Relatório de Iniciação Tecnológica e Inovação
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Relatório de Iniciação Tecnológica Construção e projeto de controle de um monociclo autoequilibrado(2025) Souza, Victoria Leal Garcia deNeste trabalho é apresentado um sistema de um monociclo autônomo autoequilibrado usando roda de inércia o qual é replicado, mostrando desde a construção até o projeto e teste dos controladores usando um monociclo já existente como referência para a modelagem matemática. Primeiro é feito o projeto de controladores usando o modelo matemático da referência, e em seguida, é feito o projeto mecânico por meio de um desenho assistido por computador tridimensional (3D CAD). É feito um projeto de controle linear para estabilização da planta usando duas técnicas que são validadas via simulações do sistema não-linear. Naturalmente, os ângulos de pitch e roll têm dinâmicas acopladas. Neste trabalho, controles lineares são projetados seguindo a linearização pelo Jacobiano que foi feita no trabalho de referência (NEVES, 2017), assumindo pequenas variações em torno do ponto de equilíbrio, permitindo desacoplar as equações das dinâmicas dos ângulos. O protótipo é construído fixando os componentes eletrônicos, a bateria, as rodas e os motores a um corpo, de forma a ser totalmente autônomo. O posicionamento das peças precisa ser equilibrado, de forma a manter a posição do centro de massa ao longo dos eixos de simetria vertical e horizontal. Depois, as técnicas de controle são testadas no protótipo construído. A primeira técnica de controle testada consiste do controle ótimo LQR. A segunda técnica de controle consiste do controle PID em cascata que, apesar de ter funcionado, teve um desempenho pior que o LQR implementado.Relatório de Iniciação Tecnológica Freio regenerativo: Aplicação e efeito de métodos de controle para aumentar a eficiência de energia em carros elétricos.(2024) Oliveira, Luís Antônio Bordignon deA frenagem regenerativa é uma tecnologia é um método que permite recuperar parte da energia cinética de um veículo durante a frenagem, ao contrário dos sistemas tradicionais. Essa energia é convertida em eletricidade e armazenada, melhorando o desempenho energético do veículo. Com isso, há o desafio de carregar a bateria, que tem tensão maior à gerada pelo motor durante a frenagem. Assim, será abordado duas técnicas. A primeira, um circuito buck-boost chopper e um regime especial de capacitores que cria pulsos de tensões elevadas. A pesquisa combina modelagens analíticas e simulações computacionais no software Matlab/Simulink. Os resultados iniciais mostraram necessidade de buscar uma abordagem alternativa, visto que não foi atingido a recuperação de energia esperada durante a simulação. Também, é importante destacar a importância da otimização dos parâmetros para o desempenho do sistema. Foi identificado a importância do impacto da frequência do PWM e velocidade final na eficiência da recuperação de energia. Assim, sabe-se o primeiro atua em papel fundamental no resultado final da simulação, e o segundo se mantém indiferente. Também, é inerente o apoio do tempo de frenagem, velocidade inicial e corrente de frenagem no desempenho da simulação. Assim, é concluído que é possível a recuperação de energia na frenagem de veículos elétricos, por meio de circuitos elevadores de tensão, além de fatores externos, como intensidade da frenagem, terem forte influência na performance do sistema. Para justa comparação, recomenda-se simular condições específicas, baseadas na competição de eficiência energética Shell Eco-Marathon, que ocorre no Rio de Janeiro anualmente.Relatório de Iniciação Tecnológica Desenvolvimento de sensores de deformação usando Manufatura Aditiva por Filamento Fundido (FFF)(2024) Terra, Katty GurgelEste projeto de pesquisa visa fabricar sensores de deformidade utilizando filamento condutivo. Ao final do projeto, procura-se produzir uma célula de carga capaz de medir massa. Durante os meses que se seguiram, houve uma busca por um fornecedor do material no mercado de filamentos condutivos e, fortuitamente, a empresa 3DX irá prover material e realizar a impressão das peças e sensores. Além disso, houve um aprofundado estudo das características materiais do filamento, cujo qual será o PA, e sobre a atual situação que se encontra a pesquisa em relação aos sensores impressos e embutidos. Procura-se, nos meses que se seguem: a impressão de peças norteadoras do comportamento do material diante os parâmetros de impressão; ensaios sobre corpos de prova, de maneira que se descreva o comportamento do sensor impresso; uma análise de desempenho do sensor, utilizando-se de uma célula de carga para avaliar sua sensibilidade e erro em relação ao sensor comercial; e pôr fim a impressão e calibração de uma balança completamente impressa.Relatório de Iniciação Tecnológica Controle e acionamento de múltiplos motores de passo com barramento CAN(2024) Drummond, Felipe Martins da CostaO presente trabalho aborda o desenvolvimento e a implementação de motores inteligentes utilizando o barramento CAN (Controller Area Network). O tema central consiste na integração de tecnologias de comunicação e controle para aprimorar o desempenho e a eficiência de motores de passo. O objetivo primordial é explorar as capacidades do barramento CAN para promover uma comunicação eficaz entre os diversos componentes do sistema, incluindo sensores, atuadores e controladores, visando otimizar o funcionamento dos motores. A metodologia adotada compreendeu a pesquisa bibliográfica para embasar teoricamente o estudo, seguida da análise e seleção dos componentes adequados para a implementação prática. Foram realizados testes e simulações para avaliar o desempenho do sistema, levando em consideração critérios como confiabilidade da comunicação. Como resultado, constatou-se que a utilização do barramento CAN proporciona uma integração robusta e eficiente entre os dispositivos, permitindo o monitoramento em tempo real e a implementação de estratégias avançadas de controle. Conclui-se, portanto, que os motores inteligentes com barramento CAN representam uma solução tecnológica promissora para aplicações industriais, que demandam alta precisão e confiabilidade, contribuindo para a otimização dos processos produtivos e o aumento da competitividade das empresas no mercado atual. Este trabalho oferece insights valiosos para profissionais e pesquisadores interessados em tecnologias de automação e controle, destacando o potencial do barramento CAN como uma ferramenta versátil e eficaz no contexto de sistemas mecatrônicos e industriais.