Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro Universitário da Fei, São Bernardo do Campo, 2014

Com a finalidade de minimizar erros de leitura, anotação manual e agilização da coleta de dados em campo para avaliação de aspersores, foi desenvolvido um sistema automático de aquisição de dados, utilizando um sensor capacitivo eletrônico construído por um conjunto mercúrio-vidro-cobre e uma placa conversora analógica/digital conectados a um microcomputador. A capacitância é variável em função da pressão da coluna de água fornecida por coletores construídos em forma de vasos comunicantes, conectado a uma ponte de wheatstone e alimentado por uma tensão de corrente alternada, fazendo com que o desbalanceamento da ponte gere uma tensão, que amplificada e retificada se torna um sinal elétrico de valores entre 0 e 10 volts - a tensão fornecida é enviada ao conversor, um circuito integrado ADS74A, tendo como saída valores entre 0 e 4095. O microcomputador também controla um multiplexador para acionamento de solenóides para abertura e fechamento dos vasos coletores, e gera um arruivo com as grandezas lidas. Em ensaios realizados representaram erros inferiores a 1%, o que se leva a poder afirmar que o sistema é confiável / not available

Com a finalidade de minimizar erros de leitura, anotação manual e agilização da coleta de dados em campo para avaliação de aspersores, foi desenvolvido um sistema automático de aquisição de dados, utilizando um sensor capacitivo eletrônico construído por um conjunto mercúrio-vidro-cobre e uma placa conversora analógica/digital conectados a um microcomputador. A capacitância é variável em função da pressão da coluna de água fornecida por coletores construídos em forma de vasos comunicantes, conectado a uma ponte de wheatstone e alimentado por uma tensão de corrente alternada, fazendo com que o desbalanceamento da ponte gere uma tensão, que amplificada e retificada se torna um sinal elétrico de valores entre 0 e 10 volts - a tensão fornecida é enviada ao conversor, um circuito integrado ADS74A, tendo como saída valores entre 0 e 4095. O microcomputador também controla um multiplexador para acionamento de solenóides para abertura e fechamento dos vasos coletores, e gera um arruivo com as grandezas lidas. Em ensaios realizados representaram erros inferiores a 1%, o que se leva a poder afirmar que o sistema é confiável / not available

No presente trabalho procurou-se desenvolver um sistema computacional para a automação de um Espectrofotômetro de Varredura Refrativa. Este sistema é baseado em um computador hospedeiro da linha IBM-PC, que pode ser de qualquer modelo, desde que possua barramento ISA de 16 bits. O sistema se divide em dois módulos - aquisição e processamento. O modulo de aquisição e capaz de atingir taxas de aquisição de ate 200 KHz, com resolução de 12 bits. É independente de controle do hospedeiro pois possui lógica de controle e sistema de armazenamento próprio. O módulo de processamento envolve o uso de um processador vetorial de sinais digitais ZORAN ZR34161 dedicado a efetuar eficientemente a Transformada Rápida de Fourier (FFT). Também opera independentemente do computador hospedeiro. Este módulo é capaz de efetuar a FFT em um vetor real de 4096 pontos em 19,64 ms / This work was intended to develop a computational system to control a fast Fourier spectrophotometer. This system is based in an IBM-PC type host computer, with ISA bus 16 bits wide. The system has two modules - acquisition and processing. The acquisition module works at 200 KHz sample rate, with 12 bits of resolution, and also works without host control, due to its own memory system and control logic. The processing module uses a ZORAN ZR34161 vector signal processor, dedicated to do the Fast Fourier Transform (FFT) in the most efficient way. No management of host is required, and it can compute a FFT of a 4096 points real vector in 19,64 ms

No presente trabalho procurou-se desenvolver um sistema computacional para a automação de um Espectrofotômetro de Varredura Refrativa. Este sistema é baseado em um computador hospedeiro da linha IBM-PC, que pode ser de qualquer modelo, desde que possua barramento ISA de 16 bits. O sistema se divide em dois módulos - aquisição e processamento. O modulo de aquisição e capaz de atingir taxas de aquisição de ate 200 KHz, com resolução de 12 bits. É independente de controle do hospedeiro pois possui lógica de controle e sistema de armazenamento próprio. O módulo de processamento envolve o uso de um processador vetorial de sinais digitais ZORAN ZR34161 dedicado a efetuar eficientemente a Transformada Rápida de Fourier (FFT). Também opera independentemente do computador hospedeiro. Este módulo é capaz de efetuar a FFT em um vetor real de 4096 pontos em 19,64 ms / This work was intended to develop a computational system to control a fast Fourier spectrophotometer. This system is based in an IBM-PC type host computer, with ISA bus 16 bits wide. The system has two modules - acquisition and processing. The acquisition module works at 200 KHz sample rate, with 12 bits of resolution, and also works without host control, due to its own memory system and control logic. The processing module uses a ZORAN ZR34161 vector signal processor, dedicated to do the Fast Fourier Transform (FFT) in the most efficient way. No management of host is required, and it can compute a FFT of a 4096 points real vector in 19,64 ms

A secagem para conservação de produtos agrícolas e alimentícios e feita geralmente com emprego de eletricidade ou combustível fóssil, que incrementa o custo do produto final. Dessa forma, faz-se necessário o desenvolvimento de sistemas que utilizam energia renovável, como a solar, de modo a reduzir custos sem prejuízo na qualidade do produto. Assim, um secador solar de convecção natural misto foi projetado e construído, bem como um sistema de aquisição de dados (SAD) utilizando telemetria, para monitorar temperatura e umidade relativa, ambas do ar, no interior do secador. Para o projeto do secador pesquisou-se na literatura diversos modelos já estudados, a m de reunir idéias para definição de um modelo particular. Apos construiu, um teste operacional foi realizado no secador, utilizando tomate cereja. O SAD foi construído em três partes: o transmissor com os sensores, protegido em caixa selada e afixado ao secador solar; o receptor, acoplado a um PC em local abrigado e cerda de 60 m distante do secador; e o software de aquisição de dados no PC. Os sensores foram fixados em três pontos diferentes do secador e protegidos com pedaços de tubo de PVC. O transmissor permite visualização instantânea de dados num LCD, gravação em cartão de memória SD e transmissão via RF para o receptor/PC. O software no PC e um aplicativo web, permitindo acesso externo e apresentando os dados em forma de gracos, tabela ou ilustração, alem de possuir um sistema de alerta via SMS para temperatura. Em testes de campo, o SAD apresentou bom funcionamento. Houve pouca perda de dados na transmissão, devido a veículos no caminho do sinal RF, e os sensores responderam corretamente as variações do ambiente. O secador apresentou boa resistência as intempéries, e o teste com tomate cereja mostrou que esta operacional. / Drying for preservation of agricultural and food products is usually done with the use of electricity or fossil fuel, increasing the cost of the nal product. Therefore, it is necessary to develop systems that use renewable energy such as solar, to reduce costs without impairing the quality of the product. Thus, a mixed-mode natural-circulation solarenergy dryer and a telemetry data acquisition system (DAS) to log air temperature and air relative humidity inside the dryer were designed and built. For the dryer design, in the literature several models already studied were investigated in order to gather ideas for dening a particular model. Once built, an operational test was conducted in the dryer, using cherry tomatoes. The DAS was built in three parts: the transmitter with the sensors, protected in a weather-resistant enclosure and xed in the solar dryer; the receiver, coupled to a PC in a sheltered place; and the PC software data acquisition. The sensors were put at three dierent points in the dryer and xed with PVC pipe pieces. The transmitter allows data instant viewing on an LCD, SD card logging and RF transmission to the receiver/PC. The PC software is a web application, allowing external access and presenting the data in graph, table or illustration, in addition to having an alert system to temperature by SMS. In eld tests, the DAS was worked well. There was little data loss in transmission due to vehicles in the RF signal path, and sensors correctly responded to the changing environment. The dryer had good weather resistance, and the test with cherry tomatoes showed that it is operational.

Submitted by Silvana Teresinha Dornelles Studzinski (sstudzinski) on 2015-11-23T18:36:57Z No. of bitstreams: 1 Ricardo Machado Dias_.pdf: 9738672 bytes, checksum: 93b61d762b320f8c388034ac9d4ea82c (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-23T18:36:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ricardo Machado Dias_.pdf: 9738672 bytes, checksum: 93b61d762b320f8c388034ac9d4ea82c (MD5) Previous issue date: 2015-06-19 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / PROSUP - Programa de Suporte à Pós-Gradução de Instituições de Ensino Particulares / Este trabalho trata do desenvolvimento e do comissionamento de uma microrrede fotovoltaica de 1680 W pico conectada/isolada com estocagem para gerenciamento e controle de uma carga considerada crítica. Esta microrrede, empregando duas tecnologias de módulos, foi instalada no Laboratório de Energias Renováveis da Unisinos. A microrrede é composta de dois painéis de módulos, um de 1080 W de silício multicristalino, e um de 600 W de silício monocristalino. O primeiro é do sistema conectado à rede e o segundo é do sistema isolado, respectivamente. O sistema de gerenciamento e controle, chamado de supervisório, monitora e controla as duas redes através do sistema de aquisição de dados, que possui como tarefa o armazenamento dos dados em um cartão de memória além de mostrar em tempo real as variáveis envolvidas no processo através de um display de cristal líquido. São feitas análises dos valores de correntes e tensões, tanto alternada quanto contínua, para determinação das potências de entrada e de saída dos equipamentos envolvidos no processo, como também variáveis como temperatura ambiente e do painel FV e irradiância. A proposta deste estudo é demonstrar a disponibilidade do sistema para satisfazer uma carga que pode ser considerada como um processo crítico, a fim de entregar uma potência constante para a carga. Para isto, é necessário que a carga seja comutada entre os sistemas conectado à rede e isolado de acordo com as variáveis analisadas pelo sistema de aquisição de dados. As análises dos dados são divididas em duas partes: sistema FV conectado à rede e sistema isolado. Para cada sistema, foi analisado o comportamento da tensão, corrente e potência dos painéis fotovoltaicos, assim como o comportamento dos inversores e banco de estocagem de energia, considerando dias com céu claro e céu nublado. Para o dia de céu claro analisado, foi injetado na rede da concessionária 5,8 kWh de energia. A eficiência global, ηs deste sistema conectado ficou na ordem de 9 %. O sistema de aquisição de dados e controle da microrrede mostrou-se adequado com o propósito de alimentar a carga em permanência. Sempre que a rede da concessionária é desligada, a carga é automaticamente direcionada para o sistema isolado. Quando o banco de estocagem atinge 50 % de sua capacidade, a carga volta a ser alimentada pelo sistema conectado em paralelo com a rede da concessionária. / This work deals with the development and commissioning of a photovoltaic micro-grid 1680 W connected/alone with storage for management and control of a load considered critical. This micro-grid, employing two PV modules technologies, was installed on Renewable Energy Laboratory at Unisinos. The micro-grid panels is composed of two modules, a 1080 W multicrystalline silicon, and a 600 W of monocrystalline silicon. The first is a grid-connected system and the second is a stand-alone system, respectively. The management and control system, called supervisory, monitors and controls the two systems via data acquisition, which has the task of storing the data on a memory card in addition to showing real-time variables involved in the process through a liquid crystal display. Are made analysis of current values and voltages, AC and DC, to determine the input and output power of the equipment involved in the process, as well as variables such as ambient temperatures and PV module and irradiance. The purpose of this study is to prove availability of the system to meet a load that can be considered as a critical process, in order to maintain a constant power to the load. For this, it is necessary that the load is switched between systems connected to the grid and alone, according to the variables analyzed by the data acquisition system. The analyzes of the data are divided into two parts: PV grid-connected and alone system. For each system, the behavior of tension was analyzed, current and power of the PV panels, as well as the behavior of inverters and power storage bank, considering days with clear skies and overcast sky. For clear sky days analyzed, it was injected into the mains 5.8 kWh of energy. The overall efficiency of this system connected, ηs is 9 %. The data acquisition and control system micro-grid was adequate for the purpose of feeding a remaining charging. Whenever, the mains is switched off, the load is automatically directed to the alone system. When the storage capacity of the database reaches 50%, the load is once again powered by the connected system in parallel with the utility grid.

A secagem para conservação de produtos agrícolas e alimentícios e feita geralmente com emprego de eletricidade ou combustível fóssil, que incrementa o custo do produto final. Dessa forma, faz-se necessário o desenvolvimento de sistemas que utilizam energia renovável, como a solar, de modo a reduzir custos sem prejuízo na qualidade do produto. Assim, um secador solar de convecção natural misto foi projetado e construído, bem como um sistema de aquisição de dados (SAD) utilizando telemetria, para monitorar temperatura e umidade relativa, ambas do ar, no interior do secador. Para o projeto do secador pesquisou-se na literatura diversos modelos já estudados, a m de reunir idéias para definição de um modelo particular. Apos construiu, um teste operacional foi realizado no secador, utilizando tomate cereja. O SAD foi construído em três partes: o transmissor com os sensores, protegido em caixa selada e afixado ao secador solar; o receptor, acoplado a um PC em local abrigado e cerda de 60 m distante do secador; e o software de aquisição de dados no PC. Os sensores foram fixados em três pontos diferentes do secador e protegidos com pedaços de tubo de PVC. O transmissor permite visualização instantânea de dados num LCD, gravação em cartão de memória SD e transmissão via RF para o receptor/PC. O software no PC e um aplicativo web, permitindo acesso externo e apresentando os dados em forma de gracos, tabela ou ilustração, alem de possuir um sistema de alerta via SMS para temperatura. Em testes de campo, o SAD apresentou bom funcionamento. Houve pouca perda de dados na transmissão, devido a veículos no caminho do sinal RF, e os sensores responderam corretamente as variações do ambiente. O secador apresentou boa resistência as intempéries, e o teste com tomate cereja mostrou que esta operacional. / Drying for preservation of agricultural and food products is usually done with the use of electricity or fossil fuel, increasing the cost of the nal product. Therefore, it is necessary to develop systems that use renewable energy such as solar, to reduce costs without impairing the quality of the product. Thus, a mixed-mode natural-circulation solarenergy dryer and a telemetry data acquisition system (DAS) to log air temperature and air relative humidity inside the dryer were designed and built. For the dryer design, in the literature several models already studied were investigated in order to gather ideas for dening a particular model. Once built, an operational test was conducted in the dryer, using cherry tomatoes. The DAS was built in three parts: the transmitter with the sensors, protected in a weather-resistant enclosure and xed in the solar dryer; the receiver, coupled to a PC in a sheltered place; and the PC software data acquisition. The sensors were put at three dierent points in the dryer and xed with PVC pipe pieces. The transmitter allows data instant viewing on an LCD, SD card logging and RF transmission to the receiver/PC. The PC software is a web application, allowing external access and presenting the data in graph, table or illustration, in addition to having an alert system to temperature by SMS. In eld tests, the DAS was worked well. There was little data loss in transmission due to vehicles in the RF signal path, and sensors correctly responded to the changing environment. The dryer had good weather resistance, and the test with cherry tomatoes showed that it is operational.

Submitted by Lara Oliveira (lara@ufersa.edu.br) on 2016-11-07T18:24:50Z No. of bitstreams: 1 RafaelVOM_DISSERT.pdf: 2328046 bytes, checksum: 008cce0c4d1315c642a16bc424c81b6c (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Christiane (referencia@ufersa.edu.br) on 2017-01-24T14:29:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 RafaelVOM_DISSERT.pdf: 2328046 bytes, checksum: 008cce0c4d1315c642a16bc424c81b6c (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Christiane (referencia@ufersa.edu.br) on 2017-01-24T14:43:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 RafaelVOM_DISSERT.pdf: 2328046 bytes, checksum: 008cce0c4d1315c642a16bc424c81b6c (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-21T14:51:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RafaelVOM_DISSERT.pdf: 2328046 bytes, checksum: 008cce0c4d1315c642a16bc424c81b6c (MD5) Previous issue date: 2016-03-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The use of plant protection products is very important for most agricultural production systems, but it is clear that these products pose risks to the environment and human health. The application of technology should be planned and monitored in a responsible manner, in order to seek its improvement and to minimize the potential damage to the environment. Observing these facts, this study aims to develop a data acquisition system (DPS) low cost for obtaining and storage technology application-related data, as working pressure, Rotation Power Outlet, temperature and relative humidity, travel speed, besides obtaining the geographic coordinates and determine the area worked by the machine by means of GPS. The equipment is based on an Arduino Mega 2560 R3 board, which coordinates the sensors used and performs the manipulation of data, Furthermore SAD has a man-machine consists of an LCD display interface and pushbotton type of pressure switches and a memory card module to store the collected data. With SAD prototype ready tests were carried out with the sensors and the GPS module in the field. For the static test was conducted on GPS geodetic station located at 92426 IFRN Mossoró / RN, it was observed that the average of the coordinates obtained by the GPS module used has reached a distance of 0.6 m with respect to geodetic station. With the end of the work can be concluded that the SAD is developed a robust equipment, easy to handle and affordable for small and medium producers. The system features an intuitive man-machine interface, providing easy and quick access to all configuration parameters and features of the equipment / A utilização de produtos fitossanitários tem muita importância para grande parte dos sistemas de produção agrícolas, porém é evidente que esses produtos oferecem riscos ao ambiente e à saúde humana. A tecnologia de aplicação deve ser planejada e monitorada de maneira responsável, com o objetivo de buscar seu aprimoramento e assim minimizar o potencial de danos ao ambiente. Observando esses fatos, o presente trabalho tem como objetivo desenvolver um Sistema de Aquisição de Dados (SAD) de baixo custo para obtenção e armazenamento de dados relacionados à tecnologia de aplicação, como pressão de trabalho, rotação da Tomada de Potência, temperatura e umidade relativa do ar, velocidade de deslocamento, além de obter as coordenadas geográficas e determinar a área trabalhada pela máquina por meio de GPS. O equipamento tem como base uma placa Arduino Mega 2560 R3, que coordena os sensores utilizados e realiza a manipulação dos dados obtidos, além disso o SAD possui uma interface homem-máquina composta por um display LCD e interruptores de pressão do tipo pushbotton e um módulo de cartão de memória para armazenar os dados coletados. Com o protótipo do SAD pronto foram realizados ensaios com os sensores e com o módulo de GPS em campo. Para o GPS o ensaio estático foi realizado na estação geodésica 92426 localizada no IFRN em Mossoró/RN, foi observado que a média das coordenadas obtidas pelo módulo GPS utilizado alcançou uma distância de 0,6 m com relação a estação geodésica. Com o fim do trabalho pode-se concluir que o SAD desenvolvido é um equipamento robusto, de fácil manipulação e com custo acessível para pequenos e médios produtores. O sistema apresenta uma interface homem-máquina bastante intuitiva, proporcionando um acesso fácil e rápido a todos os parâmetros de configuração e funcionalidades do equipamento / 2016-10-25

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / This master thesis presents a data acquisition and monitoring system for photovoltaic solar generation plants. The energy produced by photovoltaic systems depends on several factors, such as: array settings, weather conditions, shading, failures, among others. Due to the influences of solar irradiance and temperature on power generation, it is difficult to evaluate the operation of PV systems. This paper proposes a method to detect periods in which the photovoltaic system is inappropriate behavior, that is, periods in which the energy production is lower than expected. A data acquisition system was developed for photovoltaic applications, with the following characteristics: cloud data storage, data acquisition rate of 1 second and possibility of communicating using different communication protocols and physical interfaces. To detect inappropriate behaviors in the PV system was proposed an algorithm that performs the comparison between the estimated power by a mathematical model and the power measured by the data acquisition system. If the difference between the measured power and the estimated power exceeds a predetermined constant, it appears that the photovoltaic system is inappropriate operation, that is, with energy production lower than expected. The method for detecting the type of problem detected if the system is operating under sunny or overcast sky conditions condition, and take different decisions depending on the condition. The methods developed in the master thesis were tested experimentally, and the results were satisfactory to detect the main inappropriate behavior of PV systems. / Esta dissertação apresenta um sistema de aquisição de dados e monitoramento para centrais de geração solar fotovoltaica. A energia produzida através de sistemas fotovoltaicos depende de diversos fatores, tais como: configurações do arranjo, condições meteorológicas, sombreamento, falhas, entre outros. Devido às influências da irradiância solar e da temperatura na geração de energia, é difícil a avaliação do funcionamento dos sistemas fotovoltaicos. Este trabalho propõe um método para detectar períodos no qual o sistema fotovoltaico possui comportamentos inadequados, ou seja, períodos em que a produção de energia está abaixo do esperado. Um sistema de aquisição de dados foi desenvolvido para aplicações fotovoltaicas, com as seguintes características: armazenamento de dados na nuvem, taxa de aquisição de dados de 1 segundo e possibilidade de comunicação através de diferentes protocolos de comunicação e interfaces físicas. Para detectar comportamentos inadequados no sistema fotovoltaico foi proposto um algoritmo responsável pela comparação entre a potência estimada por um modelo matemático e a potência medida pelo sistema de aquisição de dados. Caso a diferença entre a potência medida e a potência estimada seja superior a uma constante predeterminada, constata-se que o sistema fotovoltaico está com comportamento inadequado, ou seja, com produção de energia abaixo do esperado. O método para detecção do tipo do problema detecta se o sistema está operando sob condição de céu claro ou encoberto, e toma diferentes decisões dependendo desta condição. Os métodos desenvolvidos na dissertação foram testados experimentalmente, sendo que os resultados obtidos foram satisfatórios para a detectar os principais comportamentos inadequados dos sistemas fotovoltaicos.