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Submitted by CARLOS GYORI (carlos.gyori@fatec.sp.gov.br) on 2022-02-24T13:43:54Z No. of bitstreams: 1 DISSERTACAO MESTRADO - CARLOS GYORI - VERSAO FINAL.pdf: 5013585 bytes, checksum: 75c234d5ee30676e762e7b3e7978f59a (MD5) Approved for entry into archive by Pamella Benevides Gonçalves null (pamella@feg.unesp.br) on 2022-02-24T13:52:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1 gyori_cam_me_guara.pdf: 5013585 bytes, checksum: 75c234d5ee30676e762e7b3e7978f59a (MD5) Made available in DSpace on 2022-02-24T13:52:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 gyori_cam_me_guara.pdf: 5013585 bytes, checksum: 75c234d5ee30676e762e7b3e7978f59a (MD5) Previous issue date: 2021-12-21 O controle eficiente do processo é um elemento-chave na manutenção e melhoria da qualidade e produtividade, o que acaba se tornando um importante mecanismo para aumentar a competitividade das empresas inseridas em uma era de grandes avanços tecnológicos. O presente trabalho pretende contribuir com esta área, tendo como objeto de estudo a máquina de envase Prepac-Dermec 1000. A partir de ferramentas de controle estatístico de processo (CEP), verificou-se a necessidade de melhorar a estabilidade do volume de líquido envasado e, para atingir esse objetivo, é proposto um sistema em malha fechada que utiliza um controlador PD fuzzy embarcado no Arduino Mega 2560 para atuar no tempo de abertura da válvula, de modo a compensar as variabilidades do processo. O sistema de inferência fuzzy é construído a partir do Matlab e embarcado no Arduino utilizando a biblioteca eFLL desenvolvida por pesquisadores da Universidade Estadual do Piauí. Um Arduino Leonardo recebe o valor da massa medida de uma balança centesimal e os envia para o Microsoft Excel, o qual gera um gráfico desses dados em tempo real. Os resultados obtidos em simulação indicam que o modelo proposto neste trabalho é capaz de melhorar o controle da máquina, reduzindo desperdícios e agregando mais qualidade ao processo produtivo. Efficient process control is a key element in maintaining and improving quality and productivity, which ends up becoming an important mechanism to increase the competitiveness of companies inserted in an era of great technological advances. The present dissertation intends to contribute to this area, having as object of study the Prepac-Dermec 1000 filling machine. Using statistical process control (SPC) tools, it was verified the need to improve the stability of the volume of the filled liquid and, to achieve this goal, a closed-loop system is proposed that uses a fuzzy-PD controller embedded in Arduino Mega 2560 to act on the valve opening time, to compensate for process variability. The fuzzy inference system (FIS) is built from Matlab and embedded in Arduino using the eFLL library developed by researchers at the State University of Piauí. A Arduino Leonardo receives the measured mass value from a centesimal scale and sends it to Microsoft Excel, which generates a graph of this data in real time. The results obtained in simulation indicate that the model proposed is capable of improving machine control, reducing waste and adding more quality to the production process.

Submitted by Julia CTC/B (julia.vieira@uerj.br) on 2022-02-07T14:00:10Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Anny Caroline Correa Chagas - 2021 - Completo.pdf: 3700977 bytes, checksum: 6a3c207ed68d25e65719fa7b35bb5b02 (MD5) Made available in DSpace on 2022-02-07T14:00:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Anny Caroline Correa Chagas - 2021 - Completo.pdf: 3700977 bytes, checksum: 6a3c207ed68d25e65719fa7b35bb5b02 (MD5) Previous issue date: 2021-11-12 Durante o desenvolvimento de um dispositivo embarcado, a tarefa de gerenciar os modos de economia de energia é normalmente delegada aos desenvolvedores das aplicações, principalmente quando o dispositivo possui recursos limitados e não há um sistema operacional. Essa abordagem acaba por tornar a aplicação difícil de ler e escrever e exigir um grande conhecimento sobre os hardwares utilizados. Em contrapartida, o gerenciamento de energia de dispositivos embarcados pode reduzir significativamente seu consumo e prolongar a vida útil de baterias. Nesse contexto, avaliamos o uso dos mecanismos transparentes de gerenciamento de energia da linguagem de programação Céu no desenvolvimento de aplicações embarcadas com recursos limitados. A semântica síncrona de Céu garante que reações ao ambiente sempre alcancem um estado ocioso, no qual a linguagem pode aplicar o modo de economia mais eficiente possível para cada hardware utilizado. A fim de avaliar a viabilidade de uso dessa linguagem, comparamos implementações em Céu e em Arduino de duas aplicações típicas: um sistema de iluminação inteligente e um dispositivo de coleta de dados de sensores. Para apoiar a implementação das aplicações em Céu, desenvolvemos drivers cientes de energia para as classes de sensores digitais e analógicos, além de um driver específico para o sensor de temperatura e umidade DHT11. Em ambas as aplicações as implementações em Céu se mostraram mais eficientes em relação ao consumo de energia em pelo menos 30%, com a penalidade do aumento de uso de memória. O aumento no uso de memória se mostrou significativo em uma das aplicações e indica uma limitação para a adoção da linguagem neste contexto. Em contrapartida, as implementações em Céu apresentaram uma melhor legibilidade. During the development of an embedded device, the task of managing power-saving modes is usually delegated to the application developers, especially when a device has limited resources and there isn’t an operating system. This approach produces applications that are harder to read and write and requires developers to know more about the hardware used. In contrast, the power management of embedded devices can significantly reduce power consumption and extend battery life. In this context, we propose the use of transparent energy saving mechanisms of Céu programming language in the development of resource-constrained embedded applications. Its synchronous semantics ensures that reactions to the environment always reach an idle state, in which the language can apply the most efficient power mode for each hardware used. In order to evaluate the use of this language, we compared implementations in Céu and Arduino of two applications: an smart lighting system and a sensor data collection device. To support the implementation of the Céu applications, we have developed energy-aware drivers for digital and analog sensors, as well as a specific driver for the DHT11 temperature and humidity sensor. In both applications, the implementations in Céu proved to be more efficient in terms of energy consumption by at least 30%, with a penalty on increased memory usage. The increase in memory usage was significant in one of the applications and indicates a limitation for the adoption of the language in this context. In contrast, implementations in Céu showed better readability.

CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Internet das coisas, do termo em inglês Internet of Things (IoT), é um conceito que engloba o conjunto de dispositivos eletrônicos conectados à internet e interligados entre si a fim de impactar de forma positiva diferentes aspectos da vida cotidiana. Internet of Analytical Things (IoAT ou em tradução livre: Internet das coisas analíticas) é o termo designado para esse conjunto de dispositivos eletrônicos na área da Química Analítica. Encontram-se, na literatura, vários trabalhos sobre a criação de fotômetros usando diodo emissor de luz, do inglês light emitting diode (LED), como fonte de radiação e uma possibilidade de aplicação desses dispositivos é a determinação de oxalato em amostras de chá. O chá é a bebida saborizada mais consumida no mundo atualmente e é rico em oxalato. Este trabalho consiste na criação de um dispositivo IoT para determinação de oxalato em amostras de chá utilizando o método SPADNS. Esse método se baseia na diferença de absorção de radiação dos compostos Zr(IV)-SPADNS e SPADNS na faixa de 580-600 nm. A construção do fotômetro foi realizada utilizando-se um LED com emissão máxima em 590 nm como fonte de luz e empregou-se o sensor TSL2591 como detector de luz. O suporte físico para ajuste e acomodação dos componentes foi impresso em impressora 3D. Acoplou-se ao sistema um módulo Bluetooth HC-05 para aquisição remota dos dados. O procedimento desenvolvido baseado na formação e quebra do complexo SPADNS-Zr mostrou uma faixa linear de 0,3 a 10 mg L-1 com coeficiente R = 0,996, Limite de Detecção (LD) = 0,2 mg L-1 e Limite de Quantificação (LQ) = 0,7 mg L-1. Foram analisadas 10 amostras de infusões adquiridas em comércio local e os valores de oxalato obtidos ficaram entre 21,4±0,1 e 141,7±0,6 mg L-1. Os estudos de adição e recuperação mostraram resultados satisfatórios entre 96,6 e 109,7%. O procedimento proposto apresenta características analíticas comparáveis a outros métodos já estabelecidos na literatura e a ausência de um tratamento prévio da amostra faz com que o dispositivo seja uma alternativa para análises point-of-care. Internet of Things (IoT) is a term that includes the set of electronic devices connected to the Internet and interconnected in order to positively impact different aspects of everyday life. Internet of Things (IoAT) is the term designated to the said set of electronic devices in the field of Analytical Chemistry. There are several studies in the literature about the creation of photometers using Light Emitting Diode (LED) as a source of radiation and a possibility of application of these devices in the determination of oxalate in tea samples. Tea is the most consumed flavored beverage in the world today and is rich in oxalate. This study consists in the creation of an IoT device for oxalate determination in tea samples using the SPADNS method. This method is based on the absorption difference of Zr(IV)-SPADNS and SPADNS compounds in the interval of 580-600 nm. The photometer construction was performed using an LED with maximum emission of 590 nm as a light source and the TSL2591 sensor was used as a light detector. The physical support for adjustment and accommodation of the components was printed on a 3D printer. A Bluetooth HC-05 module for remote data acquisition was added to the system. The developed procedure based on the formation and breakage of the SPADNS-Zr complex showed a linear range of 0.3 to 10 mg L-1 with coefficient R = 0.996, Limit of Detection (LOD) = 0.2 mg L-1 and Limit of Quantification (LOQ) = 0.7 mg L-1. Were analyzed 10 infusion samples acquired in local trade and the oxalate values obtained were between 21.4±0.8 and 141.7±0.6 mg L-1. The addition and recovery studies showed satisfactory results between 96.6 and 109.7%. The proposed procedure presents anaytical characteristcs comparable to other established methods in literature and the absence of previous sample treatment makes the device a great alternative for point-of-care analysis. Dissertação (Mestrado)

Orientadores: Marli de Freitas Gomes Hernandez, Paulo Sérgio Martins Pedro Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Tecnologia Resumo: Neste trabalho apresentamos o desenvolvimento de um kit para aplicação de oficinas de robótica de baixo custo para introdução às engenharias nas escolas públicas de ensino médio brasileira. Para desenvolver este trabalho foi utilizado a placa microcontrolada Arduino, versão Uno, o Minibloq que é um ambiente de desenvolvimento gráfico para computação física que utiliza blocos para desenvolvimento de programação, também desenvolvemos uma apostila para acompanhamento passos a passo do desenvolvimento das oficinas. Com esta oficina de robótica educacional, pretendemos introduzir conceitos de física, matemática, programação e robótica básica, conceitos que estão estritamente relacionados com as engenharias Abstract: This paper presents the development of a kit for implementing a robotics workshop for low cost introduction to engineering in the public schools of Brazilian high school. To develop this work microcontrolled Arduino Uno board version was used, Minibloq which is a graphical development environment for physics computation that uses blocks to development programming, we also developed a booklet to follow step by step the development of the workshop. With this educational robotics workshop, we plan to introduce concepts of physics, mathematics, programming and basic robotics concepts that are closely related to engineering Mestrado Tecnologia e Inovação Mestre em Tecnologia

Orientadores: Varese Salvador Timóteo, Francisco José Arnold Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Tecnologia Resumo: A crescente evolução mundial dos sistemas de medição inteligentes, a liberação de regulamentações Brasileiras, incentivando a adoção de sistemas de medição de energia elétrica inteligentes, direcionaram a presente dissertação a propor um sistema composto de um equipamento eletrônico para medição, em tempo real, das grandezas de corrente, tensão e calcular a energia consumida e terá canais de comunicação com as tecnologias Wi-Fi, GSM/GPRS e GPS. As informações sobre consumo serão disponibilizadas para os usuários finais com o objetivo de mudar o padrão de consumo de energia elétrica, ou até reduzi-lo, através da conscientização e disponibilização das informações de consumo em tempo real Abstract: The growing worldwide trend of smart metering systems, the release of Brazilian regulations, encouraging the adoption of smart electricity metering systems, guided this dissertation to propose a system composed of an electronic device for measuring, in real time, the magnitudes of current, voltage and calculate the consumed power and will have communication channels based on Wi-Fi, GSM /GPRS and GPS technologies. The consumption information will be made available to end users with the goal of changing the electricity consumption pattern, or even reduce it, through awareness and provision of consumer information in real time Mestrado Tecnologia e Inovação Mestre em Tecnologia

Orientador: Gustavo Fraidenraich Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Resumo: Os requisitos de baixo consumo de energia e ampla cobertura de área fazem do \textit{Long Range} (LoRa) uma ótima candidata para concepção do conceito de \textit{Internet of Things}. Apesar de já existirem muitos trabalhos publicados nessa área, nenhum deles aborda a realidade brasileira, a de ser um grande produtor agrícola. Nosso projeto tem como objetivo desenvolver um protótipo de rastreamento bovino de baixo custo usando tal tecnologia de forma a fomentar a agropecuária de precisão e aumentar a produtividade do campo. Numa primeira etapa, são apresentados os estudos preliminares acerca do alcance da comunicação na zona rural. Através da análise dos dados, nós obtivemos o coeficiente de decaimento e concluímos que o ambiente é adequado para a propagação de sinais LoRa desde que haja linha de visada entre os dispositivos transmissor e receptor. Em seguida, nós desenvolvemos um segundo protótipo, agora empregando também o protocolo LoRaWan conectado a um servidor de aplicação. A partir de novos testes de campo, constatou-se que a energia solar gerada pela placa fotovoltaica é suficiente para alimentar a bateria e que nosso protótipo é viável e funcional. Dessa forma, o produtor rural pode acompanhar em tempo real a posição do animal rastreado Abstract: The requirements of low power consumption and comprehensive area coverage make \textit{Long Range} (LoRa) a great candidate for conceiving the concept of \textit{Internet of Things}. Although there are already many works published in this area, none address the Brazilian reality of being a large agricultural producer. Our project aims to develop a low-cost bovine tracking prototype using such technology to foster precision farming and increase field productivity. This article presents preliminary studies on the scope of communication in rural areas. Through data analysis, we obtain the decay coefficient and conclude that the environment is suitable for the propagation of LoRa signals as long as there is a line of sight between transmitter and receiver devices. We then developed a second prototype, now also employing the LoRaWan protocol connected to an application server. New field tests showed that the solar energy generated by the photovoltaic board is sufficient to power the battery and that the prototype is viable and functional. In this way, the rural producer can monitor the position of the tracked animal in real-time Mestrado Telecomunicações e Telemática Mestre em Engenharia Elétrica

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Os reatores químicos são utilizados industrialmente na transformação de diversas matérias-primas em produtos de maior valor agregado. Por esta razão, é importante estudar como diminuir os gastos gerados pelo uso dos reatores, promovendo melhorias nos processos reacionais. Neste sentido, este trabalho promoveu um estudo da agitação intermitente em um reator batelada em escala laboratorial automatizado por Arduino, com o objetivo de minimizar o gasto de energia elétrica, sem prejudicar a conversão da reação de saponificação entre hidróxido de sódio e acetato de etila. Também foram avaliados outros fatores que poderiam interferir no consumo de energia e na conversão da reação, mas sem alterar as configurações originais do reator, para não gerar custos adicionais. Realizou-se um planejamento experimental 23 com os fatores: nível de preenchimento, velocidade e intermitência da agitação. As variáveis de resposta consideradas foram: conversão (%) e energia elétrica gasta (Wh). Observou-se que em todos os experimentos a conversão foi superior a 90% num tempo de 3 horas de reação. Nenhum dos fatores avaliados foi estatisticamente significativo para a conversão. Já para a energia elétrica o fator que mais contribuiu para sua redução foi a intermitência da agitação, considerada estatisticamente significativa. Além do planejamento experimental foram realizados 3 experimentos, em duplicata, mantendo a agitação constante, sem a intermitência. Nestes experimentos a conversão ficou próxima dos valores encontrados no planejamento experimental, porém, o gasto de energia elétrica foi superior a todos os ensaios realizados com a agitação intermitente. Sendo assim, concluiu-se que a agitação intermitente é capaz de reduzir a energia elétrica gasta para a reação proposta, sem interferir na sua conversão, promovendo a otimização do reator batelada utilizado. Chemical reactors are used industrially in the transformation of various raw materials into products with higher added value. For this reason, it is important to study how to reduce the costs generated by the use of the reactors, promoting improvements in the reaction processes. In this sense this work promoted a study of intermittent agitation in a batch reactor on a laboratory scale automated by Arduino, with the objective of minimizing the expenditure of electrical energy, without jeopardizing the conversion of the saponification reaction between sodium hydroxide and ethyl acetate. Other factors that could interfere with energy consumption and reaction conversion were also evaluated, but without changing the original reactor settings, so as not to generate additional costs. An experimental planning 23 was carried out with the factors: level of filling, speed and intermittence of agitation. The response variables considered were: conversion (%) and spent electricity (Wh). It was observed that in all experiments the conversion was greater than 90% in a time of 3 hours of reaction. None of the factors evaluated was statistically significant for the conversion. As for electric energy, the factor that most contributed to its reduction was the intermittency of agitation, considered statistically significant. In addition to the experimental planning, 3 experiments were performed, in duplicate, keeping the agitation constant, without intermittence. In these experiments the conversion was close to the values found in the experimental design, however, the expenditure of electrical energy was higher than all the tests performed with intermittent agitation. Thus, it was concluded that intermittent agitation is able to reduce the electrical energy used for the proposed reaction, without interfering its conversion, promoting the optimization of the batch reactor used.

Acompanha: A utilização da plataforma arduino no ensino de física: medindo carga e energia armazenada em associações de capacitores É notório que os estudantes estão cada vez mais ativos e por vezes desinteressados em sala de aula. Uma maneira de explorar tal energia é usar isso em prol do desenvolvimento e envolvimento em conhecimentos tecnológicos relacionados a educação, isto é, no processo de ensino aprendizagem. Dessa forma, o estudante, sem perceber, aprende e ensina. O Arduino, enquanto tecnologia apresenta uma infinidade de opções para o professor usar em sala, visto que, a robótica educacional é um campo que cresce, atraindo a atenção dos estudantes, para uma nova visão da educação e sobretudo uma nova forma de aprender, e colocar em prática os conteúdos. Nosso objetivo foi a construção, aplicação e a verificação do potencial pedagógico de um produto educacional constituído por um dispositivo com capacidade de medir a quantidade de carga e energia armazenada em associações de capacitores, utilizando para isso a interface Arduino. Juntamente com o dispositivo foi produzida e implementada uma Unidade de Ensino Potencialmente Significativa (UEPS), que possibilitou a utilização do dispositivo, ajudando os estudantes a perceberem o uso cotidiano deste conteúdo importante da Física. Nosso trabalho tem um viés qualitativo e foi implementado em uma turma de terceiro ano do ensino médio de uma escola pública da cidade de Cianorte - PR. Para a produção do relato de experiência buscamos alicerce no referencial teórico da aprendizagem significativa. Vimos que por meio da experimentação devidamente planejada, dentro das atividades propostas pela UEPS, o estudante consegue interagir mais nas aulas de Física, tornando-se corresponsável pela sua aprendizagem, tornando esta uma aprendizagem significativa. It is noticeable that students are increasingly active and sometimes disinterested in the classroom, one way to harness such energy is to use it in favor of the developing and engaging in technological knowledge related to education in the teaching-learning process, thus, the student unknowingly learns and teaches. Arduino presents infinites options of technology for the teacher to use in class and the educational robotics is a growing field, drawing students' attention to a new vision of education and above all a new way of learning, being able to put in practice the classroom contents. Our goal was the construction, application and verification of the educational potential of an educational product which consist in a device capable of measuring the amount of charge and energy stored in capacitor associations using the Arduino interface and at the same time, we had produced and implemented a Potentially Meaningful Teaching Unit, which it had been enable the use of the device, helping students to understand the daily use of this important content of physics. Our work has a qualitative approach and it was implemented in the senior year of the high school class in a public school at the town Cianorte - PR. For the production of the experience report we decided to base our work at the theoretical of meaningful learning. We saw that through properly planned experimentation, within the activities proposed by PMTU, students can interact more in physics classes, becoming co-responsible for their learning, being that a meaningful learning.

Com o aumento da população mundial exigirá maior eficiência na produção de alimentos e uma forma de aumentar este quesito é usar a tecnologia para automatizar e otimizar os processos de produção. Neste trabalho é apresentada uma proposta de facilitação da automatização dos processos da aquicultura por meio da tecnologia da informação seguindo o conceito de Internet das Coisas, (IoT) que faz parte da definição do termo plataformas emergentes, tal termo denota um conjunto de tecnologias que surgiram a partir de 2010 quando então ganhou popularidade e se tornou importante, tanto na área da tecnologia da informação (TI), como a aplicação da IoT na automação pode facilitar esta atividade, para profissionais do agronegócio sem prévia experiência tecnológica em automação, sendo voltado para profissionais que desejam automatizar os processos da aquicultura. A relevância deste trabalho evidencia o entender que a automação, na produção de peixes e no manuseio dos mesmos, visa a eliminação de trabalhos desgastantes e ou desnecessários das atividades que geram estresses quando executadas de forma errônea e ajuda a criar demanda por mão de obra especializada que geraria oportunidades de empregos nas quais os trabalhadores são mais valorizados. Fora feita revisão bibliográfica sobre: Internet das Coisas (IoT), automação, eletrônica, arduino e algoritmos para monitoramento de dados, tendo como objetivos: avaliar conceitos, coletar melhores práticas, mensurar os resultados apresentados nas bibliografias encontradas e apresentar os testes realizados em campo. Foram utilizados métodos quantitativos de instrumentação, por meio de sensores para coleta dos dados, e experimento, com a aplicação dos componentes implementados em campo. O gateway foi implementado e implantado e os dados de leitura dos sensores e atuadores foram coletados e registrados. With the increase in the world population, it will require greater efficiency in food production and one way to increase this aspect is to use technology to automate and optimize production processes. This work presents a proposal to facilitate the automation of aquaculture processes through information technology following the concept of Internet of Things (IoT), which is part of the definition of the term emerging platforms, this term denotes a set of technologies that have emerged from 2010 when it then gained popularity and became important, both in the area of information technology (IT), as the application of IoT in automation can facilitate this activity, for agribusiness professionals without previous technological experience in automation, being focused on professionals who want to automate aquaculture processes. The relevance of this work shows the understanding that automation, in fish production and handling, aims at eliminating stressful and unnecessary work from activities that generate stresses when performed erroneously and helps to create demand for specialized labor that would generate job opportunities in which workers are most valued. A bibliographic review was made on: Internet of Things (IoT), automation, electronics, arduino and data monitoring algorithms, with the purpose of: evaluating concepts, collecting best practices, measuring the results presented in the bibliographies found and presenting the tests performed in the field. Quantitative methods of instrumentation were used, using sensors for data collection, and experiment, with the application of the components implemented in the field. The gateway was implemented and deployed and the reading data from the sensors and actuators were collected and recorded.

A rede CAN é usada para conectar exclusivamente microcontroladores através de um barramento metálico e mensagens em broadcast. Nas versões 2.0A e 2.0B, a carga útil do quadro CAN carrega até 8 bytes de dados. Para enviar dados maiores, é necessário usar mais de um quadro. Este artigo apresenta um protótipo de rede CAN usando seis placas Arduino que geram e consomem diferentes tipos de sinais conectados através do módulo CAN MCP2515. A biblioteca usada para ativar o módulo CAN MCP2515 organiza os 8 bytes de carga útil do quadro CAN em uma matriz de 8 posições, cada uma com 1 byte. Aproveitando esse recurso, além de demonstrar como usar este dispositivo, também serão apresentadas algumas propostas de melhoria na rede CAN. O primeiro deles é uma forma de tratamento de sinais periódicos e aperiódicos. A utilização do quadro CAN e do barramento de comunicação foi otimizada enviando vários sinais em um único quadro, transportando um sinal em cada posição do vetor. O mapeamento de valores para intervalos compatíveis com o espaço disponível em cada posição do vetor permitiu o transporte de valores maiores que 8 bits dentro das posições do vetor. A latência de transmissão foi calculada usando o método mills() e um gateway CAN foi implementado para reduzir o domínio de broadcast para a transmissão das mensagens. The CAN network is used to connect microcontrollers exclusively through a metal bus and broadcast messages. In versions 2.0A and 2.0B the CAN frame payload carries up to 8 bytes of data. To send larger data it is necessary to use more than one frame. This paper presents a CAN network prototype using six Arduino cards that generate and consume different types of signals connected through the MCP2515 CAN module. The library used to enable the MCP2515 CAN module organizes the 8 bytes of CAN frame payload into an 8-position array, each with 1 byte. Taking advantage of this feature, besides demonstrating how to use this device, some proposals for improvement in the CAN network will also be presented. The first of these is a form of treatment of periodic and aperiodic signs. CAN frame and communication bus utilization has been optimized by sending multiple signals within a single frame, carrying one signal at each position of the vector. Mapping values to intervals compatible with the available space at each vector position allowed the transport of values larger than 8 bits within the vector positions. Transmission latency was calculated using the mills() method and a CAN gateway was implemented to reduce the broadcast domain of messages.

Esta pesquisa apresenta o desenvolvimento de um sistema de recomendação baseado em lógica Fuzzy, o qual monitora os batimentos cardíacos do usuário e indica a rotação adequada conforme a frequência cardíaca e a carga mensuradas. Em conjunto com o sistema de recomendação foi feito um sistema de microgeração de energia renovável por meio de aplicação de esforços físicos em uma bicicleta ergométrica. Conectou-se na bicicleta ergométrica, instalada no laboratório de máquinas elétricas do Departamento Acadêmico de Eletrotécnica (DAELT) da Universidade Tecnológica Federal do Paraná-UTFPR Curitiba, um alternador CA ao volante de inércia da bicicleta, gerando assim energia elétrica de acordo com o esforço aplicado ao pedal. O objetivo do sistema desenvolvido é de assegurar que o ciclista gere energia elétrica sustentável, por um determinado período, com segurança a sua saúde. Para a construção do sistema de monitoramento de batimento cardíaco foi utilizado o ARDUINO® que é uma plataforma de prototipagem eletrônica que utiliza um microcontrolador AT Mega 2560. A placa desta plataforma se chama Arduíno Mega 2560. O dispositivo criado, hardware e software, são apresentados de forma detalhada e os resultados dos testes realizados com 3 usuários ( praticantes entre 23 e 40 anos) mostraram a rotação adequada para cada um e que também as frequências cardíacas destes três praticantes se mantiveram entre mínima, ideal e máxima, garantindo deste modo, a integridade física destes usuários na geração de energia sustentável. Os valores atingidos nos testes pelos praticantes foram comparados a valores simulados no software MATLAB®. This research presents the development of a Fuzzy logic-based recommendation system that supervises the user's heart rate to indicates the adequate rotation according to the measured heart rate and load. Simultaneously with the recommendation system,a micro-generation renewable energy system was made through physical exertion on a stationary bicycle. It was coupled to an ergometric bicycle, which was installed in the laboratory of electrical machines of the DAELT (Department of Electrotechnology) of the Federal Technological University of Paraná -UTFPR Curitiba, an alternator AC to on the inertia flywheel, thus generating electric energy according to the effort applied to the pedal. In order to ensure that the cyclist manages sustainable electric energy, for a certain period and with safety to his health. For the construction of the heart rate monitoring system, ARDUINO® was used as an electronic prototyping platform that uses an AT Mega 2560 microcontroller. The board of this platform is called Arduino Mega 2560. The device created, hardware and software, are presented in detail and the results of the tests performed with 3 users (practitioners between 23 and 40 years) showed the adequate rotation for each one and that the heart rates of these three practitioners remained between minimum , optimal and maximum, thus ensuring the physical integrity of these users in sustainable power generation. The values achieved in the tests by the practitioners were compared to simulated values in the MATLAB® software.

Acompanha: Produto educacional: kit para programação básica de Arduino em resistores não lineares no 9º ano do ensino fundamental Pensando na melhoria do ensino e nas perspectivas atuais do sistema educacional brasileiro, o objetivo deste trabalho é desenvolver, implementar e avaliar o potencial pedagógico de um kit didático para o estudo de resistores não lineares por meio da Robótica Educacional. Os recursos de ensino empregados são de fácil acesso e baixo custo para professores e alunos. Corroborando com a Teoria da Aprendizagem Significativa, de David Ausebel, relacionada aos conceitos introdutórios de resistores não-Lineares as atividades experimentais do kit foram implementadas em uma turma do nono ano do Ensino Fundamental II, de uma instituição privada, da cidade de Maringá - Paraná. Para a coleta de dados utilizou-se as respostas dos alunos durante o desenvolvimento das atividades, bem como um diário de campo produzido pelo professor. Os dados coletados foram apresentados e discutidos segundo os pressupostos da Teoria de Ausebel inferindo uma pesquisa qualitativa. O resultado obtido mostrou-se positivo no quesito motivacional e rendimento escolar dos alunos comprovados pelo aumento de interesse, na participação coletiva, e a verificação da aprendizagem significativa durante a realização das atividades. Thinking about the improvement of teaching and the current perspectives of the Brazilian educational system, the objective of this work is to develop, implement and evaluate the pedagogical potential of a didactic kit for the study of nonlinear resistors through Educational Robotics. The teaching resources employed are easily accessible and inexpensive for teachers and students corroborating with the meaningful learning method related to introductory non-linear concepts. The experimental activities of the kit were implemented in a class of the ninth grade of Elementary School II, from a private institution in the city of Maringá - Paraná. For the data collection the answers given by the students during the development of the activities were used as well as a field diary produced by the teacher / researcher. The data were presented and discussed second the assumptions of the qualitative research. The result obtained was positive in the motivational aspect and scholastic performance of the students, evidenced by the increase of interest, in the collective participation during the accomplishment of the activities.

Acompanha: APP: unindo PBL e Arduino Esta dissertação apresenta uma pesquisa de abordagem qualitativa, exploratória e descritiva permeada pela pesquisa-ação e norteada por uma MDP (Matriz Dialógica-Problematizadora) que orienta o caminho percorrido pelo pesquisador na delimitação do tema, ação, coleta e análise de dados. Investiga-se as possibilidades de ensino-aprendizagem usando a plataforma Arduino e a metodologia PBL (Problem Based Learning) para o Ensino de Ciências, em particular para os professores em formação, tendo como temática da disciplina APCC2 o conceito Energia. Objetivou-se desenvolver um processo de ensino aprendizagem para a promoção de habilidade tecnológica com o Arduino e investigar/desenvolver projetos utilizando-se da metodologia PBL e da mediação do Arduino com os estudantes de licenciatura. O trabalho realizou-se obedecendo as seguintes etapas: aplicação de questionário investigativo inicial; aplicação da metodologia PBL: apresentação do problema global (notícia de jornal); divisão dos estudantes em oito grupos com temáticas diferentes atreladas ao problema global; pesquisa das temáticas; apresentação de seminários; aula expositiva sobre a plataforma Arduino; oficinas práticas com aulas direcionadas sobre Energia utilizando a plataforma Arduino; construção e apresentação de relatórios das práticas realizadas nas oficinas; pesquisa, reelaboração e construção de pequenos projetos/produtos automatizados apresentando possíveis soluções/ possibilidades de produção de Energia; apresentação dos projetos/produtos em formato de feira de ciências; reaplicação do questionário investigativo e gravação de vídeos e áudios com depoimentos para avaliação da prática docente e da disciplina. O produto final desta dissertação consiste na elaboração de um guia para professores de Ciências no formato de aplicativo para celular baseado no processo investigativo desta dissertação para o Ensino e aprendizagem do conteúdo Energia, unindo PBL e ARDUINO. Os resultados sinalizam que a ferramenta Arduino e a metodologia PBL amparados pela MDP, ajudam o professor na mediação dos conceitos científicos e tecnológicos, favorece a aprendizagem complexa, cooperativa e colaborativa entre os estudantes, dando abertura para a pesquisa, reelaboração e criação de projetos em torno da temática Energia. This dissertation presents a research of qualitative, exploratory and descriptive approach permeated by action research and guided by an DPM (Dialogic-Problem Matrix) which guides the path taken by the researcher in the delimitation of the theme, action, data collection and analysis. investigated as teaching-learning possibilities using an Arduino platform and a PBL (Problem Based Learning) for science teaching, in particular for teachers in training, having as theme of the APCC2 discipline the Energy concept. The objective was to develop a teaching learning process to promote technological ability with Arduino and to investigate/develop projects using the PBL methodology and Arduino mediation with undergraduate students. presentation of the global problem (newspaper news); division of students into eight groups with different themes linked to the global problem; division of students into eight groups with different themes linked to the global problem; research on themes; presentation of seminars; lecture on the Arduino platform; practical workshops with classes directed on Energy using the Arduino platform; construction and reporting of workshop practices; research, re-elaboration and construction of small projects/automated products presenting possible solutions/possibilities of production of Energy; presentation of projects/products in the form of science fair; reapplication of the investigative questionnaire and recording of videos and audios with testimonials for evaluation of teaching practice and discipline the final product of this dissertation consists in the elaboration of a guide for teachers of Sciences in the format of mobile app based on the investigative process of this dissertation for Teaching and learning of the content Energy, joining PBL and ARDUINO. The results indicate that the Arduino tool and the PBL methodology supported by the MDP, help the teacher in the mediation of scientific and technological concepts, favors complex, cooperative and collaborative learning among students, opening up research, re-elaboration and creation of projects in around the Energy theme.

Conselho Nacional do Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR) O café é uma bebida de aroma e sabor extremamente complexo. Fatores desde a região geográfica, condições climáticas da época de plantio, tipo de manejo, métodos de torra, moagem e armazenamento estão intrinsicamente relacionados com a qualidade e característica do produto final. Uma das maneiras de avaliar a qualidade do café é através da análise sensorial do tipo Perfil Descritivo Quantitativo (PDQ) que é baseada no treinamento de avaliadores selecionados que julgam a intensidade de atributos da amostra. O PDQ apresenta algumas desvantagens como longos períodos de análise, custo e consumo elevado de amostras. Assim, métodos instrumentais rápidos aliados a métodos quimiométricos poderiam ser utilizados no controle de qualidade do café para substituir ou no mínimo reduzir a quantidade de amostras analisadas por métodos sensoriais tradicionais. São denominados de nariz eletrônico (e-nose) instrumentos baseados em uma matriz de sensores químicos parcialmente seletivos capazes de detectar vapores orgânicos. Com o alto custo dos equipamentos comerciais e a complexidade dos dados coletados surge a oportunidade do desenvolvimento de protótipos com componentes de baixo custo e a aplicação de métodos quimiométricos mais recentes. Por outro lado, espectros na região do visível (Vis) podem informar o grau de torra no café já o infravermelho próximo (NIR) fornecem informações de sobretom das vibrações das moléculas e são amplamente utilizados para identificação de características químicas devido a rapidez e preservação da amostra. Além disso, a língua eletrônica (e-tongue) que é um sistema com múltiplos sensores químicos, não específicos e de baixa seletividade, também pode ser utilizada na avaliação do café. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um protótipo de e-nose e avaliar doze amostras de café comercial torrado e moído pelos três métodos instrumentais rápidos já citados (e-nose, e-tongue e espectros Vis-NIR) para verificar se os mesmos são capazes de discriminar diferentes cafés comerciais de forma semelhante ao PDQ. O protótipo e-nose foi construído a partir de uma placa de desenvolvimento (Arduino Mega 2560) e sensores do tipo MOS (semicondutor metal-óxido) que detectam compostos orgânicos voláteis (VOCs). Os algoritmos de controle, automação e interface gráfica foram desenvolvidos em ambiente MATLAB®. O sinal obtido pelo protótipo apresentou boa repetibilidade quando testado por meio de um planejamento de mistura ternária do tipo simplex centroide (acetona, acetonitrila e etanol). O PDQ foi realizado com 15 avaliadores treinados durante dois meses. Foram utilizados seis atributos de odor, três de sabor, um de textura (corpo da bebida) e a cor para a caracterização dos produtos. Os dados do PDQ foram analisados de duas formas distintas. A primeira seguiu uma estratégia normalmente utilizada, Análise de Variância (ANOVA), Teste de Tukey, Análise de Componentes Principais (PCA) e gráfico aranha. Já a segunda estratégia foi utilizar a Análise de Dimensões Comuns (ComDim) tanto na seleção de atributos e avaliadores como para a análise final dos dados do PDQ. Mesmo selecionando avaliadores diferentes, ambas as técnicas descreveram os 12 produtos de forma similar. Entretanto, com o ComDim a interpretação é facilitada pelos gráficos de escores e saliências. Os produtos 100% arábica foram descritos com alta intensidade nos atributos odor verde e odor fresco, já os produtos blends foram descritos com alta intensidade dos atributos sabor amargo, corpo da bebida e cor marrom nos dois métodos. Ambas estratégias destacaram que os produtos “A” e “B” são as amostras mais diferentes do conjunto e a cor foi o atributo utilizado de forma mais eficiente pelos avaliadores para distinguir os produtos. Finalmente, para os doze cafés avaliados, foram utilizados os espectros Vis-NIR, o sinal do e-nose, o sinal obtido por meio da e-tongue e as notas dos atributos do PDQ em uma análise multitabela exploratória usando o ComDim. Com 51,96% da variância total, a dimensão comum 1 (CD 1) tem alto valor de saliência para as cinco técnicas utilizadas, ou seja, todas carregam uma informação comum em seus dados. Contudo, as técnicas instrumentais também apresentam alto valor de saliência em outras dimensões, Vis CD 2, e-nose CD 3, e-tongue CD 4 e NIR CD 5, ou seja, cada técnica instrumental utilizada carrega uma informação complementar ao PDQ que possui alta saliência apenas em CD 1. Portanto, quando as informações das técnicas instrumentais utilizadas são combinadas, a discriminação dos produtos se assemelha ao resultado do PDQ isoladamente. O café A manteve-se como o mais diferente do conjunto para todas as técnicas instrumentais. Por outro lado, os cafés D, G e J demonstraram semelhança em todas as técnicas permanecendo sempre no mesmo quadrante. Foi possível também verificar a influência do grau de torra e do teor de café robusta nos blends. Portanto, o desenvolvimento de metodologias instrumentais rápidas e de baixo custo aliadas aos métodos quimiométricas trazem uma proposta alternativa para a análise do café e, eventualmente, de outras matrizes alimentares. Coffee is a beverage with an extremely complex aroma and flavor. Factors such as the geographic region, climatic conditions, and type of management, roasting methods, milling and storage are intrinsically related to the quality and characteristics of the final product. One of the ways to evaluate coffee quality is through quantitative descriptive profile (QDP), which is a sensory analysis that is based on the training of selected assessors that evaluates the intensity of sample attributes. The QDP presents some disadvantages such as long periods of analysis, cost and high consumption of samples. Thus, rapid instrumental methods allied to chemometrics methods could be used to control the quality of coffee to replace or at least reduce the amount of samples analyzed by traditional sensorial methods. Electronic nose (e-nose) are instruments based on an array of partially selective chemical sensors capable of detecting volatile organic compounds. With the high cost of commercial e-nose and the complexity of the data collected the development of prototypes with low cost components and the application of recent chemometric methods is an opportunity. On the other hand, spectra in the visible region (Vis) can inform the coffee roast degree and the near infrared (NIR) provide information on the overtones of the molecules vibrations and are widely used to identify chemical characteristics due to quick analysis and preservation of the sample. In addition, the electronic tongue (e-tongue), which is composed of a non-specific, low-selectivity chemical multi-sensor system, can also be used to evaluate coffee. The objective of this work was to develop an e-nose prototype and evaluate 12 commercial roasted and ground coffee samples by the three fast instrumental methods already mentioned (e-nose, e-tongue and Vis-NIR spectra) to verify if they are capable of discriminating different commercial coffees in a similar way as QDP. The e-nose prototype was built from a development board (Arduino Mega 2560) and MOS-type sensors (metal-oxide semiconductors) that detect volatile organic compounds (VOCs). Control algorithms, automation and graphic interface were developed in MATLAB® environment. The signal obtained by the e-nose lab-made showed good repeatability when tested by means of a ternary mixture of the simplex centroid type (acetone, acetonitrile and ethanol). QDP was conducted with 15 assessors trained for two months. Six attributes of odor, three of flavor, one of texture (body of the beverage) and color were used to characterize the products. The QDP data were analyzed in two different ways. The first one followed a commonly used strategy, Analysis of Variance (ANOVA), Tukey's Test, Principal Component Analysis (PCA) and spider chart. The second strategy was to use the Common Dimension Analysis (ComDim) in both the selection of attributes and assessors as well as the final analysis of the PDQ data. Even by selecting different assessors, both techniques described the 12 products in a similar way. However, with ComDim the interpretation is facilitated by the graphs of scores and loadings. Products containing 100% of arabica coffee were described with high intensity by green odor and fresh odor attributes, since the blends products were described with high intensity attributes of bitter taste, body of the beverage and brown color in the two methods. Both strategies emphasized that the products "A" and "B" are the most different samples of the set and the color was the attribute used more efficiently by the assessors to distinguish the products. Finally, for the twelve coffees, the Vis-NIR spectra, the e-nose signal, the e-tongue signal and the QDP attributes were combined in an exploratory multiblock analysis using the ComDim. With 51.96% of the total variance, the common dimension 1 (CD 1) has high saliences value for the five techniques used, that is, they all carry a common information in their data. However, instrumental techniques also have a high saliences value in other dimensions, Vis CD 2, e-nose CD 3, e-tongue CD 4 and NIR CD 5, that is, each instrumental technique used carries a complementary information to the QDP that it possesses high salience only in CD 1. Therefore, when the information of the instrumental techniques used are combined, the discrimination of the products resembles the result of the QDP. Coffee A remained as the most different for all instrumental methods. Coffees D, G and J showed similarity in all instrumental methods, always remaining in the same quadrant. It was also possible to verify the influence of the degree of roast and the robusta coffee content in the blends. Therefore, the development of fast and low-cost instrumental methodologies combined with chemometric methods provide an alternative perspective for the analysis of coffee and even of other food matrices.

Acompanha: Produto educacional: Desenvolvimento de um kit didático experimental para o ensino de resistores, capacitores e circuitos de temporização RC Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) O Ensino de Física tem sofrido inúmeras transformações nas últimas décadas, discute-se muito sobre a inserção de diferentes recursos didáticos em sala de aula a fim de gerar um ambiente de aprendizagem diferente do tradicional, bem como proporcionar condições de uma aprendizagem efetiva para o aluno. O sistema tradicional do ensino de Física vem perdendo aos poucos a eficácia, o significado e até mesmo o interesse por parte do aluno em buscar conhecimento. O convívio constante com as mídias de maneira inapropriada tem provocado uma imensa perda de tempo, tornando-se um adversário desleal contra o estudo, restando assim pouco tempo para a aprendizagem. Nesse sentido, esse trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de um novo método com uma proposta experimental e investigativa, baseado na teoria de Vygotsky, visando despertar no educando o interesse e a busca pelo saber, uma vez que ele é parte principal do processo, e que a partir de seus conhecimentos prévios é que o professor introduz seu conhecimento, proporcionando melhor interação entre professor e aluno, e também propiciando o desenvolvimento cognitivo e social no ambiente escolar. O kit didático experimental desenvolvido torna-se uma ferramenta de grande valia, que possibilita ao professor trabalhar um método diferenciado onde ele poderá relacionar a parte teórica com a parte prática, possibilitando com o kit trabalhar o conteúdo de resistores e capacitores por completo, de um modo que despertará no aluno um maior interesse. A tecnologia utilizada para o desenvolvimento do kit foi a plataforma de desenvolvimento Arduino que é composta por um microcontrolador e periféricos, devido ao fácil acesso a materiais didáticos disponíveis, possibilitando a fácil reprodução do protótipo futuramente por pessoas com pouco conhecimento na área e por ser uma plataforma open-source. Esse produto desenvolvido vem ao encontro das politicas de inclusão propostas pelos governos, que tem o objetivo de incluir na sociedade pessoas com necessidades educacionais especiais, pensando nisso, essa ideia vem contribuir e dar suporte a alunos com deficiências auditiva ou visual, bem como os demais alunos do ensino regular ou até mesmo superior, que necessitam estudar o conteúdo abordado aqui. The teaching of physics has undergone numerous transformations in the last decades, much is discussed about the insertion of different didactic resources in the classroom in order to generate a learning environment different from the traditional one, as well as to provide conditions of an effective learning for the student. The traditional system of physics teaching has gradually lost its effectiveness, meaning and even the student's interest in seeking knowledge. The constant conviviality with the media in an inappropriate way has caused an immense loss of time, becoming an unfair opponent against the study, thus leaving little time for learning. In this sense, this work aims to develop a new method with an experimental and investigative proposal, based on Vygotsky's theory, aiming to awaken in the student the interest and the search for knowledge, since it is a main part of the process, and that from their previous knowledge is that the teacher introduces their knowledge, providing better interaction between teacher and student, and also fostering cognitive and social development in the school environment. The developed experimental teaching kit becomes a valuable tool that allows the teacher to work a different method where he can relate the theoretical part to the practical part, allowing the kit to work the contents of resistors and capacitors completely, so that the student will be more interested. The technology used for the development of the kit was the Arduino development platform which is composed of a microcontroller and peripherals, due to the easy access to available didactic material, allowing the easy reproduction of the prototype in the future by people with little knowledge in the area and being a open-source platform. This developed product is in line with the inclusion policies proposed by governments, which aims to include people with special educational needs in society. With this in mind, this idea contributes to and supports students with hearing or visual impairments, as well as other students of regular or even higher education, who need to study the content covered here.

A agricultura familiar tem grande relevância quando se apresentam os números de propriedades produtoras de alimentos brasileiros que abastecem o mercado interno. Neste cenário, destaca-se o cultivo de cogumelos que podem servir de complemento de renda a pequenos produtores, em virtude da utilização de pequenos espaços e da boa aceitação mercadológica. O cogumelo A. blazei é um fungo consumido em decorrência de seu valor medicinal e das propriedades fortalecedoras do sistema imunológico. O cultivo desse tipo de fungo possui características específicas de cuidados, como o monitoramento constante da umidade e temperatura, fatores abióticos fundamentais que podem possibilitar o bom desempenho da safra. Diante disso, este trabalho propõe a automação do controle e do monitoramento de temperatura e umidade por meio de sensores e dispositivos microcontrolados, a custo acessível para a agricultura familiar, propiciando a diminuição da mão de obra do agricultor. Utilizou-se a plataforma Arduino para esse fim. O experimento foi realizado em duas fases, manual e automatizada, a fim de comparar os resultados e identificar a produtividade e a melhor forma de cultivo, assim como a umidade ideal para o desenvolvimento da safra na região em que o experimento foi realizado. Os canteiros que em que os sensores de umidade e temperatura foram instalados apresentaram facilidades no manejo da safra. A segunda safra automatizada apresentou produção de 59,86kg, com 4,31kg de cogumelo A. blazei in natura a mais do que a primeira fase manual. O A. blazei apresentou melhor desempenho no canteiro com a umidade próxima aos 80%, com desvio padrão de 1,13. Nesse cenário, constata-se que a região na qual foi realizado o experimento apresenta condições propícias para o cultivo de cogumelo A. blazei. As informações foram encaminhadas via conexão com a Internet para a plataforma web de Internet das Coisas (IoT) Thingsboard, para armazenamento de dados, o que possibilitou identificar, monitorar e acompanhar os aspectos referentes ao crescimento do A. blazei a distância. Conclui o trabalho que a utilização de sensores e microcontroladores facilita a produção, a identificação da melhor umidade para o desenvolvimento do cultivar e reduz os custos com mão de obra. Family farming has great relevance when presenting the numbers of Brazilian food producing properties that supply the domestic market. In this scenario, we highlight the cultivation of mushrooms that can supplement income for small producers, due to the use of small spaces and good market acceptance. The A. blazei mushroom is a fungus consumed due to its medicinal value and the strengthening properties of the immune system. The cultivation of this type of fungus has specific characteristics of care, such as the constant monitoring of humidity and temperature, fundamental abiotic factors that can enable the good performance of the crop. In view of this, this work proposes the automation of the control and monitoring of temperature and humidity by means of sensors and microcontrollable devices, at affordable cost for the family agriculture, propitiating the reduction of the workmanship of the farmer. The Arduino platform was used for this purpose. The experiment was carried out in two phases, manual and automated, in order to compare the results and identify the productivity and the best form of cultivation, as well as the ideal humidity for the development of the crop in the region where the experiment was carried out. The beds in which the humidity and temperature sensors were installed showed facilities to handle the harvest. The second automated harvest showed a yield of 59.86 kg, with 4.31 kg of A. blazei mushroom in natura more than the first manual phase. The A. blazei presented better performance at the site with humidity close to 80%, with a standard deviation of 1.13. In this scenario, it is verified that the region in which the experiment was performed presents propitious conditions for the cultivation of A. blazei mushroom. The information was sent via Internet connection to the Thingswo Internet Things (IoT) web platform for data storage, which enabled the identification, monitoring and follow-up of the aspects of A. blazei growth at a distance. It concludes the work that the use of sensors and microcontrollers facilitates the production, identification of the best moisture for the development of the cultivar and reduces labor costs.

O presente trabalho tem como objetivo demonstrar os resultados analisados de um projeto de robótica com duração de 80h em uma escola do ensino médio técnico em Curitiba. No contexto da robótica existe a plataforma do Arduino, que é uma ferramenta de introdução à robótica e tem o hardware e software com códigos abertos. A pesquisa realizada se caracteriza como exploratória, aplicada e de campo gerando dados qualiquantitativos que foram analisados. Os alunos, divididos em grupos, desenvolveram uma homepage para armazenar as pesquisas e os dados obtidos durante o projeto. O objetivo principal do projeto foi o ensino da lógica de programação propondo uma metodologia baseada no construcionismo além de aprendizagem por projetos. Os resultados foram satisfatórios, pois os alunos estavam motivados e desenvolveram dois protótipos: o primeiro somente com materiais reciclados que teve sua avaliação gamificada em forma de uma corrida e o segundo utilizando o Arduino onde os alunos mostraram seus protótipos em uma feira de robótica. This paper has as its objetive to analize and show the results of an 80h project in a class of highschool students. The platform of Arduino is an open-source and easy to modify tool that is great to introdutory courses. This research is qualified as exploratory, applied and fieldwork, generating qualitative-quantitative data that were analyzed. The students, divided by groups, developed an homepage to store the homework and the results of the assignments. The main objective of the project was to teach programming logic utilizing a methodology based in the construcionismo, besides learning from tasks. The results were satisfactory, seeing that the students were motivated throughout and were able to develop two prototypes: the first one, using only recycled materials, had its evaluation gamified as a race and the second one, employing Arduino, in which the students had the opportunity to show their prototypes in a robotics fair. Le travail présent a comme l'objectif démontre les résultats analysés d'un projet de robotique avec la durée de 80 heures à une école du moyen technique enseignant dans Curitiba. Dans le contexte de la robotique la plate-forme d'Arduino existe, qui est un outil d'introduction à la robotique et il a le matériel et le logiciel avec des codes ouverts. La recherche accomplie s'il caractérise comme exploratoire, appliqué et de champ produisant donné quali quantitatif qui a été analysé. Les étudiants, divisés en groupes, ils ont développé une page d'accueil pour stocker les recherches et les données obtenues pendant le projet. L'objectif principal du projet était l'enseignement de la logique de programmation la proposition d'une méthodologie basée dans le construcionismo en plus de l'apprentissage pour des projets. Les résultats étaient satisfaisants, car les étudiants ont été motivés et ils ont développé deux prototypes : le premier seulement avec des matériels recyclés qu'il avait sa évaluation gamificada en formulaire d'une course et la deuxième utilisant Arduino où les étudiants ont montré leurs prototypes à une foire de robotique.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Programa de Pós-Graduação em Educação Científica e Tecnológica, Florianópolis, 2018. O advento recente das plataformas livres que permitem a criação de projetos de robótica educativa, trouxe ainda novas possibilidades em prol da educação, mesmo que permaneçam dúvidas quanto a metodologias e ao aprendizado alcançado em processos pedagógicos mediados por novas tecnologias digitais. De qualquer maneira, projetos de robótica educativa já fazem parte do currículo de muitas escolas particulares, e começam a se fazer presentes também nas públicas. Se permanecem dúvidas quanto às relações entre conteúdos e tecnologias, é possível que a educação tecnológica venha a ser abordada de maneira fragmentada e orientada a um pragmatismo que assumiria como válido somente o conhecimento científico aplicável. Se isso ocorrer, também é possível que egressos de cursos superiores continuem limitados à utilização e à implantação de tecnologias, e não orientados a atitudes de protagonismo frente a necessidades de inovação tecnológica. Esta investigação voltou-se à verificação do estágio de conhecimento dos professores da Educação Básica no tocante às relações entre o conhecimento científico e o conhecimento tecnológico. É importante a compreensão de que existe, sim, relação entre ciência e tecnologia, e por consequência entre os conteúdos científicos escolares e as tecnologias atuais, o que vai na contramão das afirmações de que conteúdos abordados na escola não têm relação com o mundo tecnológico no qual mergulham crianças e adolescentes. A pesquisa também investigou o que está presente nos materiais sobre robótica educativa, compreendendo documentos de livre acesso da internet, manuais técnicos, artigos científicos, dissertações e teses, documentos oficiais, bem como a documentação da Olimpíada Brasileira de Robótica, já que tais materiais serão tomados por base pelos professores interessados em utilizar a robótica educativa em suas abordagens pedagógicas. Em complemento a essas investigações, realizaram-se capacitações com professores da Educação Básica sobre as perspectivas pedagógicas da robótica educativa, tendo os mesmos respondido a um questionário de concordância com relação a trinta afirmações acerca da temática investigada. Pode-se concluir que os professores não só reconhecem as relações de suas áreas de conhecimento com a criação de tecnologias como reconhecem que os conteúdos por eles abordados contribuem para a formação de indivíduos com capacidade de criar novos produtos tecnológicos. No entanto, atividades concernentes à pesquisa também evidenciaram que eles conhecem superficialmente ou desconhecem tais avanços e consequentemente as formas de transpor as complexidades deles decorrentes para conteúdos curriculares. Esses mesmos professores, que demonstram maturidade com relação a perspectivas democráticas de construções tecnológicas, também apresentam compreensões substantivistas acerca da tecnologia, reconhecendo-a como neutra e como aplicação da ciência. Os materiais que constituíram o corpus documental da pesquisa foram estudados metodologicamente à luz da Análise Textual Discursiva, de onde emergiram categorias de análise sinalizando que as atividades atuais com robótica educativa não conseguem harmonizar complexidades envolvidas, ao mesmo tempo em que explicitam inclinações pragmatistas. Para chegar a essas conclusões, foram tomadas por base tecnologias e avanços científicos atuais assim como a problemática de estudo do campo da Filosofia da Tecnologia, encontrando amparo epistemológico na racionalidade e na concepção de ciência de Gaston Bachelard. Abstract : The recent advent of free platforms which allow the creation of educational robotics projects, has brought new possibilities for education, even if doubts remain about methodologies and the learning achieved in pedagogical processes mediated by new digital technologies. Anyway, educational robotics projects are already part of the curriculum in many private schools, and begin to be present in public schools as well. If doubts remain about the relationship between content and technology, it is possible that technological education will be approached in a fragmented way and oriented to a pragmatism that would assume as valid only the applicable scientific knowledge. If this occurs, it is also possible for graduates of higher education courses to remain limited to the use and to the implementation of technologies rather than being oriented to protagonism attitudes face the need for innovation. Thus, this research turned to a verification about the stage of knowledge of teachers in basic education level regarding to the relationship between scientific knowledge and technological knowledge. It is important the understanding that there is a relationship between science and technology, and consequently between school science content and current technologies, which goes against statements that content studied at the school are unrelated to the technological world in which children and adolescents are immersed. The research also investigated what is present in the various types of educational robotics dissemination material, including open access documents, technical manuals, scientific articles, academic dissertations and theses, official Brazilian educational documents, as well as the documentation of the Brazilian Olympiad of Robotics, because these materials will be taken as basis by teachers interested in using educational robotics in their pedagogical approaches. In addition, training activities were conducted with teachers of basic education regarding the pedagogical perspectives of educational robotics, with answers to a thirty statements questionnaire about the subject. It is possible to conclude that teachers not only recognize the relationship between their areas of knowledge and the creation of technologies but also recognize that the contents addressed by them contribute to the formation of individuals with the capacity to create new technological products. However, activities related to this research also showed that they know superficially or are not aware of such advances and consequently the ways of transposing the resulting complexities to curricular contents. Those teachers, who demonstrate maturity in relation to democratic perspectives of technological constructions, also present substantivist understandings about technology recognizing it as neutral and as an application of science. The materials that constituted the documental corpus of the research were methodologically studied under the light of Discursive Textual Analysis, from which emerged categories indicating that current activities with educational robotics do not harmonize the complexities involved, while at the same time show pragmatists preferences. In order to reach these conclusions, current technologies and scientific advances were taken into account as well as studies in the field of Philosophy of Technology, having also epistemological support in the rationality and conception of science of Gaston Bachelard.

Conselho Nacional do Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Estima-se que metade dos resíduos produzidos no Mundo sejam de matéria orgânica, sendo que este percentual aumenta em países subdesenvolvidos ou em desenvolvimento. Os resíduos orgânicos não se enquadram na definição de rejeito e ao seguirem para o aterro sanitário deixam de ser reaproveitados. A compostagem é, portanto, uma alternativa para o tratamento dessa parcela de resíduos. É ambientalmente aceita, segura, atende à Política Nacional de Resíduos Sólidos - PNRS (Brasil, 2010a), além de contribuir diretamente para a redução dos passivos ambientais. Visando uma maior abrangência do Decreto Presidencial no 5.940 de 25 de outubro de 2006, que instituiu a separação dos resíduos recicláveis descartados pelos órgãos e entidades da administração pública federal (Brasil, 2006), a presente pesquisa teve o objetivo desenvolver, analisar e monitorar os parâmetros de temperatura e umidade, em métodos de compostagem aeróbia e anaeróbia, para o tratamento dos resíduos sólidos orgânicos provenientes do Restaurante Universitário (RU) da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR), câmpus Curitiba (PR), sede Ecoville. A pesquisa foi dividida em 4 etapas: caracterização dos resíduos gerados pelo RU; desenvolvimento do Sistema de Aquisição de Dados (SAD) baseado em Arduino; instrumentação e montagem das composteiras e, monitoramento dos parâmetros de temperatura e umidade ao longo do período de compostagem. Os resíduos orgânicos gerados pelo RU foram coletados, caracterizados quanto ao tipo e quantificados em peso e volume. A partir dos dados obtidos na caracterização dos resíduos, optou-se pelo tratamento dos Resíduos Orgânicos Não Cozidos (em média 50,7% do total de resíduos gerados semanalmente pelo restaurante). Para o monitoramento dos parâmetros de temperatura e umidade das composteiras, foi desenvolvido um SAD utilizando Arduino, e sensores de umidade e temperatura. Cada composteira foi instrumentada com 3 sensores de umidade e 3 sensores de temperatura fixados verticalmente no interior de cada uma delas. Esses sensores transmitiram os sinais obtidos de cada sensor, individualmente, em intervalos de 60 minutos, ao longo de 90 dias. A partir dos dados coletados pelo SAD Arduino, foram traçadas curvas de temperatura e de umidade, ao longo do tempo, para os métodos de compostagem aeróbio e anaeróbio. Pode-se concluir que o Arduino pode ser uma ferramenta acessível e viável para o desenvolvimento de atividades de pesquisa. It is estimated that half of the total waste produced in the world are organic matter, and there is an increase in underdeveloped or developing countries. The brazilian definition of waste does not consider the organic fraction because this part of the waste can be recycled and, when it is directed to the landfill, it is no longer reused. Composting is, therefore, an alternative for the treatment of this organic fraction. It is environmentally accepted, safe, complies with the National Solid Waste Policy - PNRS (Brazil, 2010a), and contributes directly to the reduction of environmental liabilities. Aiming at a broader coverage of Presidential Decree No. 5.940 of October 25, 2006, which instituted the separation of recyclable waste discarded by federal public administration bodies and entities (Brazil, 2006), the present research had the objective of developing, analyzing and monitoring the temperature and humidity parameters, in aerobic and anaerobic composting methods, for the treatment of organic solid waste from the University Restaurant (RU) of the Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR), campus Curitiba (PR), Ecoville. The research was divided in 4 stages: characterization of the residues generated by the RU; Development of the Arduino-based Data Acquisition System (SAD); Instrumentation and assembly of the composts and monitoring of temperature and humidity parameters throughout the composting period. The organic wastes generated by the UK were collected, characterized by type and quantified by weight and volume. From the data obtained in the characterization of the residues, we chose the treatment of Uncooked Organic Residues (averaging 50.7% of the total waste generated weekly by the restaurant). For the monitoring of the parameters of temperature and humidity of the composites, a SAD was developed using Arduino, and humidity and temperature sensors. Each compost was instrumented with 3 humidity sensors and 3 temperature sensors fixed vertically inside each one. These sensors transmitted the signals obtained from each sensor individually at 60-minute intervals over 90 days. From the data collected by SAD Arduino, temperature and humidity curves were plotted over time for aerobic and anaerobic composting methods. It can be concluded that Arduino can be an accessible and feasible tool for the development of research activities. KeyWordsSolid waste. Recycling organic waste. Aerobic composting. Anaerobic composting.

The use of renewable energy is growing every day as an alternative to fossil fuel technology. This is mainly the search for less polluting equipment that do not harm the environment. solar energy is known as a good alternative due to its wide availability and energy potential that can be used in various ways, but the best known are the photovoltaic and solar thermal. The first one is the sun's energy conversion into electricity and the other uses heat to warm fluids that can also generate electricity. The research and the use of parabolic solar collectors have been growing because of the ability to heat fluids to high temperatures in a relatively small area. Parabolic solar collectors consist of a base which supports a surface that reflects the sun's rays on an absorber pipe through which passes water. In the solar Energy and Natural Gas Laboratory two solar collectors of small parabolic were deployed and tests were conducted to improve the arrangements in order to increase the thermal efficiency of the collectors. Finally, an automation has been made to prevent the collectors to be manually rotated, which expends time and effort. With a step motor and a control we used a low-cost system with Arduino and LDRs. It was also made a design of photovoltaic panels in order to make the system hybrid and independent of the electric grid. At the end of the tests performed, it was found that the best was the one with tracking every 5 minutes, because adjusting every 1 minute the system activates without necessarily moving since there was not time to make a difference in the LDRs; and with a tracking time of 15 minutes there was power lost, since the sun rays are dislodged from the focus not hitting the absorber. O uso de energias renováveis vem crescendo a cada dia como uma alternativa à tecnologia de combustíveis fósseis. Isso se deve principalmente à busca por equipamentos menos poluentes que não prejudiquem o meio ambiente. A energia solar se apresenta como uma boa alternativa, devido a sua grande disponibilidade e potencial energético que pode ser aproveitado de várias maneiras, mas as mais conhecidas são a fotovoltaica e a heliotérmica. A primeira consiste na conversão da energia do Sol diretamente em eletricidade, e a outra utiliza o calor para aquecer fluidos, podendo também gerar energia elétrica. A pesquisa e a utilização de coletores solares parabólicos vêm crescendo nos últimos anos devido à capacidade de aquecer fluidos a altas temperaturas em uma área relativamente pequena. Os coletores solares parabólicos consistem em uma base que suporta uma superfície que reflete os raios do Sol em um tubo absorvedor pelo qual passa um fluido, muitas vezes água. No Laboratório de Energia solar e Gás Natural foram implementados dois coletores solares parabólicos de pequeno porte e foram realizados testes para melhorar os arranjos de modo a aumentar a eficiência térmica dos mesmos. Por fim, foi feita uma automatização para evitar que os coletores sejam girados manualmente, o que dispende tempo e esforço. Com um motor de passo e como controle utilizou-se um sistema de baixo custo com o Arduino e LDRs. Ainda foi feito um dimensionamento de painéis fotovoltaicos a fim de tornar o independente da rede elétrica. Ao final dos testes realizados verificou-se que o melhor arranjo encontrado foi o automatizado com rastreamento a cada 5 minutos, pois a cada 1 minuto o sistema fica ligado sem necessariamente girar porque não deu tempo de haver diferença nos LDRs e com tempo de 15 minutos perde-se porque os raios do Sol se desalinham do foco não atingindo o absorvedor.

Orientador: Francisco José Arnold Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Tecnologia Resumo: A correção dinâmica de frequências dos sinais que acionam dispositivos piezelétricos é um procedimento importante para garantir a eficiência da operação de conversão realizada pelos transdutores. Usualmente são empregados circuitos eletrônicos para a correção, mas há também, possibilidades por meio do emprego de softwares, embora ainda pouco exploradas na literatura. Este trabalho tem como objetivo criar uma ferramenta de correção dinâmica de frequência baseada em técnicas de Inteligência Artificial (IA), com o intuito de minimizar o tempo gasto de correção bem como o custo computacional. Este trabalho está dividido em duas partes, sendo a primeira delas a criação um sistema que utiliza ferramentas da Inteligência Artificial, como árvores de decisão, e mecanismos de poda (Alpha e Beta) para fazer uma busca e correções, em uma base de dados já pré-selecionada. Esta base é composta por 14 arquivos, que contém valores da frequência em relação à uma impedância associada. A segunda parte consiste no desenvolvimento de um código de comunicação entre o sistema de correção e o sistema de oscilação através da integração do sistema de correção com o hardware. O sistema foi testado a partir de buscas realizadas em arquivos criados a partir de simulações de circuitos elétricos equivalentes de um transdutor. Os resultados obtidos demonstraram que as técnicas de IA possuem um alto desempenho no processamento das frequências, bem como uma redução do custo computacional Abstract: Dynamic frequency correction of the signals that drive piezoelectric devices is an important procedure to ensure the efficiency of the conversion operation performed by the transducers. The electronic circuits are usually used for corrections, but there are also possibilities by means of software, although they are still little explored in the literature. This work aims to create a dynamic frequency correction tool based on Artificial Intelligence (AI) techniques, in order to minimize the correction time as well as the computational cost. There are two parts in this work and the first one is the creation of a system that uses Artificial Intelligence tools, such as decision trees, and pruning mechanisms (Alpha and Beta) to do a tracking and frequency corrections, in a database already pre- selected. This base is composed by 14 files, which contains frequency values in relation to an associated impedance. The second part consists on the development of a communication code between the correction system and the oscillation system through the integration of the correction system with the hardware. The system was tested from tracking performed on files created from simulations of equivalent electrical circuits of a transducer. The obtained results have shown that the IA techniques have a high performance in the frequency processing, as well as a reduction of the computational cost Mestrado Sistemas de Informação e Comunicação Mestre em Tecnologia FAPESP 2012/07639-4

Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Ensino de Física, Araranguá, 2016. Neste trabalho apresenta-se uma Sequência Didática composta por uma série de atividades para abordagem da Física Térmica. O material instrucional está fundamentado na teoria interacionista de Vygotsky e nos Três Momentos Pedagógicos de Delizoicov e Angotti. Na busca de contextualizar os conteúdos utilizou-se o sistema de aquecimento de água por energia solar. Assunto este inserido no tema central escolhido. O que possibilitou a definição de quais os conceitos de Física envolvidos e que deveriam ser tratados nas aulas. Para potencializar esse fato foi idealizado e construído um Coletor Solar Didático com sensores de imersão ligados a uma placa Arduino. Este aparato experimental tem a função de realizar a conexão do tema gerador com os conceitos científicos. A proposta foi implementada em uma escola da rede federal de ensino, no primeiro semestre de 2016. Em relação as conclusões sobre a análise da aplicação, pode-se destacar os bons resultados em função das discussões nas atividades em grupo e também o interesse dos estudantes diante de experimentos que usam tecnologias, como por exemplo o Arduino. Abstract : This study presents a didactic sequence with a series of activities to approach the Thermal Physics. The supporting material is based on the interactionist theory of Vygotsky and in the three pedagogic moments of Delizoicov and Angotti. Aiming to contextualize Thermal Physic topics, a solar water heater system was used. This way, it was possible to define which topics of Physics would included and which ones should be addressed in the classroom. To emphasize the main topic, a didactic solar heater system was designed and built with sensors and the Arduino Board. The function of this prototype was to link the heating system to the scientific concepts. The project was implemented at a Federal School, on the first semester of 2016. Regarding the conclusions of the project application, it can be highlighted that there were positive results based on the discussion and the group?s activities. It is important to point out the students? interest on the prototype that uses new technologies, as the Arduino Board.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior O objetivo deste trabalho foi projetar e desenvolver um controlador para um secador de plantas medicinais e aromáticas, e um sistema de aquisição de dados para a operação do mesmo. As variáveis envolvidas no sistema de controle foram a temperatura e a velocidade do ar de secagem. O trabalho iniciou-se com a instalação e o teste de transdutores de velocidade e de temperatura no secador. Estrategicamente o processo foi dividido duas plantas, uma de velocidade e um de temperatura. Com base nessa divisão e por meio das leituras gerados pelos transdutores foi realizada a identificação não paramétrica do sistema. Após a identificação foram projetados e testados os controladores para as duas plantas. Para o software de aquisição de dados foi desenvolvido um protocolo de comunicação serial entre o Arduino e o software. A avaliação do software foi positiva, atendendo as necessidades de aquisição de dados do processo. O sistema de controle se comportou de maneira satisfatória mantendo o erro das variáveis controladas dentro dos padrões necessários para a garantia da qualidade do produto, obtido no processo de secagem. De acordo com as exigências do processo de secagem podemos concluir que resultados obtidos na implementação do sistema de controle de velocidade e de temperatura do ar de secagem obteve sucesso. O sistema de aquisição dos dados do processo de secagem se mostrou eficaz para a atividade de monitoramento e registro dos dados de secagem. The objective was to design and implement a driver for a dryer of medicinal and aromatic plants, and a data acquisition system for its operation. The variables involved in the control system were drying temperature and air velocity. The work was started with the installation and the speed of testing transducers and temperature in the dryer. Strategically the process was divided two plants, a speed and a temperature. Based on this division and through the readings generated by the transducers was performed at non-parametric system identification. After identifying been designed and tested the drivers for the two plants. For data acquisition software was implemented a serial communication protocol between the Arduino and the software. The software evaluation was positive, meeting the needs of acquisition of process data. The control system behaved satisfactorily keeping the error of the controlled variables within the standards required for quality assurance of the product obtained in the drying process. According to the requirements of the drying process we can conclude that the results obtained in implementation of the drying air speed and temperature control system was successful. The acquisition of the drying process data system met the needs of monitoring and recording of drying data.