Engenharia Eletrônica (UACSA)
URI permanente desta comunidadehttps://arandu.ufrpe.br/handle/123456789/2916
Siglas das Coleções:
APP - Artigo Publicado em Periódico
TAE - Trabalho Apresentado em Evento
TCC - Trabalho de Conclusão de Curso
Navegar
16 resultados
Resultados da Pesquisa
Item Análise de sistemas de visão computacional para inspeção automática de linhas de produção(2024-10-02) Daíres Macedo Félix de Menezes; Felipe Alberto Barbosa Simão Ferreira; http://lattes.cnpq.br/9939255113143786; http://lattes.cnpq.br/8485755067358122O uso de sensores inteligentes se aplica em diversas áreas, como o controle de nível, para evitar transbordamentos de líquidos, e no monitoramento de vibrações, para indicar quando máquinas precisam de manutenção. Na visão computacional, os problemas da indústria que são solucionados giram em torno da inspeção de qualidade e classificação. Por exemplo, a indústria de embalagens precisa garantir uniformidade de tamanhos e formatos, a indústria automotiva busca garantir a uniformidade de pneus, enquanto a eletrônica enfrenta desafios com soldas, que podem ser inspecionadas com sistemas de visão. No setor logístico, a leitura de códigos de barras permite uma separação de itens mais rápida e automática. Este trabalho aborda o uso de sistemas de visão computacional para a inspeção automática de linhas de produção, com foco na aplicação no ramo alimentício. Foi explorado um vasto material bibliográfico sobre os conceitos fundamentais de processamento de imagem, destacando as diferenças entre análise de imagem e visão computacional. Elementos como cores, texturas, iluminação, contraste e brilho foram analisados por sua importância na qualidade das imagens digitais. Foram discutidas também as principais técnicas de análise de imagem, operações lógicas e aritméticas, além da presença de ruídos e métodos eficazes para sua remoção ou redução por meio de filtros. O estudo comparou as tecnologias 2D e 3D existentes, explicando seus princípios ópticos e funcionais. Além disso, foi apresentado o software da SICK Sensor Intelligence, utilizado no estudo de caso de inspeção 3D de caixas empacotadoras de 50 pacotes do produto lámen. O sistema foi aplicado para garantir a conformidade na quantidade e organização dos pacotes na linha de produção, com o objetivo de automatizar o processo e reduzir as reclamações dos clientes, que impactavam negativamente tanto a credibilidade da empresa quanto suas métricas de satisfação. Nesse estudo, o uso da triangulação a laser foi aplicado, devido à sua baixa interferência causada por diferentes cores (refletividade) do material inspecionado e pela necessidade de analisar as discrepâncias em três dimensões, já que as ocorrências de erro no empacotamento exigiam uma análise precisa. O estudo demonstrou que o uso da tecnologia 3D para inspeção foi extremamente eficaz, atingindo uma eficiência superior a 95%, mostrando-se uma solução bem-sucedida para o controle de qualidade e automação industrial.Item Desenvolvimento de um sistema eletrônico de magnetometria de efeitos oscilantes aplicada a materiais magnetoativos(2025-02-19) Adrielson de Araújo Dias; José Holanda da Silva Júnior; http://lattes.cnpq.br/9520110809903265; http://lattes.cnpq.br/7617640667967532A análise de materiais magnetoativos, como o BiFeO3, exige técnicas experimentais avançadas para compreender suas propriedades sob a influência de campos magnéticos. Uma abordagem promissora é a magnetometria de efeitos oscilantes, que utiliza campos magnéticos modulados para excitar as amostras e analisar suas respostas. Técnicas clássicas empregam sistemas compostos por bobinas e eletroímãs, integrados a circuitos eletrônicos que geram sinais magnéticos precisos. Bobinas de Helmholtz, por exemplo, são amplamente utilizadas para produzir campos homogêneos, enquanto eletroímãs reforçam a intensidade do campo aplicado. Essas configurações têm sido exploradas em diversos estudos para investigar efeitos magnetoativos, magneto-ópticos e outras interações magnéticas. Neste trabalho, foi desenvolvido e validado um sistema eletrônico voltado à aplicação da técnica de magnetometria de efeitos oscilantes. O sistema é composto por bobinas de Helmholtz calibradas para gerar campos homogêneos e eletroímãs alimentados por uma fonte DC para aumentar a intensidade dos campos. As bobinas foram projetadas e construídas com fio AWG 16 e carretéis personalizados, suportando correntes de até 3,7 A. Um gerador de funções foi integrado para modular o campo magnético, enquanto um osciloscópio monitorou as respostas experimentais das amostras posicionadas em um guia de onda central. A validação experimental foi realizada utilizando amostras de BiFeO3, submetidas a campos magnéticos oscilantes com formas de onda senoidais e pulsadas. Os dados coletados, incluindo variações de tensão e potência, foram processados em software especializado para análise quantitativa. Os resultados indicaram alterações significativas nas propriedades magnéticas das amostras, destacando o potencial do sistema para explorar novos efeitos magnetoativos. O desenvolvimento deste sistema representa um avanço significativo na aplicação da magnetometria de efeitos oscilantes, oferecendo uma plataforma robusta para estudos em materiais multiferroicos e suas aplicações tecnológicas.Item Desenvolvimento de dispositivos moduladores ópticos para o estudo de nanofios magnéticos(2025-02-19) Andre Jose de Carvalho Silva; Jose Holanda da Silva Junior; http://lattes.cnpq.br/9520110809903265; http://lattes.cnpq.br/1429434786759193Neste trabalho de monografia, foram desenvolvidos dispositivos para a modulação óptica utilizando chaves ópticas e choppers para controlar a emissão de luz. Esses moduladores geraram pulsos de luz branca, que foram empregados para excitar e manipular as propriedades optoeletrônicas e spintrônicas de materiais. Em particular, foram investigados os efeitos da modulação da luz em nanofios magnéticos de níquel, com ênfase no efeito magneto-óptico Kerr. Para o controle e desenvolvimento das técnicas, foi utilizado um Arduino Uno, que gerou os pulsos e se comunicou com um computador via interface serial em Python. As chaves ópticas realizaram modulações em tempos de segundos a dezenas de segundos, enquanto os choppers efetuaram modulações em milissegundos. A luz modulada foi analisada antes e depois da reflexão nos nanofios, variando-se o ângulo entre os pulsos incidentes e refletidos na amostra. Esse procedimento permitiu investigar a fase do sinal modulado e os efeitos da interação com campos magnéticos. Os dados experimentais foram processados utilizando o software Origin, possibilitando uma análise detalhada dos comportamentos ópticos e magneto-ópticos em resposta à modulação da luz.Item Desenvolvimento e Avaliação de Desempenho de um Sistema de Posicionamento automático de Placas Fotovoltaicas(2024-03-05) Santos, Marcos Paulo Jerônimo dos; Aguedo, Reinel Beltrán; http://lattes.cnpq.br/2770313428458626; http://lattes.cnpq.br/7884920585085694The growing demand for renewable energy has driven the development of more efficient and accessible technologies, highlighting photovoltaic energy as one of the main sources of clean energy. However, the efficiency of current solar panels is still insufficient to meet the high energy demand, as it directly depends on the alignment of the solar panels relative to the sun. This research aims to develop a solar tracker prototype and evaluate solar tracking methods as strategies to increase the efficiency of photovoltaic panels. Through a comparative analysis, different approaches to automate the positioning of solar panels were explored, including single-axis and dual-axis tracking systems, with and without the use of PID controllers. For this purpose, atesting platform was developed to simulate the sun’s position throughout the day, allowing the prototype to accurately follow the path of the sunlight. Data were collected using a SCADA supervisory system, enabling a detailed and controlled analysis of the efficiency of the different tracking methods, highlighting the superiority of the dual-axis tracker. The results confirm that the use of PID controllers can provide significant gains in energy efficiency.Item Design e simulação de um acoplador planar reconfigurável para aplicação em sistemas de telecomunicações em micro-ondas(2024-10-10) Santos, Cleberson Andrade da Silva; Oliveira, Elias Marques Ferreira de; http://lattes.cnpq.br/2576044894885888; http://lattes.cnpq.br/2197671175992514The growing demand for advanced electronic devices for communication has driven the development of microwave technologies capable of operating in multiple frequency bands. Initially, wireless communication was limited by fixed transmissions and low-frequency bands, but technological innovation has enabled expansion to microwave frequencies, ranging from 3 GHz to 300 GHz. Among the critical components in this range, filters, duplexers, and hybrid couplers stand out, being essential for the management and distribution of electromagnetic power in communication systems. However, as technological demands have evolved, the need for multifunctional devices capable of operating in more than one frequency band has become crucial. Directional couplers, which traditionally have four ports and are used to couple a specific amount of electromagnetic power, are classic examples of couplers designed to divide power equitably among the ports and are known as hybrid couplers. A specific type of known coupler is the branch-line, widely applied in circuits such as amplifiers and balanced mixers. Innovation in this type of device has focused on the integration of artificial transmission lines (ATLs) to enable multiband operation of these couplers. ATLs are designed to simulate the behavior of conventional transmission lines in various frequency bands and are crucial for the development of devices with multiband operating capabilities. This work proposes the investigation and development of new techniques for the design of branch-line hybrid couplers, focusing on creating reconfigurable versions, as well as improving the relationship between operating frequencies and reducing the size of the devices. The approach aims to optimize the performance of couplers, meeting the growing demands of modern communication systems, providing more versatile and efficient solutions for microwave applications. The project will be carried out with the aid of electromagnetic simulation software, and the behavior of the switching elements will be modeled through equivalent circuits, allowing a detailed and accurate analysis of the device characteristics.Item Implementação de um sistema de projeção a laser para a melhoria da segurança, qualidade, produtividade e custos em uma indústria de pás eólicas(2022-12-06) Silva, Natasha Milena dos Santos da; Farias Filho, João Gutemberg; Gonçalves, Israel Lira; http://lattes.cnpq.br/0718103459959119; http://lattes.cnpq.br/3970580572877916The wind energy industry is getting more and more space in the Brazilian energy matrix. The wind turbine is the system used to generate electricity and it is composed of several components, among them, the wind blades, which are becoming increasingly larger to enable greater energy generation. The manufacturing processes of wind turbines are typically labor intensive and require the use of measuring tapes and templates to perform the marking required in the work procedure and assist the positioning of materials during the production process. However, the measuring tapes are susceptible to operational errors and a constant calibration routine is necessary; the templates, as they are normally a metallic structure, have the risk of accidents and all the positioning and removal of the template during the process requires a time of the process. Therefore, the work presents the step by step used for the implementation of a laser projection system in a wind blade industry aiming at improving efficiency and safety during the processes involving markings and material positioning, aiming the company have a competitive advantage in the market and improve the business key performance indicators. The methodology used to implement the system is detailed in this document and a comparison between the before and after processes are presented, in order to measure the gains obtained related to the number of steps involved in the process, number of people and time necessary to perfom the activity. As a result of this work, it was observed that the laser projection system appears as a good alternative to replace the use of measuring tapes and templates during the production process of wind blades, as they can reduce the number of steps during the process by up to 43%, which has direct impact in the cycle time reduction of approximately 30 % of the three main production processes of wind blades.Item Implementação em VHDL e análise comparativa da Transformada Discreta do Cosseno e a aproximação de Lengwehasatit-Ortega(2024-08-27) Silva, Leonardo Nogueira Lindolfo da; Ferreira, Felipe Alberto Barbosa Simão; http://lattes.cnpq.br/9939255113143786; http://lattes.cnpq.br/3309281833356970The high volume of images transmitted daily over the internet consumes a significant portion of bandwidth and processing capacity. To optimize compression and maintain quality, digital signal processing tools like the Discrete Cosine Transform (DCT) are utilized. The DCT is a mathematical operation that concentrates most of the signal's energy in low frequencies, making it highly useful in image compression algorithms. The calculation of the Discrete Cosine Transform is performed using matrix multiplication, where the elements of the transformation matrix are floating-point numbers. To simplify these calculations, various approximations for the Discrete Cosine Transform that use as many integers as possible in their transformation matrices can be found in the literature. Due to the recurrent matrix calculations in modern computational systems, especially for image processing and artificial intelligence, many systems feature ASICs (Application Specific Integrated Circuits) or parts of SoCs (System on Chip) dedicated to this task. In this work, several DCT approximations were evaluated in the context of image compression. The Lengwehasatit-Ortega approximation, which showed the best performance, along with the exact DCT, were implemented in VHDL and synthesized in FPGA. It was observed that, following the same design philosophy, the approximation consumed significantly fewer hardware resources, as expected.Item Filtragem de sinais sobre grafos aplicada à classificação de dados ruidosos definidos em estruturas irregulares(2023-10-03) Medeiros, Jorge Barros; Ferreira, Felipe Alberto Barbosa Simão; http://lattes.cnpq.br/9939255113143786; http://lattes.cnpq.br/9517722947492097Graph convolutional networks (GCN) allow deep neural networks to learn from data defined in irregular structures represented by a graph. This approach has attracted more and more attention in recent years. Such algorithms generally learn based on the information associated with the vertices and edges present in the graph, being possible to use them to improve the performance of several tasks such as classification of vertices, a signal defined on the graph or the graph itself. The objective of this work is to evaluate the classification of noisy data arranged in an irregular structure from the training of low-pass filters performed by the convolutional layers of a GNN. Filters are designed and applied based on signal processing tools on graphs such as the graph Fourier transform. The graph-based convolutional neural network will perform the learning of parameters for different noise scales in the graph Fourier transform domain that are able to extract relevant information for classification of the noisy dataset.Item Um estudo sobre ocultação de dados para imagens digitais(2023-04-26) Mendonça, Thatyta de Sousa Silva; Ferreira, Felipe Alberto Barbosa Simão; http://lattes.cnpq.br/9939255113143786; http://lattes.cnpq.br/2783767585088280Digital security is a growing field of study in various areas of science, which includes stega- nography - the art of writing in a hidden manner - as one of the new research areas. This undergraduate thesis presents the implementation of a Least Significant Bit (LSB) steganographic technique to embed text messages in image files. The study is based on literature research on data hiding techniques in digital images and the importance of using watermarking as a measure of protection against piracy and image forgery. The paper presents the theoretical concepts involved in the LSB technique, as well as the methods and tools used for the insertion of the digital watermark. The results obtained from tests conducted prove the effectiveness of the LSB technique in securely and efficiently embedding digital watermarks in digital images.Item Projeto de marca d’água digital do tipo frágil para nuvens de pontos 3D baseado em processamento de sinais sobre grafos(2023-09-20) Silva, João Victor da; Ferreira, Felipe Alberto Barbosa Simão; http://lattes.cnpq.br/9939255113143786; https://lattes.cnpq.br/1535688689643312Applications based on 3D models have been constantly gaining prominence due to their higher fidelity and real-world applicability. To achieve this, it is necessary to seek more suitable alternatives for data acquisition, encoding, representation, visualization, and protection. Given the importance of signal processing in preserving the integrity and authenticity of point clouds, there arises a need for advanced approaches that ensure the security and protection of this data. In this context, research and development of a digital watermarking project based on graph signal processing have emerged. This approach aims not only to enhance the protection of this data but also to identify any unwanted and malicious modifications that may occur. To this end, this work presents the creation of a fragile watermarking method for 3D point clouds with the intention of evaluating both its robustness against attacks and its effectiveness. Furthermore, we seek to implement a practical solution that allows the application of this digital watermark directly to 3D point clouds, with the purpose of preserving their integrity and authenticity, protecting them against possible unwanted or malicious modifications. In this way, a literature review is conducted, followed by simulations using databases of real models, using graph signal processing tools (GSP), applying the graph Fourier transform (GFT) technique. The databases used for the simulations were extracted from various research sources, including Oxford RobotCar, KITTI, NuScenes, among others. The metrics responsible for evaluating the performance of the proposed technique are Peak Signal-to-Noise Ratio (PSNR), Root Mean Squared Error (RMSE), and Bit Error Ratio (BER). As a result, it is observed that the proposed digital watermarking method shows satisfactory results in terms of robustness against attacks and preservation of the quality of 3D data. The experiments have demonstrated the feasibility and efficiency of implementing the digital watermark in 3D point clouds. Therefore, it is concluded that the use of a digital watermark based on graph signal processing is a promising solution to ensure the security and authenticity of 3D data in various applications.