Sistema de instrumentação e controle para células a combustível

Este trabajo presenta un estudio sobre el funcionamiento y aplicaciones de las células de combustible de membrana tipo PEM, o de intercambio de protones, alimentadas con hidrógeno puro y oxigeno obtenido de aire comprimido. Una vez evaluado el proceso de dichas células y las variables que intervienen en el mismo, como presión, humedad y temperatura, se presenta una variedad de métodos para la instrumentación de tales variables as�� como métodos y sistemas para la estabilidad y control de las mismas, en torno a los valores óptimos para una mayor eficacia en el proceso. Tomando como variable principal a controlar la temperatura del proceso, y exponiendo los valores concretos en torno a 80 grados centígrados entre los que debe situarse, es realizado un modelo del proceso de calentamiento y evolución de la temperatura en función de la potencia del calentador resistivo en el dominio de la frecuencia compleja, y a su vez implementado un sistema de medición mediante sensores termopar de tipo K de respuesta casi lineal. La señal medida por los sensores es amplificada de manera diferencial mediante amplificadores de instrumentación INA2126, y es desarrollado un algoritmo de corrección de error de unión fría (error producido por la inclusión de nuevos metales del conector en el efecto termopar). Son incluidos los datos de test referentes al sistema de medición de temperatura , incluyendo las desviaciones o error respecto a los valores ideales de medida. Para la adquisición de datos y implementación de algoritmos de control, es utilizado un PC con el software Labview de National Instruments, que permite una programación intuitiva, vers��til y visual, y poder realizar interfaces de usuario gráficas simples. La conexión entre el hardware de instrumentación y control de la célula y el PC se realiza mediante un interface de adquisición de datos USB NI 6800 que cuenta con un amplio número de salidas y entradas analógicas. Una vez digitalizadas las muestras de la señal medida, y corregido el error de unión fría anteriormente apuntado, es implementado en dicho software un controlador de tipo PID ( proporcional-integral-derivativo) , que se presenta como uno de los métodos más adecuados por su simplicidad de programación y su eficacia para el control de este tipo de variables. Para la evaluación del comportamiento del sistema son expuestas simulaciones mediante el software Matlab y Simulink determinando por tanto las mejores estrategias para desarrollar el control PID, as�� como los posibles resultados del proceso. En cuanto al sistema de calentamiento de los fluidos, es empleado un elemento resistor calentador, cuya potencia es controlada mediante un circuito electrónico compuesto por un detector de cruce por cero de la onda AC de alimentación y un sistema formado por un elemento TRIAC y su circuito de accionamiento. De manera análoga se expone el sistema de instrumentación para la presión de los gases en el circuito, variable que oscila en valores próximos a 3 atmosferas, para ello es empleado un sensor de presión con salida en corriente mediante bucle 4-20 mA, y un convertidor simple corriente a tensión para la entrada al sistema de adquisición de datos. Consecuentemente se presenta el esquema y componentes necesarios para la canalización, calentamiento y humidificación de los gases empleados en el proceso as�� como la situación de los sensores y actuadores. Por último el trabajo expone la relación de algoritmos desarrollados y un apéndice con información relativa al software Labview. ABTRACT This document presents a study about the operation and applications of PEM fuel cells (Proton exchange membrane fuel cells), fed with pure hydrogen and oxygen obtained from compressed air. Having evaluated the process of these cells and the variables involved on it, such as pressure, humidity and temperature, there is a variety of methods for implementing their control and to set up them around optimal values for greater efficiency in the process. Taking as primary process variable the temperature, and exposing its correct values around 80 degrees centigrade, between which must be placed, is carried out a model of the heating process and the temperature evolution related with the resistive heater power on the complex frequency domain, and is implemented a measuring system with thermocouple sensor type K performing a almost linear response. The differential signal measured by the sensor is amplified through INA2126 instrumentation amplifiers, and is developed a cold junction error correction algorithm (error produced by the inclusion of additional metals of connectors on the thermocouple effect). Data from the test concerning the temperature measurement system are included , including deviations or error regarding the ideal values of measurement. For data acquisition and implementation of control algorithms, is used a PC with LabVIEW software from National Instruments, which makes programming intuitive, versatile, visual, and useful to perform simple user interfaces. The connection between the instrumentation and control hardware of the cell and the PC interface is via a USB data acquisition NI 6800 that has a large number of analog inputs and outputs. Once stored the samples of the measured signal, and correct the error noted above junction, is implemented a software controller PID (proportional-integral-derivative), which is presented as one of the best methods for their programming simplicity and effectiveness for the control of such variables. To evaluate the performance of the system are presented simulations using Matlab and Simulink software thereby determining the best strategies to develop PID control, and possible outcomes of the process. As fluid heating system, is employed a heater resistor element whose power is controlled by an electronic circuit comprising a zero crossing detector of the AC power wave and a system consisting of a Triac and its drive circuit. As made with temperature variable it is developed an instrumentation system for gas pressure in the circuit, variable ranging in values around 3 atmospheres, it is employed a pressure sensor with a current output via 4-20 mA loop, and a single current to voltage converter to adequate the input to the data acquisition system. Consequently is developed the scheme and components needed for circulation, heating and humidification of the gases used in the process as well as the location of sensors and actuators. Finally the document presents the list of algorithms and an appendix with information about Labview software.

DESEMPENHO EM TESTES DE ATENÇÃO VISUAL E INTERFERÊNCIA DE ESTÍMULOS AUDITIVOS DE MOVIMENTO EM INDIVÍDUOS COM E SEM MEDO DE ALTURA

Desordens da ansiedade, especialmente a agorafobia e a desordem do pânico foram associadas a anormalidades das funções vestibulares. Evidências de que o controle do equilíbrio pode exigir habilidades atencionais também foram relatadas. Utilizando o medo de altura como modelo clínico onde sintomas ansiosos coexistem com anormalidades com a percepção espacial e controle do equilíbrio, este estudo investigou o desempenho em testes de atenção visual em voluntários normais com altos e baixos escores obtidos do Questionário de Acrofobia. O teste de rastreio visual foi realizado em 30 indivíduos (15 em cada grupo) enquanto ouviam dois tipos diferentes de estímulos auditivos. Na condição volume um som de 900 Hz era apresentado em ambos ouvidos durante 2 segundos seguidos de mais 2 segundos de silêncio. Na condição balanço , o mesmo som era apresentado durante 2 segundos ao ouvido direito seguido por 2 segundos ao ouvido esquerdo. Estímulos auditivos de movimento provocaram maior desconforto em ambos os grupos, mas nos indivíduos com maiores escores de acrofobia estes estímulos foram associados a um pior desempenho no teste visual. Embora muito limitado pela amostra experimental, este estudo sugere que o medo de altura pode estar associado à dependência visual para manutenção do equilíbrio e que poderia piorar o desempenho nos testes visuais devido à competição dos recursos neuro-cognitivos. Implicações experimentais e clínicas destes achados preliminares exigem outras pesquisas.

DESEMPENHO EM TESTES DE ATENÇÃO VISUAL E INTERFERÊNCIA DE ESTÍMULOS AUDITIVOS DE MOVIMENTO EM INDIVÍDUOS COM E SEM MEDO DE ALTURA

Desordens da ansiedade, especialmente a agorafobia e a desordem do pânico foram associadas a anormalidades das funções vestibulares. Evidências de que o controle do equilíbrio pode exigir habilidades atencionais também foram relatadas. Utilizando o medo de altura como modelo clínico onde sintomas ansiosos coexistem com anormalidades com a percepção espacial e controle do equilíbrio, este estudo investigou o desempenho em testes de atenção visual em voluntários normais com altos e baixos escores obtidos do Questionário de Acrofobia. O teste de rastreio visual foi realizado em 30 indivíduos (15 em cada grupo) enquanto ouviam dois tipos diferentes de estímulos auditivos. Na condição volume um som de 900 Hz era apresentado em ambos ouvidos durante 2 segundos seguidos de mais 2 segundos de silêncio. Na condição balanço , o mesmo som era apresentado durante 2 segundos ao ouvido direito seguido por 2 segundos ao ouvido esquerdo. Estímulos auditivos de movimento provocaram maior desconforto em ambos os grupos, mas nos indivíduos com maiores escores de acrofobia estes estímulos foram associados a um pior desempenho no teste visual. Embora muito limitado pela amostra experimental, este estudo sugere que o medo de altura pode estar associado à dependência visual para manutenção do equilíbrio e que poderia piorar o desempenho nos testes visuais devido à competição dos recursos neuro-cognitivos. Implicações experimentais e clínicas destes achados preliminares exigem outras pesquisas.

DESEMPENHO EM TESTES DE ATENÇÃO VISUAL E INTERFERÊNCIA DE ESTÍMULOS AUDITIVOS DE MOVIMENTO EM INDIVÍDUOS COM E SEM MEDO DE ALTURA

Desordens da ansiedade, especialmente a agorafobia e a desordem do pânico foram associadas a anormalidades das funções vestibulares. Evidências de que o controle do equilíbrio pode exigir habilidades atencionais também foram relatadas. Utilizando o medo de altura como modelo clínico onde sintomas ansiosos coexistem com anormalidades com a percepção espacial e controle do equilíbrio, este estudo investigou o desempenho em testes de atenção visual em voluntários normais com altos e baixos escores obtidos do Questionário de Acrofobia. O teste de rastreio visual foi realizado em 30 indivíduos (15 em cada grupo) enquanto ouviam dois tipos diferentes de estímulos auditivos. Na condição volume um som de 900 Hz era apresentado em ambos ouvidos durante 2 segundos seguidos de mais 2 segundos de silêncio. Na condição balanço , o mesmo som era apresentado durante 2 segundos ao ouvido direito seguido por 2 segundos ao ouvido esquerdo. Estímulos auditivos de movimento provocaram maior desconforto em ambos os grupos, mas nos indivíduos com maiores escores de acrofobia estes estímulos foram associados a um pior desempenho no teste visual. Embora muito limitado pela amostra experimental, este estudo sugere que o medo de altura pode estar associado à dependência visual para manutenção do equilíbrio e que poderia piorar o desempenho nos testes visuais devido à competição dos recursos neuro-cognitivos. Implicações experimentais e clínicas destes achados preliminares exigem outras pesquisas.

Navegação de um robô móvel baseado em um modelo de consciência artificial

This work presents a study about a the Baars-Franklin architecture, which defines a model of computational consciousness, and use it in a mobile robot navigation task. The insertion of mobile robots in dynamic environments carries a high complexity in navigation tasks, in order to deal with the constant environment changes, it is essential that the robot can adapt to this dynamism. The approach utilized in this work is to make the execution of these tasks closer to how human beings react to the same conditions by means of a model of computational consci-ousness. The LIDA architecture (Learning Intelligent Distribution Agent) is a cognitive system that seeks tomodel some of the human cognitive aspects, from low-level perceptions to decision making, as well as attention mechanism and episodic memory. In the present work, a computa-tional implementation of the LIDA architecture was evaluated by means of a case study, aiming to evaluate the capabilities of a cognitive approach to navigation of a mobile robot in dynamic and unknown environments, using experiments both with virtual environments (simulation) and a real robot in a realistic environment. This study concluded that it is possible to obtain benefits by using conscious cognitive models in mobile robot navigation tasks, presenting the positive and negative aspects of this approach.

Desenvolvimento de protótipo de aplicativo móvel em Android® para o controle e acompanhamento nutricional da saúde óssea em mulheres menopáusicas

Following a drop in estrogen in the period of menopause some women begin to lose bone mass more than 1% per year reaching the end of five years with loss greater than 25%. In this regard, factors such as older age, low calcium intake and premature menopause favor the onset of osteoporosis. Preventive methods such as nutritional counseling to a proper diet and the support of technology through applications that assess dietary intake are essential. Thus, this study aimed to develop an application for Android® platform focused on the evaluation of nutritional and organic conditions involved in bone health and risks for developing osteoporosis in postmenopausal women. To achieve this goal we proceeded to a study of 72 women aged 46-79 years, from the physical exercise for bone health of the Laboratory for Research in Biochemistry and Densitometry the Federal Technological University of Paraná program. Data were collected in the second half of 2014 through tests Bone Densitometry and Body Composition, Blood Tests, Anthropometric data and Nutrition Assessment. The study included women with a current diagnosis of osteopenia or osteoporosis primary, aged more than 45 years postmenopausal. For the assessment of bone mineral density and body composition used the device Absorptiometry Dual Energy X-ray (DXA) brand Hologic Discovery TM Model A. For anthropometric assessment was included to body mass, height, abdominal circumference, Waist circumference and hip circumference. The instrument for assessing food consumption was used Recall 24 hours a day (24HR). The estimated intake of energy and nutrients was carried from the tabulation of the food eaten in the Software Diet Pro 4®. In a sub sample of 30 women with osteopenia / osteoporosis serum calcium and alkaline phosphatase tests were performed. The results demonstrated a group of women (n = 30) average calcium intake of 570mg / day (± 340). The analysis showed a mean serum calcium within the normal range (10,20mg / dl ± 0.32) and average values and slightly increased alkaline phosphatase (105.40 U / L ± 23.70). Furthermore, there was a significant correlation between the consumption of protein and the optimal daily intake of calcium (0.375 p-value 0.05). Based on these findings, we developed an application early stage in Android® platform operating system Google®, being called OsteoNutri. We chose to use Java Eclipse® where it was executed Android® version of the project; choice of application icons and setting the visual editor for building the application layouts. The DroidDraw® was used for development of the three application GUIs. For practical tests we used a cell compatible with the version that was created (4.4 or higher). The prototype was developed in conjunction with the Group and Instrumentation Applications Development (GDAI) of the Federal Technological University of Paraná. So this application can be considered an important tool in dietary control, allowing closer control consumption of calcium and dietary proteins.