FPGA-Based Control Design for Power Electronic Applications

Tehoelektoniikkalaitteella tarkoitetaan ohjaus- ja säätöjärjestelmää, jolla sähköä muokataan saatavilla olevasta muodosta haluttuun uuteen muotoon ja samalla hallitaan sähköisen tehon virtausta lähteestä käyttökohteeseen. Tämä siis eroaa signaalielektroniikasta, jossa sähköllä tyypillisesti siirretään tietoa hyödyntäen eri tiloja. Tehoelektroniikkalaitteita vertailtaessa katsotaan yleensä niiden luotettavuutta, kokoa, tehokkuutta, säätötarkkuutta ja tietysti hintaa. Tyypillisiä tehoelektroniikkalaitteita ovat taajuudenmuuttajat, UPS (Uninterruptible Power Supply) -laitteet, hitsauskoneet, induktiokuumentimet sekä erilaiset teholähteet. Perinteisesti näiden laitteiden ohjaus toteutetaan käyttäen mikroprosessoreja, ASIC- (Application Specific Integrated Circuit) tai IC (Intergrated Circuit) -piirejä sekä analogisia säätimiä. Tässä tutkimuksessa on analysoitu FPGA (Field Programmable Gate Array) -piirien soveltuvuutta tehoelektroniikan ohjaukseen. FPGA-piirien rakenne muodostuu erilaisista loogisista elementeistä ja niiden välisistä yhdysjohdoista.Loogiset elementit ovat porttipiirejä ja kiikkuja. Yhdysjohdot ja loogiset elementit ovat piirissä kiinteitä eikä koostumusta tai lukumäärää voi jälkikäteen muuttaa. Ohjelmoitavuus syntyy elementtien välisistä liitännöistä. Piirissä on lukuisia, jopa miljoonia kytkimiä, joiden asento voidaan asettaa. Siten piirin peruselementeistä voidaan muodostaa lukematon määrä erilaisia toiminnallisia kokonaisuuksia. FPGA-piirejä on pitkään käytetty kommunikointialan tuotteissa ja siksi niiden kehitys on viime vuosina ollut nopeaa. Samalla hinnat ovat pudonneet. Tästä johtuen FPGA-piiristä on tullut kiinnostava vaihtoehto myös tehoelektroniikkalaitteiden ohjaukseen. Väitöstyössä FPGA-piirien käytön soveltuvuutta on tutkittu käyttäen kahta vaativaa ja erilaista käytännön tehoelektroniikkalaitetta: taajuudenmuuttajaa ja hitsauskonetta. Molempiin testikohteisiin rakennettiin alan suomalaisten teollisuusyritysten kanssa soveltuvat prototyypit,joiden ohjauselektroniikka muutettiin FPGA-pohjaiseksi. Lisäksi kehitettiin tätä uutta tekniikkaa hyödyntävät uudentyyppiset ohjausmenetelmät. Prototyyppien toimivuutta verrattiin vastaaviin perinteisillä menetelmillä ohjattuihin kaupallisiin tuotteisiin ja havaittiin FPGA-piirien mahdollistaman rinnakkaisen laskennantuomat edut molempien tehoelektroniikkalaitteiden toimivuudessa. Työssä on myösesitetty uusia menetelmiä ja työkaluja FPGA-pohjaisen säätöjärjestelmän kehitykseen ja testaukseen. Esitetyillä menetelmillä tuotteiden kehitys saadaan mahdollisimman nopeaksi ja tehokkaaksi. Lisäksi työssä on kehitetty FPGA:n sisäinen ohjaus- ja kommunikointiväylärakenne, joka palvelee tehoelektroniikkalaitteiden ohjaussovelluksia. Uusi kommunikointirakenne edistää lisäksi jo tehtyjen osajärjestelmien uudelleen käytettävyyttä tulevissa sovelluksissa ja tuotesukupolvissa.

Embriogênese somática do caquizeiro

O objetivo deste trabalho foi o estabelecimento de um protocolo para a embriogênese somática do caquizeiro. Como explantes, foram utilizados embriões zigóticos em diversos estádios de desenvolvimento, retirados de frutos coletados de plantas adultas a campo, a partir de quatro semanas após o pleno florescimento até 22 semanas. O meio básico para os experimentos foi o MS½NO3. O meio inicial de indução foi suplementado com 20µM de 2,4-D e 2µM de cinetina. Os calos escuros obtidos foram repicados para outro meio de indução, com concentrações 10 ou 20 µM de 2,4-D e 2 µM de cinetina. Os calos com massas pró-embriogênicas obtidos foram transferidos para meio de manutenção e multiplicação com 2 µM de cinetina e 2,4-D nas concentrações 2,5; 5,0 e 10 µM. As massas embriogênicas formadas foram transferidas para meio de maturação suplementado com 0,5 µM de AIB e as concentrações 5; 10 e 20 µM de 2-iP. Os embriões formados foram isolados em dois meios de conversão, sendo o primeiro com 5 µM de 2-iP, 5 µM de AG3 e 0,5 µM de AIB e o segundo com 0,5 µM de AG3 e BAP, nas concentrações 0; 0,25; 0,5 e 1,0 µM. Como resultados, obteve-se o padrão indireto de embriogênese somática a partir de embriões zigóticos maduros, com mais de 22 semanas de formação, quando cultivados em meio de cultura com 10 µM de 2,4-D combinado com 2 µM de cinetina. A manutenção e a multiplicação das culturas embriogênicas foram mais eficientes com 5 µM de 2,4-D, na qual os pró-embriões avançaram para o estádio globular. Na fase de maturação, as concentrações de 2-iP testadas atuaram promovendo os embriões globulares a estádios mais avançados da ontogenia como cordiforme, torpedo e cotiledonar. A suplementação do meio de cultura com 1 µM de BAP e 0,5 µM de AG3 gerou a formação de plantas mais desenvolvidas, com maior número e tamanho de folhas.

Armazenamento de pitangas sob atmosfera modificada e refrigeração: II - qualidade e conservação pós-colheita

Este trabalho teve como objetivo avaliar o efeito de atmosfera modificada (AM) na conservação pós-colheita de pitangas colhidas nos estádios de maturação e início da pigmentação (IP), vermelho-alaranjado (VA) e vermelho predominante (VP) e armazenadas a 10 e a 14 ºC (90 ± 1%UR) e condições ambientes (23± 2 ºC e 85 ± 2%UR). O uso de AM associada à refrigeração resultou em menores perdas de massa, incidência de fungo e enrugamento. A AM também permitiu um aumento de quatro dias na vida útil pós-colheita, mantendo a qualidade acima do limite de aceitação durante oito dias, para pitangas do estádio VA mantidas sob refrigeração. Em conjunto, pitangas colhidas no estádio de maturação vermelho-alaranjado apresentaram melhor potencial de armazenamento, quando mantidas sob atmosfera modificada a 10 ºC.

Análisis comparativo interregional de los incendios forestales en la España peninsular

Para la realización de este estudio se ha dividido la España Peninsular en tres grandes regiones (agrupaciones de provincias): Noroeste (NW), Litoral Mediterráneo (LM) e Interior Peninsular (IP), con objeto de dilucidar si sus regímenes actuales (década 1986-95) de incendios son diferentes. Estas regiones difieren en sus condiciones meteorológicas, densidad demográfica y usos del territorio. Hemos calculado el índice de frecuencia (IF = número de incendios por cada 10000 ha forestales) y el índice de gravedad (IG = superficie quemada ( 100 / superficie forestal). Este último se ha desglosado también para la superficie quemada arbolada y la no arbolada. La región Noroeste es la que presenta más siniestros por hectárea forestal (IF = 27,9). Aunque los índices de frecuencias de las regiones Litoral Mediterráneo (6,1) e Interior (4,1) sean menores, el ratio superficie recorrida por el fuego respecto a la superficie forestal total no es diferente a la afectada en la región Noroeste. Esta región se diferencia de las otras dos por la importante extensión de superficie desarbolada que se quema (IG de superficies desarbolada es 2,0 en NW, frente a 0,4 y 0,8 para IP y LM respectivamente). La caracterización de las regiones en cuanto a factores meteorológicos y sociales puede ayudar a explicar dichas diferencias, muy especialmente el estudio de las causas de incendio.

Induction of somatic embryogenesis in immature seeds of guavatree cv. Paluma

The biotechnological techniques may help solve many problems of guava culture, such as the high perishability of fruits. Somatic embryogenesis can generate highly multiplicative cell cultures and with high regenerative potential, serving as basis for genetic transformation. The aim of this work was to obtain somatic embryogenesis of guava (Psidium guajava L.) cv. Paluma. Immature seeds were used, and they were inoculated in MS environment containing 400 mg L-1 of L-glutamine, 100 mg L-1 myo-inositol, 60 g L-1 sucrose, 100 mg L-1 ascorbic acid and supplemented with different types and concentrations of growth regulators. Embryogenic callus appeared after 37 days of culture in an environment containing 1.0 mg L-1 2.4-D + 2.0 mg L-1 2-ip, in 7% of the explants. After 65 days of culture, the treatment containing 0.5 mg L-1 CPA showed 20% of explants with direct embryos, while the treatment with 1 mg L-1 had 14% of explants with direct embryos and 7% of explants with embryogenic callus. In 66.6% of embryos regenerated with 0.5 mg L¹ CPA there was the formation of secondary embryos. The use of IASP and BAP, aiming embryogenesis proliferation, led to an increase in the cellular proliferation, but calli apparently lost their embryogenic potential.

Variação do teor de nitrogênio em ramos produtivos de caquizeiro

O objetivo deste trabalho foi avaliar a resposta do caquizeiro (Diospyros kaki L.) à adubação nitrogenada. O experimento foi conduzido em um pomar comercial no município de Faxinal, Estado do Paraná, nas coordenadas geográficas S 23º 57' 35'', W51º 13'34'', altitude de 999 metros. A cultivar estudada foi "Giombo". Utilizou-se de 9 tratamentos, sendo uma testemunha sem aplicação de nitrogênio (N), e os demais resultante das épocas de aplicação de N (Maturação fisiológica dos frutos, início de poda, final de florescimento e em 15-12-06), combinadas com duas doses de N (80 e 160 kg/ha). O delineamento experimental foi o de blocos casualizados e 4 repetições. A parcela experimental foi constituída de 3 plantas, sendo a planta central usada para avaliação. A cada quarenta e cinco dias após o início da adubação, foram retirados aleatoriamente de cada tratamento oito ramos produtivos em diferentes pontos da planta. Na folha, os tratamentos IP e MF apresentaram os maiores teores de N na primavera e no verão, e uma diminuição significativa na fase final do ciclo antes da senescência e queda.Na folha e no ramo, todos os tratamentos resultaram em teor de N semelhante no final do ciclo.A época de aplicação, início de poda, foi a época que demonstrou menor variação de N, independentemente da dose.

AraVaDeBo, Festes de Sant Joan

Principalment, aquest aplicació ha estat pensada perquè els seus futurs usuaris puguin tenir un ampli seguiment interactiu de les Festes de Sant Joan de Ciutadella de Menorca, rebre informació de cadascun dels actes que s'hi realitzen, saber en tot moment on es troben els replecs i caragols de caixers senyors i, si ho desitgen, formar part de la comunitat de "santjoaners virtuals" que podran aportar comentaris i contingut multimèdia damunt el mapa del desenvolupament de les festes. Finalment, permetrà mostrar, per als usuaris registrats, el seguiment mitjançant càmeres IP de les recepcions i visites a cases i palaus de la ciutat.

Llave electrónica basada en patrones de movimiento

Sistema embebido capaz de almacenar y posteriormente reconocer patrones de movimiento realizados con él y avisar de la detección de un patrón reconocido a otro sistema mediante una conexión TCP/IP vía Wi-Fi.

Implementation of Signaling Gateway between Telephone Network and the Internet

Tässä diplomityössä perehdytään verkkoelementiltä, joka yhdistää H.323, MEGACO- ja ISUP-protokollia käyttävät tietoliikenneverkot toisiinsa, vaadittaviin ominaisuuksiin ja toiminnallisuuksiin. Tyypillisesti tällaista toiminnallisuutta tarvitaan IP- ja PSTN-verkkojen yhdistämisessä. Tarkastelu aloitetaan kuvaamalla PSTN-verkon signalointi ja rakenne, jatketaan kuvaamalla internet-protokollia käyttävä verkkoympäristö ja lopuksi perehdytään verkkoelementiltä vaadittaviin toiminnallisuuksiin, jotta PSTN ja MEGACO-pohjaiset verkot toimivat yhteen. Työn käytännöllisenä osuutena kuvataan osa viestisekvenssikaavioista, joita verkkoelementti toteuttaa puuttumatta kuitenkaan eri protokollien toimintaan viestien parametrien tasolla.

VoIP -yhdyskäytävä

VoIP –yhdyskäytävä toimii erilaisten verkkojen liityntäpisteissä tarjoten verkoissa olevan puhelinliikenteen integroimisen yhdeksi kokonaisuudeksi. Tällainen toiminnallisuus on tarpeellinen, koska tulevaisuudessa puhelinverkot ja Internet tulevat sulautumaan toisiinsa. Näin verkkojen väliin tarvitaan palveluita, jotka ymmärtävät molempien verkkojen arkkitehtuureja. Tämä diplomityö pitää sisällään sekä tutkinnallisia että toteutuksellisia näkökohtia siihen miten VoIP –yhdyskäytävä voidaan toteuttaa uusimmilla kilpailukykyisillä protokollilla vaativaan ympäristöön. Työssä käsitellään IP –verkkojen puhelinpalveluiden toteuttamiseen soveltuvat protokollat tarvittavalla tasolla ja työssä käsitellään Necsom Media Switch –reitittimen sopivuutta VoIP –yhdyskäytävän alustaksi. Työssä esitellään tutkimustyön tuloksia ja erilaisia skenaarioita miten VoIP –yhdyskäytävä tulisi toteuttaa käyttämällä työssä esiintyviä teknologioita. Lopulta esitellään toteutetun VoIP –yhdyskäytävän rakenne ja toiminnallisuus. VoIP –yhdyskäytävä tarjoaa puhelinpalveluita IP –verkoissa ja samalla mahdollistaa olemassa olevien puhelinverkkojen liikenteen yhdistämisen IP –verkkoihin. Työssä kuvatut tutkimukset ja saavutukset on tehty Necsom Oy:n ja Lappeenrannan teknillisen korkeakoulun yhteistyöhankkeessa. Tuloksia on käytetty hyväksi puntaroidessa VoIP –yhdyskäytävän toiminnallisia vaatimuksia tulevaisuuden vaatimuksien edessä.

OHJAUSPALVELU H.323-SUOSITUKSEEN POHJAUTUVIIN MULTIMEDIANEUVOTTELUPALVELIMIIN

IP-verkko asettaa uusia vaatimuksia palveluntarjoajille multimedianeu-vottelupalvelujen toteuttamisessa. Samalla kuitenkin mahdollistuu myös ominaisuuksia, joita ei ole aikaisemmin voitu toteuttaa. Keskeinen elementti IP-pohjaisille on H.323-suosituk-seen pohjautuva MCU. Tässä työssä esitellään ja vertaillaan multimedianeuvottelupalveluissa ennen ja nykyään käytettyä tekniikkaa. Huomiota kiinnitetään myös neuvottelukulttuuriin ja multimedianeuvotteluissa tarvittaviin rooleihin. Työn käytännön osuudessa toteutettiin prototyyppi neuvottelupalvelusta, joka hyödyntää IP-maailman mahdollistamia uusia ominaisuuksia. Toteutuksen suunnitteluun, määrittelyyn ja dokumentointiin käytettiin UML-kieltä. Ohjelmointikielenä käytettiin Javaa.

Produtividade, incidência de podridão-parda e danos por pragas em pêssego cultivado sob produção integrada

O sistema de produção integrada (IP) é uma tecnologia que permite aumentar a segurança alimentar, diminuir a aplicação de produtos químicos e o impacto ambiental. Este trabalho comparou dois pomares de pêssego da cultivar Chimarrita, um deles sob produção integrada e o outro sob manejo convencional (CP), situados na Lapa, Paraná, Brasil. O manejo do pomar CP foi o usualmente aplicado pelos produtores locais, e o manejo IP foi o recomendado pelas Normas Brasileiras de Produção Integrada de Pêssego. Durante três safras (2002, 2003 e 2004), produtividade, calibre dos frutos, incidência de podridão parda e danos (causados por Grapholita, Anastrepha, lagartas e outras causas) foram quantificados em ambos os sistemas. O número de aplicações de inseticidas e fungicidas no CP foi maior que no IP, tal qual ocorreu com a incidência de podridão-parda. Grapholita molesta, Anastrepha spp. e lagartas foram mantidas sob controle durante as três safras. A produtividade, bem como o tamanho dos frutos, foram maiores no IP, indicando as vantagens desse sistema de produção.

Real-time Quality of Service Controller for Differentiated Services

IP-verkkojen hyvin tunnettu haitta on, että nämä eivät pysty takaamaan tiettyä palvelunlaatua (Quality of Service) lähetetyille paketeille. Seuraavat kaksi tekniikkaa pidetään lupaavimpina palvelunlaadun tarjoamiselle: Differentiated Services (DiffServ) ja palvelunlaatureititys (QoS Routing). DiffServ on varsin uusi IETF:n määrittelemä Internetille tarkoitettu palvelunlaatumekanismi. DiffServ tarjoaa skaalattavaa palvelujen erilaistamista ilman viestintää joka hypyssä ja per-flow –tilan ohjausta. DiffServ on hyvä esimerkki hajautetusta verkkosuunnittelusta. Tämän palvelutasomekanismin tavoite on viestintäjärjestelmien suunnittelun yksinkertaistaminen. Verkkosolmu voidaan rakentaa pienestä hyvin määritellystä rakennuspalikoiden joukosta. Palvelunlaatureititys on reititysmekanismi, jolla liikennereittejä määritellään verkon käytettävissä olevien resurssien pohjalta. Tässä työssä selvitetään uusi palvelunlaatureititystapa, jota kutsutaan yksinkertaiseksi monitiereititykseksi (Simple Multipath Routing). Tämän työn tarkoitus on suunnitella palvelunlaatuohjain DiffServille. Tässä työssä ehdotettu palvelunlaatuohjain on pyrkimys yhdistää DiffServ ja palvelunlaatureititysmekanismeja. Työn kokeellinen osuus keskittyy erityisesti palvelunlaatureititysalgoritmeihin.

IPSec in 3G packet switched domain

Diplomityö käsittelee IPSec-protokollan (IP Security Protocol) implementointia UMTS:n (Universal Mobile Telecommunications System) pakettikytkentäiseen verkkoon. Runkoverkkoa käytetään mobiilikäyttäjän datan siirtämiseen sekä verkkoelementtien väliseen ohjausinformaation välitykseen. Koska UMTS:n runkoverkot ovat IP-pakettikytkentäisiä verkkoja, IPSec-protokollaa voidaan käyttää lähetettyjen IP-datasähkeiden suojaamiseen. IPSec- ja IKE-protokollien (Internet Key Exchange) käyttö on koettu monimutkaiseksi kiinteissä verkoissa. Tämän saman ongelman edessä tulevat olemaan myös operaattorit, kun he alkavat rakentaa UMTS-verkkojaan. On kuitenkin muistettava se, että tulevaisuudessa lähes kaikki data mukaanlukien ääni ja video on tarkoitus siirtää IP-protokollan avulla. IP-teknologiaan perustuva tiedonsiirron kasvu lisää IPSec-protokollan merkitystä ei ainoastaan runkoverkossa mutta myös radioliityntäverkoissa sekä SS7-merkinantoverkoissa (Signaling System No. 7). Diplomityö on tehty osaksi diplomi-insinöörin tutkintoa Lappeenrannan teknillisessä yliopistossa. Työ on tehty Nokia Networksin palveluksessa Helsingissä, vuosien 2002 ja 2003 välisenä aikana.

Sulautetun järjestelmän Web-käyttö

Diplomityössä on tutkittu sulautetun järjestelmän liittämistä Ethernet-verkkoon sekä TCP/IP-protokollapinoon kuuluvien tavallisimpien protokollien toimintaa. Työn tuloksien perusteella on suunniteltu harjoitustyö, jota voidaan käyttää sähkötekniikan osaston opetuksessa. Työssä hankittiin Atmelin sulautettu Web-serverikortti (EWS) ja STK500-kortti serverin ohjelmointiin. Serverin mukana tuli Internet-yhteyden mahdollistava TCP/IP-pinon lähdekoodi. Työssä selvitettiin TCP/IP:hen kuuluvien protokollien toimintaa teoriassa ja käytännön toteutusta EWS:n avulla. Lähdekoodiin lisättiin ominaisuudet, joiden avulla laite hakee kellonaikatiedot aikapalvelimelta time-protokollaa käyttäen ja lähettää sähköpostia määriteltyyn osoitteeseen sähköpostipalvelimen kautta. Laitetta käytettiin sekä palvelimena että asiakkaana. Työssä perehdyttiin sulautettujen järjestelmien yleisiin ominaisuuksiin ja erilaisiin verkonhallinnan apuohjelmiin. Työssä tutkittiin palvelin- ja asiakaskoneen välillä Ethernetissä kulkevaa verkkoliikennettä. Työssä minimoitiin protokollatiedostojen viemä tila prosessorin muistista ja tutkittiin Internet-yhteyden kuluttamien kellojaksojen määrää. Työssä selvitettiin tietoturva-kysymysten merkitystä ja toteutusta sulautetuissa järjestelmissä.