Smart environment technology as a possible enabler of smart cities

This paper discusses the technology of smart floors as a enabler of smart cities. The discussion will be based on technology that is embedded into the environment that enable location, navigation but also wireless power transmission for powering up elements siting on it, typically mobile devices. One of those examples is the smart floor, this implementation follows two paths, one where the floor is passive, and normally passive RFID's are embedded into the floor, they are used to provide intelligence into the surrounding space, this is normally complemented with a battery powered mobile unit that scans the floor for the sensors and communicates the information to a database which locates the mobile device in the environment. The other path for the smart city enabler is where the floor is active and delivers energy for the objects standing on top of it. In this paper these two approaches will be presented, by discussing the technology behind it. © 2014 IEEE.

O impacto energético e as emissões de CO2 dos veículos eléctricos em Portugal

Para a diminuição da dependência energética de Portugal face às importações de energia, a Estratégia Nacional para a Energia 2020 (ENE 2020) define uma aposta na produção de energia a partir de fontes renováveis, na promoção da eficiência energética tanto nos edifícios como nos transportes com vista a reduzir as emissões de gases com efeito de estufa. No campo da eficiência energética, o ENE 2020 pretende obter uma poupança energética de 9,8% face a valores de 2008, traduzindo-se em perto de 1800 milhões de tep já em 2015. Uma das medidas passa pela aposta na mobilidade eléctrica, onde se prevê que os veículos eléctricos possam contribuir significativamente para a redução do consumo de combustível e por conseguinte, para a redução das emissões de CO2 para a atmosfera. No entanto, esta redução está condicionada pelas fontes de energia utilizadas para o abastecimento das baterias. Neste estudo foram determinados os consumos de combustível e as emissões de CO2 de um veículo de combustão interna adimensional representativo do parque automóvel. É também estimada a previsão de crescimento do parque automóvel num cenário "Business-as-Usual", através dos métodos de previsão tecnológica para o horizonte 2010-2030, bem como cenários de penetração de veículos eléctricos para o mesmo período com base no método de Fisher- Pry. É ainda analisado o impacto que a introdução dos veículos eléctricos tem ao nível dos consumos de combustível, das emissões de dióxido de carbono e qual o impacto que tal medida terá na rede eléctrica, nomeadamente no diagrama de carga e no nível de emissões de CO2 do Sistema Electroprodutor Nacional. Por fim, é avaliado o impacto dos veículos eléctricos no diagrama de carga diário português, com base em vários perfis de carga das baterias. A introdução de veículos eléctricos em Portugal terá pouca expressão dado que, no melhor dos cenários haverão somente cerca de 85 mil unidades em circulação, no ano de 2030. Ao nível do consumo de combustíveis rodoviários, os veículos eléctricos poderão vir a reduzir o consumo de gasolina até 0,52% e até 0,27% no consumo de diesel, entre 2010 e 2030, contribuindo ligeiramente uma menor dependência energética externa. Ao nível do consumo eléctrico, o abastecimento das baterias dos veículos eléctricos representará até 0,5% do consumo eléctrico total, sendo que parte desse abastecimento será garantido através de centrais de ciclo combinado a gás natural. Apesar da maior utilização deste tipo de centrais térmicas para produção de energia, tanto para abastecimento das viaturas eléctricas, como para o consumo em geral, verifica-se que em 2030, o nível de emissões do sistema electroprodutor será cerca de 46% inferior aos níveis registados em 2010, prevendo-se que atinja as 0,163gCO2/kWh produzido pelo Sistema Electroprodutor Nacional devido à maior quota de produção das fontes de energia renovável, como o vento, a hídrica ou a solar.

Projecto de um conversor redutor CC-CC comutado para SoC

A evolução da tecnologia CMOS tem possibilitado uma maior densidade de integração de circuitos tornando possível o aumento da complexidade dos sistemas. No entanto, a integração de circuitos de gestão de potência continua ainda em estudo devido à dificuldade de integrar todos os componentes. Esta solução apresenta elevadas vantagens, especialmente em aplicações electrónicas portáteis alimentadas a baterias, onde a autonomia é das principais características. No âmbito dos conversores redutores existem várias topologias de circuitos que são estudadas na área de integração. Na categoria dos conversores lineares utiliza-se o LDO (Low Dropout Regulator), apresentando no entanto baixa eficiência para relações de conversão elevadas. Os conversores comutados são elaborados através do recurso a circuitos de comutação abrupta, em que a eficiência deste tipo de conversores não depende do rácio de transformação entre a tensão de entrada e a de saída. A diminuição física dos processos CMOS tem como consequência a redução da tensão máxima que os transístores suportam, impondo o estudo de soluções tolerantes a “altatensão”, com o intuito de manter compatibilidade com tensões superiores que existam na placa onde o circuito é incluído. Os sistemas de gestão de energia são os primeiros a acompanhar esta evolução, tendo de estar aptos a fornecer a tensão que os restantes circuitos requerem. Neste trabalho é abordada uma metodologia de projecto para conversores redutores CCCC comutados em tecnologia CMOS, tendo-se maximizado a frequência com vista à integração dos componentes de filtragem em circuito integrado. A metodologia incide sobre a optimização das perdas totais inerentes à comutação e condução, dos transístores de potência e respectivos circuitos auxiliares. É apresentada uma nova metodologia para o desenvolvimento de conversores tolerantes a “alta-tensão”.

Projecto de um regulador linear de tensão: LDO

Os reguladores de tensão LDO são utilizados intensivamente na actual indústria de electrónica, são uma parte essencial de um bloco de gestão de potência para um SoC. O aumento de produtos portáteis alimentados por baterias levou ao crescimento de soluções totalmente integradas, o que degrada o rendimento dos blocos analógicos que o constituem face às perturbações introduzidas na alimentação. Desta forma, surge a necessidade de procurar soluções cada vez mais optimizadas, impondo assim novas soluções, e/ou melhoramentos dos circuitos de gestão de potência, tendo como objectivo final o aumento do desempenho e da autonomia dos dispositivos electrónicos. Normalmente este tipo de reguladores tem a corrente de saída limitada, devido a problemas de estabilidade associados. Numa tentativa de evitar a instabilidade para as correntes de carga definidas e aumentar o PSRR do mesmo, é apresentado um método de implementação que tem como objectivo melhorar estas características, em que se pretende aumentar o rendimento e melhorar a resposta à variação da carga. No entanto, a técnica apresentada utiliza polarização adaptativa do estágio de potência, o que implica um aumento da corrente de consumo. O regulador LDO foi implementado na tecnologia CMOS UMC 0.18μm e ocupa uma área inferior a 0,2mm2. Os resultados da simulação mostram que o mesmo suporta uma transição de corrente 10μA para 100mA, com uma queda de tensão entre a tensão de alimentação e a tensão de saída inferior a 200mV. A estabilidade é assegurada para todas as correntes de carga. O tempo de estabelecimento é inferior a 6μs e as variações da tensão de saída relativamente a seu valor nominal são inferiores a 5mV. A corrente de consumo varia entre os 140μA até 200μA, o que permite atingir as especificações proposta para um PSRR de 40dB@10kHz.

Desenvolvimento do sistema de protecção, monitorização e gestão de baterias de iões de lítio do tipo LiFePO4 para aplicação em veículos eléctricos

A mobilidade é considerada um dos factores chave na sustentabilidade e desenvolvimento de qualquer economia. Em Portugal essa realidade não é diferente. Em 2011 verifica-se que 41% do consumo global de combustíveis pertence ao sector rodoviário [1] o que evidencia a sua relevância na economia do país. No que concerne aos veículos de tracção eléctrica, começaram a surgir nos finais do séc. XIX, e no início do séc. XX nos Estados Unidos da América representavam 38% dos veículos [2]. Diversos factores económicos e tecnológicos conduziram a um crescente desinteresse por parte da indústria em investir na produção deste tipo de veículos. Contudo com a introdução de baterias de iões de lítio em veículos de tracção eléctrica, torna-os viáveis e competitivos. Neste trabalho é proposto o desenvolvimento de um sistema de gestão de baterias de iões de lítio do tipo LiFePO4 para aplicação em veículos eléctricos. O sistema deverá assegurar a protecção das baterias e indicar o estado de carga das mesmas. Este sistema permitirá uma optimização no uso deste género de baterias, proporcionará uma melhor utilização, aumentando a sua vida útil. O sistema irá ser aplicado e testado experimentalmente no veículo eléctrico ecológico (Veeco). No âmbito do projecto Veeco foi projectado e construído um banco de ensaios utilizado na análise do comportamento das baterias, e determinar quais os requisitos necessários para o sistema de gestão desenvolvido. Foi também projectado e realizado um sistema de aquisição e processamento de dados que permite obter informações acerca da bateria, dados que estarão disponíveis no interface Homem-máquina do Veeco.

Avaliação da aptidão física funcional em idosos hipertensos da Cidade da Praia - Cabo Verde

Mestrado em Fisioterapia.

A 5GHz1.8V Low Power CMOS Low-Noise Amplifier

Wireless local-area networks (WLANs) have been deployed as office and home communications infrastructures worldwide. The diversification of the standards, such as IEEE 802.11 series demands the design of RF front-ends. Low power consumption is one of the most important design concerns in the application of those technologies. To maintain competitive hardware costs, CMOS has been used since it is the best solution for low cost and high integration processing, allowing analog circuits to be mixed with digital ones. In the receiver chain, the low noise amplifier (LNA) is one of the most critical blocks in a transceiver design. The sensitivity is mainly determined by the LNA noise figure and gain. It interfaces with the pre-select filter and the mixer. Furthermore, since it is the first gain stage, care must be taken to provide accurate input match, low-noise figure, good linearity and a sufficient gain over a wide band of operation. Several CMOS LNAs have been reported during the last decade, showing that the most research has been done at 802.11/b and GSM standards (900-2400MHz spectrum) and more recently at 802.11/a (5GHz band). One of the more significant disadvantages of 802.11/b is that the frequency band is crowded and subject to interference from other technologies, as is 2.4GHz cordless phones and Bluetooth. As the demand for radio-frequency integrated circuits, operating at higher frequency bands, increases, the IEEE 802.11/a standard becomes a very attractive option to wireless communication system developers. This paper presents the design and implementation of a low power, low noise amplifier aimed at IEEE 802.11a for WLAN applications. It was designed to be integrated with an active balun and mixer, representing the first step toward a fully integrated monolithic WLAN receiver. All the required circuits are integrated at the same die and are powered by 1.8V supply source. Preliminary experimental results (S-parameters) are shown and promise excellent results. The LNA circuit design details are illustrated in Section 2. Spectre simulation results focused at gain, noise figure (NF) and input/output matching are presented in Section 3. Finally, conclusions and comparison with other recently reported LNAs are made in Section 4, followed by future work.

A biosignal embedded system for physiological computing

Thesis submitted in the fulfilment of the requirements for the Degree of Master in Electronic and Telecomunications Engineering

Caracterização do potencial eólico urbano: o caso de Lisboa

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil na Área de Especialização em Edificações

Avaliação da aptidão física funcional de idosos hipertensos da Cidade da Praia, Cabo Verde: estudo piloto

Introdução – A avaliação da aptidão física permite a identificação de níveis de incapacidade e risco de perda funcional, pelo que é extremamente útil na estruturação de programas de atividade física específicos, que constituem a primeira intervenção no que toca à intervenção não-farmacológica na Hipertensão Arterial Sistémica (HAS). Objetivo – Avaliar a aptidão física funcional e os níveis de atividade física de idosos hipertensos da Cidade da Praia – Cabo Verde. Metodologia – A flexibilidade, força e resistência muscular, resistência aeróbia e composição corporal foram avaliadas através da bateria de Fullerton e dinamometria isométrica manual. O nível de atividade física foi avaliado pelo questionário Seven Day Physical Activity Recall (7D-PAR). Resultados – Participaram 75 idosos, com idades compreendidas entre os 60 e os 99 anos, 68% dos quais eram mulheres, com índice de massa corporal (IMC) de 25,2±5,4, com diagnóstico clínico de HAS. O tempo despendido em atividades de intensidade moderada encontrava-se dentro dos valores recomendados, embora a atividade intensa se encontrasse muito abaixo do recomendado e não efetuassem qualquer exercício de força e flexibilidade. A resistência aeróbia expressa pelo Teste 6 Minutos de Marcha (T6MM) apresentou valores médios baixos (293,5±112,2m), bem como a flexibilidade e a força de preensão. Esta associação é um indicador de baixa capacidade funcional. Conclusão – Os baixos níveis de aptidão física apresentados, associados a baixos níveis de atividade física indiciam baixa capacidade funcional e justificam a necessidade urgente da inserção de programas de atividade física nesta população.

Conversão de veículos diesel para tração elétrica

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica

A fusão de dois mundos: convergência do mundo real e digital nas acções de marketing na rede

No passado, as acções publicitárias eram rotuladas como above the line e below the line, referindo-se à dicotomia de pontos de contacto com os públicos-alvo via Meios de Comunicação Social ou via Ponto de Venda. A esta dicotomia de meios e instrumentos, os anos 90 vieram trazer um terceiro ponto de contacto, crescentemente omnipresente e hegemónico, a world wide web ou rede, a que se acedia via computador. As acções de marketing e comunicação passaram então a rotular-se como online e offline, passando, não já a referir-se aos pontos de contacto, mas aos canais pelos quais circulavam as mensagens e acções das marcas. Desde o início deste século, o poder do digital veio crescendo, em software e hardware, em terminais e tecnologias, assistindo-se a uma transferência de esforços de comunicação, da esfera real para a esfera do digital. O deslumbramento pelo digital conquistou mesmo algumas marcas de dimensão mundial que hoje apostam integralmente o seu orçamento nesta forma de marketing, nas suas múltiplas facetas. Contudo, e porque se tem tornado óbvio que os públicos distribuem os seus favores por múltiplos touch points, para maximizar o impacto, assiste-se agora a um fenómeno único, potenciado por novas tecnologias que surgem todos os dias: em estratégias que se podem denominar de all-line, verifica-se a fusão entre dois mundos, mundo real e mundo digital, em múltiplas actividades de marketing que fazem convergir estas duas realidades em plataformas que vão do computador ao tablet, do smartphone à vending machine interactiva, do facebook ao Google maps, da imprensa tradicional ao pinterest. É esta convergência mundo real - mundo digital que abre agora novas oportunidades à comunicação publicitária, potenciando os ingredientes das marcas de sucesso no futuro: sensações (estímulo dos sentidos), intimidade e mistério, num cocktail suportado por uma nova criatividade.

Dependência entre a performance de baterias VRLA e as características físico-químicas da matéria activa positiva

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Química e Biológica

As guardas de segurança para proteção a motociclistas: características e graus de eficácia

Os acidentes envolvendo veículos de duas rodas, são um dos maiores problemas da segurança rodoviária atual, no âmbito Europeu. Um dos tipos de acidentes que pode causar danos mais graves aos ocupantes desses veículos é o embate com guardas de segurança. Em consequência disso, neste trabalho foram desenvolvidas opiniões, abonatórias ou não, ao uso de dispositivos de proteção para motociclistas acoplados nas guardas de segurança. Estas opiniões vão partir de dados estatísticos, de estudos e exemplos concretos de vários autores e publicações relacionados com esta temática, sendo que o tipo de dispositivo de proteção para motociclistas que vai estar mais em foco e sendo ele o mais habitual nas estradas portuguesas será a saia metálica. Estes dispositivos de segurança para motociclistas ainda não são de uso obrigatório nas guardas de segurança na maioria dos países do continente Europeu, segundo a norma europeia EN 1317, apesar deste tipo de proteção já estar normalizada segundo padrões de lesões biomecânicos na zona da cabeça, cervical e anca/abdómen descritos na norma EN 1317 UNE 135900 – 1:2003, em alguns países é descurado o uso destas proteções, por não serem obrigatórias e porque ainda se tornam mais dispendiosas que as guardas de segurança habituais (barreiras de metal simples). Este estudo serviu essencialmente para verificar se estes dispositivos salvaguardam ou não a vida dos utilizadores de duas rodas, pois, se pelo contrário, aumentam ainda o risco, ou de lesões mais gravosas ou mesmo de morte, aquando o embate com as mesmas, os gastos associados a este tipo de equipamentos serão totalmente inúteis e desnecessários.

A Perturbation and Observation Routine Used To Control A Power Converter

This paper presents a programable perturbation and observation control implementation for a wind generation system and its power electronic converter. The objective of the method in this particular application is to adjust the power delivered to charge a battery to its maximum and allowable value, function of the real values of several parameters and their continuous variation, the most important the wind velocity and the turbine efficiency. Also, to improve the power throughput and to use the turbine and generator marginal zones of operation, an unusual power converter is used, allowing a wide range for the input voltage values. The implemented control is continuously measuring the actual power and looks for a new and powerful operation point. © 2014 IEEE.