Monitoramento por microcontrolador do cultivo de spirulina em fotobiorreator raceway

A oportunidade de produção de biomassa microalgal tem despertado interesse pelos diversos destinos que a mesma pode ter, seja na produção de bioenergia, como fonte de alimento ou servindo como produto da biofixação de dióxido de carbono. Em geral, a produção em larga escala de cianobactérias e microalgas é feita com acompanhamento através de análises físicoquímicas offline. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi monitorar a concentração celular em fotobiorreator raceway para produção de biomassa microalgal usando técnicas de aquisição digital de dados e controle de processos, pela aquisição de dados inline de iluminância, concentração de biomassa, temperatura e pH. Para tal fim foi necessário construir sensor baseado em software capaz de determinar a concentração de biomassa microalgal a partir de medidas ópticas de intensidade de radiação monocromática espalhada e desenvolver modelo matemático para a produção da biomassa microalgal no microcontrolador, utilizando algoritmo de computação natural no ajuste do modelo. Foi projetado, construído e testado durante cultivos de Spirulina sp. LEB 18, em escala piloto outdoor, um sistema autônomo de registro de informações advindas do cultivo. Foi testado um sensor de concentração de biomassa baseado na medição da radiação passante. Em uma segunda etapa foi concebido, construído e testado um sensor óptico de concentração de biomassa de Spirulina sp. LEB 18 baseado na medição da intensidade da radiação que sofre espalhamento pela suspensão da cianobactéria, em experimento no laboratório, sob condições controladas de luminosidade, temperatura e fluxo de suspensão de biomassa. A partir das medidas de espalhamento da radiação luminosa, foi construído um sistema de inferência neurofuzzy, que serve como um sensor por software da concentração de biomassa em cultivo. Por fim, a partir das concentrações de biomassa de cultivo, ao longo do tempo, foi prospectado o uso da plataforma Arduino na modelagem empírica da cinética de crescimento, usando a Equação de Verhulst. As medidas realizadas no sensor óptico baseado na medida da intensidade da radiação monocromática passante através da suspensão, usado em condições outdoor, apresentaram baixa correlação entre a concentração de biomassa e a radiação, mesmo para concentrações abaixo de 0,6 g/L. Quando da investigação do espalhamento óptico pela suspensão do cultivo, para os ângulos de 45º e 90º a radiação monocromática em 530 nm apresentou um comportamento linear crescente com a concentração, apresentando coeficiente de determinação, nos dois casos, 0,95. Foi possível construir um sensor de concentração de biomassa baseado em software, usando as informações combinadas de intensidade de radiação espalhada nos ângulos de 45º e 135º com coeficiente de determinação de 0,99. É factível realizar simultaneamente a determinação inline de variáveis do processo de cultivo de Spirulina e a modelagem cinética empírica do crescimento do micro-organismo através da equação de Verhulst, em microcontrolador Arduino.

Minimalist Hardware Architectures for Agent Tracking and Guidance

The philosophy of minimalism in robotics promotes gaining an understanding of sensing and computational requirements for solving a task. This minimalist approach lies in contrast to the common practice of first taking an existing sensory motor system, and only afterwards determining how to apply the robotic system to the task. While it may seem convenient to simply apply existing hardware systems to the task at hand, this design philosophy often proves to be wasteful in terms of energy consumption and cost, along with unnecessary complexity and decreased reliability. While impressive in terms of their versatility, complex robots such as the PR2 (which cost hundreds of thousands of dollars) are impractical for many common applications. Instead, if a specific task is required, sensing and computational requirements can be determined specific to that task, and a clever hardware implementation can be built to accomplish the task. Since this minimalist hardware would be designed around accomplishing the specified task, significant reductions in hardware complexity can be obtained. This can lead to huge advantages in battery life, cost, and reliability. Even if cost is of no concern, battery life is often a limiting factor in many applications. Thus, a minimalist hardware system is critical in achieving the system requirements. In this thesis, we will discuss an implementation of a counting, tracking, and actuation system as it relates to ergodic bodies to illustrate a minimalist design methodology.

Sistema de identificación de huella dactilares para el acceso a lugares restringidos y control de asistencia con protocolo de comunicación IEEE 802.11

El presente trabajo de graduación consta de la implementación de un sistema de identificación de huellas dactilares para el acceso a lugares restringidos con protocolo de comunicación IEEE 802.11, el cual consta de una Raspberry P: 2.0, un Arduino Nano, una USB Wifi, una pantalla táctil 3.5” y un sensor biométrico GT511C3. El sistema muestra en un navegador web como página inicial la introducción de un usuario y contraseña, la cual da paso a la interfaz principal donde se registra y valida huellas y además consultar la base de datos de las huellas existentes en el sistema, las cuales son asociadas a un nombre de usuario

Comunicación multimaestro a través de par trenzados RS-485 (HALF-DUPLEX)

En este proyecto se ha desarrollado un protocolo para establecer una comunicación multimaestro entre distintos dispositivos sobre una red de cable de par trenzado rs-485 de tipo half-duplex. Se explican los modos de envío half-duplex y full-duplex y los modelos de comunicación multimaestro y maestro-esclavo para establecer diferencias y se justifica la implementación de este protocolo. Se ha realizado un estudio y análisis del protocolo a implementar y se describen las decisiones de diseño empleadas para resolver los distintos problemas encontrados a la hora de analizar la capacidad de la red. Luego se ofrece una implementación del protocolo en lenguaje C/C++ para la plataforma Arduino y se explican los distintos casos de uso que se pueden dar por dispositivo. En este documento se describe de forma completa y punto por punto el trabajo realizado a lo largo de varios capítulos en forma de texto e imágenes o representaciones que dan al lector distintas vías para entender lo que aquí se explica.

Automatização de um dinamômetro hidráulico para ensaios de motores de combustão interna

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2015.

Desarrollo de un dispositivo confiable y de bajo costo para adquirir señales electro cardíacas, con capacidad de almacenamiento de datos y generación de registros

Generalidades anatómicas del musculo cardíaco -- Miocardio ventricular -- Génesis de la actividad -- eléctrica del corazón -- Señal eléctrica del corazón -- Representación vectorial -- El electrocardiograma --Intervalos y segmentos del electrocardiograma --Formas estándares de medición en el electrocardiograma -- Derivaciones bipolares -- Derivaciones monopolares --Posicionamiento adecuado de los electrodos-- Etapa de amplificación, filtrado y adaptación --Circuito de adecuación de la señal – Microcomputadora --Touchscreen display -- Shiel SD -- RTC (Real Time Clock) -- Thermal printer arduino -- Análisis de redes e interpretación del circuito de prueba -- Descripción, condiciones y resultados de la experimentación -- Desarrollo del dispositivo -- Interfaz de usuario -- Sistema de digitalización -- Sistema de Almacenamiento

Moedor de Pixels : interfaces, interações e audiovisual

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Artes, Programa de Pós-Graduação em Arte, 2016.

Red de sensores inalámbricos para el monitoreo de la presión del aire en las llantas y el flujo de líquido de frenos

32 p.

Diseño de un prototipo para la limpieza de láminas metálicas en jaulas avícolas

49 p.

Desenvolvimento de uma rede de sensores sem fios para monitorização de peixes

Dissertação de Mestrado, Engenharia Electrónica e Telecomunicações, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade do Algarve, 2014

Implementation of an intelligent sensor for measurement and prediction of solar radiation and atmospheric temperature

Dissertação de mestrado, Engenharia Electrónica e Telecomunicações, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade do Algarve, 2011

Projeto e Construção de um Veleiro Autónomo, utilizando materiais compósitos, Impressão a 3D e Aprendizagem Máquina

Este trabalho consistiu no projeto e construção de um veleiro autónomo de pequena escala. No início do trabalho, é feito um estudo acerca dos diferentes tipos de veículos autónomos, dando mais enfase aos veleiros. Em seguida, é iniciado o projeto do casco do veleiro, aplicando conceitos básicos de Arquitetura Naval. A forma do casco é desenhada com recurso ao programa DELFT Ship Free, onde são realizados estudos hidrodinâmicos do mesmo. Posteriormente é retratado a construção do casco projetado, com recurso a materiais compósitos e impressão 3D de componentes do veleiro. São ainda descritos os sensores, controladores, atuadores e programação desenvolvida para o veleiro. É também realizado um estudo sumário da estimativa de consumos e autonomia do sistema. No final, encontram-se os resultados obtidos das provas de mar efetuadas ao veleiro.

Diseño y uso de una paleta háptica para prácticas de teleoperación con simulink

En este artículo se presenta el uso de dispositivos de realimentación de fuerzas de un grado de libertad como herramienta para el desarrollo de aplicaciones docentes en asignaturas de teleoperación y telerrobótica, con el objetivo de disponer de una interfaz física que pueda ser utilizada como equipo de prácticas. Estos dispositivos, conocidos como haptic paddle, ya han sido probados satisfactoriamente para aplicaciones educativas de modelado y simulación de sistemas, ntroducción a los haptics e ingeniería de control en diversas Universidades. Para el desarrollo de los experimentos que se muestran en este artículo se han utilizado dos dispositivos haptic paddle con un controlador basado en Arduino y fabricados mediante tecnologías aditivas de impresión 3D. Gracias a los sensores de fuerza y posición incorporados se pueden implementar esquemas bilaterales de teleoperación de posicón-posición y fuerza-posición.

REAL TIME FUZZY CONTROLLER FOR QUADROTOR STABILITY CONTROL

In this report, we develop an intelligent adaptive neuro-fuzzy controller by using adaptive neuro fuzzy inference system (ANFIS) techniques. We begin by starting with a standard proportional-derivative (PD) controller and use the PD controller data to train the ANFIS system to develop a fuzzy controller. We then propose and validate a method to implement this control strategy on commercial off-the-shelf (COTS) hardware. An analysis is made into the choice of filters for attitude estimation. These choices are limited by the complexity of the filter and the computing ability and memory constraints of the micro-controller. Simplified Kalman filters are found to be good at estimation of attitude given the above constraints. Using model based design techniques, the models are implemented on an embedded system. This enables the deployment of fuzzy controllers on enthusiast-grade controllers. We evaluate the feasibility of the proposed control strategy in a model-in-the-loop simulation. We then propose a rapid prototyping strategy, allowing us to deploy these control algorithms on a system consisting of a combination of an ARM-based microcontroller and two Arduino-based controllers. We then use a combination of the code generation capabilities within MATLAB/Simulink in combination with multiple open-source projects in order to deploy code to an ARM CortexM4 based controller board. We also evaluate this strategy on an ARM-A8 based board, and a much less powerful Arduino based flight controller. We conclude by proving the feasibility of fuzzy controllers on Commercial-off the shelf (COTS) hardware, we also point out the limitations in the current hardware and make suggestions for hardware that we think would be better suited for memory heavy controllers.

Un sistema di domotica per il controllo energetico domestico con tecnologie open-source.

Data la sempre maggiore richiesta di fabbisogno energetico, si è sviluppata una nuova filosofia nella gestione dei consumi energetici, il DSM (demand side management), che ha lo scopo di incoraggiare il consumatore ad usare energia in modo più intelligente e coscienzioso. Questo obiettivo, unito all’accumulo di energia da fonti rinnovabili, permetterà un abbassamento dell’utilizzo dell’energia elettrica proveniente dal consumo di fonti non rinnovabili e altamente inquinanti come quelle a combustibili fossili ed una diminuzione sia del consumo energetico, sia del costo per produrre energia che dell’energia stessa. L’home automation e la domotica in ambiente domestico rappresentano un esempio di DSM. L’obiettivo di questa tesi è quello di creare un sistema di home automation utilizzando tecnologie opensource. Sono stati utilizzati device come board Arduino UNO, Raspberry Pi ed un PC con sistema operativo GNU/Linux per creare una simulazione di un sistema di home automation abbinato alla gestione di celle fotovoltaiche ed energy storaging. Il sistema permette di poter spegnere un carico energetico in base a delle particolari circostanze come, per esempio, il superamento di una certa soglia di consumo di energia elettrica. Il software utilizzato è opensource e mira a poter ottimizzare il consumo energetico secondo le proprie finalità. Il tutto a dimostrare che si può creare un sistema di home automation da abbinare con il presente e futuro delle fonti rinnovabili utilizzando tecnologie libere in modo tale da preservare privacy e security oltre che customizzazione e possibilità di adattamento a diverse circostanze. Nella progettazione del sistema è stato implementato un algoritmo per gestire varie situazioni all’interno di un ambiente domestico. La realizzazione di tale algoritmo ha prodotto ottimi risultati nella raggiungimento degli obiettivi prefissati. Il progetto di questa tesi può essere ulteriormente ampliato ed il codice è reperibile in un repository pubblico.