Realizzazione di una piattaforma di test per ruota di momento su architettura NI cRIO

L'elaborato descrive la realizzazione di una piattaforma e software relativo, per testare i componenti di una ruota di momento.

A LabVIEW Platform for Preclinical Imaging Using Digital Subtraction Angiography and Micro-CT.

CT and digital subtraction angiography (DSA) are ubiquitous in the clinic. Their preclinical equivalents are valuable imaging methods for studying disease models and treatment. We have developed a dual source/detector X-ray imaging system that we have used for both micro-CT and DSA studies in rodents. The control of such a complex imaging system requires substantial software development for which we use the graphical language LabVIEW (National Instruments, Austin, TX, USA). This paper focuses on a LabVIEW platform that we have developed to enable anatomical and functional imaging with micro-CT and DSA. Our LabVIEW applications integrate and control all the elements of our system including a dual source/detector X-ray system, a mechanical ventilator, a physiological monitor, and a power microinjector for the vascular delivery of X-ray contrast agents. Various applications allow cardiac- and respiratory-gated acquisitions for both DSA and micro-CT studies. Our results illustrate the application of DSA for cardiopulmonary studies and vascular imaging of the liver and coronary arteries. We also show how DSA can be used for functional imaging of the kidney. Finally, the power of 4D micro-CT imaging using both prospective and retrospective gating is shown for cardiac imaging.

Obtenção de parâmetros físicos e térmicos para simulação e projeto de bioreatores de fermentação em estado sólido em leito fixo

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Sistema de instrumentação de baixo custo compatível com o LabVIEW

A procura de soluções de baixo custo é hoje em dia, uma exigência quando se fala em aquisição de equipamentos para empresas e instituições. Essa procura torna-se ainda mais premente quando as soluções disponíveis comercialmente são demasiado caras e não traduzem por completo os objectivos para as quais se destinam. Com o trabalho desenvolvido nesta tese de Mestrado pretendeu-se criar uma versão low cost de um sistema de medição de deformações em estruturas, para ser utilizado pelo laboratório de Engenharia Civil da Universidade da Madeira. Fazendo uso da filosofia low cost utilizada para o desenvolvimento do sistema de medição, utilizou-se um Arduíno Duemilanove como plataforma de interface com o LabVIEW, em detrimento das dispendiosas placas de aquisição de dados. De forma a tornar o sistema de medição funcionalmente mais completo, e aproveitando-se a interface criada, bem como os deflectómetros digitais pertencentes à instituição, criou-se um sistema de medição personalizado que consegue medir simultaneamente os dados de três extensómetros e os valores medidos por dois deflectómetros. Foram efectuados diversos testes no equipamento desenvolvido, permitindo não só a calibração do mesmo, mas também um estudo das suas capacidades e limitações. Por fim, e de forma a demonstrar a versatilidade da interface criada, procedeu-se a um teste final onde foi possível verificar-se que era possível obter-se uma taxa de amostragem de cerca de 408,3Hz, caso o sistema fosse utilizado para a aquisição de um só valor de tensão analógico.

Design of a labVIEW system applied to predictive maintenance

The implementation of vibration analysis techniques based on virtual instrumentation has spread increasingly in the academic and industrial branch, since the use of any software for this type of analysis brings good results at low cost. Among the existing software for programming and creation of virtual instruments, the LabVIEW was chosen for this project. This software has good interface with the method of graphical programming. In this project, it was developed a system of rotating machine condition monitoring. This monitoring system is applied in a test stand, simulating large scale applications, such as in hydroelectric, nuclear and oil exploration companies. It was initially used a test stand, where an instrumentation for data acquisition was inserted, composed of accelerometers and inductive proximity sensors. The data collection system was structured on the basis of an NI 6008 A/D converter of National Instruments. An electronic circuit command was developed through the A/D converter for a remote firing of the test stand. The equipment monitoring is performed through the data collected from the sensors. The vibration signals collected by accelerometers are processed in the time domain and frequency. Also, proximity probes were used for the axis orbit evaluation and an inductive sensor for the rotation and trigger measurement. © (2013) Trans Tech Publications, Switzerland.

Progetto e sviluppo di un banco prova per articolazioni protesiche attive ad un grado di libertà basato su programmable automation controller e motion capture

L'elaborato descrive il lavoro svolto in cinque mesi presso il Centro Protesi INAIL di Budrio (BO), che ha portato allo sviluppo di un banco prova per testare articolazioni elettromeccaniche. I dispositivi target, in particolare, sono stati due gomiti mioelettrici: il primo di produzione interna INAIL e il secondo prodotto da Selex ES in collaborazione con il Centro Protesi stesso. Per il controllo del movimento e l'acquisizione dei segnali elettrici si è scelto il PAC CompactRIO (National Instruments), mentre per le acquisizioni cinematiche di angolo e velocità angolare si è sfruttata la stereofotogrammetria.

Stability Of Large Damped Flexible Spacecraft With Stored Angular Momentum

Vibrational stability of large flexible structurally damped spacecraft carrying internal angular momentum and undergoing large rigid body rotations is analysed modeling the systems as elastic continua. Initially, analytical solutions to the motion of rigid gyrostats under torque-free conditions are developed. The solutions to the gyrostats modeled as axisymmetric and triaxial spacecraft carrying three and two constant speed momentum wheels, respectively, with spin axes aligned with body principal axes are shown to be complicated. These represent extensions of solutions for simpler cases existing in the literature. Using these solutions and modal analysis, the vibrational equations are reduced to linear ordinary differential equations. Equations with periodically varying coefficients are analysed applying Floquet theory. Study of a few typical beam- and plate-like spacecraft configurations indicate that the introduction of a single reaction wheel into an axisymmetric satellite does not alter the stability criterion. However, introduction of constant speed rotors deteriorates vibrational stability. Effects of structural damping and vehicle inertia ratio are also studied.

Adaptive Filtering Technique and DSP Based Implementation for High-Speed Distance Protection

The paper presents an adaptive Fourier filtering technique and a relaying scheme based on a combination of a digital band-pass filter along with a three-sample algorithm, for applications in high-speed numerical distance protection. To enhance the performance of above-mentioned technique, a high-speed fault detector has been used. MATLAB based simulation studies show that the adaptive Fourier filtering technique provides fast tripping for near faults and security for farther faults. The digital relaying scheme based on a combination of digital band-pass filter along with three-sample data window algorithm also provides accurate and high-speed detection of faults. The paper also proposes a high performance 16-bit fixed point DSP (Texas Instruments TMS320LF2407A) processor based hardware scheme suitable for implementation of the above techniques. To evaluate the performance of the proposed relaying scheme under steady state and transient conditions, PC based menu driven relay test procedures are developed using National Instruments LabVIEW software. The test signals are generated in real time using LabVIEW compatible analog output modules. The results obtained from the simulation studies as well as hardware implementations are also presented.

Aquisição por Visão Artificial e Medição Automática de Micro Dureza Vickers

O ensaio de dureza, e mais concretamente o ensaio de micro dureza Vickers, é no universo dos ensaios mecânicos um dos mais utilizados quer seja na indústria, no ensino ou na investigação e desenvolvimento de produto no âmbito das ciências dos materiais. Na grande maioria dos casos, a utilização deste ensaio tem como principal aplicação a caracterização ou controlo da qualidade de fabrico de materiais metálicos. Sendo um ensaio de relativa simplicidade de execução, rapidez e com resultados comparáveis e relacionáveis a outras grandezas físicas das propriedades dos materiais. Contudo, e tratando-se de um método de ensaio cuja intervenção humana é importante, na medição da indentação gerada por penetração mecânica através de um sistema ótico, não deixa de exibir algumas debilidades que daí advêm, como sendo o treino dos técnicos e respetivas acuidades visuais, fenómenos de fadiga visual que afetam os resultados ao longo de um turno de trabalho; ora estes fenómenos afetam a repetibilidade e reprodutibilidade dos resultados obtidos no ensaio. O CINFU possui um micro durómetro Vickers, cuja realização dos ensaios depende de um técnico treinado para a execução do mesmo, apresentando todas as debilidades já mencionadas e que o tornou elegível para o estudo e aplicação de uma solução alternativa. Assim, esta dissertação apresenta o desenvolvimento de uma solução alternativa ao método ótico convencional na medição de micro dureza Vickers. Utilizando programação em LabVIEW da National Instruments, juntamente com as ferramentas de visão computacional (NI Vision), o programa começa por solicitar ao técnico a seleção da câmara para aquisição da imagem digital acoplada ao micro durómetro, seleção do método de ensaio (Força de ensaio); posteriormente o programa efetua o tratamento da imagem (aplicação de filtros para eliminação do ruído de fundo da imagem original), segue-se, por indicação do operador, a zona de interesse (ROI) e por sua vez são identificadas automaticamente os vértices da calote e respetivas distâncias das diagonais geradas concluindo, após aceitação das mesmas, com o respetivo cálculo de micro dureza resultante. Para validação dos resultados foram utilizados blocos-padrão de dureza certificada (CRM), cujos resultados foram satisfatórios, tendo-se obtido um elevado nível de exatidão nas medições efetuadas. Por fim, desenvolveu-se uma folha de cálculo em Excel com a determinação da incerteza associada às medições de micro dureza Vickers. Foram então comparados os resultados nas duas metodologias possíveis, pelo método ótico convencional e pela utilização das ferramentas de visão computacional, tendo-se obtido bons resultados com a solução proposta.

Automatização de sistema de medição múltiplo de ensaio de manómetros analógicos

A dissertação em apreço resultou da necessidade em otimizar os recursos técnicos, mas sobretudo humanos, afetos às verificações de instrumentos de medição, no âmbito do Controlo Metrológico Legal. Estas verificações, realizadas nos termos do cumprimento das competências outrora atribuídas à Direção de Serviços da Qualidade da então Direção Regional da Economia do Norte, eram operacionalizadas pela Divisão da Qualidade e Licenciamento, na altura dirigida pelo subscritor da presente tese, nomeadamente no que respeita aos ensaios efetuados, em laboratório, a manómetros analógicos. O objetivo principal do trabalho foi alcançado mediante o desenvolvimento de um automatismo, materializado pela construção de um protótipo, cuja aplicação ao comparador de pressão múltiplo, dantes em utilização, permitiria realizar a leitura da indicação de cada manómetro analógico através de técnicas de processamento de imagem, função esta tradicionalmente efetuada manualmente por um operador especializado. As metodologias de comando, controlo e medição desse automatismo foram realizadas através de um algoritmo implementado no software LabVIEW® da National Intruments, particularmente no que respeita ao referido processamento das imagens adquiridas por uma câmara de vídeo USB. A interface com o hardware foi concretizada recorrendo a um módulo de Aquisição de Dados Multifuncional (DAQ) USB-6212, do mesmo fabricante. Para o posicionamento horizontal e vertical da câmara de vídeo USB, recorreu-se a guias lineares acionadas por motores de passo, sendo que estes dispositivos foram igualmente empregues no acionamento do comparador de pressão. Por último, procedeu-se à aquisição digital da leitura do padrão, recorrendo à respetiva virtualização, bem como a uma aplicação desenvolvida neste projeto, designada appMAN, destinada à gestão global do referido automatismo, nomeadamente no que se refere ao cálculo do resultado da medição, erro e incerteza associada, e emissão dos respetivos documentos comprovativos.

Desenvolvimento de um software de comunicação sem fio aplicado à instrumentação de unidade de elevação de petróleo tipo Plunger Lift

This dissertation aims to develop a software applied to a communication system for a wireless sensor network (WSN) for tracking analog and digital variables and control valve of the gas flow in artificial oil s elevation units, Plunger Lift type. The reason for this implementation is due to the fact that, in the studied plant configuration, the sensors communicate with the PLC (Programmable and Logic Controller) by the cables and pipelines, making any changes in that system, such as changing the layout of it, as well as inconveniences that arise from the nature of the site, such as the vicinity s animals presence that tend to destroy the cables for interconnection of sensors to the PLC. For software development, was used communication polling method via SMAC protocol (Simple Medium Access ControlIEEE 802.15.4 standard) in the CodeWarrior environment to which generated a firmware, loaded into the WSN s transceivers, present in the kit MC13193-EVK, (all items described above are owners of Freescale Semiconductors Inc.). The network monitoring and parameterization used in its application, was developed in LabVIEW software from National Instruments. The results were obtained through the observation of the network s behavior of sensors proposal, focusing on aspects such as: indoor and outdoor quantity of packages received and lost, general aspects of reliability in data transmission, coexistence with other types of wireless networks and power consumption under different operating conditions. The results were considered satisfactory, which showed the software efficiency in this communication system

Laboratório remoto de qualidade da energia elétrica

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Projeto e concepção de um quadcopter utilizando o controle PID

The present work refers to the design, conception and development of a quadcopter based on PID controllers, a widespread microcontroller on the market was being implemented, the Arduino. Also made use of LabVIEW programming tool from National Instruments company for the quadcopter control and telemetry. For the control, LabVIEW software acquired the joystick commands, making the necessary adjustments to the perfect interpretation by microcontroller on the quadcopter and adjusts the parameters of PID controllers. For telemetry, data relating to quadcopter behavior are received, interpreted and presented in an intuitive user interface. In the first part of this graduate work presents the theoretical background on the subject, with a brief history about the quadcopters, followed by the main projects in the academic and commercial matters. Also are presented the theories of communications used in the design and PID control. Then an overview of the dynamic and mathematical model is demonstrated. Having done this, the physical and computer components required to complete the project are showed and the results are achieved consequently. Finally, a conclusion is made taking into account the results obtained. In this work will be presented the PID control of quadcopter translational movements only to roll and pitch movements