O aprendizado da engenharia de controle faz emergir um problema pedagógico pois, mais que qualquer outra disciplina, apresenta duas linhas de pensamento, sendo uma de embasamento físico: deve-se sempre controlar algo; e a outra de embasamento matemático:
estabilidade e realimentação são conceitos fundamentalmente abstratos. O presente trabalho relata uma tentativa de solução para esse clássico problema. Progressivamente, os estudantes têm que enfrentar alguns problemas cujas soluções interagem com os conceitos subjacentes à
educação em controle. Iniciando com um controle manual remoto, e enfrentando as dificuldades que daí emergem, os estudantes progridem
em direção às técnicas de modelagem, controle automático com PID, técnicas de compensação dinâmica e controle digital. Estes procedimentos progressivos sempre incorporam discussões e ações práticas sobre os conceitos básicos e suas aplicações colocando os estudantes,
tanto a partir de um enfoque prático como teórico, com os maiores desafios da educação em controle.
O presente trabalho trata de um tema recorrente, de forma crescente, nos últimos anos: a educação em controle. É ponto
consensual que a educação em controle deva fomentar as bases para um aprendizado contínuo que habilite o engenheiro de controle a
lidar com os complexos, crescentes e emergentes problemas da área. Dessa forma, ela deve permitir, estabelecer e manter elevados
padrões de excelência que possibilitem o aprendizado adequado de suas bases e conceitos fundamentais. Este trabalho traz os
resultados obtidos em 15 anos de atividades de um grupo tutorial existente no curso de Engenharia Elétrica da Universidade Federal
de Juiz de Fora – UFJF, na tentativa de superação, ou minimização, de condições adversas para uma adequada formação em controle,
decorrentes de orientações adotadas pelo curso para outras ênfases da engenharia elétrica. A proposta deste trabalho é efetuar uma
análise dos princípios e diretrizes adotadas, bem como dos resultados obtidos, nestes 15 anos de existência do Programa de Educação
Tutorial – PET Engenharia Elétrica enquanto espaço privilegiado para formação de profissionais de excelência, e as formas de
inserção, neste trabalho, de uma educação estruturada em controle e automação.
Este trabalho tem como proposta a criação de um ambiente de simulação que tem como base a técnica de simulação
conhecida como Hardware-in-the-loop (HIL). O sistema é composto de um ambiente computacional desenvolvido em linguagem
JAVA® através do compilador Eclipse, um software livre (FOSS), sendo livre de restrição de uso e royalties por produtos dele
derivados. Uma placa de comunicação, na qual o principal componente é um PIC 16F877A, foi desenvolvida e construída no intuito de efetuar a interação entre o PID, modelo COM 45 do fabricante Contemp®, e entre o ambiente tridimensional onde o sistema é simulado e analisado pelo usuário. O sistema a ser simulado é uma planta de controle real existente no Laboratório de
Controle da Faculdade de Engenharia da UFJF. Este HIL desenvolvido totalmente em FOSS possibilita o treinamento e educação
em controle de estudantes e operadores, pois reproduz as não linearidades e complexidades da planta real.
O presente trabalho tem como objetivo mostrar o desenvolvimento de um módulo laboratorial para educação em controle de processos, em tempo real, baseado no núcleo Linus/RTAI, um sistema FOSS. O módulo laboratorial consiste de um sistema de tanques duplos, que possibilidade o controle de seu nível e temperatura, sendo que nesta etapa inicial foi implementado
o controle de nível. Para realizar a interface do ambiente computacional com o módulo físico foi desenvolvido um sistema de
aquisição e transmissão de dados, baseado no microcontrolador PIC 16F877A. Os resultados obtidos mostraram a factibilidade
de se utilizar o Linux/RTAI como um núcleo de tempo real efetivo, de livre distribuição e utilização, na confecção de módulos
didáticos de baixo custo para a educação em controle de processos, bem como encorajam desenvolvimentos posteriores no módulo e outros desenvolvimentos experimentais.
A formação em engenharia vem sofrendo mudanças, principalmente em relação a
aplicação de metodologias de ensino e aprendizagem, conforme as novas Diretrizes Curriculares
Nacionais (DCN). Nesse contexto, o PET Elétrica – UFJF desenvolve um projeto sobre a
construção de um drone utilizando o Aprendizado Baseado em Projetos (PjBL). Esse artigo
trata da aplicação dessa metodologia e seus impactos no desenvolvimento desse projeto.
O ambiente consiste de aplicativo desenvolvido para analisar e visualizar processos
térmicos de aquecimento e resfriamento de sólidos, constituindo ferramenta computacional
de grande utilidade didática para suporte a disciplinas que envolvam aspectos relacionados
à transferência de calor. Possui ferramentas integradas para visualização de processos
estacionários e transientes de distribuição de temperatura. O ambiente dispõe ainda de
biblioteca com distintos tipos de materiais, com as respectivas propriedades físicas, que pode
ser utilizada para consulta rápida ou para estudos diferenciados dos fenômenos térmicos em
cada tipo de material. Apresentando interface amigável e com navegação fácil, o ambiente
constitui importante e útil ferramenta de suporte didático, podendo ser utilizado por
professores, alunos e operadores industriais, facilitando o aprendizado dos fenômenos de
transporte de energia.
PIDcad é um ambiente gráfico que permite efetuar a sintonia e analisar a dinâmica
de malhas de controle utilizando concepções distintas de soluções PID, aplicadas a plantas
de qualquer ordem. O ambiente é totalmente integrado, possibilitando rápida sintonia dos
parâmetros de controladores PID e avaliação simultânea da solução empregada pela
utilização de ferramentas que possibilitam análise no domínio do tempo, no domínio da
freqüência pelos diagramas de Bode ou Nyquist ou pela posição dos pólos. As topologias de
controle disponibilizadas no ambiente são as seguintes: a estrutura PID convencional, com
ou sem inserção dos módulos Derivativo e Proporcional na linha direta, sistema com dois
controladores PID em concepção de alimentação em avanço (“feed forward”). A escolha dos
modelos é totalmente facilitada por interface gráfica, que disponibiliza para o usuário as
concepções a serem utilizadas. O ambiente se revela, com estas funcionalidades, poderosa
ferramenta computacional de suporte ao estudo, sintonia e análise de estruturas PID
aplicadas ao controle de processos industriais, tanto no que se refere ao projeto do
controlador como na análise de dinâmicas transitórias de processos, em baixas e altas
freqüências.
O trabalho trata do desenvolvimento de um ambiente gráfico para o projeto de
compensadores para controle e automação de processos industriais. Um compensador altera
a dinâmica do sistema, na direção desejada, de acordo com as especificações dadas,
permitindo que se atinja uma situação proposta.Embora a metodologia tradicional para o
ajuste da dinâmica de sistemas seja através de procedimentos heurísticos, o projeto de
compensadores permite o correto enfoque para que se chegue à dinâmica pretendida. O
ambiente proposto permite, através de uma interface amigável ao usuário, um procedimento
passo-a-passo para que se tenha uma correta compensação através da utilização de circuitos
eletrônicos, com seus parâmetros físicos e matemáticos. O trabalho é dirigido a estudantes de
Controle e Automação onde o mesmo pode ser utilizado como ferramenta didática.
O trabalho tem como objeto circuitos não lineares, mais especificamente os
multiplicadores de tensao, importantes componentes dos circuitos eletrônicos com tensões
continuas elevada. A relevância deste trabalho para o estudante de engenharia se justifica, uma
vez que, devido à simplicidade destes circuitos e sua fácil aplicabilidade, se tornam muito úteis
para a formação do futuro projetista. Para auxiliar no processo de aprendizagem e projeto foi
desenvolvida uma ferramenta computacional com foco na análise de circuitos dobradores,
triplicadores e quaduplicadores de tensão.
A metodologia adotada para o desenvolvimento do ambiente gráfico possibilitou sua divisao
em duas partes distintas. Na primeira parte o aluno tem acesso a textos explicativos com de
estudos teóricos para as três topologias possíveis além de alguns resultados de simulações. Na
segunda parte, o usuário pode definir os parâmetros da topologia do circuito escolhido tais
como: valores de resistência, de capacitância e da amplitude e freqüência da fonte de
alimentação CA. Como resultado dessa etapa o usuário tem acesso a uma saída gráfica da
tensão resultante. Alem disto o programa mostra valores de tensão e de corrente nos
componentes do circuito, os quais são úteis para o dimensionamento do multiplicador analisado.
O ambiente computacional desenvolvido pode ser utilizado como uma ferramenta de suporte
didático para estudo e análise de circuitos não lineares nos cursos de engenharia elétrica e
eletrônica.
As fontes chaveadas são largamente utilizadas devido à alta eficiência que
apresentam, aliada à grande flexibilidade de projeto. Adicionalmente, o crescente avanço da
tecnologia de semicondutores e dispositivos magnéticos tem constituído outro aspecto
decisivo para sua consolidação. O correto funcionamento deste equipamento, contudo,
depende de uma escolha correta dos materiais magnéticos utilizados em sua implementação,
sem o que os resultados podem perder em eficiência e desempenho. Neste contexto insere-se o
presente trabalho, que contempla o desenvolvimento de um ambiente computacional para
estudo e projeto de componentes magnéticos para operar na faixa de freqüências de 10 a 150
KHz, com ênfase no projeto de fontes chaveadas, possibilitando opções distintas de
componentes magnéticos, com análise de perdas, custos e eficiência do equipamento final.
A crescente robotização dos processos, antes manuais, presenciada no dias atuais é
devido ao avanço da eletrônica digital e das facilidades provindas da computação. Uma das
ferramentas largamente utilizadas para a implementação do processo de automação,
principalmente em dispositivos de pequeno e médio porte, é o motor de passo.
O projeto é composto por duas partes. A primeira parte trata do desenvolvimento de um
ambiente computacional que possibilita o entendimento para o acionamento do motor e, por
conseqüência, o controle de posições e de rotação. A segunda parte é composta por um
motor de passo unipolar e dispositivos eletrônicos necessários para o funcionamento do
mesmo.A interação entre software e hardware é feita através da porta paralela dos
computadores
Este projeto tem por objetivo auxiliar o aluno em engenharia elétrica no entendimento
do acionamento desses tipos de motores, assim como, fornecer conhecimentos básicos sobre
eletrônica digital e suas aplicações. Através de gráficos, o usuário poderá visualizar as
diferentes lógicas de controle.
O software projetado foi desenvolvido em Borland Delphi e é bastante flexível na
regulagem dos parâmetros e sua utilização não requer conhecimentos na área de
programação ou nível avançado em computação.
Este projeto trata do desenvolvimento de um ambiente computacional que
possibilita simular a discretização dos controladores analógicos. O ambiente foi
desenvolvido com características interativas, permitindo ao usuário selecionar a função de
transferência desejada, escolher o método que vá discretizar esta função e assim poder
comparar qual dos métodos será mais eficaz para aquela função de transferência
escolhida. Poderão também analisar a aproximação de Equivalentes Discretos de Sistemas
Contínuos. Com interface amigável, o ambiente possibilita ao usuário o acompanhamento
da forma de onda filtrada, ganho de fase e magnitude, podendo ser utilizado como uma
ferramenta didática para alunos de graduação e também no auxílio de projetos de
controladores digitais que diretamente controlam os sistemas discretizados.
Uma das aplicações mais importantes dos diodos é a sua função no projeto de
circuitos retificadores, os quais convertem tensões alternadas em tensões de níveis contínuos.
Estes circuitos são parte elementar e essencial da maioria dos equipamentos eletrônicos
utilizados no cotidiano atual. Em sua construção, emprega-se comumente os diodos zeners, e
tais circuitos reguladores de tensão são denominados reguladores shunt, devido à posição
física do zener em relação à carga.
A proposta do trabalho consiste no desenvolvimento de um ambiente gráfico que modela um
circuito regulador de tensão através de diodos, capacitores e diodo zener. O ambiente
oferece ao usuário a opção de alterar, durante a fase de testes, os valores dos componentes
eletrônicos, avaliando-se assim, em tempo real, os impactos destas modificações, bem como a
importância de cada um no resultado final.
Gerou-se uma interface computacional que apresenta o circuito projetado e o gráfico da
tensão sobre cada componente. Baseado nestes dados, o usuário pode verificar se as
especificações de projeto são satisfeitas. Computacionalmente, as equações utilizadas são
construídas baseadas na teoria de circuitos elétricos e solucionadas mediante o uso de
algoritmos específicos.
Por se apresentar de uma maneira simples e didática, através de uma interface gráfica
amigável e de utilização intuitiva, o ambiente computacional pode ser utilizado como
ferramenta auxiliar do processo de ensino de disciplinas básicas do currículo dos cursos de
Engenharia Elétrica e Eletrônica. Oferece-se, então, aos estudantes uma visualização prévia
de resultados que serão futuramente encontrados em laboratório, e em sua vida profissional,
aumentando-se desta forma a sua produtividade e confiabilidade dos projetos.
Os sistemas de nível de líquido estão presentes em várias aplicações, tanto na
indústria, como em casos mais simples, como em caixas d’água de um condomínio. Neste
contexto, cada sistema requer um controle específico, para que estes apresentem a resposta
esperada dentro de uma gama prevista de situações. A proposta deste trabalho é a de
implementação de um ambiente computacional capaz de apresentar a resposta de um sistema
quando perturbações (transientes) são nele introduzidas. O sistema de nível de líquido tratado
neste trabalho é composto por dois tanques que interagem entre si. O sistema foi estudado com
base na teoria de controle moderno, sendo que, a técnica utilizada para a realização de um
modelo matemático, foi a modelagem no Espaço de Estados. Para a resolução das equações
diferenciais resultantes do modelo escolhido, foi adicionada ao código fonte do programa uma
sub-rotina com o método numérico de resolução de equações diferenciais de Runge-Kutta de
quarta ordem. A justificativa para a criação desta ferramenta computacional é a de que muitas
vezes, no estudo de Engenharia, nos deparamos com situações onde o uso de ferramentas
computacionais se torna indispensável para a otimização de algumas rotinas, poupando tempo.
Em geral, estas rotinas contêm um elevado número de operações, fato que tornaria inviável sua
realização sem ajuda computacional. Sendo assim, o objetivo deste trabalho é a de criar uma
interface amigável e interativa para que o estudante de engenharia possa prever ou confirmar os
resultados de um sistema de nível de líquido.
O presente artigo aborda o projeto e desenvolvimento de um módulo de Pêndulo
Invertido, destinado ao ensino de controle e automação, ele será usado como uma ferramenta
didática em uma disputa por equipes de alunos. O pêndulo invertido, um tipo de teste muito
conhecido na área de educação em controle, foi desenvolvido de forma que as equipes tenham
que desenvolver apenas os algoritmos de controle, visto que o a estrutura física tem uma
interface computacional que possibilita isto. Os algoritmos a serem desenvolvidos devem ser
capazes de controlar o equilíbrio do pêndulo em torno de sua posição vertical, utilizando o
movimento compensador do suporte, em forma de um “carrinho”. O sistema é movido por um
servo motor, telecomandado a partir de um ambiente computacional desenvolvido em Delphi.
Na detecção do deslocamento angular do pêndulo em relação à posição vertical utilizou-se um
sensor resistivo variável, conectado à uma placa analógico/digital, baseada no CI TLC0820. O
sistema de acionamento do motor utilizou um microcontrolador PIC 16F628. O módulo se
encontra em fase de testes, estando prevista sua utilização em novembro próximo, durante a
segunda “Olimpíada de Robôs da UFJF”, quando haverá também a competição de Controle do
Pêndulo.
O trabalho apresenta o desenvolvimento de um módulo de laboratório para ensino dos
conceitos fundamentais associados ao controle e modelagem de processo. O sistema opera de
forma integrada associando um módulo físico – dois motores interconectados em uma
configuração motor-tacogerador – a um ambiente computacional que disponibiliza as
facilidades para utilização do conjunto.
É fato conhecido a insuficiência, e mesmo, em muitos casos, a precariedade dos
laboratórios, especialmente nas áreas de controle e automação, onde funcionam de maneira bem
limitada. Esta situação, que tem suas raízes em condições as mais diversas possíveis – custo
elevado de componentes, inexistência de fornecedores com quantidade e qualidade suficientes,
necessidade de importação de diversas partes, entre outras. Adicionalmente, há que se assinalar
o alto custo de material didático e de ferramentas adequadas para as simulações, que estejam ao
alcance dos alunos.
Dada esta situação, a proposta deste trabalho consistiu no desenvolvimento de uma
ferramenta para utilização em laboratório que permita ao aluno de engenharia
elétrica/eletrônica o estudo e aplicação dos conceitos fundamentais de controle de processos,
ajudando a superar, em certa medida, as deficiências estruturais da área. Trata-se de um
equipamento mais acessível financeiramente que os existentes atualmente no mercado, mas que
permite alcançar resultados equivalentes.
Este artigo apresenta o projeto de um ambiente integrado “software-hardware”,
para análise do comportamento e aplicabilidade dos motores de passo. O “hardware” é
constituído por um motor de passo e um microcontrolador PIC, interfaceados através de um
“display” de cristal líquido. Utilizando-se a porta paralela de um PC é possível a
comunicação do sistema motor de passo/PIC com um ambiente de simulação, no caso o
controle da vazão de fluidos por uma válvula do tipo registro de esfera, com possibilidade de
giro de um quarto de volta. O ambiente computacional foi desenvolvido para sistemas
Microsoft Windows® através do Borland Delphi. O módulo desenvolvido pode ser utilizado
como ferramenta didática para melhor aprendizado nas disciplinas relacionadas às áreas
envolvidas do projeto, como computação, eletrônica, microcontroladores entre outras.
Possibilita uma visão integrada do motor de passo, seu funcionamento e aplicabilidade, em
um ambiente barato, simples e de grande aplicabilidade.
O presente trabalho trata do projeto, construção e estudos de aplicabilidade de uma
planta industrial: um trocador de calor acoplado a um sistema de tanques duplos, com
reservatório. Objetiva-se trazer, para o âmbito educacional, problemas e dificuldades
geralmente só encontradas na prática industrial, bem como suas técnicas e soluções,
normalmente não acessíveis ao estudante de engenharia, em suas prática laboratoriais. Assim,
o projeto desenvolvido visa a oferecer aos alunos de Engenharia a oportunidade de lidar com
problemas de maior porte, presente em diversos sistemas industriais, principalmente, no “chão-de-fábrica”, onde se pode demonstrar didaticamente a operação de várias malhas de controle,
utilizando os mesmos instrumentos e “softwares” utilizados em aplicações industriais:
inversores, sensores industriais de nível, vazão e temperatura, Controladores Lógico
Programáveis – CLPs, controladores industriais de vários modos – ON-OFF, Proporcional,
Proporcional – Integral e Proporcional – Integral – Derivativo, com e sem auto – sintonia,
operando de forma sistêmica.
O projeto possibilita ao aluno uma formação interdisciplinar, abrindo espaço para
estudos práticos e teóricos tais como estimação de modelos utilizando técnicas de balanço de
massa e energia ou paramétricas, permitindo comparação entre simulações computacionais e
observações práticas, topologias diferenciadas de malhas de controle aberta ou realimentadas
tais como SISO, MIMO e”Feedforward”, utilização de algoritmos clássicos e modernos de
controle, inclusive baseados em inteligência computacional, automação industrial baseada em
CLPs, estudo e aplicação de inversores de potência, entre outras.
A planta opera em condições similares às encontradas na realidade industrial,
possibilitando ao aluno um contato com uma realidade com a qual irá conviver, que geralmente
não está disponível na vida acadêmica.
Simulações constituem poderosa ferramenta no estudo de sistemas na área de
engenharia, pois possibilitam ao usuário a visualização preliminar de resultados e análise de
sua dinâmica. Um exemplo bastante ilustrativo desta situação é o estudo do comportamento
de circuitos elétricos para entradas periódicas, onde a utilização de fasores é um método
altamente poderoso e necessário ao aluno. O trabalho desenvolvido constitui um ambiente
computacional que funciona como ferramenta didática para auxílio no estudo e
compreensão da álgebra fasorial e de sua imensa aplicabilidade. O ambiente desenvolvido
opera tanto com, entradas pré-configurados, bem como possibilita a definição de esquemas
fasoriais pelo usuário. O ambiente fornece ao aluno uma visão da composição fasorial de
diferentes freqüências, no plano complexo, e sua resposta real no tempo através da saída de
um circuito elétrico. Permite ainda a inserção de elementos lineares passivos no circuito
padrão utilizado, possibilitando alteração dos fasores e geração da saída do circuito, quando
excitado por uma fonte com a forma da entrada escolhida.
O presente trabalho trata de um tema recorrente, de forma crescente, nos últimos
anos: a educação em controle. É ponto consensual que a educação em controle deva
fomentar as bases para um aprendizado contínuo que habilite o engenheiro de controle a
lidar com os complexos, crescentes e emergentes problemas da área. Dessa forma, ela deve
permitir, estabelecer e manter elevados padrões de excelência que possibilitem o aprendizado
adequado de suas bases e conceitos fundamentais. Este trabalho traz os resultados obtidos
em 15 anos de atividades de um grupo tutorial existente no curso de Engenharia Elétrica da
Universidade Federal de Juiz de Fora – UFJF, na tentativa de superação, ou minimização, de
condições adversas para uma adequada formação em controle, decorrentes de orientações
adotadas pelo curso para outras ênfases da engenharia elétrica. A proposta deste trabalho é
efetuar uma análise dos princípios e diretrizes adotadas, bem como dos resultados obtidos,
nestes 15 anos de existência do Programa de Educação Tutorial – PET Engenharia Elétrica
enquanto espaço privilegiado para formação de profissionais de excelência, e as formas de
inserção, neste trabalho, de uma educação estruturada em controle e automação.
O aprendizado da engenharia de controle faz emergir um problema pedagógico
pois, mais que qualquer outra disciplina, apresenta duas linhas de pensamento, sendo uma de
embasamento físico: deve-se sempre controlar algo; e a outra de embasamento matemático:
estabilidade e realimentação são conceitos fundamentalmente abstratos. O presente trabalho
relata uma tentativa de solução para esse clássico problema. Progressivamente, os
estudantes têm que enfrentar alguns problemas cujas soluções interagem com os conceitos
subjacentes à educação em controle. Iniciando com um controle manual remoto, e
enfrentando as dificuldades que daí emergem, os estudantes progridem em direção às
técnicas de modelagem, controle automático com PID, técnicas de compensação dinâmica e
controle digital. Estes procedimentos progressivos sempre incorporam discussões e ações
práticas sobre os conceitos básicos e suas aplicações colocando os estudantes, tanto a partir
de um enfoque prático como teórico, com os maiores desafios da educação em controle.
Este trabalho apresenta um ambiente computacional interativo, com características
tutoriais, para aprendizado no procedimento de elaboração de projetos de fontes de
alimentação lineares, necessárias ao funcionamento correto de praticamente todos os
equipamentos eletrônicos, sejam eles residenciais, científicos, de pequeno porte ou até mesmo
sistemas de grande porte, como nas grandes fontes que alimentam centrais telefônicas. O
ambiente proposto permite o correto dimensionamento de todas as partes constituintes de
uma fonte de alimentação – número de espiras do transformador, arranjo e valor dos diodos
retificadores, arranjo e valores dos componentes do filtro e circuito regulador de tensão. A
partir dos dados de entrada, fornecidos pelo usuário, são calculados os valores dos
componentes constituintes da fonte, de forma interativa, em um procedimento passo a passo,
utilizando para isto o banco de dados do sistema, com componentes comerciais catalogados,
que podem ser utilizados para alcance das condições impostas pelo usuário. O aspecto
diferencial do ambiente desenvolvido é seu caráter tutorial, que disponibiliza para o usuário
a possibilidade de inserir no projeto outros componentes que os sugeridos, mostrando os
resultados decorrentes, sobre as formas de onda e a regulação, das escolhas efetuadas. O
enfoque adotado para o ambiente, interativo e tutorial, resulta em uma ferramenta simples,
porém, poderosa e abrangente no assunto de projetos de fontes de alimentação, seja ele um
estudante de engenharia elétrica ou mesmo um profissional da área de eletrônica.
O trabalho apresenta um ambiente didático baseado na ferramenta computacional
LabVIEW™ que permite ao aluno efetuar análises qualitativas e quantitativas das Linhas de
Transmissão de Energia Elétrica, operando em 60Hz. O ambiente foi desenvolvido com o
propósito de permitir aos estudantes de Engenharia Elétrica melhor compreensão e
desenvolvimento de cálculos e projetos envolvendo as linhas de transmissão. A complexidade
das linhas de transmissão decorre do fato de constituírem circuitos elétricos possuindo
impedâncias complexas, funções do comprimento da linha e de sua freqüência. O ambiente
permite analisar as propriedades dos diferentes tipos de linhas, entender e avaliar o que
precisa ser feito para compensar o excesso de reatância indutiva, ou o excesso de reatância
capacitiva, ou mesmo ambos ao longo da mesma.
O trabalho relata um programa de mobilidade acadêmica para estudantes de diversas modalidades de engenharia desenvolvido na Faculdade de Engenharia da Universidade Federal de Juiz de Fora, Brasil. Focando na questão energética,sob um enfoque amplo, o programa envolveu vinte e três estudantes de 9 diferentes universidades brasileiras que, durante um período de oito dias, realizaram um extenso programa de atividades laboratoriais, cursos, visitas técnicas e oficinas práticas. Uma avaliação final do programa mostrou resultados superiores aos planejados pois melhorou a visão dos estudantes sobre a questão energética, propiciou-lhes visão expandida da sustentabilidade do desenvolvimento econômico, da importância do trabalho colaborativo, da integração entre os diversos conteúdos abordados bem como recomendou uma expansão do programa para os próximos anos.
O Capítulo de Potência e Energia no Ramo Estudantil IEEE UFJF sugeriu o desenvolvimento de um algoritmo no MATLAB com interface gráfica desenvolvida em GUIDE que determinasse o fluxo de carga em redes de energia elétrica com a finalidade de auxiliar na formação e no aprendizado dos alunos participantes do Capítulo e também dos demais alunos da graduação do curso de engenharia elétrica. Para isso utilizou-se o fluxo de carga linearizado e o não- linearizado, cada um com suas devidas vantagens e desvantagens. Esse programa pode ser utilizado de forma interativa, e, também de forma prática, de acordo com a necessidade e objetivo de cada aluno.
À importância do cálculo matricial para a engenharia associam-se, de forma quase automática, as dificuldades em sua aprendizagem, haja vista o caráter abstrato de seu conteúdo, o formalismo que lhe é peculiar e a complexidade em muitas de suas operações. A grande deficiência na aprendizagem dos conceitos abordados motivou a criação de um ambiente de manipulação de matrizes para auxiliar o aprendizado dos estudantes. Optou-se por criar um ambiente computacional que solucionasse operações e expressões matriciais, sistemas lineares e que provasse as propriedades matriciais, mostrando as etapas necessárias para a realização de tais procedimentos. Aliado a isto, a exibição de textos explicativos embasam o entendimento da solução dos problemas e cria um ambiente computacional em que a sinergia entre teoria e prática é o ponto fundamental. Agilidade, transparência, inovação e modernidade são umas das características encontradas no software que atuam como agentes na tentativa de superar o desinteresse, os métodos ultrapassados e o grande índice de reprovação encontrado em disciplinas envolvendo conceitos abstratos, tais quais os do cálculo matricial.
O trabalho apresenta um ambiente computacional direcionado ao
treinamento de operadores e à educação em controle, de forma geral, cuja
característica fundamental é possibilitar o contato com técnicas diferenciadas de
sintonia de Controladores PID, inclusive utilizando inteligência computacional, bem
como permitir analise comparativa destas novas estratégias com os métodos clássicos e
heurísticos de sintonia. Inteiramente desenvolvido em MatLab – e atualmente em
migração para o ScicosLab, uma ferramenta FOSS (“Free Open Source Software”) – o
ambiente poder ser utilizado para treinamento e análise dos métodos de sintonia de
PID, para processos com distintas complexidades, comuns nos ambientes industriais,
bem como para demonstrar a potencialidade e aplicabilidade das novas ferramentas
ligadas à Inteligência Computacional no controle de processos industriais.
O trabalho apresenta a modelagem de um gerador fotovoltaico integrante da
Planta Fotovoltaica existente no Campus da Universidade Federal de Juiz de Fora,
com potência de 30 kW, utilizando o software ScicosLab, um software de código livre e
aberto (FOSS). O ambiente desenvolvido incorpora as condições reais locais de
temperatura e radiação solar vigentes ao longo do na; adicionalmente utiliza uma
técnica de linearização passo a passo, PieceWise Linear (PWL), comparando os
resultados com os obtidos pela curva altamente não linear de geração da placa no
ponto de máxima potência. Os resultados mostram a potencialidade do software
ScicosLab para modelagem de sistemas não lineares e complexos, bem como
permitirão o desenvolvimento de um simulador de ordem completa para a planta,
englobando os painéis e os conversores estáticos, que funcionará como ferramenta
didática para o curso de engenharia, especialmente para os alunos ligados à
habilitação de Energia, opção esta que começou a ser ofertada este semestre.
O trabalho apresenta o projeto Energia Inteligente, uma proposta para a
educação em engenharia baseada na WEB 2.0. Utilizando as modernas ferramentas de
TIC, focado em um tema transversal, que é a questão energética, o projeto busca
despertar e motivar os alunos, e usuários em geral, para uma discussão proativa sobre
o tema. Com interatividade total, atualização diária, e baseado em esforço
colaborativo, o projeto se consolidou, com grande número de acessos diários,
comentários, discussões e envolvimento nas diferentes visões que cercam a área da
Energia. Aparecendo entre as primeiras posições no Google, o projeto possibilita não
só a complementação da formação técnica dos alunos, moldando um perfil profissional
com visão dos problemas e questões atuais, mas, inclusive, para algumas áreas da
engenharia, constitui um espaço de discussão e complementação da formação técnica.
As conclusões mostram que a estratégia de utilização das ferramentas da WEB 2.0
podem agregar posturas, meios e métodos importantes à excelência da educação em
engenharia.
Este artigo tem como objetivo principal discutir as oportunidades propiciadas
pelo Ramo Estudantil IEEE da Universidade Federal de Juiz de Fora na formação de
competências e habilidades na educação em engenharia. Desenvolvendo atividades
diversas, sob responsabilidades dos alunos, o Ramo Estudantil constitui espaço
privilegiado para complementar a formação dos engenheiros, pois aborda questões,
atividades e competências normalmente não trabalhadas em sala de aula. Com
atividades que já integram o calendário de eventos da UFJF, e sempre agregando
inovações e ações à sua responsabilidade, o Ramo Estudantil da UFJF tornou-se
imprescindível ao curso de Engenharia Elétrica, podendo ser considerado também um
dos responsáveis pela boa formação dos alunos.
O trabalho apresenta um ambiente de simulação, totalmente baseado nas
técnicas de ‗Hardware in the Loop Simulation – HILS‖, desenvolvido para
utilização como uma ferramenta para educação em engenharia de controle, podendo
ser utilizado para simulações do ―chão de fábrica‖ e com potencialidade para operar
como nível supervisório, para análise de procedimentos de segurança e técnicas de
otimização. O ambiente, baseado na linguagem Java e no compilador Eclipse,
ferramentas FOSS, não tem restrições para sua utilização. O ambiente digital simula
uma planta industrial, mas opera com controladores externos, físicos, mais
especificamente um controlador PID e um inversor WEG. Foi projetado um
sistemas de interface baseado no PIC 16F877A para conexão do ―hardware‖ ao
ambiente digital. O sistema reproduz uma planta real, pertencente ao Laboratório de
Processos Industriais da Faculdade de Engenharia da UFJF. Incorporando as nãolinearidades e complexidades da planta real, e operando com as mesmas constantes
de tempo, o HILS, baseado em FOSS, permite maior disseminação das práticas
laboratoriais para educação em controle, otimização e supervisão de processos.
Os processos de avaliação institucional e avaliação de cursos, segundo os princípios norteadores do SINAES visam à melhoria da qualidade da educação superior no Brasil. A LDB e DC trouxeram um avanço quando são introduzidas claramente diretrizes sobre os aspectos didáticos e pedagógicos e sobre a gestão e avaliação dos cursos. Ou seja, os cursos, para serem organizados e levados a bom termo, necessitam de um aparato de gestão e avaliação institucional e acadêmica que não pode ser colocada em segundo plano, exigindo tratamento com bases sólidas (PINTO & OLIVEIRA, 2007). O presente trabalho visa discutir aspectos associados aos processos de avaliação das Instituições de Ensino Superior, através de análise dos instrumentos de avaliação de cursos e institucional e as contradições observadas no foco principal da avaliação.
O trabalho apresenta um ambiente de simulação, totalmente baseado nas técnicas de ‘Hardware in the Loop Simulation – HILS”, desenvolvido para utilização como uma ferramenta para educação em engenharia de controle, podendo ser utilizado para simulações do “chão de fábrica” e com potencialidade para operar como nível supervisório, para análise de procedimentos de segurança e técnicas de otimização. O ambiente, baseado na linguagem Java e no compilador Eclipse, ferramentas FOSS, não tem restrições para sua utilização. O ambiente digital simula uma planta industrial, mas opera com controladores externos, físicos, mais especificamente um controlador PID e um inversor WEG. Foi projetado um sistemas de interface baseado no PIC 16F877A para conexão do “hardware” ao ambiente digital. O sistema reproduz uma planta real, pertencente ao Laboratório de Processos Industriais da Faculdade de Engenharia da UFJF. Incorporando as não-linearidades e complexidades da planta real, e operando com as mesmas constantes de tempo, o HILS, baseado em FOSS, permite maior disseminação das práticas laboratoriais para educação em controle, otimização e supervisão de processos.
Este trabalho trata do desenvolvimento de um
modulo laboratorial de baixo custo projetado e montado para a
utilização como ferramenta didática na área de educação em
engenharia de controle de processos industriais. O modulo
permite a simulação, identificação, controle e análise da dinâmica
dos controladores pertencentes ao processo. O módulo
desenvolvido, baseado em JAVA, através da IDE NetBeans, que
são ferramentas FOSS, engloba um ambiente digital e um módulo
físico com dois loops interagindo: nível e temperatura. Sendo o
desenvolvimento baseado em FOSS, este módulo não tem
nenhuma restrição para sua utilização. A interface entre o
hardware e o ambiente digital é feita através do microcontrolador
ATMEGA8 em uma placa de desenvolvimento livre chamada
ARDUINO, modelo SEVERINO. A plataforma desenvolvida,
baseada em FOSS, tem como objetivo reforçar as práticas de
laboratório na educação em engenharia, especificamente na área
de controle, supervisão e otimização de processos industriais.
Desenvolvido totalmente em FOSS (Free and Open Source Software), no caso a
linguagem Java, a intenção do programa é que, ao lançar mão desta ferramenta, o usuário
não somente aprenda toda base teórica, mas também adquira um conhecimento próximo ao
que ele alcançaria se, de fato, tivesse contato prático com o motor. A sua interface atende
diversos públicos, desde iniciantes, com explicações sobre o motor de passo, seus
componentes e seus tipos, a mais experientes, demonstrando aplicações do motor de passo. O
software também conta com um ambiente no qual o usuário pode interagir com um motor de
passo real, além de apresentar ao aluno, através de ambientes simulados, situações reais nas
quais o motor de passo é empregado. O trabalho proposto permite vislumbrar uma potencial
ferramenta de aprendizagem na engenharia e áreas afins, como técnicas, industriais e
empresariais, já que o ambiente apresenta facilidade de utilização e interface extremamente
amigável propiciando facilidade de manuseio e despertando o interesse dos usuários.
O modelo atual de educação se baseia em métodos tradicionais que não
acompanham a evolução tecnológica. O projeto energia inteligente propõe um complemento
para esse cenário e mostra que é possível utilizar de forma benéfica estes avanços. A
iniciativa levou a publicação do artigo “Transversalidade na educação em engenharia com a
web 2.0: o projeto Energia inteligente”, para o Congresso Brasileiro de Educação em
Engenharia (COBENGE) de 2010. O sucesso do projeto motivou sua expansão através da
criação da revista digital “Energia Inteligente”, da atividade “Calouro Web 2.0, e da
implementação de jogos educativos e de tutoriais. Durante a realização dos projetos, foi
constatado o aumento no número de visitas, junto com comentários, votos em enquetes e
discussões em torno das temáticas estabelecidas. Os resultados mostram que as ferramentas
da web 2.0 podem realmente ser um complemento interessante e viável ao método de
educação atual.
O trabalho consiste de um ambiente computacional interativo, amigável, baseado
em Free Open Source Software – FOSS, com características instrutivas, para ser utilizado
como ferramenta de auxílio à educação e aprendizagem nas disciplinas de introdução à
eletrônica, bem como para interessados que necessitem projetar corretamente uma fonte
regulada. O ambiente apresenta os passos necessários à aprendizagem do dimensionamento
de uma fonte de tensão contínua constante, regulada, para alimentação de equipamentos
eletrônicos de baixa potência; o ambiente se estrutura, didaticamente, em blocos, que
permitem ao usuário escolher um método pré-determinado, cabendo ao programa analisar
tais escolhas e fornecer os componentes necessários, existentes no mercado, catalogados em
um banco de dados. O ambiente computacional, como um todo, propõe uma base conceitual
das fontes de tensão reguladas, gerando suas curvas de tensão e circuitos esquemáticos, além
de fornecer suporte ao aluno de engenharia para criação da sua própria fonte, na prática.
Apesar de ser uma ferramenta computacional simples, apresenta características abrangentes
no âmbito de projetos de fonte de alimentação, podendo atender qualquer usuário, iniciante
ou avançado, que necessite alimentar um circuito eletrônico qualquer.
O atual perfil profissional de um engenheiro exige uma formação mais abrangente
e multidisciplinar do que a formação essencialmente técnica de décadas atrás. O engenheiro
exerce influência fundamental em âmbitos que estão em constante processo de
transformação, como o social, o ambiental e o econômico e, como agentes dessas mudanças,
devem desenvolver competências que prezem pela ética e pela sustentabilidade para lidar
com tais mudanças de maneira sensata. O seguinte trabalho apresenta uma alternativa
complementar à educação para que se trabalhe nas direções que a sociedade atual demanda.
Aplicou-se a estratégia “Project Based Learning – PjBL”, em um projeto de extensão
envolvendo questões associadas à sustentabilidade. O projeto foi proposto pelo curso de
Arquitetura da UFJF e tem como objetivo a construção do Laboratório Casa Sustentável –
LCS, um espaço para aplicação integrada de atividades de ensino, pesquisa e extensão,
transdisciplinares em arquitetura e engenharia, voltadas para a sustentabilidade da
construção civil. Os alunos do curso de Engenharia Elétrica projetaram um sistema de
geração de energia fotovoltaica, complementar à demanda do LCS, um sistema de
monitoramento, em tempo real, de parâmetros associados ao conforto ambiental das
edificações e um sistema de coleta e análise das impressões dos visitantes, sobre o conforto
ambiental das edificações. Os sistemas citados são baseados na plataforma “Free Open
Source Software – FOSS”, compostos por ambientes computacionais desenvolvidos em
linguagem JAVA® e PHP e pelas tecnologias de transmissão de dados Zigbee® e Wi-fi.
O presente artigo detalha o desenvolvimento de um módulo laboratorial Heliodon
Automático, que simula a iluminação natural em modelos de construções arquitetônicas. O
módulo foi resultado de uma parceria entre o Programa de Educação Tutorial – PET, do
curso de Engenharia Elétrica, e o curso de Arquitetura, da Universidade Federal de Juiz de
Fora, seguindo a estratégia Project Based Learning – PjBL. O Heliodon será empregado
como material didático auxiliar de disciplinas afins do curso de Arquitetura. A projeção e
construção do módulo contribuíram para a formação acadêmica dos desenvolvedores,
trabalhando competências transversais tais como práticas de comunicação, busca
direcionada e consolidação de novos conhecimentos, multidisciplinaridade e gestão de
projeto. O desenvolvimento das competências transversais nos alunos de engenharia reforça
a construção de um perfil profissional adequado à nova demanda do mercado de trabalho,
que não prioriza o conhecimento técnico como principal característica de um profissional de
sucesso. O projeto ainda auxilia o aprendizado dos alunos de Arquitetura, tornando-o mais
dinâmico e atrativo, e maximiza a utilização da iluminação natural em projetos
arquitetônicos, contribuindo para a eficiência energética das construções.
O presente trabalho propõe a criação de um ambiente computacional FOSS (Free
and open source software) para o auxílio do estudo e projeto de conversores DC/DC. O
projeto surgiu a partir da necessidade de tornar o ensino mais dinâmico e interessante aos
alunos de engenharia. A revolução tecnológica testemunhada nas últimas décadas é
responsável por um estilo de vida completamente novo. Diante deste cenário, um novo perfil
de aluno surgiu. Tais graduandos, habituados às novas tecnologias tendem a achar o modelo
tradicional de educação desinteressante e massificante. Esta situação evidencia cada vez
mais a necessidade de incorporação de novas metodologias à educação em geral,
especialmente a educação em engenharia. Uma metodologia muito aplicada é conhecida
como PjBL (aprendizado baseado em projeto), a qual foi empregada no desenvolvimento
deste projeto. Sendo assim, o ambiente proposto incorpora nova dinâmica ao aprendizado,
além de romper as fronteiras da sala de aula, podendo atingir todos que tenham interesse em
estudar o tópico abordado.
Os hardwares abertos atualmente estão em vertiginoso crescimento devido a
características como colaboração entre os desenvolvedores, rápido crescimento tecnológico
e baixo custo. Apoiando-se nisto, o artigo propõe o projeto de um carregador de celular
alimentado por energia solar, onde todo o conhecimento e técnica necessária para sua
implementação será disponibilizada a todos, ou seja, um open hardware. O artigo apresenta
todo o estudo do carregador, desde a escolha da placa solar e bateria, até o circuito
necessário para a conexão com o celular. Além de ser um open hardware, o que implica que
qualquer pessoa pode aprender sozinho como implementá-lo, propõe-se utilizar o projeto
como parte de uma disciplina da grade de engenharia elétrica da Universidade Federal de
Juiz de Fora, onde os alunos deverão construir um carregador e, assim, além de adquirir
habilidades técnicas, desenvolverão habilidades transversais como capacidade de trabalhar
em grupo e executar projetos sob demanda.
Adquirir um conjunto amplo de características fundamentais para a formação de
um engenheiro se mostra uma tarefa difícil, tendo como base apenas os cursos de graduação
em engenharia. Dessa forma, este artigo trata do projeto “Energia Inteligente” (EI), que foi
criado como uma proposta complementar para a educação em engenharia, focando na
melhoria da formação dos alunos do Programa de Educação Tutorial – Engenharia Elétrica
(PET-Elétrica) da Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF), ao mesmo tempo que leva
ao público temas relevantes, como a questão energética mundial e a sustentabilidade.
Utilizando-se da Web 2.0 e da metodologia de ensino aprendizagem ativa, Project Based
Learning (PjBL), o projeto se consolidou, atingindo mais leitores em todo o globo. Neste
documento, apresentam-se as melhorias implementadas no EI
<http://energiainteligenteufjf.com>, estatísticas sobre a quantidade de leitores que
acompanham o site, além de trazer resultados do processo de autoavaliação que comprovam
sua eficiência na formação de estudantes de engenharia.
Mediante a necessidade de que engenheiros estejam em constante processo de
atualização e devido à velocidade de desenvolvimento de novas tecnologias, observa-se a
importância de uma sólida formação básica. Entretanto, observa-se que muitos ingressantes
nos cursos de engenharia encontram-se desestimulados devido à intensa carga horária de
matérias básicas sem a devida contextualização. O Programa de Educação Tutorial da
Engenharia Elétrica (PET-Elétrica) da Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF) criou o
projeto LinusBot, que capacita os ingressantes do curso de Engenharia Elétrica para
participar de uma competição de robôs do tipo seguidor de linha. Utiliza-se a metodologia
ativa de aprendizagem baseada em projetos (Project Based Learning). Nesse artigo,
apresentam-se as etapas do projeto e os resultados obtidos com as edições de 2017.
Este trabalho tem o objetivo de complementar a formação em engenharia com o
estudo, dimensionamento e implementação de um sistema de geração fotovoltaico, bem como
uma rede de monitoramento sem fio no Laboratório Casa Sustentável (LCS). Utilizando as
diretrizes da metodologia ativa de ensino Project Based Learning (PjBL), almeja-se que os
discentes do Programa de Educação Tutorial da Engenharia Elétrica (PET Elétrica)
consolidem e ampliem seus conhecimentos técnicos, assim como as habilidades transversais,
consideradas características inerentes ao engenheiro moderno. Trabalhando a convite do
Laboratório de Estudos em Conforto Ambiental (ECOS) da Universidade Federal de Juiz de
Fora (UFJF), o PET Elétrica teve a oportunidade de ajudar na formação de um espaço aberto
ao público que propicia atividades de ensino, pesquisa e extensão, bem como a
interdisciplinaridade entre arquitetura e engenharia, com o intuito de se contribuir na
conscientização da população sobre moradias sustentáveis.
Com o avanço da tecnologia, a internet tornou-se a maior fonte de informação na
atualidade. Os petianos do Programa de Educação Tutorial de Engenharia Elétrica (PET
Elétrica) da Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF) criaram em 2010 um portal de
notícias com caráter informativo. O portal Energia Inteligente (EI) tem como objetivo
divulgar notícias nas áreas das ciências exatas e das engenharias. Assim, os petianos
envolvidos no projeto adquiriram diversas habilidades transversais como trabalho em
equipe, comunicação, liderança, resolução de conflitos, gestão do tempo, dentre outros. Este
artigo aborda as etapas de criação das categorias do portal EI
<http://energiainteligenteufjf.com> bem como o seu desenvolvimento utilizando a
metodologia ativa PjBL (Project Based Learning).
A dinâmica atual do mercado de trabalho exige cada vez mais que engenheiros
sejam não apenas técnicos altamente especializados, mas sim profissionais interdisciplinares.
Este artigo relata o uso de metodologias ativas de aprendizagem pelo Programa de
Educação Tutorial da Engenharia Elétrica da Universidade Federal de Juiz de Fora (PET
Elétrica UFJF) na construção de um projeto de comunicação e marketing institucional. São
apresentadas as ferramentas e estratégias utilizadas em sua estruturação, bem como alguns
resultados obtidos desde a sua implementação. O trabalho finaliza discorrendo acerca da
importância desse projeto como complemento à formação de um engenheiro.
O atual isolamento social tem forçado a comunidade acadêmica, bem como a
sociedade, a se reinventar e se adequar à nova realidade. Este artigo relata as atividades
virtuais desenvolvidas pelo Programa de Educação Tutorial da Engenharia Elétrica (PET
Elétrica) da Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF) no intuito de complementar a
formação acadêmica em engenharia e de fomentar o desenvolvimento de competências
transversais. É apresentado o projeto Spa Tecnológico, mantendo um foco principal em uma
de suas vertentes, o PET English, adotados como soluções para manter as atividades da
equipe neste momento de incertezas. O trabalho finaliza apresentando os resultados obtidos,
além de uma perspectiva para o período pós-pandemia.
O trabalho promove o desenvolvimento da ideia de transmissão de
dados por radiofrequência através de uma proposta educacional de aprendizado
sobre comando remoto utilizando de metodologia ativa de aprendizagem, o PjBL
(project-based learning). O projeto também busca promover discussões acerca das
tecnologias interativas e como a transmissão de dados é importante em um
contexto de Internet das Coisas (IoT) e Indústria 4.0. Portanto, o trabalho
demonstra a potencialidade da aplicação dessa tecnologia em diversas áreas do
contexto de inovação da sociedade atual.
O PET Elétrica da UFJF é organizado através de comissões. Dentre elas, a
Gestão de Pessoas é responsável por garantir uma análise sólida do
desenvolvimento acadêmico e individual dos petianos e o aprimoramento do grupo,
acompanhando cada integrante desde o seu ingresso até o desligamento. Ela
desenvolve ações que visam a melhoria do ambiente de trabalho, verificando
motivação e ajudando a traçar um plano de desenvolvimento individual. Além
disso, promove atividades de integração dos membros do grupo, atividades
culturais e esportivas. Este trabalho apresenta as atividades realizadas pela
Comissão de Gestão de Pessoas e os resultados obtidos desde a sua implantação.
Este trabalho é fruto da parceria entre o Programa de Educação Tutorial da Engenharia Elétrica (PET Elétrica) e o Instituto de Artes e Design (IAD) da Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF), cujo foco é o desenvolvimento de um ambiente expositivo interativo, aliando arte e tecnologia. Por meio do uso de microcontroladores, sensores e comunicação sem fio, o PET Elétrica desenvolveu um conjunto de sistemas que, juntamente com vestimentas confeccionadas por estudantes do curso de Artes e Design permitiram a elaboração de roupas inteligentes, incluindo uma luva, gorro, colete e um sistema de presença, cujo funcionamento elétrico-eletrônico será detalhado.
O “ENERGIA INTELIGENTE”, projeto associado a um programa da graduação, é um veículo de comunicação na forma de portal de notícias e discussão que teve início em 2010 visando a divulgação e abre espaço para a discussão de temas ligados à sustentabilidade, à tecnologia e à
engenharia elétrica, de modo geral. Visa também impactar positivamente a graduação de alunos envolvidos (GOMES et al., 2010). Isso é feito, através da WEB 2.0: criando um ambiente de interação com leitores, o projeto se destaca nas pesquisas por conteúdo e tem cada vez maior número de acessos. Este artigo descreve os embasamentos teóricos utilizados e adquiridos para a manutenção de conteúdos, a transformação do layout e a introdução de novos espaços (abas). Discute-se como este portal pode contribuir na formação dos engenheiros e sua contribuição para a sociedade, além de apresentar o resultado de autoavaliação do projeto, a fim de qualificar as atividades desenvolvidas e validar os novos aspectos do site <http://energiainteligenteufjf.com/>.
Este artigo tem como objetivo relatar motivações, processos e resultados do projeto de estudo das impressoras 3D e da montagem de uma impressora pelo Programa de Educação Tutorial da Engenharia Elétrica (PET-Elétrica) da Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF). Através de estudos e pesquisas para melhorias e manutenção, obteve-se conhecimento para realizar alterações na estrutura física e de software para a nova impressora. O artigo descreve o projeto nos âmbitos de pesquisa (desenvolvimento técnico), ensino (apropriação e disseminação de conhecimentos) e extensão (retribuição para a sociedade), as alterações realizadas, peças utilizadas na montagem, problemas encontrados, perspectivas futuras e os resultados.
O presente trabalho é resultado da parceria entre o Programa de Educação Tutorial da Engenharia Elétrica (PET Elétrica) e o Laboratório de Estudos em Conforto Ambiental e Sustentabilidade (ECOS), todos da Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF), e o foco é o monitoramento de parâmetros de conforto ambiental no Laboratório Casa Sustentável (LCS). Por meio do uso de sensores e micro controladores que se comunicam sem fio, se desenvolveu uma rede capaz de monitorar cada cômodo existente na casa em tempo real, possibilitando que os usuários que a frequentam consigam, de forma interativa, perceber como pequenas mudanças arquitetônicas influenciam na percepção de conforto e bem estar.
Este trabalho objetiva-se a tratar sobre o estudo de caso da modernização do tipo retrofit da iluminação pública da Avenida Barão do Rio Branco, Juiz de Fora – MG, através da substituição da tecnologia de vapor de sódio de pela tecnologia LED. A metodologia utilizada para a modernização do sistema é baseada na norma de iluminação pública NBR 5101. Para constatar os principais benefícios da modernização, foram realizadas simulações computacionais através do software DIAlux 4.1 e uma análise financeira simplificada. Os resultados demostraram que o emprego da tecnologia LED, além de proporcionar um benefício técnico e social, gera benefícios econômicos de 36,32% para o cofre municipal.
Este trabalho tem o objetivo de relatar a construção de um manipulador antropomórfico realizado pelos discentes do Programa de Educação Tutorial da Engenharia Elétrica (PET Elétrica) da Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF) motivados a disseminar, de maneira lúdica, conhecimentos sobre robótica e automação. Sua concepção foi possível através do uso de uma impressora 3D do próprio grupo, para confeccionar parte de sua estrutura, e de componentes eletrônicos facilmente encontrados no mercado nacional, tais como: microcontrolador, servomotores e placa expansora de portas PWM
(modulação por largura de pulso). Durante seu desenvolvimento foi notável a aquisição, por parte da equipe, de conhecimentos técnicos, experiências profissionais e competências necessárias à formação de um engenheiro.
A partir da popularização dos veículos autônomos não tripulados, tanto como hobby, quanto em setores acadêmicos, científicos e industriais, o grupo do Programa de Educação Tutorial da UFJF do curso de Engenharia Elétrica (PET Elétrica – UFJF) iniciou um projeto para desenvolver um drone de baixo custo capaz de realizar algumas aplicações definidas pelo grupo e para agregar conhecimento sobre essa nova tecnologia. O artigo tem como objetivo descrever o desenvolvimento do projeto, os desafios e os resultados encontrados na construção de um drone feito totalmente pelos discentes do PET
Elétrica.
O objetivo deste trabalho é analisar o viabilidade do uso de técnicas de computação inteligência, particularmente visão computacional, como um elemento incorporado no circuito de controle, em vez do sensor convencional. O processo implementado opera por meio de uma câmera de vídeo convencional, como um forma de adquirir uma imagem do processo, que é então binarizado usando métodos usados de detecção de fronteiras como Canny, Sobel, Prewitt. O sinal de erro para o controlador é obtido comparando o vinda de informações ópticas do processo com um referência binarizada por meio do algoritmo de Levenshtein. Os parâmetros definidos por este algoritmo são enviados para o controlador que, por sua vez, irá gere o sinal para controlar o processo. No exemplo selecionado foi usado um controlador fuzzy e sistema de inferência neuro-difuso adaptativo (ANFIS). o sistema de treinamento opera de forma interativa otimizar um critério de desempenho fornecido pelo algoritmo de Levenshtein.
O trabalho apresenta o desenvolvimento de um ambiente, baseado na Internet, para indústrias remotas controle do processo. Este sistema em tempo real, facilitando o uso de um sistema multitarefa, é estruturado em um fuzzy base do controlador e começa a partir do cliente-servidor concepção. Suas principais características são a capacidade de conversa direta entre os usuários e o processo administrador facilitando o projeto e afinação do algoritmo fuzzy de uma forma simples e amigável, na realidade tempo, na tela do ambiente. Isso é também possível monitorar as operações realizadas no processo por meio de imagens geradas pela webcam e o realização de conferências, sobre a tarefa, entre os usuários. Experimentos realizados em várias larguras de bandas, bem como em situações de vários distâncias geográficas, mostrou a operacionalidade e eficácia do ambiente proposto.
O trabalho está relacionado com um ambiente gráfico para projetar e ajustar loops de sistemas de controle de feedback, utilizando controladores PID, como PID – Fuzzy Controllers e Controladores Fuzzy Supervisory Gain Scheduling PID. o ambiente, totalmente baseado em técnicas de GUI, lida com
os modelos mais comuns de sistemas utilizados no controle diário prática. O usuário pode selecionar a estrutura de controlador desejada e, em um processo interativo, seguir um passo a passo procedimento para obter a configuração final desejada. Para facilitar o projeto do controlador difuso, o ambiente permite, por meio de técnicas de “clicar e arrastar”, a implementação e ajuste das funções de pertinência na fuzzyfication e estágios de defuzzyfication. O meio ambiente também incorpora uma configuração fuzzy de supervisão que se adapta os parâmetros PID, de acordo com as informações fornecidas por o usuário. O trabalho é direcionado aos alunos em um formal curso de pós-graduação, bem como para operadores em um curso técnico treinamentos na área de controle e automação.
O trabalho trata de um ambiente gráfico que permite ao usuário planejar, ajustar e analisar o feedback loops de sistemas de controle, envolvendo os modelos mais comuns de sistemas utilizados na prática diária de controle. Esses modelos incluem controladores PID no circuito de feedback e, em todos
casos, o ajuste de ganhos dos controladores é possível alterando o circuito eletrônico de uma estrutura PID. Os modelos de processo são de primeira e segunda ordem, no domínio s, mas funcionando também com seus circuitos eletrônicos associados. Todos os parâmetros dos modelos e controladores podem ser alterados em “tempo real”, permitindo que o usuário analise seus efeitos no final dinâmica. Além disso, o ambiente inclui um procedimento “passo a passo” para projetar um sistema de controle baseado no técnica de colocação de pólos, no espaço de estados, para um invertido pêndulo. A importância deste trabalho está principalmente em dar ao aluno uma forte relação entre modelos teóricos e suas implementações físicas por meio de circuitos eletrônicos, inserido em um ambiente de amizade.
Este trabalho demonstra uma simulação ambiente, baseado em Hardware-in-the-Loop (HIL) técnica, projetada para utilização como um treinamento de operador ferramenta e com potencialidade, a nível de supervisão, para analisar técnicas de segurança e otimização. O ambiente, baseado na linguagem Java e compilador Eclipse, um software livre de código aberto – FOSS, não tem restrições para sua utilização. O ambiente digital simula um planta industrial, mas utiliza um sistema embutido composto por um comando unir, neste caso um PID analógico, e um inversor industrial, produzido pela WEG. Era necessário projetar uma placa de comunicação específica, cujo principal componente é um PIC 16F877A, para conectar o controlador PID e o inversor industrial para o ambiente do computador. O sistema simula uma planta de controle real pertencente ao Laboratório de Controle de Processos Industriais da Faculdade de Engenharia da UFJF. Incorporando o não linearidades e complexidades da planta real, e rodando com as mesmas constantes de tempo, o HIL desenvolvido, totalmente baseado em FOSS, permite o treinamento de operadores, otimização e análise de segurança da planta industrial.
Este trabalho trata do desenvolvimento de um modulo laboratorial de baixo custo projetado e montado para a utilização como ferramenta didática na área de educação em engenharia de controle de processos industriais. O modulo permite a simulação, identificação, controle e análise da dinâmica
dos controladores pertencentes ao processo. O módulo desenvolvido, baseado em JAVA, através da IDE NetBeans, que são ferramentas FOSS, engloba um ambiente digital e um módulo físico com dois loops interagindo: nível e temperatura. Sendo o desenvolvimento baseado em FOSS, este módulo não tem nenhuma restrição para sua utilização. A interface entre o hardware e o ambiente digital é feita através do microcontrolador ATMEGA8 em uma placa de desenvolvimento livre chamada ARDUINO, modelo SEVERINO. A plataforma desenvolvida, baseada em FOSS, tem como objetivo reforçar as práticas de laboratório na educação em engenharia, especificamente na área de controle, supervisão e otimização de processos industriais.
Desenvolvido totalmente em FOSS (Free and Open Source Software), no caso a linguagem Java, a intenção do programa é que, ao lançar mão desta ferramenta, o usuário não somente aprenda toda base teórica, mas também adquira um conhecimento próximo ao que ele alcançaria se, de fato, tivesse
contato prático com o motor. A sua interface atende diversos públicos, desde iniciantes, com explicações sobre o motor de passo, seus componentes e seus tipos, a mais experientes, demonstrando aplicações do motor de passo. O software também conta com um ambiente no qual o usuário pode interagir com um motor de passo real, além de apresentar ao aluno, através de ambientes simulados, situações reais nas quais o motor de passo é empregado. O trabalho proposto permite vislumbrar uma potencial ferramenta de aprendizagem na engenharia e áreas afins, como técnicas, industriais e
empresariais, já que o ambiente apresenta facilidade de utilização e interface extremamente amigável propiciando facilidade de manuseio e despertando o interesse dos usuários.
O trabalho apresenta uma proposta de utilização das ferramentas da WEB 2.0 para educação em engenharia, com foco na questão energética. A partir do blog Energia Inteligente, alunos do curso de Engenharia Elétrica se envolveram em debates sobre temas atuais, a partir da formação de grupos de trabalho. Os resultados mostram posturas que remetem à formação de uma visão crítica e postura participativa nas questões envolvidas. Conclui-se pela factibilidade da utilização das ferramentas da WEB 2.0 como importante suporte didático para a educação em engenharia.
Uma linha de transmissão totalmente elétrica com base em um duplo enrolamento volante, conectado em série entre o armazenamento de energia principal e um motor da roda, é apresentado. O volante funciona como um poder buffer, permitindo que a bateria forneça energia otimizada. Isso também
separa eletricamente o sistema em dois lados, com a bateria conectado ao lado de baixa tensão e ao motor da roda conectado ao lado de alta tensão.
Este artigo apresenta a implementação e controle do Conversor AC / DC / AC, usado para conectar o volante de alta tensão lado do motor da roda. A operação geral do conversor e as estratégias de controle adotadas são discutidas. A implementação do conversor AC / DC / AC foi descrito a partir de uma prática perspectiva. Resultados de testes experimentais realizados no protótipo completo do sistema são apresentados. O sistema de protótipo é
funcionando com estabilidade satisfatória durante o modo de aceleração. Boa eficiência e fator de potência unitário podem ser alcançados, com base no controle de vetor e modulação de vetor espacial.
Hoje em dia, a carreira de engenheiro requer competências transversais e uma graduação multidisciplinar, a fim de para lidar com campos de constantes transformações, como os sociais, ambientais e econômicos. Com base na estratégia de aprendizagem baseada em projeto, os resultados do projeto visavam melhorar os alunos habilidades para resolver problemas e trabalhar em equipes multidisciplinares potencializando sua comunicação habilidades, visão crítica e capacidades de gestão; todo o projeto foi desenvolvido utilizando ferramentas TIC (Web 2.0). A proposta, batizada de “Calouro Web 2.0” foi inteiramente desenvolvida no âmbito do “Programa de Educação Tutorial da Engenharia Elétrica – PET / Elétrica “responsabilidade do trabalho em equipe e foi dirigido aos calouros do curso que, organizados em grupos, debateram questões atuais de engenharia, todas através da plataforma “Energia Inteligente” (http://energiainteligenteufjf.com/). O PET-Elétrica o trabalho em equipe teve a responsabilidade de executar seu plano, auxiliar os alunos e avaliar seus resultados. Os resultados obtidos mostram que os resultados associados às competências transversais foram
alcançados, reforçando as características do perfil profissional dos participantes.
O perfil profissional do Engenheiro, na atualidade, requer habilidades transversais e formação multidisciplinar, para lidar com campos em constante transformação, como o social, ambiental e econômico. A presente atividade, baseada em PBL (do inglês: Project-based Learning), buscou reforçar as habilidades transversais dos estudantes, associadas à solução de problemas e realização de trabalhos em equipes multidisciplinares, impactando suas habilidades de comunicação, visão crítica e capacidade de gerenciamento. O projeto, denominado Calouro Web 2.0, foi desenvolvido utilizando ferramentas TIC (Web 2.0) e sob total responsabilidade de integrantes do Programa de Educação Tutorial da Engenharia Elétrica (PET/Elétrica). O projeto foi direcionado aos calouros do curso os quais, organizados em grupos, debateram sobre questões de engenharia atuais, através da plataforma “Energia Inteligente”. A equipe do PET/Elétrica teve a responsabilidade de executar o planejamento do projeto, gerenciar sua execução e avaliar os resultados finais, que mostraram reforço das competências transversais do perfil profissional dos participantes.
O projeto busca estabelecer uma aproximação entre a Faculdade de Engenharia/UFJF e os estudantes secundaristas, colocando-os em contato com a nova estrutura do curso de Engenharia Elétrica da UFJF e despertando-os para conceito importantes como sustentabilidade e eficiência energética. O projeto envolve duas partes: na primeira foram produzidos vídeos informativos sobre os cursos, disponibilizados pela internet, facilitando o acesso e esclarecendo estudantes de outras partes do país. Na segunda etapa, foram feitas visitas às escolas, públicas e privadas, da região de Juiz de Fora – MG, onde foram apresentadas palestras e realizados debates com os estudantes. Efetuou-se, ao final, uma avaliação do projeto buscando mensurar seu impacto nas possíveis escolhas efetuadas pelos estudantes no tocante à escolha dos cursos de graduação, bem como a visão dos estudantes secundaristas em relação à engenharia. Para reforçar o contato dos estudantes com a vida universitária foi desenvolvido, adicionalmente, o projeto “Eficiência Energética nas Escolas”. No projeto, graduandos do curso de Engenharia Elétrica trabalharam conceitos de sustentabilidade e eficiência energética junto aos alunos de ensino fundamental e médio motivando-os a desenvolver trabalhos na área de sustentabilidade e a estreitar contatos com
a universidade; os trabalhos desenvolvidos são apresentados durante a Semana da Engenharia, na UFJF.
Um novo método para reconhecimento de caracteres usando lógica fuzzy, distância de Levenshtein, algoritmos para redução de mapa de bits e técnicas de auto-aprendizagem são apresentados. Este método pode reconhecer não só letras, mas com base nas análises da morfologia do personagem também é possível reconhecer números, símbolos, caracteres chineses. Foi implementado e os resultados foram estimulantes, validando a aplicabilidade da Lógica Fuzzy em aplicações onde seleção de padrão é necessária. As tecnicas de auto-aprendizado mostrma-se muito importantes no processo de treinamento e utilização futura do sistema, diminuindo a taxa de erro para valores muito curtos, sem alterar a velocidade de reconhecimento.
São apresentados, neste trabalho, os resultados obtidos na modelagem nebulosa de uma coluna de destilação, modelagem esta otimizada através da aplicação de um algoritmo genético. O trabalho mostra os resultados obtidos, inicialmente através da implementação de um modelo nebuloso heuristico, baseado em conhecimento de operadores. Esta modelagem não apresenta, inicialmente, resposta satisfatória, impondo a necessidade de técnicas adicionais para otimização do sistema. A introdução de um algoritmo genético, alterando as funções de pertinência dos sub-conjuntos nebulosos, conseguiu reduzir o erro do modelo, garantindo sua eficácia. O algoritmo genético, embora necessite do ajuste de diversos parâmetros, revela-se de sintonia mais simples que as funções de pertinência, apesar de uma carga computacional considerável, dificultando aplicações em tempo real. A combinação destas duas características se revelou um instrumento poderoso, robusto e de implementação simples para a modelagem de processos industriais.
O presente trabalho procura analisar, através da implementação e verificação de desempenho, diferentes estruturas de controladores nebulosos utilizados no controle de excitação de um gerador síncrono acoplado a um sistema de grande porte. Foram analisados o controladores de máximo e de máximo-mínimo, verificando-se-se que as estruturas nebulosas apresentam respostas satisfatórias, qualitativamente muito próximas, mantendo a estabilidade do sistema. Estes resultados encorajam estudos posteriores das técnicas nebulosas, especialmente procedimentos de estabelecimentos de funções de pertinências mais adequadas e sua sintonia em conformidade com a dinâmica do processo controlado
o presente trabalho trata da síntese e implementação de um controlador nebuloso (“fuzzy controller”) em um processo não-linear. A implementação foi totalmente heurística, dispensando a complexa fase de modelagem do processo e utilizando somente o conhecimento de operadores. As questões relacionadas com estabelecimento de agrupamentos linguísticos, funções de pertinência, fuzificação, defuzificação e sintonia do controlador são discutidas. o desempenho desta classe de controladores é avaliado para rejeição de carga, com seu desempenho sendo comparado ao tradicional controlador PID.
O presente trabalho apresenta os resultados obtidos em uma modelagem nebulosa de um processo industrial não-linear, modelagem esta otimizada através de um algoritmo genético. Implementado heuristicamente, baseado em conhecimento de operadores, o modelo nebuloso não apresenta, inicialmente, resposta satisfatória. A introdução de um algoritmo genético, alterando as funções de pertinência dos sub-conjuntos nebulosos, conseguiu reduzir o erro do modelo garantindo sua eficácia. O algoritmo genético, embora necessite do ajuste de diversos parâmetros, revela-se de sintonia bem mais simples que as funções de pertinência, apesar de uma carga computacional considerável, dificultando aplicações em tempo real. A combinação destas duas técnicas se revelou um instrumento poderoso, robusto e de implementação simples para modelagem de processos.
Apresenta-se neste trabalho, um novo método para reconhecimento de caracteres utilizando Lógica Nebulosa (“Fuzzy Logic”), Distância de Levenshtein, algoritmos para redução de bitmaps e técnicas de auto-aprendizado. O método não se restringe apenas ao reconhecimento de letras, sendo possível reconhecer também dígitos, símbolos, caracteres chineses, kanji, uma vez que ele se detém em analisar a morfologia do mesmo. A partir deste novo método foi implementado um ambiente computacional integrado para sua utilização. Os resultados obtidos foram satisfatórios, comprovando aplicabilidade da lógica nebulosa na classificação e seleção de padrões. O auto-aprendizado se mostrou de grande importancia nos processos de treinamento do sistema e posterior utilização do mesmo através da redução a níveis muito baixos da taxa de erro, sem comprometer a velocidade de reconhecimento.
Este trabalho apresenta o desenvolvimento e implementação de um ambiente digital de simulação não-linear (SIMPAC) com aplicação na área de controle da processos. Desenvolvido a partir das equações diferenciais não-lineares de ordem completa de una coluna de destilação de alta pureza o ambiente utiliza técnicas de Projeto Assistido por Cosputador visando interface amigável com usuários não especialistas na área. Os problemas para implementação do ambiente, em termos de modelagem do processo e solução de suas equações diferenciais são discutidos. Algumas Interfaces do ambiente são apresentadas bem como resultados obtidos mostrando seu comportamento não-linear e esforço computacional.