Papers by Jose Antonio Siqueira Dias
Fiber optic sensors are immune to electromagnetic interference (EMI), and are an excellent choice... more Fiber optic sensors are immune to electromagnetic interference (EMI), and are an excellent choice for being used in electrically noisy environments sensing applications, including aerospace, rail, military security equipment and in high voltage power lines. Other advantages include the fact that they are compact, lightweight and the measured signals can be transmitted at very large distances (of the order of kilometers). The conventional interrogators for Fiber Bragg Gratings (FBG) sensor are high cost equipment and cannot be used in low cost applications. In this work it is presented a novel robust and low cost interrogation technique that presents good accuracy. The technique, which uses an electronic feedback loop to stabilize the DC operating point of the Bragg gratings, allows the simultaneous measurement of both AC and DC signals. A prototype of the proposed interrogator was designed and implemented. The technique requires only three optical components: a Distributed Feedback Laser, an optical coupler and one photodiode. The interrogator has been successfully tested in a DC application (temperature measurement) and an AC application (electrical current measurement). Experimental results showed that the electronic feedback loop can control the operation point of the FBG with a precision of ±2 ppm.
Av = 490 (53,8 dB) o ganho minimo necessário, dado pela equação (2.4.1), vale: onde escolhemos Vo... more Av = 490 (53,8 dB) o ganho minimo necessário, dado pela equação (2.4.1), vale: onde escolhemos Vomin= 1, OVpara maior margemde segurança. O cálculo acima serve para confirmar o resultado das simulações, uma vez que esta informação pode ser extraida do gráfico da função transferência. Na figura 3.3.5 está mostrada a função de transferência corrente de entrada x tensão de saida (complementar e normal).
O contexto econômico competitivo em que as empresas que desenvolvem ferramentas para projeto de C... more O contexto econômico competitivo em que as empresas que desenvolvem ferramentas para projeto de CIs estão inseridas dificulta o estabelecimento de padrões e plataformas de desenvolvimento comuns. Em geral, a necessidade de inúmeras ferramentas resulta em um ambiente de projeto fragmentado. Este trabalho apresenta uma ferramenta desenvolvida através da implementação de interfaces gráficas paramétricas em TCL/TK, que integra funções gerais, permitindo a rápida codificação de procedimentos e seu acesso através de elementos gráficos. A ferramenta desenvolvida serve para facilitar e otimizar as tarefas envolvidas no aprimoramento das técnicas de projeto de Circuitos Integrados através da elaboração de métodos e scripts visando à automação de etapas do fluxo de projeto.
The objective of the dissertation is to develop a low cost system for the monitoring of automotiv... more The objective of the dissertation is to develop a low cost system for the monitoring of automotive vehicles in transportation fleets. It is presented the design ad impementation of a onboard computer with an external portable memory module, as well as the software used to evaluate de recorded data in the memory module. The system allows for an avaluation of how the veihicle is being conducted, indicating not only the route changes, excessive pit-stops time (which were already possible to be detected in the conventional GPS monitoring systems), but it also other information which are valuable for the fleet management. Among the main parameters which are examined by the system, it is worth to mention the follwoing: RPM of the motor, accelerations (posite and negative) experienced by the vehicle, motor's operating temperature, vehicle speed, distances travelled under good weather conditions and speed and distances travelled under rainy weather.
Por serem eletricamente passivos e imunes à interferência eletromagnética, os sensores a fibra óp... more Por serem eletricamente passivos e imunes à interferência eletromagnética, os sensores a fibra óptica estão se tornando uma excelente escolha para o sensoreamento em várias aplicações, como aeroespacial, distribuição e geração de energia elétrica, transportes ferroviários, e equipamentos de segurança militares. Entre outras vantagens está o fato de que os sinais medidos podem ser transmitidos em distâncias muito grandes (da ordem de quilômetros), são compactos e leves. A técnica de medida convencional com sensor à FBG necessita de equipamentos de custo muito elevado, tornando-se inviável para aplicações de baixo custo. Neste trabalho apresenta-se uma nova técnica para medir temperatura com sensores a fibra óptica com grades de Bragg. Resultados experimentais de medidas feitas com a técnica desenvolvida mostram que é possível obter uma resolução de 0,5 mºC em medidas realizadas numa faixa de 30ºC.
Os sistemas de aquecimento solar disponíveis comercialmente, embora proporcionem boa economia de ... more Os sistemas de aquecimento solar disponíveis comercialmente, embora proporcionem boa economia de energia elétrica, não apresentam bom desempenho em dias com baixa radiação, pois o boiler é automaticamente preenchido com água fria toda vez que ocorre consumo de água quente. Neste trabalho é proposto e estudado um sistema de aquecimento solar que é otimizado para proporcionar uma mínima utilização da energia elétrica no auxílio ao aquecimento de água. Um controlador fuzzy analisa a intensidade da radiação solar, a temperatura da água dentro do boiler, a quantidade de água dentro do boiler e controla a entrada de água fria no boiler, otimizando o sistema. Foram modelados dois sistemas de aquecimento: um convencional e este sistema com o controlador fuzzy; e, através de simulações, suas eficiências foram comparadas. Os resultados obtidos em simulação mostram que o sistema proposto com controlador fuzzy apresenta eficiência superior aos sistemas convencionais. Para um período de três dias de inverno, com baixa radiação solar, o sistema convencional consumiu uma energia elétrica de 10,08 kWh enquanto que o sistema proposto consumiu apenas 1,86 kWh.
This work aims to develop a low-cost system for monitoring and tracking of industrial equipment w... more This work aims to develop a low-cost system for monitoring and tracking of industrial equipment with a view to predictive maintenance. It presents a system that monitors vibration of the recording studied element comparing the same to a vibration pattern considered nominal. When it detects a change in the vibration of the device is to observe their behavior, not only amplitude but in the frequency spectrum, usually because the incidence of faults or anomalies exhibit vibrations at different frequencies of nominal working of a device. The Fourier transform of the signal and records of frequent readings allow to close monitoring of the element under study. In addition to monitoring the mechanical vibration, it is monitoring the electrical current of the motor drive element for compliance with any overload, phase imbalance and even the analysis of spectro signal frequency electric current, which allows us to evaluate changes feeding the same, indicating an abnormality of the electric motor in nature study. Finally even monitor the temperature of the elements under study, because the life of these depends on the temperatures to which they are subjected in operation regime that have direct impact on coil insulation and lubricants of the mechanical parts. This system permits an automatic evaluation of the condition of a machine, without human intervention for measurement of vibration and electrical therein, together with the historical raised, becomes a powerful tool for industry implementation of a predictive maintenance program.
International Conference on Circuits, Jul 14, 2011
A portable thermal chamber with a volume of only 2.5 l capable of reaching temperatures over the ... more A portable thermal chamber with a volume of only 2.5 l capable of reaching temperatures over the −5 • C to 70 • C range was designed and constructed. In order to make the thermal chamber lightweight and portable, two series connected thermoelectric modules were used as actuators since their size and performance characteristics allow the portability and precise temperature control. The PID control provided stability and errors better than normally found in expensive commercial thermal chambers, with maximum temperature error of ±0.2 • C with respect to the setpoint and with a fluctuation of ±0.1 • C.
carinho e suporte, sem os quais este trabalho não teria sido possível. viii ix AGRADECIMENTOS Agr... more carinho e suporte, sem os quais este trabalho não teria sido possível. viii ix AGRADECIMENTOS Agradeço ao meu orientador, Prof. Dr. José Antonio Siqueira Dias e ao meu Coorientador, Prof. Dr. Jés de Jesus Fiais Cerqueira pela orientação, incentivo e confiança depositados neste trabalho.
carinho e suporte, sem os quais este trabalho não teria sido possível. viii ix AGRADECIMENTOS Agr... more carinho e suporte, sem os quais este trabalho não teria sido possível. viii ix AGRADECIMENTOS Agradeço ao meu orientador, Prof. Dr. José Antonio Siqueira Dias e ao meu Coorientador, Prof. Dr. Jés de Jesus Fiais Cerqueira pela orientação, incentivo e confiança depositados neste trabalho.
Aos meus pais José Wellington do Amaral Brito e Elizabeth Avelino do Amaral cujo amor e apoio inc... more Aos meus pais José Wellington do Amaral Brito e Elizabeth Avelino do Amaral cujo amor e apoio incondicional foram fundamentais para que eu atravessasse todos os intempéries dessa jornada. Aos meus irmãos Roberto Avelino do Amaral, Flávia Avelino do Amaral Cerqueira e Retana Amaral Toda cujo amor foi sempre presente em todos os momentos que necessitei. Ao professor Wilmar Bueno de Moraes, por ter compartilhado comigo um pouco de sua sabedoria, humildade e demais qualidades que fazem dele uma pessoa extraordinária e um profissional brilhante. Ao meu orientador, o professor José Antônio Siqueira Dias, por ter conduzido sua orientação sempre de maneira atenciosa e solicita. Seus conselhos fortes e um auxílio sutil e certeiro foram sempre no intuito de valorizar ao máximo o meu trabalho. Ao Centro de Tecnologia Renato Archer, em especial aos senhores Saulo Finco e Wellington Romero, pelo apoio no desenvolvimento deste trabalho. À Divisão de Qualificação e Análise de Produtos Eletrônicos (DAPE/CTI), em especial aos senhores Rodrigo Farias de Sousa, Wolfgang Biben e Vagner Pardinho, pelo auxílio na realização das medidas no CI. A Lívia Fernandes da Gama, cujo amor sempre me ajudou a manter minha sanidade perante o turbilhão de acontecimentos que atravessei durante esta fase.
Revista Produção Online, 2021
Dentro do universo da engenharia de produção, o processo de usinagem de materiais metálicos e tra... more Dentro do universo da engenharia de produção, o processo de usinagem de materiais metálicos e tratamento térmico causa tensões residuais que podem alcançar valores significativos e influenciar a durabilidade dos diversos componentes mecânicos. Definir o processo adequado para cada aplicação requer a previsão de quão elevada será a tensão gerada em função das variáveis do processo utilizado. A fim de conhecer os valores das tensões resultantes, é necessário medi-las, por exemplo, usando análise experimental de tensão, que consiste no uso de strain gauges para medir deformações em uma superfície. Logo, o objetivo deste artigo é apresentar o processo de desenvolvimento e aplicação de um kit didático educacional (KiDiTen®), versão II, automatizado, em conformidade com a formação por competência na pesquisa do ensino de Engenharia, utilizando conceitos de Física, Matemática e Teoria da Elasticidade, com o objetivo de levar o aluno ao conceito elementar da tensão mecânica, tensão elétric...
Aos meus pais, que nunca deixaram de saber me apontar os caminhos do bem, Aos meus professores qu... more Aos meus pais, que nunca deixaram de saber me apontar os caminhos do bem, Aos meus professores que me ajudaram a trilhar esses caminhos, Ao meu orientador, Prof. Dr. José Antonio Siqueira Dias, ao qual desde já sou profundamente grato pelo crédito no meu trabalho e a quem, acima de tudo, dedico minha admiração pelo seu profundo conhecimento e pela maneira simples e direta pela qual disponibiliza esse conhecimento aos alunos que dele necessitam, A minha família, Lucas, Matheus e em especial à minha esposa, Sueli, A Cristo Senhor , que reuniu tudo acima e me deu como prova de seu amor. v " Para obter algo que nunca teve, deve fazer algo que nunca fez."
Neste trabalho é apresentado o projeto de uma plataforma eletromecânica que simula um movimento d... more Neste trabalho é apresentado o projeto de uma plataforma eletromecânica que simula um movimento de entorse de tornozelo para que, dessa maneira, seja possível determinar o tempo de resposta eletromiográfica dos músculos do tornozelo. Foi apresentada e desenvolvida uma nova técnica de medida do tempo inicial do movimento do tornozelo (quando a plataforma inicia o movimento de queda). Esta técnica usa um potenciômetro de precisão para medir a posição angular da plataforma que está em queda em função do tempo. Foram projetadas duas placas de aquisição. A primeira placa, que tem a função de medir a reação muscular do tornozelo, é basicamente um eletromiógrafo. A segunda é capaz de medir a proporção de peso sobre um dos pés do paciente e o ângulo de torção. Ambas comunicam-se com um computador, através de portas USB, onde um programa, desenvolvido em Labview, especialmente criado para o sistema, recebe e interpreta os dados dos sensores. O sistema foi testado com indivíduos que não apresentavam histórico de entorse de tornozelo, tendo sido obtidos ótimos resultados. O eletromiógrafo desenvolvido como parte da plataforma pode ser usado separadamente, em qualquer outra aplicação onde seja desejado realizar medidas de eletromiografia.
The increasing in pollution caused by combustion engines in large cities has motivated the search... more The increasing in pollution caused by combustion engines in large cities has motivated the search for new technologies to replace these engines, and the electrical vehicle is a promissing alternative in the near future. However, one of the problems that remains to be solved is charging these vehicles in the streets. This works presents the design, development and implementation of a prepaid point of sale of electrical energy equipment which uses inductive cards. The developed prototype meets the specifications and rules of the Brazilian electrical sector for the energy meters. Other applications for this prepaid energy meter are being considered, as, for example, in selling prepaid energy to low income households.
2012 IEEE International Conference on Engineering Education: Innovative Practices and Future Trends (AICERA), 2012
ABSTRACT Nowadays, it is necessary to change the way engineering is being taught to increase not ... more ABSTRACT Nowadays, it is necessary to change the way engineering is being taught to increase not only students interest in the classroom, but also the enrolment of new students in engineering courses. This paper describes how a new methodology to teach engineering using product development projects is been adapted, from previous positive results in two laboratories, to be used in the classroom. An example of this methodology describing the design of a Robotic Musical Instrument is given. It is expected that, by using this methodology, a more interactive and motivational environment can be created, where students could not only acquire knowledge, competences and skills, but would also experience an integrated and coherent view of the engineering process.
Review of Scientific Instruments, 2007
This paper presents an analog technique for the demodulation of interferometric fiber optic gyros... more This paper presents an analog technique for the demodulation of interferometric fiber optic gyroscopes signals, based on the calculation of the mean value of the negative cycles of the measured photodetector signal from sinusoidally modulated Sagnac gyroscopes. The developed signal processing circuit was implemented and tested in a laboratory, and it was possible to detect signals as low as 5 μrad. Experimental results measured in a 890 m fiber optic coil gyroscope equipped with the developed circuit showed that the proposed circuit, when compared to the widely used and mature lock-in amplifier technique, presented a 5.1 dB higher signal-to-noise ratio. The circuit is also very stable with the temperature, since a very low drift of 0.04°∕h °C was measured in a complete gyroscope system. The Brazilian research sounding rocket VSB-30 is currently being equipped with the developed demodulator circuit.
A low-power thermal chamber with a volume of only 2.5 liters capable of reaching temperatures ove... more A low-power thermal chamber with a volume of only 2.5 liters capable of reaching temperatures over the-5ºC to 70ºC range was designed and constructed. Two small 12 V batteries are used as the power supply for the complete system. Thermoelectric modules were used as actuators since their size and performance characteristics allow the portability and precise temperature control. The PID control provided stability and errors better than normally found in expensive commercial thermal chambers, with maximum temperature error of ±0.2ºC with respect to the setpoint and with a fluctuation of ±0.1ºC.
Proceedings of the International Conference on Photonics, Optics and Laser Technology, 2013
Closed-loop schemes which maintain the amplitude of the reflected light from the FBG sensors at a... more Closed-loop schemes which maintain the amplitude of the reflected light from the FBG sensors at a constant level are proposed to implement interrogators for FBG temperature sensors. Two systems are presented: a very low-cost system where a thermoelectric cooler is used to tune a DFB laser, and a more complex multipoint system with a broadband laser where n tracking FBGs located inside the interrogator are tuned by n thermoelectric modules. The variation of the laser wavelength with temperature (or the variation of the tracking FBGs with the temperature) is used to perform the measurements. Since the values of temperature in these devices are uniquely associated with the sensing FBG reflected wavelength, if the temperature behaviour of the FBG sensor is known, by measuring the temperature in the laser (or in the tracking FBGs) it is possible to accurately calculate the temperature in the FBG sensors. A single-point sensor prototype was constructed to validate the technique and a very high resolution of ±0.08 m • C was measured in a 100 • C temperature range.
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