Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-01-07T18:22:40Z No. of bitstreams: 1 milenafariapinto.pdf: 3767169 bytes, checksum: 1c057d68b3cee498c456fe7c7610b2c2 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-01-25T16:53:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 milenafariapinto.pdf: 3767169 bytes, checksum: 1c057d68b3cee498c456fe7c7610b2c2 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-25T16:53:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 milenafariapinto.pdf: 3767169 bytes, checksum: 1c057d68b3cee498c456fe7c7610b2c2 (MD5) Previous issue date: 2015-06-22 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O presente trabalho propõe um sistema eletrônico que permite gerenciar, monitorar parâmetros e controlar de forma descentralizada um conjunto de luminárias à LED pertencentes a um sistema de iluminação pública. Estes parâmetros incluem nível de iluminação, consumo de energia, detecção da presença de pedestres, problemas na própria luminária e monitoração de variáveis ambientais como temperatura e umidade. Adicionalmente, o mesmo sistema é capaz também de detectar falhas na rede elétrica, permitindo monitorar e gerenciar os parâmetros de qualidade de rede de uma forma global. Basicamente, o sistema pode ser dividido em três partes. A primeira parte consiste de um módulo inteligente, chamado neste trabalho por SM, que é conectado a uma determinada luminária e à rede elétrica, sendo assim responsável por medir tanto os parâmetros provindos da luminária quanto da rede elétrica. Na segunda parte encontra-se o módulo controlador (CM) que possui a finalidade de coordenar as informações oriundas dos módulos inteligentes instalados nas luminárias, armazenando e posteriormente enviando os dados para um sistema supervisório. Além disso, o mesmo possui sensores de temperatura e umidade para prover informações sobre as condições climáticas, objetivando confiabilidade nos dados medidos pelos sensores dos módulos inteligentes. O sistema supervisório (SS) consiste da etapa final deste sistema proposto, o qual é responsável por salvar os dados obtidos em um certo período de tempo, analisar e monitorar possíveis falhas e enviar comandos para cada CM e/ou um respectivo SM. Com a finalidade de avaliar experimentalmente o sistema proposto neste trabalho, foram realizados experimentos para demonstrar tanto as funcionalidades do módulo bem como da avaliação dos algoritmos de processamento de sinais propostos, e obtendo ao final projeções econômicas para o protótipo. Os resultados obtidos mostraram eficiência, flexibilidade e interoperabilidade do sistema proposto. / The present paper proposes a system to manage, control and monitor a group of LED luminaires of a street lighting system, being able to control the light intensity of the luminaire and monitoring the power consumption, detection of pedestrians, fault conditions, environmental parameters such as temperature and humidity. Additionally, the system contains a voltage sensor coupled to the grid in order to monitor and manage the power quality parameters. Basically, the system can be divided in three essential parts. The first one regards the smart module, called in this work as SM, which has the responsibility to sensing the parameters stemming from power grid as well as luminaire. The second part is the control module (CM), which has the aim to coordinate the data received from each smart module, storing and subsequently sending the data to the supervisory system. Besides, the control module also has temperature and humidity sensors in order to check and register environmental conditions, providing, in this way, reliability of the measured data. The supervisory system (SS) consists of the final part of the proposed system and it is responsible to save the data in a local memory, to analyze and to monitor problems or even possible faults and sending commands to each CM and/or a respective SM. With the aim to evaluate the proposed system, it was performed experiments to demonstrate the system operation as well as the quality analysis capability. Due to the energy savings potential provided by the technology, it was also studied the economic feasibility of the prototype, aiming a future commercial product. The results have shown that the proposed system is scalable, flexible and efficient.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-03-03T11:35:25Z No. of bitstreams: 1 fernandojosenogueira.pdf: 4981583 bytes, checksum: 8b3c5698410b92cb533a1907a012d6a6 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-04-24T01:41:50Z (GMT) No. of bitstreams: 1 fernandojosenogueira.pdf: 4981583 bytes, checksum: 8b3c5698410b92cb533a1907a012d6a6 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-24T01:41:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 fernandojosenogueira.pdf: 4981583 bytes, checksum: 8b3c5698410b92cb533a1907a012d6a6 (MD5) Previous issue date: 2013-02-28 / Este trabalho tem como objeto principal a avaliação experimental de diodos emissores de luz (ou LEDs, do inglês Light Emitting Diodes) quando empregados em luminárias comerciais destinadas aos sistemas de iluminação pública. São apresentados os aspectos gerais da iluminação pública no Brasil, os principais componentes empregados e uma discussão sobre a adoção da tecnologia LED na iluminação de exteriores. Também são abordados os conceitos básicos de fotometria clássica e da fotometria adaptada para baixos níveis de luminância, que leva em consideração a resposta dinâmica visual do olho humano. Para efeito comparativo, o trabalho também inclui uma revisão das principais fontes de luz brancas orientadas à iluminação pública, e. g. lâmpada de vapor metálico, lâmpada de vapor de mercúrio e, mais recentemente, os LEDs. Tal estudo ampara-se em ensaios de laboratório e em campo tomando como base a lâmpada de vapor de sódio em alta pressão, a mais utilizada atualmente no segmento de iluminação de vias públicas. Algumas normativas referentes à aplicação de LEDs em iluminação pública são discutidas e, a partir das recomendações existentes nas normas NBR 16026 e NBR IEC 61347-2-13, são realizados ensaios de pré-conformidade em amostras comerciais de luminárias LED orientadas à iluminação pública do mercado nacional. Além dos ensaios de pré-conformidade, são realizados ensaios de funcionamento das luminárias LED quando expostas a condições críticas de temperatura com o objetivo de se avaliar as mudanças elétricas e fotométricas que ocorrem nestas condições. É apresentada uma metodologia de projeto luminotécnico para instalação de luminárias LED em vias públicas baseando-se na norma de iluminação pública NBR 5101 (revisão 2012), e o acompanhamento do projeto piloto de iluminação pública empregando luminárias LED implantado no anel viário da faculdade de engenharia da Universidade Federal de Juiz de Fora. Durante nove meses foram coletados dados de características elétricas e fotométricas a fim de se averiguar o desempenho destas luminárias em campo. Por fim, foi feito um estudo comparativo entre o antigo sistema de iluminação com lâmpadas de vapor de sódio e o atual, empregando luminárias LED. / The purpose of this research is the experimental evaluation of light emitting diodes (or LEDs) when used in commercial luminaires for street lighting systems. The general aspects of Brazilian public lighting, the main components used and a discussion about the adoption of the LED technology in outdoor lighting are presented. Also, the basic concepts of classical photometry and photometry’s adaptations for low luminance levels are addressed. It takes into consideration the dynamic response of the human eye. For comparative purposes, this research also includes a review of the main white light sources used on public lighting, e.g. Metal Halide Lamp, High Pressure Mercury Vapour Lamp and, recently, the LEDs. Such research is supported by laboratory and on-site studies based on High Pressure Sodium Vapour Lamp; currently, the most used on public lighting system. Some standards regarding LEDs usage on public lighting are discussed and, based on the existing recommendations, regulated by the Brazilian standards NBR 16026 and NBR IEC 61347-2-13, pre-certification studies of commercial LED luminaires samples oriented to public lighting on the home market are performed. Other than the pre-certification studies, additional studies of LED luminaires functioning when exposed to critical conditions of temperature with the intention to evaluate the electric and photometric changes that occur in this circumstances are performed. It is introduced a luminotechnical project methodology for LED luminaires installation on public roads based on the Brazilian standards of public lighting NBR 5101 (reviewed in 2012) and the accompanying of the pilot project of public lighting using LED luminaires implanted on the ring road of the School of Engineering of the Juiz de Fora Federal University. During nine months, data of electric and photometric features were collected in order to investigate the performance of the luminaires on-site. Finally, a comparative study was done between the previous lighting system with High Pressure Sodium Vapour Lamp and the current, using LED luminaires.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-06-03T12:39:45Z No. of bitstreams: 1 claudiorobertobarbosasimoesrodrigues.pdf: 5762936 bytes, checksum: 8a7ae73391a9d56af3c18605a924763d (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-07-02T13:21:41Z (GMT) No. of bitstreams: 1 claudiorobertobarbosasimoesrodrigues.pdf: 5762936 bytes, checksum: 8a7ae73391a9d56af3c18605a924763d (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-02T13:21:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 claudiorobertobarbosasimoesrodrigues.pdf: 5762936 bytes, checksum: 8a7ae73391a9d56af3c18605a924763d (MD5) Previous issue date: 2012-12-17 / No intuito de aportar contribuições ao uso de diodos emissores de luz (ou LEDs, do inglês Light Emmiting Diodes) em sistemas de iluminação pública, cobrindo lacunas existentes no cenário nacional, este trabalho traz uma ampla análise sobre este tema. São apresentados conceitos básicos da fotometria clássica e um estudo sobre adaptações da fotometria para baixos níveis de luminância, que é a condição observada nas vias públicas durante o período noturno. Propõe-se a utilização de métricas escotópicas em sistemas de iluminação pública, uma vez que estas melhor representam a real sensação visual (se comparadas às métricas clássicas – fotópicas) nas condições de iluminamento típicas observadas nestes sistemas. Aspectos gerais da iluminação pública e um histórico da evolução do sistema nacional são brevemente apresentados bem como uma discussão sobre a situação atual deste sistema e das tecnologias utilizadas. O trabalho traz também um estudo sobre características ópticas, elétricas e mecânicas dos LEDs e uma análise dos diferentes tipos de LEDs brancos mais utilizados (HB – High Brightness – e HP – High Power – LEDs). Algumas normas e recomendações aplicáveis à utilização de LEDs em iluminação pública são analisadas e discutidas, com o intuito de se investigar lacunas ainda não cobertas pela normatização existente. Análises de resultados de ensaios de laboratório e de campo, inéditos no país, realizados com alguns modelos de luminárias LED para iluminação pública disponíveis no mercado, são também apresentadas. Um estudo sobre acionamento de LEDs é realizado, abordando técnicas de equalização de corrente entre arranjos série de LEDs associados em paralelo e diferentes tipos de circuitos de acionamento para LEDs. São propostas, analisadas e implementadas uma estrutura inédita de baixo custo para a equalização de corrente e um circuito para o acionamento de LEDs baseado na integração de dois conversores cc cc não isolados. A topologia de dois estágios proposta é composta por um conversor boost no primeiro estágio, utilizado para a correção do fator de potência e por um conversor buck no segundo estágio, utilizado para o controle da corrente nos LEDs. Por fim, o acompanhamento da implantação e do desempenho, ao longo de dez meses, do projeto piloto de iluminação pública empregando LEDs instalado no anel viário da Faculdade de Engenharia da UFJF é apresentado. / In order to present contributions to the use of light emitting diodes (LEDs) in public lighting systems, covering gaps on the national scenario, this work encompasses abroad analysis related to this issue. Basic concepts of classical photometry are presented and so a study of photometry’s adaptations for low luminance levels. It is proposed the use of scotopic metrics for street lighting systems, since they can better represent the actual visual sensation (when compared to the classical one – photopic metrics) on its typical nighty conditions. General aspects of street lighting and the history of the national’s public lighting system are briefly presented as well as a discussion about the current situation of the Brazilian system and technologies adopted. The work also brings a study of mechanical, electrical and optical characteristics of LEDs and an analysis of the two different types of commonly used white LEDs (HB – High Brightness – and HP – High Power - LEDs). Some standards and recommendations related to the use of LEDs in street lighting are analyzed and criticized, with the aim of show some gaps not yet covered by the existent standards. An unprecedented analysis regarding laboratory and field test benchmarking, taken for some luminaires available in commerce, is also presented. A study of LED driving is presented, covering equalization techniques for parallel LEDs strings and different types of LED driving circuits. It was proposed, analyzed and implemented a novel and low cost structure for current equalization and an LED driver, based on the integration of two non-isolated dc dc converters. This proposed two stages topology is composed by a boost converter, on the first stage, employed to the power factor correction and a buck converter, on the second stage, to control the LED’s current. Finally, the process of monitoring the installation and the performance, during ten months, of the LEDs public lighting pilot project, on the roadway belt of Engineering Faculty of UFJF is presented.