Towards the wide implementation of standards IEC 61968/70 (CIM) and IEC 61850 in the distribution system (CIGRÉ C6-105_2010)

Currently, power systems (PS) already accommodate a substantial penetration of distributed generation (DG) and operate in competitive environments. In the future, as the result of the liberalisation and political regulations, PS will have to deal with large-scale integration of DG and other distributed energy resources (DER), such as storage and provide market agents to ensure a flexible and secure operation. This cannot be done with the traditional PS operational tools used today like the quite restricted information systems Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA) [1]. The trend to use the local generation in the active operation of the power system requires new solutions for data management system. The relevant standards have been developed separately in the last few years so there is a need to unify them in order to receive a common and interoperable solution. For the distribution operation the CIM models described in the IEC 61968/70 are especially relevant. In Europe dispersed and renewable energy resources (D&RER) are mostly operated without remote control mechanisms and feed the maximal amount of available power into the grid. To improve the network operation performance the idea of virtual power plants (VPP) will become a reality. In the future power generation of D&RER will be scheduled with a high accuracy. In order to realize VPP decentralized energy management, communication facilities are needed that have standardized interfaces and protocols. IEC 61850 is suitable to serve as a general standard for all communication tasks in power systems [2]. The paper deals with international activities and experiences in the implementation of a new data management and communication concept in the distribution system. The difficulties in the coordination of the inconsistent developed in parallel communication and data management standards - are first addressed in the paper. The upcoming unification work taking into account the growing role of D&RER in the PS is shown. It is possible to overcome the lag in current practical experiences using new tools for creating and maintenance the CIM data and simulation of the IEC 61850 protocol – the prototype of which is presented in the paper –. The origin and the accuracy of the data requirements depend on the data use (e.g. operation or planning) so some remarks concerning the definition of the digital interface incorporated in the merging unit idea from the power utility point of view are presented in the paper too. To summarize some required future work has been identified.

A mini maratona de violoncelistas AMVP 2016

Relatório de Estágio para a obtenção do grau de Mestre em Ensino da Música

Interfaces inovadores para a aprendizagem musical

Mestrado em Engenharia Informática

Solução doméstica para televisão digital

Mestrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

Controlo por computador de um sistema de levitação magnética

Ao longo deste projecto são efectuados vários passos para a realização de um sistema de levitação magnética controlado por computador. O objectivo deste projecto é a levitação de um objecto de material ferromagnético. Para a sua realização foi essencialmente necessário um electroíman, que exerce a força electromagnética sobre a bola, um circuito de potência para accionar o electroíman, um circuito sensor constituído por um LDR e por fim, o circuito constituído pelo PIC 18F4550. Para a comunicação entre o sistema e o PC foi estabelecida a comunicação série RS232. No que concerne ao controlo do sistema, foi aplicado um controlador PD e um controlador em avanço, ambos projectados directamente no domínio digital, através do método do Lugar de raízes. Posteriormente foi desenvolvida uma interface gráfica em ambiente MATLAB, para comunicação, via RS232, entre o PC e o sistema.

Controlador Boundary-Scan

A crescente complexidade dos sistemas electrónicos associada a um desenvolvimento nas tecnologias de encapsulamento levou à miniaturização dos circuitos integrados, provocando dificuldades e limitações no diagnóstico e detecção de falhas, diminuindo drasticamente a aplicabilidade dos equipamentos ICT. Como forma de lidar com este problema surgiu a infra-estrutura Boundary Scan descrita na norma IEEE1149.1 “Test Access Port and Boundary-Scan Architecture”, aprovada em 1990. Sendo esta solução tecnicamente viável e interessante economicamente para o diagnóstico de defeitos, efectua também outras aplicações. O SVF surgiu do desejo de incutir e fazer com que os fornecedores independentes incluíssem a norma IEEE 1149.1, é desenvolvido num formato ASCII, com o objectivo de enviar sinais, aguardar pela sua resposta, segundo a máscara de dados baseada na norma IEEE1149.1. Actualmente a incorporação do Boundary Scan nos circuitos integrados está em grande expansão e consequentemente usufrui de uma forte implementação no mercado. Neste contexto o objectivo da dissertação é o desenvolvimento de um controlador boundary scan que implemente uma interface com o PC e possibilite o controlo e monitorização da aplicação de teste ao PCB. A arquitectura do controlador desenvolvido contém um módulo de Memória de entrada, um Controlador TAP e uma Memória de saída. A implementação do controlador foi feita através da utilização de uma FPGA, é um dispositivo lógico reconfiguráveis constituído por blocos lógicos e por uma rede de interligações, ambos configuráveis, que permitem ao utilizador implementar as mais variadas funções digitais. A utilização de uma FPGA tem a vantagem de permitir a versatilidade do controlador, facilidade na alteração do seu código e possibilidade de inserir mais controladores dentro da FPGA. Foi desenvolvido o protocolo de comunicação e sincronização entre os vários módulos, permitindo o controlo e monitorização dos estímulos enviados e recebidos ao PCB, executados automaticamente através do software do Controlador TAP e de acordo com a norma IEEE 1149.1. A solução proposta foi validada por simulação utilizando o simulador da Xilinx. Foram analisados todos os sinais que constituem o controlador e verificado o correcto funcionamento de todos os seus módulos. Esta solução executa todas as sequências pretendidas e necessárias (envio de estímulos) à realização dos testes ao PCB. Recebe e armazena os dados obtidos, enviando-os posteriormente para a memória de saída. A execução do trabalho permitiu concluir que os projectos de componentes electrónicos tenderão a ser descritos num nível de abstracção mais elevado, recorrendo cada vez mais ao uso de linguagens de hardware, no qual o VHDL é uma excelente ferramenta de programação. O controlador desenvolvido será uma ferramenta bastante útil e versátil para o teste de PCBs e outras funcionalidades disponibilizadas pelas infra-estruturas BS.

Desenvolvimento musical e educação no mundo social

Na aproximação do milénio, as funções da música e o acesso à música estão a transformar-se rapidamente. O antropólogo Merriam sugeriu que "provavelmente não há nenhuma outra actividade humana cultural que seja tão inHuente e que alcance, modele e frequentemente controle tanto o comportamento humano" (1964: 218) como a música, e a investigação psicológica está a começar a revelar o enorme poder que a música pode exercer sobre as pessoas, de várias maneiras. O meu próprio interesse reside nas funções psicológicas da música, que poderão genericamente ser resumidas em três domínios principais, nomeadamente as funções cognitivas, emocionais e sociais. Nesta apresentação argumenta-se que as funções sociais da música têm sido seriamente neglicenciadas e que, na verdade, estas funções complementam as cognitivas e as emocionais em aspectos importantes. Estas considerações devem estar no centro da educação musical. Considerando que as utilizações da música aumentam e se diversificam é importante que os jovens estejam na linha da frente das mudanças que estão a ocorrer e que assim possam tirar o máximo partido de eventuais benefícios. Isto é importantíssimo sobretudo numa época em que, pelo menos no Reino Unido, a música está a lutar pela sua sobrevivência como uma disciplina do currículo nacional, em resultado do pensamento recente do governo acerca da importância das competências básicas, ou seja, os três "R" (Ler, escrever, contar). Precisamos de ser capazes de mostrar que o quarto "R", "ritmo", pode promover benefícios na vida cognitiva, emocional e social das crianças, o que o torna tão indispensável como o número e a literacia. Esta apresentação engloba quatro áreas principais. Em primeiro lugar, abordam-se as transformações sociais e tecnológicas que têm ocorrido na própria música, aproximadamente durante a última década: o aumento das redes de computadores e o uso da Internet, a miniaturização e os custos decrescentes do equipamento pessoal de audição, o impacto do sistema MIDI, estão a exercer uma inHuência profunda na indústria da música e na educação musical. Em segundo lugar, referem-se algumas áreas específicas de investigação em educação musical para ilustrar a importância do contexto social, nomeadamente as preferências musicais dos adolescentes, os trabalhos de composição de crianças realizados em grupo e o conceito de auto-identidade na formação de professores de música. Esta breve abordagem leva a um resumo das funções sociais da música para o indivíduo, que parecem centrar-se na auto-identidade, nas relações interpessoais e no humor. Finalmente, propõe-se uma nova agenda para a investigação, centrada no contexto social.

Análise da problemática da exposição dos músicos ao ruído: perceção ao ruído e determinação dos níveis de pressão sonora na prática musical em contexto escolar

A atenção face dada à problemática da perda auditiva induzida pelo ruído nos profissionais da música tem sido enfatizada estudos nos últimos anos. No entanto, no que respeita aos alunos de música, são ainda poucos os estudos que analisam esta problemática de modo a permitir compreender se estes poderão estar expostos a elevados níveis de ruído no decorrer da sua formação e desenvolver problemas auditivos. O presente estudo pretende caraterizar os níveis de pressão sonora a que alunos de música estão expostos no decorrer das aulas e analisar a perceção do risco dos mesmos e potenciais efeitos sobre o sistema auditivo. Foram analisadas duas Orquestras de Jazz e uma Orquestra Sinfónica de uma Escola Superior de Música (ESM) e de um Conservatório de Música (CM). No total foram selecionados 24 alunos de acordo com o seu instrumento, e medidos os níveis de pressão sonora em diversas aulas, ao longo de duas semanas com recurso a 8 dosímetros. Foi aplicado um questionário para a análise da perceção dos alunos ao ruído e realizados exames audiométricos para a avaliação auditiva dos alunos. Em geral, os resultados demostraram que os alunos estão expostos a níveis elevados de ruído no decurso das aulas de instrumento e ensaios. Foram obtidos elevados níveis de Lp,A,eqT na bateria, vibrafone, saxofone, trombone, clarinete e trompa. Nas três escolas, verificou-se valores mais baixos de exposição no contrabaixo, nomeadamente nas Aulas Individuais. Os valores de Lp,Cpico ultrapassaram o valor de ação inferior de 135 dB(C) na percussão e saxofone. Nas aulas teóricas os valores obtidos ultrapassaram recomendação de 35 dB(A). No que respeita à perceção dos alunos verificou-se que em geral consideram que a exposição a elevados níveis de pressão sonora não tem efeitos significativos na saúde. Apesar de se ter verificado que todos os alunos avaliados apresentam uma audição normal, tinnitus, hiperacusia, distorção e diplacusia foram identificados por um número significativo de alunos. Os resultados obtidos neste estudo refletem a necessidade de implementação de medidas de prevenção e controlo dos níveis de exposição dos alunos de música com vista a um aumento da sua consciencialização do risco.

User-interface technologies for the industrial environment: towards the cyber-factory

In the past few years the so-called gadgets like cellular phones, personal data assistants and digital cameras are more widespread even with less technological aware users. However, for several reasons, the factory-floor itself seems to be hermetic to this changes ... After the fieldbus revolution, the factory-floor has seen an increased use of more and more powerful programmable logic controllers and user interfaces but the way they are used remains almost the same. We believe that new user-computer interaction techniques including multimedia and augmented rcaliry combined with now affordable technologies like wearable computers and wireless networks can change the way the factory personal works together with the roachines and the information system on the factory-floor. This new age is already starting with innovative uses of communication networks on the factory-floor either using "standard" networks or enhancing industrial networks with multimedia and wireless capabilities.

A compositional scheduling framework for digital avionics systems

ARINC specification 653-2 describes the interface between application software and underlying middleware in a distributed real-time avionics system. The real-time workload in this system comprises of partitions, where each partition consists of one or more processes. Processes incur blocking and preemption overheads and can communicate with other processes in the system. In this work we develop compositional techniques for automated scheduling of such partitions and processes. At present, system designers manually schedule partitions based on interactions they have with the partition vendors. This approach is not only time consuming, but can also result in under utilization of resources. In contrast, the technique proposed in this paper is a principled approach for scheduling ARINC-653 partitions and therefore should facilitate system integration.

Desenvolvimento de um Controlador de Boundary Scan (Ieee 1149.1)

Mestrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores - Área de Especialização em Automação e Sistemas

Projecto e implementação de osciloscópio digital baseado na norma IEEE1451.0

Os osciloscópios digitais são utilizados em diversas áreas do conhecimento, assumindo-se no âmbito da engenharia electrónica, como instrumentos indispensáveis. Graças ao advento das Field Programmable Gate Arrays (FPGAs), os instrumentos de medição reconfiguráveis, dadas as suas vantagens, i.e., altos desempenhos, baixos custos e elevada flexibilidade, são cada vez mais uma alternativa aos instrumentos tradicionalmente usados nos laboratórios. Tendo como objectivo a normalização no acesso e no controlo deste tipo de instrumentos, esta tese descreve o projecto e implementação de um osciloscópio digital reconfigurável baseado na norma IEEE 1451.0. Definido de acordo com uma arquitectura baseada nesta norma, as características do osciloscópio são descritas numa estrutura de dados denominada Transducer Electronic Data Sheet (TEDS), e o seu controlo é efectuado utilizando um conjunto de comandos normalizados. O osciloscópio implementa um conjunto de características e funcionalidades básicas, todas verificadas experimentalmente. Destas, destaca-se uma largura de banda de 575kHz, um intervalo de medição de 0.4V a 2.9V, a possibilidade de se definir um conjunto de escalas horizontais, o nível e declive de sincronismo e o modo de acoplamento com o circuito sob análise. Arquitecturalmente, o osciloscópio é constituído por um módulo especificado com a linguagem de descrição de hardware (HDL, Hardware Description Language) Verilog e por uma interface desenvolvida na linguagem de programação Java®. O módulo é embutido numa FPGA, definindo todo o processamento do osciloscópio. A interface permite o seu controlo e a representação do sinal medido. Durante o projecto foi utilizado um conversor Analógico/Digital (A/D) com uma frequência máxima de amostragem de 1.5MHz e 14 bits de resolução que, devido às suas limitações, obrigaram à implementação de um sistema de interpolação multi-estágio com filtros digitais.

Novel optical PVC probes for on-site detection/determination of fluoroquinolones in a solid/liquid interface: Application to the determination of Norfloxacin in aquaculture water

A novel optical disposable probe for screening fluoroquinolones in fish farming waters is presented, having Norfloxacin (NFX) as target compound. The colorimetric reaction takes place in the solid/liquid interface consisting of a plasticized PVC layer carrying the colorimetric reagent and the sample solution. NFX solutions dropped on top of this solid-sensory surface provided a colour change from light yellow to dark orange. Several metals were tested as colorimetric reagents and Fe(III) was selected. The main parameters affecting the obtained colour were assessed and optimised in both liquid and solid phases. The corresponding studies were conducted by visible spectrophotometry and digital image acquisition. The three coordinates of the HSL model system of the collected image (Hue, Saturation and Lightness) were obtained by simple image management (enabled in any computer). The analytical response of the optimised solid-state optical probe against concentration was tested for several mathematical transformations of the colour coordinates. Linear behaviour was observed for logarithm NFX concentration against Hue+Lightness. Under this condition, the sensor exhibited a limit of detection below 50 μM (corresponding to about 16 mg/mL). Visual inspection also enabled semi-quantitative information. The selectivity was ensured against drugs from other chemical groups than fluoroquinolones. Finally, similar procedure was used to prepare an array of sensors for NFX, consisting on different metal species. Cu(II), Mn(II) and aluminon were selected for this purpose. The sensor array was used to detect NFX in aquaculture water, without any prior sample manipulation.

Students’ reading behavior: digital vs. print preferences in portuguese context

The aim of this paper is to present the main Portuguese results from a multi-national study on reading format preferences and behaviors from undergraduate students from Polytechnic Institute of Porto (Portugal). For this purpose we apply an adaptation of the Academic Reading Questionnaire previously created by Mizrachi (2014). This survey instrument has 14 Likert-style statements regarding the format influence in the students reading behavior, including aspects such as ability to remember, feelings about access convenience, active engagement with the text by highlighting and annotating, and ability to review and concentrate on the text. The importance of the language and dimension of the text to determine the preference format is also inquired. Students are also asked about the electronic device they use to read digital documents. Finally, some demographic and academic data were gathered. The analysis of the results will be contextualized on a review of the literature concerning youngsters reading format preferences. The format (digital or print) in which a text is displayed and read can impact comprehension, which is an important information literacy skill. This is a quite relevant issue for class readings in academic context because it impacts learning. On the other hand, students preferences on reading formats will influence the use of library services. However, literature is not unanimous on this subject. Woody, Daniel and Baker (2010) concluded that the experience of reading is not the same in electronic or print context and that students prefer print books than e-books. This thesis is reinforced by Ji, Michaels and Waterman (2014) which report that among 101 undergraduates the large majority self-reported to read and learn more when they use printed format despite the fact that they prefer electronically supplied readings instead of those supplied in printed form. On the other side, Rockinson-Szapkiw, et al (2013) conducted a study were they demonstrate that e-textbook is as effective for learning as the traditional textbook and that students who choose e-textbook had significantly higher perceived learning than students who chose to use print textbooks.

Reconfiguração e desenvolvimento do sistema de controlo de um AGV

O veículo guiado automaticamente (AGV) adquirido pelo Departamento de Engenharia Mecânica (DEM) tem vindo a ficar obsoleto devido ao hardware, que nos dias de hoje começa a dar sinais de falhas bem como falta de peças de substituição, e ao software, sendo o PLC (Programmable Logic Controller) usado muito limitado quanto às suas funções de controlo, ficando as principais tarefas de controlo do AGV a cargo de placas eletrónicas de controlo. Para promover o controlo autónomo do AGV, foi decidido retirar toda a parte de hardware que detinha o controlo do mesmo e passou a ser um novo PLC, com maior capacidade de processamento, a executar todo o tipo de controlo necessário ao funcionamento do mesmo. O hardware considerado apenas incluí, de forma resumida, os motores responsáveis pelo movimento e direção, placa de controlo de potência dos motores, placa de interface entre as saídas digitais do PLC e as entradas da placa de controlo de potência dos motores e os demais sensores necessários à deteção de obstáculos, fins de curso da direção, sensores dos postos de trabalho e avisadores de emergência. Todo o controlo de movimento e direção bem como a seleção das ações a executar passou a ficar a cargo do software programado no PLC assim como a interação entre o sistema de supervisão instalado num posto de controlo e o PLC através de comunicação via rádio. O uso do PLC permitiu a flexibilidade de mudar facilmente a forma como as saídas digitais são usadas, ao contrário de um circuito eletrónico que necessita de uma completa remodelação, tempo de testes e implementação para efetuar a mesma função. O uso de um microcontrolador seria igualmente viável para a aplicação em causa, no entanto o uso do PLC tem a vantagem de ser robusto, mais rápido na velocidade de processamento, existência de software de interface de programação bastante intuitivo e de livre acesso, facilidade de alterar a programação localmente ou remotamente, via rádio, acesso a vários protocolos de comunicação robustos como Modbus, Canbus, Profinet, Modnet, etc., e acesso integrado de uma consola gráfica totalmente programável. iv É ainda possível a sua expansão com adição de módulos de entradas e saídas digitais e/ou analógicas permitindo expandir largamente o uso do AGV para outros fins. A solução está a ser amplamente testada e validada no Laboratório de Automação (LabA) do Departamento de Engenharia Mecânica do ISEP (Instituto Superior de Engenharia do Porto), permitindo a otimização dos sistemas de controlo de direção bem como a interatividade entre o PLC e o programa de interface/supervisão do posto de trabalho.