Engenharia Elétrica e de Produção

UFV / XVI SIC / FEVEREIRO-2007 / Engenharia Elétrica e de Produção / 788
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ACIONAMENTO DE CARGAS VIA COMANDO
TÉCNICAS DE REDES NEURAIS ARTIFICIAIS
DE
VOZ
UTILIZANDO
SOUZA, Renan Nominato Oliveira (Bolsista); TORRES, André Gomes (Orientador);
PIZZIOLO,Tarcísio de Assunção (Professor); BRANDÃO, Alexandre Santos;
FARIA,Matheus Nascif (Estudante)
O presente trabalho tem como objetivo controlar o posicionamento de um veículo mediante
Comandos de Voz (CVZ). Os CVZ são interpretados e reconhecidos através de um Sistema
de Reconhecimento Automático de Voz (RAV), que apresenta um vocabulário restrito a cinco
palavras (padrões) e pronunciados por apenas um locutor. Técnicas de Processamento Digital
de Sinais e Redes Neurais Artificiais (RNA) são aqui utilizadas, para filtrar o sinal de voz e
realizar o reconhecimento deste, respectivamente. As características do CVZ são obtidas
segundo a extração de Coeficientes Mel-Cepstrais (MEL), os quais são utilizados para treinar
as RNA referentes a cada padrão. Após o treinamento e validação, a RNA é capaz de
reconhecer CVZ com um erro de 2%.Uma vez processado pelo software de decisão, um
código referente ao padrão é armazenado em uma Base de Dados de Tempo Real (RTDB –
Real Time Database) como um caractere direcional. A informação de sentido e orientação a
ser enviada ao protótipo é obtida pelo caractere armazenado na RTDB, em seguida, o
algoritmo de comunicação entre PC e veículo processa esta informação e realiza as
conversões para envio dos sinais stereo através da placa de som, em tempo real. O protótipo
móvel possui quatro rodas e opera em regime de tração diferencial para locomoção.
Modulação por Largura de Pulso com freqüência de chaveamento de 5kHz é a técnica
utilizada para controle de velocidade. O sistema RAV desenvolvido apresentou o atraso de
tempo inerente aos cálculos, em média de 0,76s para a determinação da saída classificada. A
utilização da RTDB melhorou o desempenho do sistema, pois minimizou o efeito de quedas
de tensão no circuito de controle, fato que ocorria durante a aquisição do CVZ, depreciando a
resposta do circuito de controle. O sistema responde fielmente ao caractere direcional, ditando
a nova postura instantânea do protótipo. (PIBIC/CNPq)
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ANÁLISE DA SENSIBILIDADE AUDITIVA PARA DIFERENTES TAXAS DE
COMPRESSÃO DO SOM
PEREIRA, Heverton Augusto (Estudante); FRANCISCO, Daiwison Leonidas Fonseca
(Estudante); CORDEIRO, Liliane Lopes (Estudante); OLIVEIRA FILHO, Delly
(Orientador); ANTUNES, Hélio Marcos A.
Sinais de voz estão presentes em diferentes dispositivos, como em elevadores, aeroportos e
trens, para auxiliar as pessoas a tomarem decisões. Os sons utilizados devem ser armazenados
em dispositivos de memória, sendo que, se a quantidade de informação sonora for muito
grande, os dispositivos para armazená-los também devem ser. O objetivo deste trabalho foi
analisar até quanto se pode compactar um som de voz para que o ser humano continue
entendendo o seu significado. Para a compactação sonora, utilizou-se a transformada discreta
dos co-senos, pela característica desta transformada de concentrar no começo do sinal a maior
parte da energia. Salienta-se que, este método de compressão gera perdas, pois, após a
compactação, o arquivo não terá a mesma qualidade do sinal original. Para a análise da
relação entre a compactação do som e a audição sonora, foi feito um teste com 12 voluntários.
Eles escutaram sons com taxas de compressão de 34, 50, 66, 80 e 90%, divididos em três
etapas: (i) palavras, (ii) frases, e (iii) perguntas. Cada voluntário repetiu os sons assim que
acabava de ouvir, recebendo uma pontuação conforme erro ou acerto. Observou-se que, com a
compactação, palavras como chamar e amar que tem pronuncia parecida, foram confundidas
por um número expressivo de voluntários, nas diferentes taxas de compressão. A maioria dos
voluntários, 91,3 %, apresentou maior rendimento na seção das frases e perguntas, pelo fato
de serem ditas mais de uma palavra por teste e o cérebro humano conseguir inferir,
relacionando-as para formar o significado. Concluiu-se que, como o nível de entendimento foi
alto (acima de 80 %) em todas as taxas de compactação, uma perda na qualidade sonora pode
ser justificada quando se deseja redução no tamanho dos arquivos, sem que o ouvinte deixe de
entender as mensagens transmitidas.
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APLICAÇÃO DE INSTRUMENTO VIRTUAL UTILIZANDO TÉCNICAS DE
CONTROLE PARA A TEMPERATURA DO AR DE SECAGEM EM SECADOR DE
PLANTAS MEDICINAIS
PESSANHA, Carolina Almeida (Bolsista); PIZZIOLO, Tarcísio de Assunção (Orientador);
MELO, Evandro Castro (Professor)
Um software aplicativo muito empregado na área de controle de processos via
microcomputadores é o LabVIEW da empresa National Instruments. O LabVIEW é um
ambiente de desenvolvimento gráfico que fornece as ferramentas necessárias para aquisição
de dados, controle de instrumentos, análise de medição e apresentação de dados. Sabendo que
no método de secagem a velocidade e a temperatura do ar exercem influência na quantidade e
qualidade dos princípios ativos presentes em plantas medicinais, esse trabalho tem como
objetivo o controle automatizado de processos agrícolas através do desenvolvimento,
implementação de ações de controle avançadas e validação de um modelo matemático para o
sistema de secagem de um secador de plantas medicinais, com a intenção de transferi-lo para
o setor produtivo ao final dos trabalhos. O sistema de aquecimento está sendo projetado com
controle automático de temperatura do ar de secagem, sem a necessidade do operador,
utilizando previamente sensores de temperatura, a saber, termopares do tipo T, conectados a
um sistema de aquisição de dados com módulos SCXI. Este módulo é então conectado ao
microcomputador onde um aplicativo está sendo desenvolvido com LabVIEW na sua versão
8.0, para transformar a queda de tensão vista nas junções dos sensores em valores de
temperatura em Graus Celsius e, posteriormente, controlá-los. Como resultados preliminares
deste trabalho, sistema de aquecimento apresenta a conversão da leitura de queda de tensão
das junções dos termopares em valores de temperatura. (FAPEMIG)
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APROXIMAÇÃO DA CURVA DE MAGNETIZAÇÃO DE UMA MÁQUINA
SÍNCRONA TRIFÁSICA UTILIZANDO REDES NEURAIS ARTIFICIAIS
ANTUNES , Hélio Marcos Andé (Estudante); PEREIRA , Heverton Augusto (Estudante);
RESENDE , José Tarcísio de (Orientador)
As máquinas síncronas podem operar como motor ou gerador. Porém são usadas
principalmente como geradores elétricos em centrais hidrelétricas, nucleares e termoelétricas.
A possibilidade de desenvolver uma equação matemática para a curva de magnetização da
máquina síncrona, viabiliza seu emprego no desenvolvimento de projetos de máquinas
elétricas de forma mais rápida e eficiente, referente a otimização do circuito magnético, assim
como, a determinação de seu comportamento em diferentes pontos através das equações
obtidas. Este trabalho discute a aproximação da curva de magnetização experimental de uma
máquina síncrona, utilizando duas diferentes técnicas, a aproximação polinomial e Redes
Neurais Artificiais. Foi realizado o ajuste polinomial utilizando o software computacional
Matlab, através da função Polyfit, que determina os coeficientes de um polinômio cujo grau é
fornecido pelo usuário. Já na aproximação da curva, através do uso de Redes Neurais
Artificiais, utilizou-se o Perceptron Multicamada. A RNA foi treinada utilizando como dados
de entrada a corrente de campo e a saída sendo a f.e.m. O algoritmo utilizado no treinamento
foi o de Levenberg-Marquardt (LM), pois, este possui uma convergência mais rápida e
apresenta melhores resultados. O melhor resultado obtido foi através da topologia [6 15 1],
utilizando funções de ativações logarítmica sigmóide nas camadas de entrada, oculta e função
linear na camada de saída. Através do uso de Redes Neurais Artificiais, pode-se fazer a
aproximação da curva de magnetização da máquina síncrona, com baixo erro médio
quadrático e absoluto, quando comparado ao ajuste polinomial. O uso de Redes Neurais
Artificiais para a determinação de uma equação característica da curva de magnetização da
máquina síncrona, comprovou-se ser viável e com resultados mais eficientes quando
comparada com a aproximação polinomial.
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AVALIAÇÃO ERGONÔMICA DE ALGUMAS ATIVIDADES DE IMPLANTAÇÃO
FLORESTAL
PARREIRA, Gabriela Fonseca (Bolsista); MINETTE, Luciano José (Orientador); SOUZA,
Amaury Paulo de (Professor); SILVA, Emília Pio da (Estudante)
O setor florestal brasileiro tem crescido desde 1990, e assim, torna-se importante buscar
novos meios de implantação florestal com sistemas adequados para alcançar a
sustentabilidade garantindo saúde e segurança no trabalho. As operações florestais exigem
grandes esforços e posturas lesivas ao organismo. Dessa forma, a ergonomia é importante ao
tratar das interações entre o ser humano e outros elementos do sistema, objetivando otimizar o
bem-estar humano. Os objetivos desse estudo foram avaliar o perfil dos trabalhadores, realizar
uma avaliação biomecânica, avaliar a carga de trabalho físico e analisar os riscos de lesões
por esforços repetitivos (LER). As atividades analisadas foram o coveamento manual e semimecanizado, aplicação de calcário e plantio. Para analisar o perfil foi aplicado um
questionário em forma de entrevista. A avaliação biomecânica foi realizada através da análise
de forças com a aplicação do programa bidimensional de Michigam. A carga de trabalho
físico foi avaliada através da freqüência cardíaca coletada com o sistema Polar. Para a
avaliação dos riscos de LER foi utilizado o Check-List de Couto. O estudo indicou que a
média de idade dos trabalhadores era de 32,4 anos e 83,3% se esforçavam para alcançar a
meta de trabalho. Quanto à biomecânica, todas as atividades avaliadas ultrapassaram a carga
recomendada em pelo menos uma fase de cada ciclo de trabalho. Todas as atividades
analisadas exigiam uma carga cardiovascular que ultrapassou o limite máximo recomendado
de 40%. Em relação ao risco de LER, as atividades de coveamento semi-mecanizado e
aplicação de calcário apresentaram tal risco. Conclui-se que os trabalhadores florestais estão
sujeitos à insegurança quanto à saúde e conforto à medida que os limites de carga
cardiovascular são ultrapassados, os valores de compressão no disco vertebral L5-S1 são
elevados e estão sujeitos a riscos de LER. (CNPq)
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AVALIAÇÃO ERGONÔMICA DO TRABALHO NA INDÚSTRIA DE CONFECÇÃO
NA ZONA DA MATA MINEIRA
PEREIRA, Raquel Teixeira (Bolsista); MINETTE, Luciano José (Orientador)
O presente trabalho foi realizado em uma empresa de confecção situada na Zona da Mata, no
estado de Minas Gerais, para avaliar as condições ergonômicas de trabalho, visando à
melhoria da saúde, do conforto, da segurança e do bem-estar dos trabalhadores do referido
setor, com os objetivos específicos de fazer o levantamento do perfil dos trabalhadores;
avaliar a carga de trabalho físico; analisar a biomecânica da atividade de confecção e os
fatores físicos do ambiente de trabalho; e fazer levantamento antropométrico. O levantamento
do perfil dos trabalhadores e das condições de trabalho foi realizado por intermédio da
aplicação de questionários aos trabalhadores e das observações e anotações realizadas durante
a coleta de dados. Os dados antropométricos foram obtidos pelas medições de variáveis do
corpo humano na posição sentada. A avaliação da carga de trabalho físico foi realizada por
meio da análise da freqüência cardíaca da atividade, possibilitando classificá-la como leve.
Para analisar a biomecânica da atividade foi utilizada a técnica de fotogravação com o
trabalhador visto em diversos ângulos, em que os movimentos obtidos foram analisados para
medição dos ângulos entre as articulações. As posturas foram obtidas com a aplicação do
software desenvolvido pela Universidade de Michigan e analisadas pelo método OWAS que
permitiu classificar a intervenção necessária em curto, médio e longo prazo. Com relação aos
fatores físicos do ambiente de trabalho, podemos dizer que a avaliação da exposição ao calor
foi realizada através da determinação da sobrecarga térmica utilizando um termômetro digital
de IBUTG. A temperatura apresentou comportamento crescente até as 14:00 horas declinando
a partir daí, atingindo picos de 29,7ºC.A avaliação lumínica foi feita utilizando um luxímetro
digital com fotocélula, da marca Lutron LX-101,que permite concluir que os valores
encontrados estão abaixo dos limites recomendados.E, a avaliação dos níveis de ruído foi
realizada com o uso de dosímetro de marca 01 dB Stell modelo dosebadge CR 100B.Podemos
afirmar que a empresa enquadra-se dentro das exigências da norma, à medida que não
ultrapassa o limite de 85 db para a jornada de 8 horas. (CNPq)
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BRINQUEDOS INTERATIVOS INTELIGENTES
ROQUE, Elizandra Pereira (Estudante); RODRIGUES, Denílson Eduardo (Professor);
PASSOS, Evandro Ferreira (Orientador)
No Brasil ainda é pequeno o número de empresas que fabricam brinquedos científicos
(experimentos) para Museus de Ciências ou materiais didáticos para ensino de ciências nas
escolas de nível básico (fundamental e médio). Os divulgadores da ciência precisam romper a
barreira que separa a ciência e a comunidade. Este é o desafio atual dos Centros e Museus de
Ciências. Há mais de 15 anos em Viçosa tem-se confeccionado materiais para o ensino de
ciências nas oficinas do Centro de Referência do Professor. Sondagens realizadas junto a
escolas e outros museus de ciência mostraram que vários itens poderiam aumentar sua
interatividade com os visitantes, para tal a implementação de circuitos eletrônicos seria muito
interessante, pois iniciaria uma nova linha de brinquedos científicos interativos e inteligentes.
Como objetivo específico foram aperfeiçoados e desenvolvidos os seguintes
brinquedos:emissor de sons de animais e casinha do apagão. Para que estes brinquedos sejam
mais interativos com o usuário. Os materiais utilizados foram basicamente circuitos
integrados, tais como o ISD 1420 e o Pic 16F877A. O método de montagem para o emissor
de sons de animais consistiu na implementação de um circuito externo ao ISD 1420, para que
se pudesse gravar o som desejado sem a interferência de ruídos externos e adaptação de um
sensor de presença que permite o acionamento do circuito quando uma pessoa passa perto do
aparelho. A casinha do apagão foi aperfeiçoada, o circuito base é o PIC16F877A que foi
programado em linguagem de máquina, o assembly, fazendo-se uso do MPLAB IDE que é
uma ferramenta de programação, o circuito externo é composto por displays e botões de liga e
desliga. Os resultados dos testes destes projetos foram satisfatórios. Pode-se concluir que, de
fato, tais brinquedos passaram a ter maior interatividade com o usuário, além de potencial de
fabricação em série. (CNPq)
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CICLOS DE CARGA E DESCARGA DE BATERIAS DE NÍQUEL METALHIDRETO
MUNIZ, Leone Veiga (Estudante); TORRES, André Gomes (Orientador)
O crescimento do número de aparelhos portáteis no mercado tem proporcionado uma maior
procura por pilhas recarregáveis (baterias).Dentre elas, a de Níquel Metal-Hidreto (NiMH)
tem se destacado por ter certas vantagens, como: alta densidade de energia e uso de metais
não poluentes. Além disso, o seu “efeito memória”, a formação cristalina no interior de suas
células, é menor se comparado com os outros tipos de baterias. O processo de recarga de uma
bateria NiMH consiste em fazer circular por ela uma corrente elétrica de forma que a energia
seja absorvida e armazenada. O objetivo desse trabalho é analisar esse processo para descobrir
qual é a melhor intensidade de corrente deve ser aplicada para que haja uma maior absorção
de carga. Para isso, montou-se um carregador simples constituído de uma fonte de tensão e
um resistor variável, estando a pilha recarregável ligada em série com estes. Aplicou-se,
então, certo valor de corrente constante nesta pilha durante algum tempo para recarregá-la.
Depois, ela foi descarregada fornecendo o mesmo valor de corrente constante sobre um
resistor. Observando o tempo de carga e o de descarga, pôde-se saber qual valor de corrente
proporciona uma maior eficiência no acúmulo de carga elétrica na bateria. Com nossos
experimentos, vimos que a melhor intensidade de corrente a ser aplicada deve ser em torno de
600 mA, que equivale a cerca de 40% do valor de sua corrente nominal, uma vez que foi
utilizada uma bateria de 1350 mAh. Esse valor provocou um maior acúmulo de carga,
contudo, causou um aquecimento considerável na pilha, problema que pode ser resolvido
adicionando ao carregador um sensor que interrompe a corrente quando a temperatura da
pilha atinge um valor crítico (cerca de 60ºC), pois um super-aquecimento danifica sua
estrutura. Dessa forma, tem-se um recarregamento mais eficaz.
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CLASSIFICAÇÃO DE DISTÚRBIOS DE TENSÃO EM REDES DE ENERGIA
ELÉTRICA UTILIZANDO REDES NEURAIS ARTIFICIAIS
SANTANA, Anderson Araujo de (Estudante); RESENDE, Jose Tarcisio de (Professor);
FELIX, Leonardo Bonato (Orientador)
A qualidade da energia elétrica tem se tornado um foco de preocupação tanto para as
concessionárias quanto para grandes consumidores, em função do impacto no orçamento de
ambos. Uma das causas da má qualidade da energia elétrica são os distúrbios de tensão. Estes
distúrbios são geralmente de rápida duração e de variados tipos, o que torna difícil suas
classificações e conseqüente minimização dos mesmos. Nesse sentido, as Redes Neurais
Artificiais (RNA) podem ser úteis nesta tarefa de classificação, pois são técnicas utilizadas em
reconhecimentos de padrões com grande êxito. Assim, o objetivo deste trabalho é utilizar
RNAs para a classificação de distúrbios de tensão em redes de energia elétrica. Para isso,
treinou-se uma rede perceptron de múltiplas camadas (MLP), com o software matemático
Matlab, para classificar sinais simulados de afundamento de tensão instantânea, elevação de
tensão instantânea, interrupção momentânea e sinal sem distúrbio. Estes distúrbios foram
escolhidos porque constituem cerca de 90% dos distúrbios observados nas redes elétricas.
Durante o treinamento, a taxa de acerto foi de 100% para todos os distúrbios. Na validação, as
taxas de classificação corretas foram de 92%, 88%, 99,3% e 85% para o afundamento,
elevação, interrupção e sinal normal, respectivamente. Assim, conclui-se que os distúrbios
simulados de tensão em sistemas de energia elétrica podem ser classificados de forma eficaz
através redes neurais MLP.
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CLASSIFICAÇÃO DE DISTÚRBIOS DE TENSÃO EM REDES DE ENERGIA
ELÉTRICA UTILIZANDO REDES NEURAIS ARTIFICIAIS
SANTANA, Anderson Araujo de (Estudante); RESENDE, Jose Tarcisio de (Professor);
FELIX, Leonardo Bonato (Orientador)
A qualidade da energia elétrica tem se tornado um foco de preocupação tanto para as
concessionárias quanto para grandes consumidores, em função do impacto no orçamento de
ambos. Uma das causas da má qualidade da energia elétrica são os distúrbios de tensão. Estes
distúrbios são geralmente de rápida duração e de variados tipos, o que torna difícil suas
classificações e conseqüente minimização dos mesmos. Nesse sentido, as Redes Neurais
Artificiais (RNA) podem ser úteis nesta tarefa de classificação, pois são técnicas utilizadas em
reconhecimentos de padrões com grande êxito. Assim, o objetivo deste trabalho é utilizar
RNAs para a classificação de distúrbios de tensão em redes de energia elétrica. Para isso,
treinou-se uma rede perceptron de múltiplas camadas (MLP), com o software matemático
Matlab, para classificar sinais simulados de afundamento de tensão instantânea, elevação de
tensão instantânea, interrupção momentânea e sinal sem distúrbio. Estes distúrbios foram
escolhidos porque constituem cerca de 90% dos distúrbios observados nas redes elétricas.
Durante o treinamento, a taxa de acerto foi de 100% para todos os distúrbios. Na validação, as
taxas de classificação corretas foram de 92%, 88%, 99,3% e 85% para o afundamento,
elevação, interrupção e sinal normal, respectivamente. Assim, concluiu-se que os distúrbios
simulados de tensão em sistemas de energia elétrica podem ser classificados de forma eficaz
através redes neurais MLP.
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ESTUDO LOCACIONAL DE UMA UNIDADE PRODUTORA DE ÓLEO VEGETAL
DE MAMONA NO NORTE DO ESTADO DE MINAS GERAIS
MÁSALA, Renata Mendes (Estudante); DIAS, Diego Fiório; SARTORI, Marco Antônio
(Estudante); PEREZ, Ronaldo (Professor); MARTINS, Danielle Dias Sant´Anna
(Orientador); BATISTA, Emerson Stiilpen (Estudante)
O biodiesel é um combustível obtido através da reação de óleos vegetais, novos ou usados, ou
de gorduras animais, com um intermediário ativo formado pela reação de um álcool com um
catalisador, num processo conhecido como transesterificação. De acordo com o Ministério de
Minas e Energia, a perspectiva é de que 50% da produção de biodiesel no Brasil seja de
mamona. A cadeia agroindustrial do biodiesel de mamona ainda está em sua fase inicial,
saindo da fase de planejamento para a fase de execução dos projetos de investimento. Os
produtos obtidos da reação química do óleo de mamona são um éster (o biodiesel) e glicerol.
Os ésteres têm características físico-químicas muito semelhantes às do diesel comum, como
demonstram experiências em diversos países. O presente trabalho visa a identificação do
melhor local para a instalação de uma unidade de extração de óleo de mamona, que será
matéria-prima de biodiesel, no Estado de Minas Gerais. Foram identificadas as cidades
produtoras de mamona, com as respectivas produções, e as distâncias entre as mesmas, sendo
definidas, entre estas, as cidades candidatas à instalação da unidade. Essas cidades candidatas
são representadas pelas cidades do Norte de Minas que possuem alguma produção de
mamona. Além disso, foi definida a cidade de Montes Claros, provável sede de uma unidade
de produção de biodiesel, conforme estudos já existentes, como a receptora de toda a
produção dessa planta de extração de óleo vegetal. Desenvolveu-se um modelo matemático e,
utilizando o software LINGO/PC Release 3.0, obteve-se resultados satisfatórios, os quais
indicaram a cidade Pedras de Maria da Cruz como o local que resultaria em um menor custo
de transporte de matéria-prima e produto acabado. Por ser um estudo de localização única, o
modelo se restringiu à análise dos custos de transporte, não sendo levado em consideração os
custos de instalação da unidade. (FAPEMIG)
UFV / XVI SIC / FEVEREIRO-2007 / Engenharia Elétrica e de Produção / 799
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ESTUDO LOCACIONAL PARA UNIDADES PRODUTORAS DE BIODIESEL NO
NORTE DO ESTADO DE MINAS GERAIS
MÁSALA, Renata Mendes (Estudante); DIAS, Diego Fiorio; MARTINS, Danielle Dias
Sant’Anna (Orientador); PEREZ, Ronaldo (Professor); BOHNENBERGER, Vitor Bitencourt
(Estudante); ROCHA, Mauro Nacif (Professor)
O biodiesel teve sua primeira experiência através do aproveitamento de óleos vegetais in
natura e apresenta-se como uma alternativa de substituição do óleo diesel comum por
combustíveis feitos a partir de biomassa. Uma das grandes vantagens do biodiesel é a sua
adaptabilidade aos motores a diesel. Diferentemente de outros combustíveis limpos, como o
biogás e o gás natural, o biodiesel não exige adaptações dos motores, sendo tecnicamente
capaz de atender a frota já existente movida a óleo diesel. O presente trabalho visa a
identificação dos melhores locais para instalação de unidades produtoras de biodiesel obtido a
partir da captação de toda a mamona produzida nos Estados de Minas Gerais e Bahia. A
grande e forte motivação para programas de biodiesel na Região Norte do Estado de Minas
Gerais reside na possibilidade de erradicar ou minorar a miséria do campo através da
ocupação, com renda digna, em assentamentos familiares. Foram identificadas 167 cidades
produtoras de mamona nos Estados de Minas Gerais e Bahia, com as respectivas produções, e
as distâncias entre as mesmas e as cidades candidatas à instalação das unidades. Essas
candidatas são todas as 16 cidades do Norte de Minas que possuem produção de mamona.
Além destas, foram definidas três localidades onde existem refinarias capazes de captar o
biodiesel produzido. Toda a mamona deve ser transportada das cidades produtoras até as
indústrias que produzirão o biodiesel, e este deve ser enviado às refinarias. A partir de então,
foi desenvolvido um modelo matemático utilizando o software LINGO/PC Release 3.0, tendo
como função objetivo a minimização dos custos de transporte e instalação. Os resultados
obtidos foram satisfatórios, indicando a instalação de 4 plantas de produção de biodiesel, com
capacidade de captar toda mamona produzida nesses dois Estados. Além disso, o modelo
indicou que todo biodiesel produzido deve ser enviado para somente dois dos três clientes
potenciais.
UFV / XVI SIC / FEVEREIRO-2007 / Engenharia Elétrica e de Produção / 800
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IMPLEMENTAÇÃO DE UMA FONTE DE TENSÃO SENOIDAL DE FREQUÊNCIA
VARIÁVEL PARA O ACIONAMENTO E CONTROLE DE MOTORES DE
INDUÇÃO TRIFÁSICOS
NIQUINI, Filipe Magno Mayrink (Estudante); OLIVEIRA, Tiago Elias (Estudante);
ANTUNES, Hélio Marcos André (Estudante); TÔRRES, André Gomes (Orientador);
RESENDE, José Tarcísio de (Orientador)
No ambiente industrial é fundamental a utilização de motores que permitam a operação com
velocidades variáveis. Inicialmente, isso só era possível com a utilização de motores de
corrente contínua. A partir do desenvolvimento da eletrônica de semicondutores, passou a ser
possível a variação de velocidade nos motores assíncronos, através de fontes controladas. Isso
permitiu a redução de custos, robustez, manutenção reduzida, maior simplicidade e operação
com variação em ampla faixa de velocidade. Uma fonte de tensão senoidal é também útil
como fonte controlada de reativos para a magnetização de geradores de indução trifásicos
autônomos e correção de fator de potência em indústrias. Este trabalho tem como objetivo,
desenvolver um sistema de controle de um motor de indução trifásico, possibilitando a
aquisição e manipulação de dados em tempo real. Será desenvolvido um software no
ambiente DOS em linguagem C, que gere as ondas senoidais de referência (coordenadas alfa e
beta) com a utilização da placa de aquisição de dados AD-DA/12 (Datapool). Além disso
serão montados circuitos de transformação, das coordenadas “alfa e beta” para o sistema “a, b
e c” (sistema trifásico equilibrado), de um gerador de PWM (modulação por largura de pulso)
trifásico e um módulo Gate Driver, para acionamento dos IGBT’s. Finalmente, o software
será aprimorado para leitura e tratamento dos dados de saída em tempo real. Como resultados
iniciais, têm-se o funcionamento do software que permite o acionamento dos circuitos de
transformações de coordenadas, a utilização da placa de aquisição de dados e o circuito PWM
juntamente com o Gate Driver. Com o sistema desenvolvido até o momento, é possível o
acionamento em malha aberta de um motor de indução trifásico controlando sua velocidade
em toda a faixa de operação possível, ou seja, dentro dos limites de estabilidade inerentes ao
motor.
UFV / XVI SIC / FEVEREIRO-2007 / Engenharia Elétrica e de Produção / 801
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INTEGRAÇÃO DOS SETORES DE COMPRA, PRODUÇÃO, ESTOQUE E VENDAS
DE MICRO E PEQUENAS EMPRESAS INDUSTRIAIS ATRAVÉS DA UTILIZAÇÃO
DE FERRAMENTAS COMPUTACIONAIS.
SILVA, Reginaldo Arlindo Cupertino da (Bolsista); MARTINS, Danielle Dias Sant´Anna
(Orientador); SILVA, Andreia de Castro
Um dos grandes problemas enfrentados pelas empresas é saber lidar com as constantes
mudanças que ocorrem no cenário mundial. Para as micros e pequenas empresas (MPE´s)
processadoras, principalmente no que diz respeito à aquisição de novas tecnologias, isso se
torna mais difícil. É demandado por elas, muitas vezes, um bom investimento em softwares
modernos, para que auxiliem no controle da produção e integrem os seus setores produtivos.
Portanto, o presente trabalho é direcionado a esse tipo de empresa, e tem como objetivo o
desenvolvimento de um método prático, alternativo e acessível, que possa auxiliar na
administração da matéria-prima “farinha de trigo” em empresas do ramo alimentício, além de
possibilitar a integração dos setores de compra, produção, estoque e vendas das respectivas
empresas. Buscou-se uma MPE da Zona da Mata Mineira, para a coleta de dados e variáveis
necessárias à programação das planilhas eletrônicas no Excel 97. Foram utilizadas as funções
do software, aliadas ao conceito da Lógica MRP (Planejamento das Necessidades de
Materiais), de forma a desenvolver um modelo que, através de vínculos entre as planilhas,
ligasse os setores. Com o sistema criado, foi possível saber o consumo diário de farinha de
trigo, assim como a necessidade diária de realização de compras da mesma. Além disso, foi
possível para o setor de produção responder o que deve ser produzido em cada dia de
trabalho, e para o setor de estoque saber, diariamente, quanto de produto e quanto de farinha
de trigo estão em estoque. A implementação do modelo na empresa possibilitará um controle
mais simples e eficiente das vendas, do estoque de matéria-prima e produtos acabados, assim
como um planejamento semanal do volume a ser produzido e da quantidade de matéria-prima
a ser adquirida e consumida, através do melhor intercâmbio de informações entre os mesmos.
É importante ressaltar que, para que o modelo funcione corretamente, os funcionários devem
estar comprometidos e atualizar constantemente os campos de entrada de dados toda vez que
houver a solicitação de uma venda. Com os devidos estudos e adaptações, este trabalho
poderá ser aplicado a qualquer outra MPE.(CNPq)
UFV / XVI SIC / FEVEREIRO-2007 / Engenharia Elétrica e de Produção / 802
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MODELAGEM DO GERADOR SÍNCRONO TRIFÁSICO DE PÓLOS SALIENTES
ANTUNES , Hélio Marcos Andé (Estudante); PEREIRA , Heverton Augusto (Estudante);
RESENDE , José Tarcísio de (Orientador)
Os sistemas de geração distribuída são hoje a melhor solução para o problema da demanda de
energia dos consumidores. Eles possuem vantagem sobre a geração central, pois economizam
investimentos em transmissão e reduzem as perdas nesses sistemas, melhorando a estabilidade
no fornecimento e distribuição de energia elétrica. O gerador síncrono pode ser apontado
como uma opção para este sistema. O desenvolvimento de uma modelagem para o um gerador
síncrono permite determinar o comportamento em regime transitório e permanente, quando
uma carga variável é ligada em seus terminais. Este trabalho tem como objetivo desenvolver
uma modelagem matemática no domínio do tempo, que permita simular o gerador síncrono
trifásico de pólos salientes alimentando uma carga resistiva variável, operando isolado de um
barramento infinito. Através da modelagem matemática é feita a simulação digital do gerador
para variações da carga resistiva ligadas nos seus terminais. A simulação é feita utilizando o
Matlab .A partir da simulação são analisadas as formas de onda da corrente e da tensão da
carga, tanto no regime transitório quanto no regime permanente. Para compararmos os
resultados teóricos com os práticos, um gerador síncrono será ligado isolado do barramento
infinito, alimentando uma carga resistiva variável. Através de um osciloscópio digital HP
54601B (100 MHz), serão registradas as formas de onda da corrente e da tensão e calculados
seus respectivos valores eficazes. Pequenas discrepâncias ocorreram entre os resultados
teóricos e experimentais. Os resultados mostraram-se bastante satisfatório, no que rege ao
comportamento de um gerador síncrono isolado do barramento infinito. Isto mostra a grande
eficiência do sistema proposto para atendimento de cargas isoladas. Por meio do
desenvolvimento da modelagem no domínio do tempo do gerador síncrono, foi possível
estudar o seu comportamento, alimentando uma carga resistiva variável.
UFV / XVI SIC / FEVEREIRO-2007 / Engenharia Elétrica e de Produção / 803
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RECONHECIMENTO DE GESTOS UTILIZANDO REDES NEURAIS ARTIFICIAIS
VIEIRA, Rowena Maria Teixeira (Estudante); MOREIRA, Kétia Soares (Orientador)
As Redes Neurais Artificiais (RNA) são sistemas inteligentes que têm como base o
funcionamento dos neurônios e possuem uma vasta área de aplicação para resolução de
problemas de inteligência artificial, entre elas reconhecimento e classificação de padrões.
Como as pessoas usam gestos na vida diária como um meio natural de comunicação é
essencial que sistemas computacionais possuam a habilidade de reconhecer gestos
significantes se eles forem interagir naturalmente com as pessoas. O Reconhecimento de
Gestos torna possível a interface homem-máquina através de simples gestos dinâmicos. Este
trabalho tem como objetivo principal identificar diferentes gestos executados por uma pessoa,
utilizando RNA. Para aquisição dos dados, foi utilizada a técnica de rastreamento de
marcadores que consistiu em marcar a palma da mão com sete marcadores de papel na cor
azul e em seguida foram feitas filmagens de alguns gestos. Assim, cada gesto pôde ser
representado por meio das trajetórias dos marcadores ao longo do tempo, sendo representado
por 2N parâmetros que são as coordenadas x e y dos sete marcadores fixados na mão.
Entretanto, ainda foi necessário reduzir o número de parâmetros associados aos gestos através
da Análise em Componentes Principais. Com os parâmetros adquiridos de cada gesto foi
utilizado as Redes Neurais Artificiais onde se implementou um sistema capaz de reconhecer
gestos. Escolheu-se a rede Multilayer Perceptron para treinamento da rede e o algoritmo
Levenberg-Marquardt. Foi escolhido para treinamento da rede 12 amostras de cada gesto e
para validação 8 amostras de cada gesto, sendo estas entradas nunca vistas antes pela rede. Os
melhores resultados obtidos foram aqueles que apresentaram menores erros durante o
treinamento e validação da rede, sendo a melhor topologia o de estrutura [8 1], que obteve
apenas 2,08% de erro na validação. Observou-se que uma estrutura neural menos complexa é
suficiente para se ter rede com excelentes resultados.
UFV / XVI SIC / FEVEREIRO-2007 / Engenharia Elétrica e de Produção / 804
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SISTEMA DE AUTOMAÇÃO APLICADO À MEDIÇÃO E RACIONALIZAÇÃO DO
CONSUMO DE ENERGIA ELÉTRICA
NICÁCIO, José Vitor (Bolsista); PIZZIOLO, Tarcísio de Assunção (Orientador);
RODRIGUES, Denílson Eduardo (Professor); FERREIRA, Ricardo dos Santos (Professor)
O sistema de Automação Aplicado à Medição e Racionalização do Consumo de Energia
Elétrica possibilita monitorar e racionalizar o consumo de energia elétrica através de medição
da mesma em determinado intervalo de tempo podendo desabilitar determinadas cargas caso o
consumo ultrapasse o valor pré-determinado para o dado intervalo de tempo. Esta tecnologia
consiste basicamente em um sistema inteligente onde um medidor de consumo de energia
elétrica informa a um controlador a energia consumida por um conjunto de cargas, sendo que
a este cabe a função de desabilitar ou não determinadas cargas caso o consumo ultrapasse ou
não o valor pré-determinado. Este trabalho visa implementar um medidor de consumo de
energia elétrica utilizando micro-controladores PIC 16F877A, o qual recebe informações
sobre a corrente, a tensão e o fator de potência das cargas monitoradas e de posse de um
software desenvolvido para tal, processa estes valores de entrada e retorna informações sobre
o consumo de energia do conjunto das cargas, bem como os intervalos de tempo em que estas
estejam ou não consumindo energia elétrica. Estas informações serão disponibilizadas para o
usuário por meio de um Display de Cristal Liquido e também para um controlador da família
µDX o qual será responsável pelo acionamento das cargas. Como resultados preliminares do
trabalho, o equipamento simula através de um software aplicativo, a leitura dos valores das
tensões e correntes, as quais seriam monitoradas nas cargas acopladas a este as
disponibilizaria para o usuário em um display informando também o consumo em Kwh. A
racionalização de consumo de energia elétrica é de extrema importância nos dias atuais, visto
que não é mercadoria abundante no mercado, e, além disso, seu custo se tornou elevado, o que
torna indispensável seu uso na forma mais racional possível. (PIBIC/CNPq)
UFV / XVI SIC / FEVEREIRO-2007 / Engenharia Elétrica e de Produção / 805
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SISTEMA DE CONTROLE DE TEMPERATURA DE UMA ESTUFA
MELO, Marcelo Marques (Estudante); PEDROSO, Douglas A. F. (Estudante); OLIVEIRA,
Tiago Elias (Estudante); ARAUJO, Octávio Gregio (Estudante); SILVA, Nastasha Salame da
(Estudante); SOUZA, Ana Paula (Estudante); TORRES, André Gomes (Orientador);
RODRIGUES, Denilson Eduardo (Orientador)
O projeto consiste de uma fonte de corrente contínua regulada (Conversor buck) alimentando
uma carga (lâmpada) destinada a aquecer a estufa. O objetivo é controlar a temperatura em
estufas, chocadeiras ou quaisquer outras aplicações na indústria ou agropecuária. Em sua
confecção utilizou-se um retificador não controlado permitindo a conversão da tensão
alternada da rede elétrica em contínua, alimentando o conversor buck. A chave transistorizada
do conversor buck é controlada por um sinal PWM (Pulse With Modulation) oriundo de um
comparador a uma freqüência de 3.5Khz. Um dos terminais do comparador recebe a onda
triangular originada de um oscilador 555, passando por dois estágios somadores e um
integrador. O outro terminal é conectado ao sinal oriundo de um controlador PID, sendo
importante ressaltar que o sinal fornecido pelo termômetro deve ser condicionado. O
termômetro é constituído de um termopar cujos sinais de tensão em seus terminais variam de
acordo com a temperatura nas suas proximidades. Este termômetro está conectado a uma
placa transmissora cujo sinal enviado é captado pelo receptor em outra placa. Na placa
transmissora existe um micro-controlador PIC que realiza a conversão analógico-digital e a
transmissão serial dos dados. O receptor recebe o sinal digital remotamente e, através do CI
MAX232, faz a interface com a porta serial do computador. Desta forma, pode-se visualizar o
valor da temperatura no monitor do computador. Com o conversor buck obtiveram-se bons
resultados no controle de tensão e conseqüentemente temperatura, porém, limitações (a serem
corrigidas) de corrente no indutor e tensão direta na chave, limitaram o valor máximo de
temperatura. O termopar utilizado apresentou boa exatidão na resposta, principalmente para
temperaturas compreendidas entre 20ºC a 120ºC.
UFV / XVI SIC / FEVEREIRO-2007 / Engenharia Elétrica e de Produção / 806
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SISTEMA DE MEDIDAS EM TEMPO REAL DE TENSÃO, CORRENTE,
POTÊNCIA E ENERGIA ATRAVÉS DA PORTA PARALELA DO COMPUTADOR
LIMA, Marcelo Antônio Alves (Estudante); TORRES, André Gomes (Orientador)
Uma das áreas mais dinâmicas dos sistemas digitais hoje em dia está no campo do
processamento digital de sinais. Medidas de grandezas físicas podem ser implementadas com
grande desempenho e com um mínimo de hardware possível. Projetos orientados a software
apresentam enormes vantagens sobre os sistemas tradicionais. Uma aplicação muito útil do
processamento digital de sinais é na medida em tempo real de sinais elétricos periódicos, tais
como tensão, corrente, potência e energia. O objetivo do nosso trabalho é desenvolver um
sistema de medidas dos sinais citados acima, através do computador. A programação do
software foi feita em linguagem C/C++. Os sinais de tensão e corrente aplicados à carga são
coletados através de dois conversores A/D. Antes disso os sinais são aplicados a uma placa de
condicionamento, onde passam por filtros anti-aliasing e por circuitos que os entregam de
forma adequada aos conversores A/D. Os sinais são então fornecidos na forma digital ao
computador, onde são processados. A utilização da interrupção pelo relógio do computador
garante que as amostragens sejam feitas em períodos constantes e estabelecidos pelo
programa. A cada novo par de dados recebidos, os cálculos são realizados. Esses cálculos
envolvem os dados mais recentes, assim como vários outros dados relativos a amostras
anteriores, que ficam guardados na memória. Esses cálculos são feitos utilizando-se filtros
passa-baixas digitais recursivos, sendo que a cada amostragem, os resultados dos cálculos
produzem uma nova saída de dados. Foram feitas medidas em cargas lineares e não lineares,
tais como eletrodomésticos e equipamentos eletrônicos ligados na rede elétrica, e os
resultados foram satisfatórios. O sistema apresentou um baixo custo, e pode ser aplicado em
cargas de média corrente, de até 50A. Sendo assim, pode ser utilizado em ensaios em
laboratório e em medidas de consumo de energia de equipamentos de média potência, com
exatidão satisfatória.
UFV / XVI SIC / FEVEREIRO-2007 / Engenharia Elétrica e de Produção / 807
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SISTEMA MICROCONTROLADO PARA PARTIDA SUAVE DE MOTORES DE
INDUÇÃO MONOFÁSICOS
SILVA, Willian Cristian de Oliveira (Bolsista); VIDIGAL, Rodrigo Fernandes (Estudante);
FIÓRIO, Michel Batistin (Estudante); PINHEIRO, David Guedes (Estudante); TORRES,
André Gomes (Orientador)
O soft-stater é um sistema que, baseado no método de controle de fase, consegue variar a
tensão efetiva aplicada em um motor controlando a corrente e o conjugado. O aumento
gradativo durante o instante de partida, evita transitórios bruscos de conjugado na carga,
proporcionando uma partida suave. Este trabalho tem como objetivo a implementação de um
sistema de partida suave para motores de indução monofásicos utilizando um sistema de
sincronismo e de disparo micro-controlado. A metodologia utilizada inclui revisão
bibliográfica sobre o tema, determinação do sistema de sincronismo, de acoplamento do sinal,
de disparo e o algoritmo do micro-controlador. Posteriormente fez-se o projeto e a montagem
experimental para obtenção dos resultados descritos a seguir. A forma de onda do sinal da
rede observada mostrou-se distorcida implicando necessidade de adaptações no sistema de
disparo. Os pulsos enviados pelo micro-controlador ao circuito de disparo estavam
sincronizados com o sinal da rede e com os ângulos de disparo pré-determinados. O intervalo
entre os pulsos era reduzido a passos discretos pelo micro-controlador sem perder a sincronia
com a rede, até se estabilizar em um valor próximo ao cruzamento de zero da senóide. Nos
testes com carga resistiva (lâmpadas incandescentes) o sistema comportou-se exatamente
como o esperado, tanto na forma de onda na carga quanto no aumento gradativo do brilho da
lâmpada. A utilização de carga indutiva (motor) foi satisfatória até certo ponto, já que para
ângulos de disparo muito pequenos o dispositivo de chaveamento era forçado pela indutância
da carga a conduzir durante certo tempo após a inversão da onda da rede. O sistema de partida
suave para motores de indução monofásicos, implementado através de um circuito de disparo
micro-controlado demonstrou-se satisfatório aos resultados esperados. Mostrou ser também
de fácil construção e baixo custo, além de ser um sistema bem estável e confiável.
UFV / XVI SIC / FEVEREIRO-2007 / Engenharia Elétrica e de Produção / 808
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SOFTWARE DIDÁTICO PARA SIMULAÇÂO DE ROBÔS MANIPULADORES EM
AMBIENTE TRIDIMENSIONAL
ABREU, Renato Barbosa (Bolsista); PIZZIOLO, Tarcísio de Assunção (Orientador)
O desenvolvimento deste trabalho aconteceu em decorrência da necessidade de uma
ferramenta didática, de baixo custo, capaz de atender aos requisitos de um estudo satisfatório
sobre manipuladores robóticos. Portanto, o objetivo é construir um programa de computador
que permita fazer estudos sobre cinemática, configurações, programação e controle de
manipuladores robóticos. O aplicativo é um simulador virtual de robôs construído utilizando a
linguagem de programação C++ e rotinas da biblioteca gráfica OpenGL. Na sua primeira
versão era simulado o robô do tipo articulado de três graus de liberdade. Depois, outros
modelos dos principais tipos de manipuladores foram adicionados ao programa. São eles: o
robô do tipo esférico, o cilíndrico, o cartesiano e o SCARA. Foram feitos estudos
preliminares para obtenção das equações cinemáticas de cada manipulador. Os métodos
utilizados foram o de Denavit-Hartenberg e métodos geométricos para solução da cinemática
inversa. O ambiente virtual e a interface gráfica do software são bastante amigáveis
permitindo que o usuário interaja facilmente com o robô virtual. As ferramentas permitem que
o usuário navegue no cenário movimentando a câmera com o mouse ou com um joystick. O
robô também pode ser programado e controlado através desses dispositivos. A anatomia de
cada robô pode ser alterada modificando o tamanho dos elos. Tudo isso torna o software uma
ferramenta didática que pode ser empregada em cursos de introdução à robótica.
(PIBIC/CNPq)