Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-11-24T15:54:01Z No. of bitstreams: 1 2017_MarlonWinstonKoendjbiharie.pdf: 4084677 bytes, checksum: 744dd7c81d89333ffa3cd981a9fa93e7 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-05-21T18:13:34Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_MarlonWinstonKoendjbiharie.pdf: 4084677 bytes, checksum: 744dd7c81d89333ffa3cd981a9fa93e7 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-21T18:13:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_MarlonWinstonKoendjbiharie.pdf: 4084677 bytes, checksum: 744dd7c81d89333ffa3cd981a9fa93e7 (MD5) Previous issue date: 2018-05-21 / Nesta pesquisa o modelo de um exoesqueleto do membro inferior direita para melhorar a mobilidade do usuário e seu sistema de controle foram desenvolvidos. O projeto físico do modelo do exoesqueleto consiste em três partes principais: um quadril e a parte superior e inferior da perna conectados um com o outro por juntas revolutas. Cada uma das juntas é atuado por um motor Brushless DC (BLDC) com caixa de redução para aumentar torque. Os motores a serem usados na construção possuem sensores de velocidade e de posição para fornecer os dados necessários para o sistema de controle. Solidworks Computer Aided Design (CAD) software é usado para desenvolver o modelo do exoesqueleto, que é salvo em formato extensible markup language (XML) para depois ser importado em Simmechanics, permitindo a integração de modelos de corpos físicos com componentes de Simulink. A cinemática inversa do exoesqueleto é desenvolvido e projetado em Very high speed integrated circuit Hardware Description Language (VHDL) usando aritmética em ponto flutuante para ser executado a partir de um dispositivo Field Programmable Gate Array (FPGA). Quatro representações diferentes do projeto de hardware do modelo cinematico do exoesqueleto foram desenvolvidos fazendo análise de erro com Mean Square Error (MSE) e Average Relative Error (ARE). Análise de trade-off de desempenho e área em FPGA é feito. A estratégia de controle Proportional-Integrative-Derivative (PID) é escolhido para desenvolver o sistema de controle do exoesqueleto por ser relativamente simples e eficiente para desenvolver e por ser amplamente usado em muitas áreas de aplicação. Duas estratégias de sistemas de controle combinado de posiçaõ e velocidade são desenvolvidos e comparados um com o outro. Cada sistema de controle consiste em dois controladores de velocidade e dois de posição. Os parâmetros PID são calculados usando os métodos de sintonização Ziegler-Nichols e Particle Swarm Optimization (PSO). PSO é um método de sintonização relativamente simples porém eficiente que é aplicado em muitos problemas de otimização. PSO é baseado no comportamento supostamente inteligente de cardumes de peixes e bandos de aves em procura de alimento. O algoritmo, junto com o método Ziegler-Nichols, é usado para achar parâmetros PID apropriados para os blocos de controle nas duas estratégias te controle desenvolvidos. A resposta do sistema de controle é avaliada, analisando a resposta a um step input. Simulação da marcha humana é também feito nos dois modelos de sistema de controle do exoesqueleto fornecendo dados de marcha humana ao modelo e analisando visualmente os movimentos do exoesqueleto em Simulink. Os dados para simulação da marcha humana são extraídos de uma base de dados existente e adaptados para fazer simulações nos modelos de sistema de controle do exoesqueleto. / In this research a model of an exoskeleton of the right lower limb for user mobility enhancement and its control system are designed. The exoskeleton design consists of three major parts: a hip, an upper leg and a lower leg part, connected to one another with revolute joints. The joints will each be actuated by Brushless DC (BLDC) Motors equipped with gearboxes to increase torque. The motors are also equipped with velocity and position sensors which provide the necessary data for the designed control systems. Solidworks Computer Aided Design (CAD) software is used to develop a model of the exoskeleton which is then exported in extensible markup language (XML) format to be imported in Simmechanics, enabling the integration of physical body components with Simulink components. The inverse kinematics of the exoskeleton model is calculated and designed in Very high speed integrated circuit Hardware Description Language (VHDL) using floating-point numbers, to be executed from a Field Programmable Gate Array (FPGA) Device. Four different bit width representations of the hardware design of the kinematics model of the exoskeleton are developed, performing error analysis with the Mean Square Error (MSE) and the Average Relative Error (ARE) approaches. Trade-off analysis is then performed against performance and area on FPGA. The Proportional-Integrative-Derivative (PID) control strategy is chosen to develop the control system for the exoskeleton for its relatively simple design and proven efficient implementation in a very broad range of real life application areas. Two control system strategies are developed and compared to one another. Each control system design is comprised of two velocity- and two position controllers. PID parameters are calculated using the Ziegler-Nichols method and Particle Swarm Optimization (PSO). PSO is a relatively simple yet powerful optimization method that is applied in many optimization problem areas. It is based on the seemingly intelligent behaviour of fish schools and bird flocks in search of food. The algorithm, alongside the Ziegler-Nichols method, is used to find suitable PID parameters for control system blocks in the two designs. The system response of the control systems is evaluated analyzing step response. Human gait simulation is also performed on the developed exoskeleton control systems by observing the exoskeleton model movements in Simulink. The gait simulation data is extracted from a human gait database and adapted to be fed as input to the exoskeleton control system models.

Este trabalho tem como objetivo o estudo e o desenvolvimento de um transdutor magnético de posição, cujo princípio de funcionamento é baseado na relação entre a distribuição do fluxo magnético em sua estrutura, provido por uma fonte de fluxo magnético constante, c.c. ou c.a., e a posição linear da parte móvel do transdutor ao longo de sua direção de deslocamento ou excursão. O transdutor pode ter entreferros de medição para medir a indução magnética nas culatras laterais, com fluxo magnético de excitação constante, c.c. ou c.a., ou não ter entreferros de medição, caso em que apenas fluxo magnético de excitação c.a. é empregado. Em ambos os casos, com fluxo magnético de excitação c.a., bobinas exploradoras foram usadas para medir o fluxo magnético estabelecido nas culatras de acordo com a posição da parte móvel do transdutor. Para o primeiro caso foi desenvolvido um protótipo no qual o material das culatras é aço maciço. Para o segundo foram desenvolvidos dois protótipos, um com barra de aço maciça, e o outro com núcleo de lâminas de Fe-Si. Além de se desenvolver uma modelagem analítica para estudar o transdutor, empregou-se, como ferramenta auxiliar de simulação, uma modelagem eletromagnética por elementos finitos. Os resultados teóricos, simulados e experimentais são esclarecedores e demonstram que o transdutor confeccionado com lâminas de Fe-Si e excitação através de fluxo magnético c.a. apresenta uma saída linear. É demonstrado também que a metodologia proposta e utilizada na modelagem e na concepção do transdutor são adequadas e indicam o domínio da teoria e da tecnologia propostas. As configurações sugeridas são extensivamente analisadas por este trabalho No caso do transdutor com fluxo magnético c.a. proposto e resultante desse estudo, sua topologia pode ser considerada inovadora, não sofrendo um efeito de histerese no seu sinal de saída devido à histerese magnética de suas culatras ferromagnéticas como acontece no transdutor com fluxo magnético c.c.. Isso, entre outras razões, ensejou o depósito de sua patente. Adicionalmente, é robusto, de fácil confecção, com enrolamentos que não requerem uma montagem de precisão como em outros transdutores eletromagnéticos de posição, e de baixo custo.

Submitted by Jéssyka Carolina Bittencourt null (jessykacarolinab@gmail.com) on 2017-08-11T14:19:06Z No. of bitstreams: 1 Dissertação (Versão Final).pdf: 5720573 bytes, checksum: cfc6d073974c0be5a09019d3d66c4720 (MD5) / Rejected by LUIZA DE MENEZES ROMANETTO (luizamenezes@reitoria.unesp.br), reason: Solicitamos que realize uma nova submissão seguindo a orientação abaixo: Inserir número do processo de financiamento FAPESP nos agradecimentos do trabalho. Corrija esta informação e realize uma nova submissão contendo o arquivo correto. Agradecemos a compreensão. on 2017-08-17T20:24:44Z (GMT) / Submitted by Jéssyka Carolina Bittencourt null (jessykacarolinab@gmail.com) on 2017-08-18T12:48:02Z No. of bitstreams: 1 Dissertação corrigida 1.pdf: 5571410 bytes, checksum: 4e5ee035c5e37bef08e6c78ecfb3a88e (MD5) / Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-08-23T14:32:48Z (GMT) No. of bitstreams: 1 bittencourt_jc_me_prud.pdf: 5571410 bytes, checksum: 4e5ee035c5e37bef08e6c78ecfb3a88e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-23T14:32:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 bittencourt_jc_me_prud.pdf: 5571410 bytes, checksum: 4e5ee035c5e37bef08e6c78ecfb3a88e (MD5) Previous issue date: 2017-06-30 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Neste trabalho, nanofibras de Poli(álcool vinílico) com PVA foram produzidas, variando os parâmetros de eletrofiação: concentração de PVA, rotação e distância do coletor. Após o estudo dos parâmetros de eletrofiação, foram produzidas nanofibras através da adição do polímero condutor, polianilina, PANI, em diferentes concentrações, na matriz isolante de PVA. As nanofibras foram caracterizadas morfologicamente através da técnica de Microscopia eletrônica de Varredura, no qual a amostra que apresentou os melhores resultados foi a amostra de 4%, em massa de PANI, na matriz de PVA, com a rotação de 400 rpm. Em seguida as nanofibras PVA/PANI foram depositadas em eletrodos interdigitados para a realização das caracterizações elétricas AC/DC e teste como sensor de gás, no qual comprovou-se que a densidade e regularidade das nanofibras de PVA/PANI à 4% contribuem na melhora da condutividade e sensibilidade do sensor na presença de gás amônia. / In this work were produced nanofiber Poly (vinyl alcohol), PVA, varying the electro-spinning parameters: PVA concentration, speed and distance of the collector. After studying of the electrospinning parameters, nanofibers were produced through the addition of the conductive polymer, polyaniline, PANI, at different concentrations in the PVA matrix. The nanofibers were morphologically characterized by scanning electron microscopy, which the sample that showed the best results was 4% by weight of PANI in PVA matrix, with 400 rpm rotation. The nanofibers were also deposited in interdigitated electrodes for performing the electrical characterizations AC/DC and gas sensor test, which proved that the density and regularity of the PVA nano-fiber/PANI 4% contribute to the improvement of conductivity and sensor sensitivity in the presence of ammonium gas. / FAPESP: 2014/1379-7

Este trabalho aborda o design, a fabricação e a caracterização de um sensor óptico de posição, o múltiplo PSD (Position Sensitive Detector). O sensor é composto de 64 PSDs unidimensionais em paralelo. O PSD é um sensor do qual o sinal de saída é uma medida direta do centro de gravidade do spot do feixe de luz que incide sobre ele, devido ao foto-efeito lateral. O múltiplo PSD foi fabricado com tecnologia planar de silício. No processo de fabricação foram utilizadas três máscaras litográficas e realizadas duas implantações iônicas de boro para formação de uma camada tipo-p no substrato de silício tipo-n. O sensor foi caracterizado elétrica e opticamente. Da caracterização elétrica, obtiveram-se informações dos contatos de alumínio e da resistência dos PSDs (resistência média de 570 kΩ), através das medidas I-V. Das medidas I-V feitas entre PSDs vizinhos obteve-se uma tensão de ruptura de 25 V. A caracterização óptica mostrou que os PSDs têm boa linearidade (cerca de 0,1 % de não linearidade) e resolução melhor que 10 μm. Análises com variação de potência do feixe de luz foram realizadas. A partir de 10 μW de potência do feixe, observou-se uma saturação da sensibilidade do PSD em aproximadamente 10 mV/mm e da foto-tensão lateral em aproximadamente 60 mV, quando o feixe estava incidindo num ponto fixo na área ativa a cerca de 5 mm de um contato, numa variação da potência de 78 nW a 65 μW. Medidas de balanceamento com dois feixes também foram realizadas, sendo obtidas funções de transferência com a variação das potências dos dois feixes para distâncias entre feixes de aproximadamente 2 e 11 mm. Elas mostraram que a sensibilidade aumenta com o aumento da potência e a distância entre os feixes. Foram feitas medidas com os dois feixes incidindo em pontos simétricos ao ponto de tensão nula. Alterando a potência de um dos feixes, a foto-tensão lateral varia no mesmo sentido da variação entre as potências dos feixes. Essa medida confirma a utilização do dispositivo como um diferenciador de sinal óptico, que pode ser usado em várias aplicações, e.g. em um espectrômetro diferencial. / This work deals with design, fabrication and characterization of an optical position sensor, so-called multiple PSD. The sensor is made of 64 one-dimensional PSDs made parallel to each other. A Position Sensitive Detector - PSD is a sensor which produces a signal that is a direct measure for the centre of gravity of the incident light beam due to the lateral photo-effect. The silicon planar technology was used to make multiple PSDs. Three photo masks were used in the fabrication process in which two boron ion implantations were employed to make a p-type layer in an n-type silicon substrate. Electrical and optical characterizations were realized on the sensor. From electrical characterization, information about the resistive layer and aluminium contacts on resistive layers was obtained. The mean resistance was 570 kΩ. I-V characteristics were measured between neighbour PSDs, from where one can see the breakdown voltage in about 25 V. The optical characterization showed the PSDs have about 0,1% nonlinearity and resolution better than 10 μm. Analyses with variations of the light beam’s power were made. These measurements showed that for a power from about 10 μW, the PSD sensibility saturated in about 10 mV/mm as well as the lateral photo voltage in about 60 mV, when the light beam was hitting the active area on a fixed point located about 5 mm from a contact, within 78 nW to 65 μW range power. In balancing measurements with two light beams placed about 2 mm (and later 11 mm) away from each other and with power variation, transfer functions were obtained. They showed sensitivity grows with increase of power and distance between the light beams. Measurements with the two beams hitting two symmetrical points to the null voltage point were made, from where one can see lateral voltage is null for beams with the same power. Changing the power of one of the beams, the lateral voltage moves in the same direction of the variation between the beam powers. This result confirms the use of a PSD like an optical differentiator, in this way it can be used in several applications, e.g. in a differential spectrometer.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Química, 2014. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2015-01-09T12:53:09Z No. of bitstreams: 1 2014_AlanRochaBaggio.pdf: 4708315 bytes, checksum: 7ec66c2d056192958b01fd2421ecb450 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2015-02-05T17:23:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_AlanRochaBaggio.pdf: 4708315 bytes, checksum: 7ec66c2d056192958b01fd2421ecb450 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-05T17:23:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_AlanRochaBaggio.pdf: 4708315 bytes, checksum: 7ec66c2d056192958b01fd2421ecb450 (MD5) / Neste trabalho estudou-se a influência da amônia sobre as propriedades eletrônicas e elétricas da ftalocianina tetrassulfonada de níquel(II) (Ftc-Ts-Ni). Este estudo teve por objetivo compreender em nível eletrônico-molecular o mecanismo da interação Ftc-Ts-Ni•••NH3 e, assim, fundamentar o princípio de funcionamento de um sensor químico para NH3 baseado em eletrodos modificados com filmes ultra finos de Ftc-Ts-Ni. O estudo foi realizado dentro de uma abordagem teórico-experimental dividida em três etapas (1 experimental e 2 computacionais). Na parte experimental, a impedância elétrica de filmes ultrafinos de Ftc-Ts-Ni foi medida na presença de NH3, tanto em solução aquosa quanto em fase gasosa (headspace). Posteriormente, a interação Ftc-Ts-Ni•••NH3 foi estudada realizando-se cálculos de decomposição de energia, particionamento de carga, distribuição eletrônica, simulação de espectro de absorção UV-vis dentre outros. Verificou-se que em solução, a amônia exerce maior efeito sobre a capacitância dos filmes de Ftc-Ts-Ni, possivelmente por um efeito de polarização, enquanto que na fase gasosa a NH3 modifica a resistência dos filmes via mecanismo de transferência de carga. Esse último mecanismo é corroborado pela simulação que indica que NH3 transfere carga para a Ftc-Ts-Ni. Na terceira etapa, a interação de NH3 com ftalocianinas metaladas (Ftc-M•••NH3) foi investigada por meio de cálculos quânticos via Teoria do Funcional da Densidade. Para os sistemas Ftc-M•••NH3, onde M = Fe, Co, Ni, Cu, Zn, as energias eletrônicas dos pontos das curvas de energia de ligação (CEL’s) foram obtidas por três formas diferentes (scan rígido, scan relaxado com e sem correções de BSSE). O polinômio de Ryberg foi utilizado para ajustar analiticamente os conjuntos das energias eletrônicas e, desta forma, obter pela primeira vez na literatura as constantes espectroscópicas e espectros rovibracionais da interação Ftc-M•••NH3 via método DVR e Dunham. A interação Ftc-M•••NH3 também foi investigada pela decomposição de energia, particionamento de carga, dentre outros cálculos. Os cálculos computacionais indicaram a interação da amônia com o centro metálico da Ftc, com pequenas transferências de carga da amônia para a Ftc-M. ________________________________________________________________________________ ABSTRACT / In this work we studied the influence of ammonia on the electronic and electrical properties of nickel(II) tetrasulfonic acid phthalocyanine (Pc-Ts-Ni). The purpose of this study is to understand at the electronic-molecular level the interaction mechanism Pc-Ts-Ni•••NH3 and thus substantiate the working principle of a chemical sensor for ammonia based on electrodes modified by Pc-Ts-Ni ultrathin films. The study has a theoretical and experimental basis divided in three steps (one experimental and two computational). In the experimental step the electrical impedance of Pc-Ts-Ni ultrathin films is measured in the presence of NH3, both in aqueous solution and gaseous medium (headspace). Later, the Pc-Ts-Ni•••NH3 interaction is studied by means of energy decomposition calculations, charge partitioning, electronic distribution, and simulation of UV-vis absorption spectrum, among others calculations. It is observed that in aqueous solution, NH3 affects greatly the Pc-Ts-Ni ultrathin films' capacitance, possibly by a polarization effect, while in the gaseous medium the NH3 molecule modifies the films' resistance via a charge transfer mechanism. The latter is corroborated by computational simulation, which indicated that NH3 transfers charge to Pc-Ts-Ni. In the third step, the interaction of NH3 with non-sulfonated and metallated phthalocyanines (Pc-M•••NH3) is investigated by means of quantum calculations via density functional theory (DFT). For the Pc-M•••NH3 systems, where M = Fe, Co, Ni, Cu, and Zn, electronic energy of points contained in binding potential energy (BPE’s) are determined by three different ways (rigid scan, relaxed scan and BSSE with and without corrections). The Rydberg polynomial is used to adjust analytical functions with electronic energies and thus, spectroscopic constants and rovibrational spectra regarded to the Pc-M•••NH3 interaction are obtained for the first time in the literature. The Pc-M•••NH3 interaction is also investigated by energy decomposition, charge partitioning, among other calculations. The computational calculation indicated the interaction of NH3 with the metallic center in Pc-M and Pc-Ts-Ni.

Este trabalho tem como objetivo o estudo e o desenvolvimento de um transdutor magnético de posição, cujo princípio de funcionamento é baseado na relação entre a distribuição do fluxo magnético em sua estrutura, provido por uma fonte de fluxo magnético constante, c.c. ou c.a., e a posição linear da parte móvel do transdutor ao longo de sua direção de deslocamento ou excursão. O transdutor pode ter entreferros de medição para medir a indução magnética nas culatras laterais, com fluxo magnético de excitação constante, c.c. ou c.a., ou não ter entreferros de medição, caso em que apenas fluxo magnético de excitação c.a. é empregado. Em ambos os casos, com fluxo magnético de excitação c.a., bobinas exploradoras foram usadas para medir o fluxo magnético estabelecido nas culatras de acordo com a posição da parte móvel do transdutor. Para o primeiro caso foi desenvolvido um protótipo no qual o material das culatras é aço maciço. Para o segundo foram desenvolvidos dois protótipos, um com barra de aço maciça, e o outro com núcleo de lâminas de Fe-Si. Além de se desenvolver uma modelagem analítica para estudar o transdutor, empregou-se, como ferramenta auxiliar de simulação, uma modelagem eletromagnética por elementos finitos. Os resultados teóricos, simulados e experimentais são esclarecedores e demonstram que o transdutor confeccionado com lâminas de Fe-Si e excitação através de fluxo magnético c.a. apresenta uma saída linear. É demonstrado também que a metodologia proposta e utilizada na modelagem e na concepção do transdutor são adequadas e indicam o domínio da teoria e da tecnologia propostas. As configurações sugeridas são extensivamente analisadas por este trabalho No caso do transdutor com fluxo magnético c.a. proposto e resultante desse estudo, sua topologia pode ser considerada inovadora, não sofrendo um efeito de histerese no seu sinal de saída devido à histerese magnética de suas culatras ferromagnéticas como acontece no transdutor com fluxo magnético c.c.. Isso, entre outras razões, ensejou o depósito de sua patente. Adicionalmente, é robusto, de fácil confecção, com enrolamentos que não requerem uma montagem de precisão como em outros transdutores eletromagnéticos de posição, e de baixo custo.

Este trabalho aborda o design, a fabricação e a caracterização de um sensor óptico de posição, o múltiplo PSD (Position Sensitive Detector). O sensor é composto de 64 PSDs unidimensionais em paralelo. O PSD é um sensor do qual o sinal de saída é uma medida direta do centro de gravidade do spot do feixe de luz que incide sobre ele, devido ao foto-efeito lateral. O múltiplo PSD foi fabricado com tecnologia planar de silício. No processo de fabricação foram utilizadas três máscaras litográficas e realizadas duas implantações iônicas de boro para formação de uma camada tipo-p no substrato de silício tipo-n. O sensor foi caracterizado elétrica e opticamente. Da caracterização elétrica, obtiveram-se informações dos contatos de alumínio e da resistência dos PSDs (resistência média de 570 kΩ), através das medidas I-V. Das medidas I-V feitas entre PSDs vizinhos obteve-se uma tensão de ruptura de 25 V. A caracterização óptica mostrou que os PSDs têm boa linearidade (cerca de 0,1 % de não linearidade) e resolução melhor que 10 μm. Análises com variação de potência do feixe de luz foram realizadas. A partir de 10 μW de potência do feixe, observou-se uma saturação da sensibilidade do PSD em aproximadamente 10 mV/mm e da foto-tensão lateral em aproximadamente 60 mV, quando o feixe estava incidindo num ponto fixo na área ativa a cerca de 5 mm de um contato, numa variação da potência de 78 nW a 65 μW. Medidas de balanceamento com dois feixes também foram realizadas, sendo obtidas funções de transferência com a variação das potências dos dois feixes para distâncias entre feixes de aproximadamente 2 e 11 mm. Elas mostraram que a sensibilidade aumenta com o aumento da potência e a distância entre os feixes. Foram feitas medidas com os dois feixes incidindo em pontos simétricos ao ponto de tensão nula. Alterando a potência de um dos feixes, a foto-tensão lateral varia no mesmo sentido da variação entre as potências dos feixes. Essa medida confirma a utilização do dispositivo como um diferenciador de sinal óptico, que pode ser usado em várias aplicações, e.g. em um espectrômetro diferencial. / This work deals with design, fabrication and characterization of an optical position sensor, so-called multiple PSD. The sensor is made of 64 one-dimensional PSDs made parallel to each other. A Position Sensitive Detector - PSD is a sensor which produces a signal that is a direct measure for the centre of gravity of the incident light beam due to the lateral photo-effect. The silicon planar technology was used to make multiple PSDs. Three photo masks were used in the fabrication process in which two boron ion implantations were employed to make a p-type layer in an n-type silicon substrate. Electrical and optical characterizations were realized on the sensor. From electrical characterization, information about the resistive layer and aluminium contacts on resistive layers was obtained. The mean resistance was 570 kΩ. I-V characteristics were measured between neighbour PSDs, from where one can see the breakdown voltage in about 25 V. The optical characterization showed the PSDs have about 0,1% nonlinearity and resolution better than 10 μm. Analyses with variations of the light beam’s power were made. These measurements showed that for a power from about 10 μW, the PSD sensibility saturated in about 10 mV/mm as well as the lateral photo voltage in about 60 mV, when the light beam was hitting the active area on a fixed point located about 5 mm from a contact, within 78 nW to 65 μW range power. In balancing measurements with two light beams placed about 2 mm (and later 11 mm) away from each other and with power variation, transfer functions were obtained. They showed sensitivity grows with increase of power and distance between the light beams. Measurements with the two beams hitting two symmetrical points to the null voltage point were made, from where one can see lateral voltage is null for beams with the same power. Changing the power of one of the beams, the lateral voltage moves in the same direction of the variation between the beam powers. This result confirms the use of a PSD like an optical differentiator, in this way it can be used in several applications, e.g. in a differential spectrometer.

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:50:57Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo5262_1.pdf: 7407677 bytes, checksum: 47e0ab6630a03fc3f3fc7c942ceea631 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2006 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Nanocompósitos de argila/polímero têm sido bastante estudados nos últimos dez anos por causa da possibilidade de sua utilização em aplicações industriais. As argilas são minerais da família dos filossilicatos que, constituídas por folhas, camadas ou lamelas, possuem estrutura do tipo Tetraédrica-Octaédrica-Tetraédrica (T-O-T) com hidroxilas na superfície e cátions livres entre as lamelas, o que faz com que a troca iônica seja relativamente facilitada. Devido à sua estrutura lamelar, as argilas podem ser intercaladas por diversos materiais, tais como os polímeros. Polímeros isolantes têm recebido certas quantidades de argila com o intuito de melhorar suas características, dentre elas, o uso em retardamento de chamas e como barreira para vapores químicos, gases e solventes. Em outra abordagem, polímeros não isolantes (condutores), por exemplo, o polipirrol, vem sendo utilizado como material apropriado para intercalação em argila (como a do tipo montmorilonita) devido à possibilidade de reunir em um mesmo material as propriedades elétricas do polímero e as propriedades térmicas da argila.Neste trabalho foram sintetizados nanocompósitos baseados na intercalação do polipirrol (PPI) em uma argila do tipo montmorilonita (MMT), através de três técnicas distintas: polimerização in situ em meio aquoso, evaporação de solvente e troca iônica. Amostras do nanocompósito MMT/PPI preparadas através da polimerização in situ em meio aquoso foram analisadas com vista a sua possível aplicação em sensores de substâncias voláteis. O sensor foi preparado utilizando um substrato de vidro recoberto com Óxido de Índio e Estanho (ITO), com o nanocompósito aderido à sua superfície. As respostas dos sensores foram analisadas através da medida da variação de resistência elétrica, sendo calculada a diferença fracional correspondente, ou seja, a diferença percentual entre a resistência medida depois da exposição ao volátil e a resistência inicial. Após a preparação, os nanocompósitos foram caracterizados por difração de raios x, espectroscopia no infravermelho (FTIR), medida de potencial zeta e microscopia eletrônica de varredura (MEV), utilizando equipamentos disponíveis no laboratório de Polímeros Não-Convencionais (PNC) e demais laboratórios do Departamento de Física da UFPE

Submitted by Fernanda Rodrigues de Lima (fernanda.rlima@ufpe.br) on 2018-07-25T20:29:30Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Natália Cybelle Lima Oliveira.pdf: 10771251 bytes, checksum: 9d25b0ab7c0014895ea3bf7213251371 (MD5) / Approved for entry into archive by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-07-27T22:25:32Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Natália Cybelle Lima Oliveira.pdf: 10771251 bytes, checksum: 9d25b0ab7c0014895ea3bf7213251371 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-27T22:25:32Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Natália Cybelle Lima Oliveira.pdf: 10771251 bytes, checksum: 9d25b0ab7c0014895ea3bf7213251371 (MD5) Previous issue date: 2017-02-20 / FACEPE / CNPq / A necessidade atual em descentralizar testes analíticos vem estimulando largamente pesquisas no desenvolvimento de biossensores nos mais diversos campos estratégicos, como nas ciências forenses, tornando-se um dos setores que crescem mais rápido no mundo. Pelo fato de que as técnicas rotineiramente usadas como testes de triagem em perícias criminais exibem inespecificidade, além da exigência de testes mais complexos para confirmar a detecção de uma molécula de interesse, a construção de tecnologias simples e portáteis, como os biossensores, torna-se crucial para a suplantação dessas dificuldades. O presente trabalho tem como objetivo desenvolver biossensores como modelos de testes confirmatórios para as ciências forenses. Dispositivos eletroquímicos e holográficos foram desenvolvidos para a detecção de moléculas de interesse forense, como sequências de DNA e cocaína. Além desses estudos, o uso de marcadores moleculares de identificação humana em casos de crimes foi analisado quanto a sua aplicabilidade como biorreceptores e como fonte de dados sociodemográficos relativos a crimes violentos. Pelos resultados apresentados, os biossensores foram sensíveis à presença de DNA, sendo capaz de detectá-lo mesmo em condições adversas, bem como à presença de cocaína, em que os correspondentes sistemas apresentaram um limite de detecção de 3,09 nM e 5,69mM, respectivamente. Além disso, os dados fornecidos pelas análises de casos de crime de estupro e de morte violenta atrelados ao uso de marcadores moleculares foram capazes de traçar um perfil sociodemográfico de vítimas acometidas por crimes violentos no Brasil, o que contribui para uma análise epidemiológica da criminalidade em escala global. Desse modo, o uso de biossensores atrelados a marcadores moleculares poderá contribuir como um rápido e efetivo método analítico em laboratórios forenses. / Biosensors Market has witnessed significant advances over the years, becoming one of the fastest growing sectors in the world. Due to the high demand for decentralizing analytical tests, biosensors research has been applied in many fields, such as Forensic Sciences. Standard methods used as screening tests in criminal investigations usually exhibit disadvantages such as lack of specificity, which requires further confirmation with other more complex analytical methodologies generally based on some instrumental technique. Thus, the design of portable and simple devices, like biosensors, becomes fundamental to overcome those problems. The aim of this work is to develop biosensors as model for confirmatory tests for Forensic Sciences applications. Electrochemical and holographic platforms were developed in an attempt to detect compounds with impact in forensic (bio) chemical analyses, like DNA sequences and cocaine. In addition to these studies, the use of molecular markers for human identification used in criminal cases was analyzed regarded to its applicability as a bioreceptor and a source for sociodemographic data for violent crimes. The results showed that the biosensors were sensitive to the presence of DNA, even in harsh conditions as well as to cocaine, in which those different systems presented a limit of detection of 3,09nM and 5.69mM, respectively. Also, data recovered from rape cases and violent death were able to make victim profiling of those crimes occurred in Brazil, which contribute to epidemiological studies of violent crimes at a global scale, helping to prevent their occurrence. Thereby, using biosensors associated with molecular markers may contribute as a fast and effective analytical method in forensic laboratories.

Made available in DSpace on 2018-08-02T00:01:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_6871_dissertacao Douglas Ruy Soprani da Silveira Araújo.pdf: 18119567 bytes, checksum: 9edf6c51132ad691906bbd977cf4547e (MD5) Previous issue date: 2014-10-10 / Esta dissertação apresenta o desenvolvimento de uma plataforma multimodal de aquisição e processamento de sinais. O projeto proposto insere-se no contexto do desenvolvimento de interfaces multimodais para aplicação em dispositivos robóticos cujo propósito é a reabilitação motora adaptando o controle destes dispositivos de acordo com a intenção do usuário. A interface desenvolvida adquire, sincroniza e processa sinais eletroencefalográficos (EEG), eletromiográficos (EMG) e sinais provenientes de sensores inerciais (IMUs). A aquisição dos dados é feita em experimentos realizados com sujeitos saudáveis que executam tarefas motoras de membros inferiores. O objetivo é analisar a intenção de movimento, a ativação muscular e o início efetivo dos movimentos realizados, respectivamente, através dos sinais de EEG, EMG e IMUs. Para este fim, uma análise o!ine foi realizada. Nessa análise, são utilizadas técnicas de processamento dos sinais biológicos e técnicas para processar sinais provenientes de sensores inerciais. A partir destes, os ângulos da articulação do joelho também são aferidos ao longo dos movimentos. Um protocolo experimental de testes foi proposto para as tarefas realizadas. Os resultados demonstraram que o sistema proposto foi capaz de adquirir, sincronizar, processar e classificar os sinais combinadamente. Análises acerca da acurácia dos classificadores utilizados mostraram que a interface foi capaz de identificar intenção de movimento em 76, 0 ± 18, 2% dos movimentos. A maior média de tempo de antecipação ao movimento foi obtida através da análise do sinal de EEG e foi de 716, 0± 546, 1 milisegundos. A partir da análise apenas do sinal de EMG, este valor foi de 88, 34 ± 67, 28 milisegundos. Os resultados das etapas de processamento dos sinais biológicos, a medição dos ângulos da articulação, bem como os valores de acurácia e tempo de antecipação ao movimento se mostraram em conformidade com a literatura atual relacionada.