inhibit its spread and acceptance, mainly to a large number of small grain Brazilian farmers. In this context, there is a need for innovative solution which are proper for this universe of farmers. Starting from this premise, this paper presents the development of a low cost prototype to the monitoring process of temperature and humidity values of grains stored in silos, using communication based on wireless technology by radio frequency. Therefore, the economic implications of cost/benefit ratio of innovative application of wireless transmission in the process of thermometry of grains were analysed. The prototype was made of two electronic units, one of acquisition and another one of data reception, as well as a computational software, which offered the farmer more precise information for the control of aeration. By means of stability, integrity and reliability tests of data transmission via radio, using low cost electronic components, the development system can be considered as potentially viable. It presented the difference regarding the wireless communication via radio in the process of grains thermometry, providing mobility, reducing cabling costs and maintenance, and also offering an easy system expansion; it was also appropriate to temperature and humidity monitoring in grain silos; and revealed operational viability, besides 4 the low cost development when compared to similar products available in the Brazilian market.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:40Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-12-05Bitstream added on 2014-06-13T19:20:57Z : No. of bitstreams: 1 boss_slb_dr_bauru.pdf: 2627040 bytes, checksum: 5b6012ee8569de12b829b82b526d8736 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A literatura específica da área de Ensino de Ciências tem apresentado importantes discussões sobre dificuldades de aprendizagem e compreensão de conceitos científicos pelos alunos. Diante disso, já há algum tempo a História da Ciência tem sido defendida enquanto elemento que pode auxiliar no processo de ensino-aprendizagem dos conceitos científicos. Apesar do potencial educacional que é atribuído à História da Ciência e do esforço que tem sido feito para aproximá-la da educação científica, existem algumas barreiras que podem inviabilizar o sucesso desta aproximação impedindo que ela cumpra, efetivamente, o seu papel frente ao Ensino de Ciências. Dentre as barreiras que a literatura aponta, destacamos a falta de material histórico de qualidades e acessível a alunos e professores que possa subsidiar práticas metodológicas em sala de aula. No bojo dessa escassez está a falta de traduções de fontes primárias para o português. Tendo em vista tal contexto, este trabalho de doutorado tem como objetivo geral de fazer a tradução comentada dos dez artigos de Stephen Gray (1666-1736) relacionados à eletricidade. Dos dez textos traduzidos, nove foram publicados no periódico Philosophical Transactions of the Royal Society e uma carta foi publicada por Chipman (1954). Como objetivo específico propomos elaborar um conjunto de elementos, os quais denominamos de recursos didáticos, que possam ampliar o acesso de professores e alunos ao conteúdo das traduções: comentários em forma de notas; figuras; experimentos históricos com material de baixo custo; breve biografia do autor do texto traduzido; linha do tempo do período em questão; introdução geral ao texto. Stephen Gray foi um importante, porém mencionado, pesquisador do início do Século XVIII. Seu trabalho trouxe importantes... / The specific literature related to Science Education has presented important discussion on the difficulties faced by students in the learning and understanging of scientific concepts. In this context, some time ago the History of Science has been advocated as an element that can facilitate the process of teaching scientific conceps. Despite the educational potential that is assigned to the History of Science and the effort that has been done to bring it closer to Science Education, there are some barriers that can hinder the sucess of this approach, preventing it to fulfill effectively its role with the teaching of science. Among the barriers pointed out by the literature, we emphasize the lack of historical material with quality and accessible to students and teachers that can subsidize methodological practices in the classroom. Among this shortage of historical material, there is a lack of Portuguese translations of primary sources. Given this context, the main goal of this PhD work is the translation into Portuguese of the ten articles of Stephen Gray (1666-1736) related to electricity. Of the ten translated texts, nine were published in the Philosophical Transactions of the Royal Society and a letter was published by Chipman (1954). The specific goal of this thesis is to prepare a set of elements, which we will call teaching resources, that can expand the accesss of the content of the translations to teachers and students: comments as notes; figures; historical experiments with law-cost material; brief biography of the author of the tranlated text; timeline of the period; and a general introduction to the text. Stephen Gray was an important, though rarely mentioned, researcher at the beginning of the Eighteenth Century. His work has brought important contributions to the field of electricity. Some of his... (Complete abstract click electronic access below)