Orientador(a): Rosangela da Silva Leote / Banca: José Spaniol / Banca: Almir Almas / Resumo: Nesta dissertação, eu discuto algumas das relações entre arte, ciência e tecnologia a partir da conexão entre o papel e a eletrônica. O foco da dissertação é como o papel, tecnologia ancestral, pode ganhar outras aplicações, especialmente na arte, ao se conectar a sistemas de código aberto para robótica. O conhecimento teórico e experimental sobre o tema converte-se na produção de uma série de objetos cinéticos apresentados em uma exposição junto com o texto final desta dissertação, que contém também um tutorial abrindo o código das obras realizadas, permitindo a sua replicação por outras pessoas / Abstract: In this text, I discuss relations between art, science and technology starting from the connection between paper and electronics. The focus is how paper, ancestral technology, can gain other applications, especially in art, when connecting to open source systems for robotics. Theoretical and experimental knowledge on the subject compose a series of kinetic objects presented in an exposition along with the final text of this dissertation, which also contains a tutorial opening the code of the works carried out, allowing their replication by other people / Mestre

Orientador: Eduardo Martins Morgado / Banca: Maria Crsitina Gobbi / Banca: Adriana Bertoldi Carreto de Castro / Resumo: Em um mundo onde as pessoas estão cada vez mais conectadas, chega o momento em que os objetos também passam a fazer parte da rede de compartilhamentos. Com a possibilidade de conexão de equipamentos por meio de hardware com capacidade de telecomunicação e de processamento para executar moderno software embarcado, é cada vez mais acessível tecnológica e economicamente o desenvolvimento de novos produtos conectados. Esta pesquisa discute parte da evolução da Internet das Coisas (IoT) e de algumas de suas aplicações, propondo a criação de um dispositivo conectado a esta rede. Sendo o objeto deste trabalho a IoT, dentro da grande gama de dispositivos que poderiam ser criados, foi colocado foco em desenvolver uma aplicação para coleta e leitura de dados climáticos. Como metodologia, a partir da pesquisa bibliográfica, será desenvolvido um relatório de pesquisa com construção de um protótipo. Atualmente o mercado dispõe de produtos de alto custo para leitura de dados climáticos, quase sempre importados ou desenvolvidos por empresas multinacionais, havendo pouca tecnologia nacional disponível para consumidores finais. Reserva-se esta a grandes centros de pesquisa de referência nacional. Foi desenvolvido um dispositivo para adequar-se aos fins propostos no trabalho, para responder à questão seria possível desenvolver um dispositivo para coleta e leitura de dados climáticos. O objeto deste trabalho é a Internet das Coisas. O objetivo geral foi verificar as características para desenvo... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In a world where people are increasingly connected, comes the time when objects also become part of the share's network. With the possibility of connecting hardware by means of hardware with the capability of communication and processing for the execution of modern embedded software, the development of new connected products is increasingly accessible and economically. This research discusses part of the evolution of the Internet of Things (IoT) and some of its applications, proposing a creation of a device connected to this network. Being the object of this work an IoT, within the wide range of devices that are being inserted, were putted in focus an application for the data collection and reading of climatic data. As a methodology, from the bibliographic research, a research report will be developed with the construction of a prototype. Now a days, the market for high-priced climate data products, almost always imported or by multinational companies, has national technology available to end consumers. Reserves to major research centers of national reference. A device was developed to fit the purposes proposed in the work, to answer the question it would be possible to develop a device for collecting and reading climatic data. The object of this work is the Internet of Things. The general objective was to verify the characteristics for the development of an IoT device to perform the reading of climatic data. The specific objectives were: to define ways to collect climate dat... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: João Pedro Albino / Banca: Maria Cristina Gobbi / Banca: Kelton Augusto Pontara da Costa / Resumo: Diariamente, somos expostos a radiação ultravioleta e sem que percebamos, podemos estar aptos a enfrentar problemas posteriores por causa das ações maléficas da ultravioleta sobre nossa pele, podendo desenvolver um câncer no futuro. Ações de prevenção são necessárias inclusive alertas visuais ou fontes de consultas. A Internet das Coisas é uma tecnologia em crescimento que permite que sensores sejam utilizados e que seus dados sejam coletados e armazenados. A integração com a Internet permite que as informações sejam disponibilizadas para consulta pública. Este relatório técnico apresentou o processo de elaboração de um dispositivo na plataforma Arduino e sua aplicação, a fim de apresentar os dados para análise de Raios Ultravioleta coletados online, disponibilizando-os para a comunidade, de forma a colaborar na divulgação de informações dos Índices de Radiação Ultravioleta para que as pessoas pudessem se prevenir contra os efeitos negativos advindo da exposição à tal radiação / Abstract: Every day, we are exposed to ultraviolet radiation and without realizing it, we may be able to face later problems because of the harmful actions of ultraviolet on our skin and may develop a cancer in the future. Prevention actions are required including visual alerts or sources of queries. The Internet of Things is a growing technology that allows sensors to be used and their data to be collected and stored. Integration with the Internet allows information to be made available for public consultation. This technical report presented the process of elaboration of a device in the Arduino platform and its application, in order to present the data for analysis of Ultraviolet Rays collected online, making them available to the community, in order to collaborate in the dissemination of information of the Indices of Ultraviolet radiation so that people could be warned against the negative effects of exposure to such radiation / Mestre

Orientador: Sueli Liberatti Javaroni / Banca: Idania Blanca Peña Grass / Banca: Marcus Vinicius Maltempi / Resumo: A pesquisa de Mestrado que apresento nesta dissertação foi conduzida pela pergunta: Quais as possíveis contribuições que o desenvolvimento do Pensamento Computacional pode propiciar ao processo de formação de conceitos matemáticos de estudantes do nono ano do Ensino Fundamental? Entendemos o Pensamento Computacional como um conjunto de processos de pensamentos que desenvolvemos para resolver um determinado problema de forma que busquemos reconhecer padrões, realizar decomposição do problema em partes menores, realizar um raciocínio algorítmico e abstrato, que podem nos ajudar a pensar em novas ideias à medida que conexões vão surgindo nesse desenvolvimento, ou seja, procedimentos organizados algoritmicamente que nos auxilie a pensar sobre o pensar. Para buscar respostas à essa pergunta, realizei observação participante na disciplina Práticas de Matemática, ministrada à quatro turmas de estudantes do nono ano do Ensino Fundamental da Escola Estadual Professora Carolina Augusta Seraphim, pertencente ao Programa de Ensino Integral, durante o período de abril a novembro de 2017. Nessas turmas, aplicamos quatro planos de aula acerca do significado do resto da divisão euclidiana e congruência entre números inteiros (módulo n), utilizando os kits de robótica Arduino Uno e programação com o software Scratch for Arduino. Tais atividades tiveram por princípio estimular nos estudantes o desenvolvimento do Pensamento Computacional para estudarem e aprenderem os conteúdos matemáticos envo... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The Master's research that I present in this dissertation was conducted by the question: What the possible contributions that the development of Computational Thinking can propitiate to the process of forming mathematical concepts of students of the ninth grade of Elementary School? We understand Computational Thinking as a set of thought processes that we develop to solve a problem, so that we try to recognize patterns, to decompose the problem into smaller parts, to perform algorithmic and abstract reasoning, which can help us think of new ideas in order to connections are developed in this development, that is, procedures organized by algorithms to help us think about to think. To find answers to this question, I made a participant observation in the Mathematics Practices course, given to the four groups of students of the ninth grade of Elementary School of the State School Professor Carolina Augusta Seraphim, belonging to the Integral Teaching Program, during the period of April to November 2017. In these classes, we applied four lesson plans about the meaning of the rest of the Euclidean division and congruence between integers (module n) using Arduino Uno robotics kits and programming with Scratch for Arduino software. These activities had in principle to stimulate in students the development of Computational Thinking to study and to learn the mathematical contents involved in those activities. As methodological procedures for the production of the data in the research... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

O presente trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de uma estratégia de programação para um robô de cinco graus de liberdade com acionamento pneumático. A proposta para tal estratégia de programação utiliza como base a linguagem SFC (Sequential Function Chart) normatizada pela IEC 61131-3. A principal característica deste tipo de linguagem é a simplicidade na integração com diversos elementos presentes em ambiente fabril, juntamente a garantia do sequenciamento das ações e a facilidade de programação. O estudo foi realizado em três etapas: a primeira, destina-se à criação de sub-rotinas em linguagem SFC para movimentação ponto a ponto, pick and place, e paletização. Desta forma, através da definição de alguns dados de entrada, é possível reprogramar o robô de forma gráfica e intuitiva; a segunda etapa do estudo constituiu na criação de um Programa Tradutor em linguagem baseada em scripts de Matlab que, através de um servidor OPC (Ole for Process Control), faz a interpretação do programa em linguagem SFC e o traduz para a linguagem do sistema de controle do robô; já, a última etapa destina-se à realização de testes utilizando um CLP Compact Logix da AllenBradley em conjunto com o software de programação RSLogix 5000, o software Matlab e o sistema de controle do robô pneumático. A partir dos resultados, Conclui-se que a aplicação e utilização este tipo de programação para tarefas de movimentação de robôs é plenamente viável, o que pode vir a simplificar as etapas de programação, e ampliando a integração entre os diversos sistemas fabris, na medida em que os seus elementos poderão trocar facilmente informações necessárias à automação. / The present study has as main goal to present a differentiated form of programming for a prototype of a robot of five degrees of freedom with pneumatic drive. This program is based on the language SFC (Sequential Function Chart) standardized by IEC 61131-3. The main feature of this type of language is simplicity in integration with various elements present in the manufacturing environment, ensuring the sequencing of actions and ease of programming. The system used as a test bench consists of a pneumatic robot which currently control actions are carried out through specific programming routines combined with dedicated control boards, working with Matlab software. The study was conducted in three stages: the first, for creating subroutines in SFC language to linear movement, pick and place movement and palletizing movement, thus, by setting some input data it is possible to reprogram the robot for tasks in a graphical and intuitive way; the second stage of the study consisted in creating a translator program in Matlab language based on scripts that, through an OPC server (Ole for Process Control), interpreters the program in SFC language and translates it into the language of the control system robot; the last step was intended for testing this programming approach by using a PLC Compact Logix from Allen-Bradley in conjunction with RSLogix 5000 programming software, Matlab and the control system of the pneumatic robot. It was concluded that the implementation and use of this type of programming for robot handling tasks are both feasible. It simplifies the programming steps and enhances the integration between the various manufacturing systems, since the elements could directly exchange information, because they are in the same language.

A indústria carece de sistemas produtivos que atendam a diversidade de demanda do mercado, com eficiência e capacidade de adaptação rápida. As novas soluções para estas necessidades remetem ao uso de novas tecnologias de automação. Porém, a maioria dos sistemas integrados de manufatura implantados em indústria possui seu gerenciamento por controladores lógicos programáveis, assim como suas interligações elétricas e lógicas de controle. A tese proposta faz uso de Sistemas Multiagentes em controladores lógicos programáveis, para que estes possam controlar seus sistemas de manufatura, propiciando-lhes os requisitos de diversidade, agilidade e auto-organização no meio produtivo. A comprovação desta tese se dá pelo método desenvolvido para que tal implementação aconteça, bem como pela análise de abrangência deste método, a fim de verificar em quais cenários ele é eficaz. O método proposto analisa o controlador lógico programável e descreve uma rotina de ações a serem seguidas para que ele se insira em Sistemas Multiagentes, valendo-se das funcionalidades que um agente pode oferecer. Sua análise de aplicação ocorreu em três cenários distintos, onde a abordagem por sistemas auto-organizáveis apresentou melhores resultados para atingir os requisitos de diversidade, agilidade e auto-organização, a partir de sistemas multiagentes interagindo com os controladores lógicos programáveis e suas lógicas locais. / The industry needs production systems that attend the diversity of market demand, with efficiency and fast adaptability. The new solutions to these needs refer to the use of new automation technologies. However, most integrated manufacturing systems deployed in industry have its management by programmable logic controllers as well as their electrical interconnections and logics of control. The thesis proposal indicates the use of multi-agent systems on programmable logic controllers, so that they are able to control their manufacturing systems, addressing the requirements of diversity, self-organizing and agility to the productive environment. The proof of this thesis is given by the method developed for such implementation to happen, as well as analysis of the scope of this method in order to verify in what scenarios it is effective. The proposed method analyzes the programmable logic controller and describes a routine of actions to follow so that it may enter into a multi-agent system, using the features that an agent can offer. Its application analysis took place in three different scenarios where the approach by self-organizing systems showed better results for achieving the requirements of diversity, agility and self-organization from multi-agent systems interacting with programmable logic controllers and their local logic.

Orientador: Silvia Regina Lucas de Souza / Banca: Leda Gobbo de Freita Bueno / Banca: Osvaldo Cesar Pinheiro de Almeida / Resumo: Nos países de clima tropical, como o Brasil, um dos maiores desafios para produção animal e trabalho humano são os fatores ambientais, como altas temperaturas e umidades dentro de ambientes, assim como as tipologias das instalações, muitas vezes limitantes para o desempenho produtivo. O conforto térmico e a ambiência são áreas de estudo que tem por objetivo conceder o bem-estar para indivíduos, sejam eles animais ou seres humanos. Nos dias atuais grande parte das análises de conforto térmico no meio agrícola, ressaltando às em ambientes de produção animal, utilizam índices que possibilitam a avaliação do nível de estresse térmico de um determinado local por meio de variáveis climatológicas, como o Índice de Temperatura e Umidade - ITU, Índice de Temperatura de Globo Negro e Umidade - ITGU e Índice de Temperatura Equivalente - ITEq. Semelhantemente, em locais de trabalho humano há um limite de tolerância para exposição ao calor que deve ser monitorado mediante o chamado Índice de Bulbo Úmido Termômetro de Globo - IBUTG. Para a resolução desses índices, não há atualmente um sistema computacional específico, de hardware e software, que forneça, em tempo real, a condição térmica de um ambiente. Deste modo, o presente trabalho teve por objetivo desenvolver um sistema computacional capaz de avaliar, em tempo real, o conforto térmico de instalações de produção animal e de ambientes de trabalho humano. O sistema foi desenvolvido baseado na criação de um dispositivo portátil ... / Abstract: In tropical weather countries, such as Brazil, one of the greatest challenges for animal production and human work environments are environmental factors, among them high temperature and humidity inside of the environments, as well as the type of facilities which are limiting for productive performance. The thermal comfort and the ambience are study areas that aims the well-being of individuals, whether they are animals or humans. It is possible to define thermal comfort as the pleasant thermal sensation of the body, in which are not necessary physiological efforts to keep the body in thermal balance. Nowadays, several analysis of thermal comfort in the agriculture environment, mainly at env(...) / Mestre

Orientador: Marcos Valério Ribeiro / Coorientador: Marcos Tadeu Tibúrcio Gonçalves / Banca: Manoel Cleber Sampaio Alves / Banca: José Vitor Candido de Souza / Banca: José Orlando Gomes / Banca: Carlos de Oliveira Affonso / Resumo: No serramento contínuo da madeira por serra de fita, o projeto da ferramenta de corte, o desgaste e as avarias do uso destas ferramentas no processo de produção fazem com que o comportamento da lâmina ao longo de um ciclo de uso seja mais ou menos instável, podendo perder estabilidade e impactando em produtos mal serrados. Conhecer essa tendência ao longo de toda a vida útil da serra ou mesmo a sua aplicação em dado período em condições reais de corte permite avaliar o projeto da serra e sua durabilidade. Para isso, o projeto de um dispositivo robusto, resistente a vibração e a ambientes severos e sujos, além de boa capacidade de armazenamento de informações é de grande valia. O objetivo do presente trabalho foi propor um dispositivo de registro de dados para monitorar a instabilidade/vibração da ferramenta de corte no processo de serramento da madeira por serra de fita. Com vistas a essas premissas foram estudados os elementos para o projeto da ferramenta de corte e as referências sobre os fundamentos da usinagem da madeira, o projeto da ferramenta de corte, sua geometria e causas para as decorrências como a vibração, estabilidade e desgaste. Foi construído um protótipo em escala laboratorial, onde foi validado o pré-projeto e o sistema de aquisição de dados. Optou-se pelo uso do microcontrolador Arduino que disponibiliza software livre para sua programação permitindo que o sistema possa ser reproduzido a baixo custo. Em um segundo estágio este mecanismo de controle foi exp... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In continuous sawing wood by a large Bandsaw the cutting tool design, use and tools faults in the production process causes blade behavior over a duty cycle. The process looses stability and impacts in badly sawn products. Knowing this trend throughout the life of the blade or its application in a given period on real conditions of cut allows evaluating the project and the durability of the saw. For this, the design of a robust device, resistant to vibration, harsh and dirty environments and good information storage capacity is a big deal. The aim of this study was to propose a data recording device to monitor the instability / vibration of the cutting tool in Bandsawing process of the wood. With a view to these assumptions were studied elements for cutting tool design and references about the fundaments of wood machining, cutting tool design, geometry and the causes that origin vibration, instability and tools wear. A prototype in laboratory scale which has validated the pre-design and data acquisition system was built. We chose to use the Arduino microcontroller that provides free software to its programming allowing the system to be reproduced at low cost too. In a second stage this control mechanism has been expanded to a timber industrial environment where it might be used as support for the evaluation of the cutting process. The device proved to be robust and operational in real production conditions in a large sawmill. This paper reports the used sensor, microcontrolle... (Complete abstract click electronic access below) / Résumé: Dans le sciage continu de bois effectué avec une scie à ruban, la conception de l'outil de coupe, l'usure et les dommages dus à l'utilisation de cet outil dans le processus de production modifient le comportement de la lame sur un cycle d'utilisation, la rendant plus ou moins instable jusqu'à perdre sa stabilité, ce qui va générer des produits sciés de mauvaise qualité. Considérer cette tendance tout au long de la vie de la scie ou de son application dans une période donnée dans des conditions réelles de coupe permet d'évaluer et projeter la scie ainsi que sa durabilité. Pour cela, la conception d'un dispositif robuste, résistant aux vibrations, aux environnements agressifs, à la saleté, tout en ayant une bonne capacité de stockage de l'information est primordiale. Le but de cette étude est de proposer un dispositif d'enregistrement de données pour surveiller l'instabilité et vibration de l'outil de coupe dans le processus de sciage du bois par scie à ruban en continu. A partir de ce scénario, les éléments du projet d'outil de coupe ont été étudiés avec pour bases l'usinage du bois, le projet de l'outil de coupe, sa géométrie et ses conséquences comme la vibration, la stabilité et l'usure. Un prototype à l'échelle de laboratoire a validé le système du préprojet et la construction de l'acquisition de données. Nous avons choisi d'utiliser le microcontrôleur Arduino qui fournit des logiciels libres de programmation permettant au système d'être fabriqué à faible coût. Dans une ... (Résumé complet accès életronique ci-dessous) / Doutor

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-03-11T14:13:31Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1798525 bytes, checksum: 70bb449bd4d354ae06d593d6b123b67e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-11T14:13:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1798525 bytes, checksum: 70bb449bd4d354ae06d593d6b123b67e (MD5) Previous issue date: 2015-07-09 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O objetivo deste trabalho foi projetar e desenvolver um controlador para um secador de plantas medicinais e aromáticas, e um sistema de aquisição de dados para a operação do mesmo. As variáveis envolvidas no sistema de controle foram a temperatura e a velocidade do ar de secagem. O trabalho iniciou-se com a instalação e o teste de transdutores de velocidade e de temperatura no secador. Estrategicamente o processo foi dividido duas plantas, uma de velocidade e um de temperatura. Com base nessa divisão e por meio das leituras gerados pelos transdutores foi realizada a identificação não paramétrica do sistema. Após a identificação foram projetados e testados os controladores para as duas plantas. Para o software de aquisição de dados foi desenvolvido um protocolo de comunicação serial entre o Arduino e o software. A avaliação do software foi positiva, atendendo as necessidades de aquisição de dados do processo. O sistema de controle se comportou de maneira satisfatória mantendo o erro das variáveis controladas dentro dos padrões necessários para a garantia da qualidade do produto, obtido no processo de secagem. De acordo com as exigências do processo de secagem podemos concluir que resultados obtidos na implementação do sistema de controle de velocidade e de temperatura do ar de secagem obteve sucesso. O sistema de aquisição dos dados do processo de secagem se mostrou eficaz para a atividade de monitoramento e registro dos dados de secagem. / The objective was to design and implement a driver for a dryer of medicinal and aromatic plants, and a data acquisition system for its operation. The variables involved in the control system were drying temperature and air velocity. The work was started with the installation and the speed of testing transducers and temperature in the dryer. Strategically the process was divided two plants, a speed and a temperature. Based on this division and through the readings generated by the transducers was performed at non-parametric system identification. After identifying been designed and tested the drivers for the two plants. For data acquisition software was implemented a serial communication protocol between the Arduino and the software. The software evaluation was positive, meeting the needs of acquisition of process data. The control system behaved satisfactorily keeping the error of the controlled variables within the standards required for quality assurance of the product obtained in the drying process. According to the requirements of the drying process we can conclude that the results obtained in implementation of the drying air speed and temperature control system was successful. The acquisition of the drying process data system met the needs of monitoring and recording of drying data. / Título em português no resumo inglês.

O presente trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de uma estratégia de programação para um robô de cinco graus de liberdade com acionamento pneumático. A proposta para tal estratégia de programação utiliza como base a linguagem SFC (Sequential Function Chart) normatizada pela IEC 61131-3. A principal característica deste tipo de linguagem é a simplicidade na integração com diversos elementos presentes em ambiente fabril, juntamente a garantia do sequenciamento das ações e a facilidade de programação. O estudo foi realizado em três etapas: a primeira, destina-se à criação de sub-rotinas em linguagem SFC para movimentação ponto a ponto, pick and place, e paletização. Desta forma, através da definição de alguns dados de entrada, é possível reprogramar o robô de forma gráfica e intuitiva; a segunda etapa do estudo constituiu na criação de um Programa Tradutor em linguagem baseada em scripts de Matlab que, através de um servidor OPC (Ole for Process Control), faz a interpretação do programa em linguagem SFC e o traduz para a linguagem do sistema de controle do robô; já, a última etapa destina-se à realização de testes utilizando um CLP Compact Logix da AllenBradley em conjunto com o software de programação RSLogix 5000, o software Matlab e o sistema de controle do robô pneumático. A partir dos resultados, Conclui-se que a aplicação e utilização este tipo de programação para tarefas de movimentação de robôs é plenamente viável, o que pode vir a simplificar as etapas de programação, e ampliando a integração entre os diversos sistemas fabris, na medida em que os seus elementos poderão trocar facilmente informações necessárias à automação. / The present study has as main goal to present a differentiated form of programming for a prototype of a robot of five degrees of freedom with pneumatic drive. This program is based on the language SFC (Sequential Function Chart) standardized by IEC 61131-3. The main feature of this type of language is simplicity in integration with various elements present in the manufacturing environment, ensuring the sequencing of actions and ease of programming. The system used as a test bench consists of a pneumatic robot which currently control actions are carried out through specific programming routines combined with dedicated control boards, working with Matlab software. The study was conducted in three stages: the first, for creating subroutines in SFC language to linear movement, pick and place movement and palletizing movement, thus, by setting some input data it is possible to reprogram the robot for tasks in a graphical and intuitive way; the second stage of the study consisted in creating a translator program in Matlab language based on scripts that, through an OPC server (Ole for Process Control), interpreters the program in SFC language and translates it into the language of the control system robot; the last step was intended for testing this programming approach by using a PLC Compact Logix from Allen-Bradley in conjunction with RSLogix 5000 programming software, Matlab and the control system of the pneumatic robot. It was concluded that the implementation and use of this type of programming for robot handling tasks are both feasible. It simplifies the programming steps and enhances the integration between the various manufacturing systems, since the elements could directly exchange information, because they are in the same language.