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Facultad de Ingeniería Eléctrica. Maestría en Ciencias en Ingeniería Eléctrica The increasing use of control devices in industries, based on the use of power electronics, allow a large number of industrial processes to be carried out efficiently, however, they generate distortion of current and voltage waveforms. This phenomenon called harmonic distortion is associated with various adverse effects in companies, such as excessive heating in electrical machines, incorrect activation of protection devices, increased billing, etc. The observation of this phenomenon, by means of the metrics used in harmonic analysis, is essential in the study of power quality. However, it is important to take into account the computation time, it is desirable that it be small, in order to provide information as quickly as possible to mitigate the effect of this problem. In order to optimize time, parallel computing is applied. In this work, it is applied computed in parallel, based on Threads in the calculation of three metrics; the Fast Fourier Transform (FFT), where the calculation proposal is made in such a way that each process element calculates a set of harmonics, for the Total Harmonic Distortion (THD) calculation proposal a strategy is carried out so that Each process element calculates a set of state variables (VE) and at the end for the proposed calculation of the response to the frequency of an electrical network (DPI), the strategy is made in such a way that each process element computes matrix based on a segment of the frequency vector. La utilización cada vez mayor de dispositivos de control en las industrias, basados en el uso de electrónica de potencia, permiten realizar una gran cantidad de procesos industriales de manera eficiente, sin embargo, generan la distorsión de las formas de onda de corriente y voltaje. Este fenómeno llamado distorsión armónica está asociado a diversos efectos adversos en las empresas, tales como calentamiento excesivo en las maquinas eléctricas, activación de manera incorrecta de dispositivos de protección, aumento en la facturación, etc. La observación de este fenómeno, por el medio de las métricas usadas en el análisis armónico se hace indispensable en el estudio de la calidad de la energía. Sin embargo, es importante tomar en cuenta el tiempo de cómputo, es deseable que éste sea pequeño, con el propósito de dar información lo más rápido posible para mitigar el efecto de este problema. Para poder optimizar el tiempo se aplica el cómputo en paralelo. En este trabajo se aplica cómputo en paralelo, basado en Threads en el cálculo de tres métricas; la Transformada Rápida de Fourier (FFT), donde la propuesta de cálculo se hace de manera que cada elemento de proceso calcula un conjunto de armónicos, para la propuesta de cálculo de la Distorsión armónica total (THD) se realiza una estrategia de manera a que cada elemento de proceso, calcula un conjunto de variables de estado (VE) y al final para la propuesta de cálculo de la respuesta a la frecuencia de una red eléctrica (DPI), la estrategia se hace de manera que cada elemento de proceso calcula matriz con base a un segmento del vector de frecuencias.

Um dos grandes desafios da agricultura é o uso racional de agrotóxicos na prevenção e proteção das culturas contra doenças e pragas, a fim de evitar a aplicação demasiada de agentes químicos nas lavouras, evitando-se danos ao meio ambiente e a saúde humana. Atualmente, as técnicas utilizadas para avaliação da qualidade de pulverização se baseiam na análise do tamanho das gotas que são aplicadas através de etiquetas hidrossensíveis. Neste trabalho foi desenvolvida uma bancada de testes, que permite a simulação do funcionamento de pontas de pulverização, e um sistema de aquisição, condicionamento e análise de dados para realização de um estudo de sensoriamento laser aplicado na identificação de espectros de gotas. Além disso, foi proposto e avaliado um método de classificação baseado em Transformada Rápida de Fourier e Redes Neurais Artificiais. A metodologia utilizada para a avaliação da técnica proposta consiste na aquisição e análise de um sinal de luz proveniente de um raio laser interceptado por um spray de água criado pela ponta, e classificação do padrão com base nas amplitudes do espectro de frequências, obtidos a partir da Transformada Discreta de Fourier do sinal. Para a classificação, foi utilizada uma RNA do tipo Perceptron de Múltiplas Camadas a fim de identificar dois diferentes padrões de pulverização, classificando os espectros de gotas em duas classes, névoa ou jato. Foi feita a validação cruzada e a técnica proposta apresentou 91\% de acurácia. Assim, foi possível concluir que através do método proposto é possível identificar diferentes espectros de gotas.

Resumen Contexto: La alúmina anódica nanoporosa es un material de gran interés debido a su baja densidad, alta relación de aspecto y a que es posible obtener estructuras altamente ordenadas de ella. En las últimas décadas, los investigadores han concentrado sus esfuerzos en controlar las características morfológicas de los arreglos de poros fabricados, particularmente su ordenamiento. Recientemente, se empezó a migrar la caracterización del ordenamiento de las estructuras de cualitativa a cuantitativa, conllevando esto al desarrollo de herramientas de caracterización más precisas. Método: En este trabajo se evaluó el efecto del potencial de anodizado en el ordenamiento de alúmina anódica nanoporosa (AAN) fabricada en ácido oxálico al 0,3 M. Se empleó la transformada rápida de Fourier (TRF) como herramienta para cuantificar el ordenamiento de la AAN fabricada. Los valores del grado de ordenamiento se obtuvieron mediante el cálculo del radio de regularidad basado en las imágenes obtenidas de las TRF generadas a partir de las imágenes superficiales de microscopía electrónica de barrido (MEB) de las muestras de AAN. Resultados: Se observó que a medida que el potencial de anodizado aumenta, el radio de regularidad disminuye para los potenciales evaluados. Adicionalmente, se evidenció que el diámetro de poro y la distancia entre poros aumentan con el potencial de anodizado. Conclusiones: Estructuras altamente ordenadas pueden ser obtenidas mediante el anodizado de aluminio puro en ácido oxálico al 0,3 M a 40 V, 50 V y 55 V. El cálculo del radio de regularidad representa un valioso instrumento para la caracterización cuantitativa del ordenamiento de las estructuras de AAN. La determinación del grado de ordenamiento de la AAN se relaciona con sus propiedades y por lo tanto con su aplicación. La comprensión del efecto del potencial de anodizado en el ordenamiento de los poros de alúmina proporciona herramientas para mejorar el diseño de dispositivos basados en la AAN. Abstract Context: Nanoporous anodic alumina is a material of great interest due to its low density, high aspect ratio, and because it is possible to obtain highly ordered structures from it. In the last decades, researchers have focused on controlling the morphological characteristics of fabricated porous structures, particularly regarding their ordering. Recently, characterization of the ordering of these structures has started to migrate from qualitative to quantitative methods, leading to the development of more precise characterization tools. Method: In this work, the ordering of the nanoporous anodic alumina (NAA) fabricated in oxalic acid 0,3 M was evaluated. Fast-Fourier transform was used to analyze the effect of anodizing potential in porous ordering. The regularity ratio was calculated based on the Fast-Fourier-transformed images generated from the top scanning electron microscopy (SEM) images of the obtained NAA samples. Results: It was observed that increasing the anodizing potential decreases the regularity ratio for the evaluated potentials. Additionally, it was found that morphological characteristics such as pore diameter and interpore distance increase with the anodizing potential. Conclusions: Highly ordered structures can be obtained through pure aluminum anodizing in 0,3 M oxalic acid at 40 V, 50 V, and 55 V. The regularity ratio is a useful instrument for the quantitative characterization of the ordering level of NAA structures. The NAA ordering level can be related with its properties, and then with NAA applications. The understanding of the anodizing potential effect on porous alumina ordering provides tools to improve the design of NAA-based devices.

CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Neste trabalho, propõe-se a aceleração da previsão de propagação de onda eletromagnética baseada em equações integrais no domínio do tempo por meio do uso da Transformada Rápida de Fourier (FFT). No problema, considera-se uma onda com polarização vertical - ou paralela - e incidência rasante sobre um terreno suavemente irregular. Assim, este pode ser tratado como um condutor magnético perfeito e, aplicando o princípio da equivalência, substituído por correntes magnéticas superficiais que podem ser calculadas por meio do Método dos Momentos (MoM). Para a formulação no domínio do tempo, a técnica marching-on-in-time é utilizada na discretização do tempo para os cálculos de convolução temporal. A FFT é aplicada para acelerar essas convoluções. Os resultados da Equação Integral do Campo Magnético no Domínio do Tempo (TD-MFIE) e da Equação Integral do Campo Elétrico no Domínio do Tempo (TD-EFIE) foram comparados aos das equações integrais no domínio da frequência - MFIE e EFIE - e da Teoria Uniforme da Difração no Domínio do Tempo (TD-UTD), e seus tempos de simulação foram comparados à TD-MFIE com aplicação da FFT. Observou-se uma boa concordância entre os resultados, com algumas diferenças na TD-UTD em razão de esta técnica não considerar difrações duplas e em arestas com ângulo interno maior que 180°. Utilizar a FFT no cálculo das integrais de convolução temporal reduz o tempo de cálculo em até 28 vezes, o que mostra seu potencial de aplicação neste problema, mas demanda um estudo maior sobre os sinais envolvidos na operação. This work proposes accelerating prediction of propagation of an electromagnetic wave based on time-domain integral equations by using Fast Fourier Transform (FFT). In this problem, a vertically - or parallel - polarized wave with near graze over a smoothly irregular terrain is considered, so that it can be trated as a perfect magnetic conductor and, by applying the equivalence principle, replaced by equivalent superficial magnetic currents which can be calculated using the Method of Moments (MoM). For the formulation in time domain, marching-on-in-time is used on time discretization for computing time convolution. FFT is applied to accelerate those convolutions. Results from Time-Domain Magnetic Field Integral Equation (TD-MFIE) and Time-Domain Electric Field Integral Equation (TD-EFIE) were compared to frequency domain integral equations - MFIE and EFIE - and to Time-Domain Uniform Theory of Diffraction (TD-UTD), and their simulation times were compared to TD-MFIE with FFT. There were highly concordant results between the methods, despite some differences shown on TD-UTD given the fact that it does not consider double diffractions and diffractions in edges with an internal angle greater than 180°. Using FFT to calculate time convolution integrals reduces significantly calculation time in 28 times, which shows its potential application in this problem, but a greater study about signals envolved in operations is required.

Los objetivos de este objeto de aprendizaje son: Capturar de forma estable una señal compleja con un osciloscopio. Obtener las componentes de frecuencia. Medir la frecuencia y amplitud de cada componente Sintonizar adecuadamente un receptor superheterodino para convertir la señal de radiofrecuencia, RF, en la frecuencia intermedia. Medir las frecuencias a la salida del mezclador. Introducir otra señal (no deseada) en la RF, que corresponda a la frecuencia imagen. Medir la frecuencia a la salida del mezclador y comprobar que coincide con la frecuencia intermedia de la señal deseada. Como conclusión: Es esencial configurar adecuadamente el disparo de un osciloscopio para capturar de forma estable señales complejas. Una vez estabilizada la señal, se pueden realizar medidas sobre ella en el dominio del tiempo y en el de la frecuencia. La frecuencia del oscilador local permite transformar, en el MEZCLADOR, el canal de RF deseado, a la frecuencia intermedia del receptor. No sólo el canal deseado, sino que muchas otras frecuencias aparecen a la salida del mezclador, debido a su comportamiento NO LINEAL. En la RF hay muchas señales y alguna de ellas podría estar ubicada en la frecuencia imagen de la que nosotros deseamos recibir. El diseño del receptor deberá incluir algún modo de evitar este problema: Frecuencia intermedia elevada. Filtro preselector de RF. Doble conversión de frecuencia., 1) Visualizar 2) Practicar lo explicado con el osciloscopio

Los objetivos de este objeto de aprendizaje son : Capturar de forma estable una señal compleja con un osciloscopio. Obtener las componentes de frecuencia. Medir la frecuencia y amplitud de cada componente Sintonizar adecuadamente un receptor superheterodino para convertir la señal de radiofrecuencia, RF, en la frecuencia intermedia. Medir las frecuencias a la salida del mezclador. Resintonizar adecuadamente un receptor superheterodino para seleccionar un canal diferente. Comprobación de las frecuencias resultantes. Las conclusiones son: Es esencial configurar adecuadamente el disparo de un osciloscopio para capturar de forma estable señales complejas. Una vez estabilizada la señal, se pueden realizar medidas sobre ella en el dominio del tiempo y en el de la frecuencia. La frecuencia del oscilador local permite transformar, en el MEZCLADOR, el canal de RF deseado, a la frecuencia intermedia del receptor. No sólo el canal deseado, sino que muchas otras frecuencias aparecen a la salida del mezclador, debido a su comportamiento NO LINEAL. Cambiar la frecuencia del oscilador local permite transformar cualquier canal de RF a la frecuencia intermedia deseada, que permitirá su recepción. Al cambiar la sintonía del oscilador local, la salida del mezclador cambia, haciendo que unas señales suban y otras bajen de frecuencia., 1) Visualizar 2) Practicar lo explicado con el osciloscopio

Los objetivos de este objeto de aprendizaje son: Capturar de forma estable una señal compleja con un osciloscopio. Obtener las componentes de frecuencia. Medir la frecuencia y amplitud de cada componente. Como conclusión: Es esencial configurar adecuadamente el disparo de un osciloscopio para capturar de forma estable señales complejas. Una vez estabilizada la señal, se pueden realizar medidas sobre ella en el dominio del tiempo y en el de la frecuencia., 1) Visualizar 2) Practicar lo explicado con el osciloscopio

Los objetivos de este objeto de aprendizaje son: Capturar de forma estable una señal compleja con un osciloscopio. Obtener las componentes de frecuencia. Medir la frecuencia y amplitud de cada componente Sintonizar adecuadamente un receptor superheterodino para convertir la señal de radiofrecuencia, RF, en la frecuencia intermedia. Medir las frecuencias a la salida del mezclador. Como conclusión: Es esencial configurar adecuadamente el disparo de un osciloscopio para capturar de forma estable señales complejas. Una vez estabilizada la señal, se pueden realizar medidas sobre ella en el dominio del tiempo y en el de la frecuencia. La frecuencia del oscilador local permite transformar, en el MEZCLADOR, el canal de RF deseado, a la frecuencia intermedia del receptor. No sólo el canal deseado, sino que muchas otras frecuencias aparecen a la salida del mezclador, debido a su comportamiento NO LINEAL., 1) Visualizar 2) Practicar lo explicado con el osciloscopio

Los objetivos de este objeto de aprendizaje son: Objetivos Montar un transmisor y un receptor con modulación de amplitud (AM). Caracterizar la forma de la señal en el tiempo y en la frecuencia. Medir de forma cualitativa el efecto de la atenuación por la propagación. Como conclusión: En el dominio del tiempo se observa la modulación en la amplitud de la señal. En el dominio de la frecuencia se ve la portadora y la moduladora a ambos lados. La demodulación requiere de un detector de envolvente y de un filtrado paso bajo. La atenuación de la señal transmitida es proporcional a la atenuación de la portadora., 1) Visualizar 2) Practicar lo explicado con el osciloscopio

RESUMEN: Las series de Fourier, además del enorme papel jugado en el desarrollo histórico del Análisis, tienen importantes aplicaciones fuera de las matemáticas en áreas como por ejemplo el tratamiento de señales. En este trabajo revisaremos algunas de sus propiedades matemáticas básicas, así como los algoritmos que permiten calcularlas de manera aproximada. Además, mostraremos un ejemplo del funcionamiento de estos algoritmos y su utilidad. Finalmente estudiaremos algunas de sus aplicaciones, como el análisis en el dominio de frecuencia de vibraciones para el mantenimiento predictivo de máquinas industriales. ABSTRACT: Fourier series, in addition to the enormous role played in the historical development of Analysis, have important applications beyond mathematics in areas such as signal processing. This work aims to review some of their basic mathematical properties, as well as the algorithms that allow us to calculate them in an approximate way. In addition, we will show an example of how these algorithms work and their usefulness. Finally, we will study some of their applications, such as the analysis in the frequency domain of vibrations for the predictive maintenance of industrial machines. Grado en Matemáticas

RESUMEN: En las dos últimas décadas, más de 40 misiones espaciales se han orientado al estudio de cuerpos planetarios, demostrando que la investigación en este campo se ha convertido en un objetivo prioritario y continuo. Profundos estudios de dichos cuerpos se han llevado a cabo mediante dispositivos robotizados y diversas técnicas de modelado, orientadas a la caracterización del relieve existente, y, en particular, a la cartografía y delimitación de los cráteres que recubren las superficies planetarias. En este trabajo se desarrolla una cartografía semiautomática de cráteres de la superficie lunar a través del tratamiento de Modelos Digitales de Elevaciones (MDE) filtrados empleando filtros de paso bajo basados en la Transformada Rápida de Fourier. Lo innovador de este proyecto es que los resultados de la aplicación del filtro de Fourier se tratan previamente sobre modelos sintéticos del terreno elaborados con MATLAB, con el fin de probar la eficiencia del mismo. Posteriormente, las correlaciones de los resultados se desarrollarán dentro del entorno de un Sistema de Información Geográfica (SIG). ABSTRACT: In the last two decades, more than 40 space missions have been oriented towards the study of planetary bodies, showing that research in this field has become an ongoing priority. In-depth studies of these bodies have been carried out using robotic devices and various modeling techniques, aimed at characterizing the existing relief, and, in particular, at mapping and delimiting the craters that cover the planetary surfaces. In this work, a semi-automatic mapping of lunar craters is developed through the treatment of Digital Elevation Models (DEM) filtered using low pass filters based on the Fast Fourier Transform. The innovation of this project is that the results of the application of the Fourier filter are carried out previously on synthetic models of the terrain elaborated with MATLAB, in order to test its efficiency. Later, the correlations of the results will be developed within the environment of a Geographic Information System (GIS). Grado en Física

Tese de mestrado em Matemática Financeira, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2020 Submitted by Cristina Manessiez (camanessiez@fc.ul.pt) on 2021-05-22T13:09:36Z No. of bitstreams: 1 ulfc126297_tm_Miguel_Piedade.pdf: 1226782 bytes, checksum: 19df46c4dff2003cf8d7c7709c4428ed (MD5) Made available in DSpace on 2021-05-22T13:09:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ulfc126297_tm_Miguel_Piedade.pdf: 1226782 bytes, checksum: 19df46c4dff2003cf8d7c7709c4428ed (MD5) Previous issue date: 2020

En esta tesis se considera la solución de sistemas lineales cuyas matrices de coeficientes son circulantes. Este tipo de sistemas aparecen en muchas aplicaciones: predicción, análisis de series de tiempo, aproximación de splines, solución de ecuaciones diferenciales parciales. Los métodos analizados aquí son eficientes y se basan en la transformada rápida de Fourier, así como en el reordenamiento de matrices circulantes por bloques. Tesis

El objetivo principal del trabajo de investigación es la adaptación de un algoritmo basado en la transformada rápida de Fourier (FFT-Fast FourierTransformer) y su aplicación en un sistema OFDM mediante el diseño y la implementación en hardware de una arquitectura de cómputo de la transformada rápida de Fourier (FFT) basada en el análisis y la mejora sustancial del algoritmo Coooley-Tukey. Esto se logra con el algoritmo radix-2, que es una variante de la generación de algoritmos radix-r, para ser utilizada en la modulación y demodulación de un sistema de comunicaciones digitales OFDM. En primera instancia se presenta el algoritmo Cooley-Tukey que es el más universal de los algoritmos para el cálculo de FFT. Una mejora sustancial de este algoritmo, son los llamados radix-r y lo que se adaptará es el algoritmo radix-2, logrando que el DFT se descomponga en varios DFTs consecutivos, de modo que los cálculos serán más sencillos. A continuación, se presenta la estructura de los algoritmos radix-r y las formas de su adaptación en modo general en tres clases: radix paralelo, radix descompuesto y radix iterativo y para el caso particular del radix-2 se utilizará la forma iterativa en cada una de las etapas del cómputo, logrando que la transmisión de datos sea más rápida y eficiente cuando se adaptan en los sistemas OFDM. The main objective of this research work is the adaptation of an algorithm based on the Fast Fourier Transform (FFT) fast the aplication in an OFDM system an design and implementation in digital hardware of a computing architcture of the FFT base on an excellent improvement of the Cooley-Tukey algorithm. lt is achieved with the Radix-2 algorithm wich is a variety of the Radix-r algorithm generation that is used in a modulation and demodulation in an OFDM communication system.First, it is perfomed the CooleyTukey algorithm is the most common algorithms in order to calculate an FFT, an excellent improvement of this algorithm are called Radix-r, which is adapted as the Radix-2 algorithm, achieving that DFTs computing are descomposed in several consecutive DFT whit an advantage in the computing as the easiest.Then the Radix-r algorithm architecture are perfomed in a general mode of the implementation shapes in three kinds parallel, descomposed and iterative. And particular case, of the Radix-2, we will utilize en iterative form in each stage of the Radix computing. So achieving the data transmission is faster and more efficient when they are implemented in the OFDM systems. Tesis

Submitted by Nadir Basilio (nadirsb@uninove.br) on 2022-08-15T17:51:35Z No. of bitstreams: 1 Rodrigo Cardozo de Jesus.pdf: 15238624 bytes, checksum: 2db116d33f4373261372fc883494941c (MD5) Made available in DSpace on 2022-08-15T17:51:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rodrigo Cardozo de Jesus.pdf: 15238624 bytes, checksum: 2db116d33f4373261372fc883494941c (MD5) Previous issue date: 2019-01-31 Detection of failures in three-phase squirrel-cage induction motors has shown increasing interest in recent years, especially in the study and implementation of new diagnostic techniques, given their use in the industrial segment worldwide. Among the existing faults, stands out the rupture of one or more bars that are part of the machine's rotor cage. One of the most studied techniques in the literature, and still used today for the detection of broken rotor bars, is the electric current signature analysis of one of the motor phases, in order to nd certain harmonics that indicate the presence of the defect. This technique uses the Fast Fourier Transform for the analysis of harmonic components, and other more recent studies have employed, for example, the Hilbert Transform, in order to improve the frequency signal resolution, as well as the use of statistical measures to nd some parameters of the motor current signal, in the condition of a defective rotor. In addition, other researches have investigated the use of machine learning techniques to aid in the evaluation of machine conditions, based on the characteristics extracted in the time and frequency domains. Thus, the present work developed a comparative study between some signal processing techniques, used in the diagnosis of broken rotor bars, and the machine learning algorithms most used in the monitoring and diagnosis of failures in induction motors. These algorithms were parameterized in several conditions and it was possible to compare not only the accuracy of each model, but also the false positive and false negative rates in each case. The results showed that the use of the statistical characteristics with those extracted in frequency domains presented the best performance. Experiments with a 7:5 kW motor, for several load conditions, and especially at low load, would allow to evaluate the best combination of the aforementioned techniques for the detection and classi cation of the defect in the rotor cage . A detecção de falhas em motores de indução trifásico do tipo gaiola de esquilo revelou um interesse crescente nos últimos anos, especialmente pelo estudo e a implementação de novas técnicas de diagnóstico, dada a sua utilização no segmento industrial em todo o mundo. Dentre as falhas existentes, destaca-se o rompimento de uma ou mais barras que fazem parte da gaiola rotórica da máquina. Uma das técnicas mais estudadas na literatura, e empregadas ainda hoje, para a detecção de barras quebradas, é a análise da assinatura da corrente elétrica de uma das fases do motor, a m de encontrar determinadas harmônicas que indicam a presença do defeito. Esta técnica utiliza a Transformada Rápida de Fourier para a análise das componentes harmônicas, e outros estudos mais recentes empregaram, por exemplo, a Transformada de Hilbert, de modo a melhorar a resolução em frequência do sinal, bem como o uso de medidas estatísticas para encontrar alguns parâmetros do sinal de corrente do motor, na condição de rotor defeituoso. Adicionalmente, outras pesquisas têm investigado o uso das técnicas de aprendizagem de máquina para auxiliar na avaliação das condições do motor, a partir das características extraídas nos domínios do tempo e da frequência. Deste modo, o presente trabalho desenvolveu um estudo comparativo entre algumas técnicas de processamento de sinais, usadas no diagnóstico de barras rotóricas quebradas, e os algoritmos de aprendizagem de má- quina mais empregados no monitoramento e diagnóstico de falhas em máquinas elétricas. Tais algoritmos foram parametrizados em diversas condições sendo possível comparar não apenas a acurácia de cada modelo, mas também as taxas de falso positivo e falso negativo em cada caso. Os resultados obtidos mostraram que o uso das características estatísticas em conjunto com aquelas extraídas em frequência apresentou a melhor performance. Os experimentos realizados com um motor de 7:5 kW, para diversas condições de carga do motor, e especialmente em baixa carga, permitiriam avaliar assim a melhor combinação das aludidas técnicas para a detecção e a classi cação do defeito na gaiola rotórica.

Este trabajo consta de dos microcontroladores y una serie de periféricos que complementan su funcionalidad. En uno de estos periféricos, la pantalla TFT, se muestra un menú donde se pueden realizar diferentes funcionalidades. El microcontrolador principal recibe una señal y es capaz de descomponer la misma en sus componentes de frecuencia. Muestra en pantalla, bien sea el espectro de la señal, o la señal en el dominio del tiempo, pudiendo elegir 4 frecuencias de interés que posteriormente podrán ser almacenadas en una tarjeta SD y enviadas al servidor correspondiente mediante el segundo microcontrolador., This work is based on two microcontrollers and some peripherals that complement their functionality. In one of these peripherals, the TFT screen, shows a menu where you can select different tasks. The main microcontroller receives a signal and it is capable of decompose the signal in its frequency components. The screen shows both the signal spectrum and the signal in the time domain, depending on the user choice, being able to select 4 of these components that will be saved in a SD card memory and uploaded to the corresponding server through the second microcontroller., Grado en Ingeniería en Tecnologías de Telecomunicación

Tese de mestrado, Matemática Financeira, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2019 Submitted by Teresa Boa (tdboa@fc.ul.pt) on 2019-12-10T15:47:24Z No. of bitstreams: 1 ulfc125590_tm_Duarte_Bettencourt.pdf: 690111 bytes, checksum: 521e8e8662a655f1e7f2143bd41391a9 (MD5) Made available in DSpace on 2019-12-10T15:47:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ulfc125590_tm_Duarte_Bettencourt.pdf: 690111 bytes, checksum: 521e8e8662a655f1e7f2143bd41391a9 (MD5) Previous issue date: 2019

[ES] Este Trabajo Fin de Máster se centra en el diseño e implementación de un sistema de adquisición de datos y tratamiento de señal que permita la caracterización experimental para la obtención de propiedades acústicas de materiales y dispositivos de control de ruido. Para ello se mejorará el banco de ensayos disponible en el laboratorio de ruido del Departamento de Ingeniería Mecánica y de Materiales. La metodología de trabajo se basará en la medición de la muestra o prototipo en el banco de ensayos, con el cual se podrán aplicar distintas excitaciones acústicas previamente implementadas con el objetivo de obtener un contenido en frecuencia adecuado para el rango deseado de la señal. Se tomarán medidas de presión a través de las parejas de micrófonos situadas aguas arriba y aguas abajo del elemento a caracterizar y se tratará la señal debidamente mediante el software de adquisición, previamente definidos los datos dimensionales y medioambientales del ensayo, así como los datos de generación de la excitación y de adquisición de señal. Con ello, mediante la aplicación de la Transformada Rápida de Fourier a las señales registradas de presión acústica se podrán calcular mediante teoría de descomposición de ondas los resultados deseados de caracterización, ya sea de silenciadores, como de materiales y componentes para silenciadores. Todo ello será posible gracias a un programa de control desarrollado en Matlab 2017a. Entre las técnicas implementadas, cabe destacar el método de la función de transferencia, el de Song y Bolton, Selamet et al. así como un procedimiento de calibración. Las diversas metodologías experimentales tenidas en cuenta partirán de la investigación previa de los miembros del departamento (proyectos, artículos, así como otros Trabajos Fin de Máster). Principalmente se trabajará con silenciadores reactivos, de los cuales interesará obtener su índice de pérdidas de transmisión o Transmission Loss (TL), que es la magnitud que mide la atenuación acústica del sistema, y con silenciadores disipativos, de los cuales interesará también caracterizar los materiales que los constituyen, tanto el propio material absorbente encargado de la disipación de energía, como los elementos de sujeción utilizados para su fijación y guiado de flujo, tales como superficies perforadas. De estos elementos se podrá obtener su impedancia acústica, número de onda, velocidad del sonido y densidad equivalente a partir de la matriz de cuatro polos medida para una muestra insertada en un conducto, mediante la reconstrucción de los campos acústicos a ambos lados de la muestra. Con el objetivo de validar las medidas experimentales realizadas, es posible recurrir a diversos tipos de metodologías multidimensionales de modelización que pueden clasificarse en dos grupos principales: las metodologías numéricas, de las que cabe destacar el Método de Elementos Finitos (MEF) y las metodologías basadas en técnicas modales analíticas. Para las aplicaciones tratadas en este trabajo se considerarán las segundas, debido a su reducido coste computacional en comparación con la alternativa numérica. Además, es una elección adecuada dada la precisión de estos procedimientos., [EN] This Master's Thesis focuses on the design and implementation of a data acquisition and signal processing system that allows the experimental characterization to obtain the acoustic properties of materials and noise control devices. This will improve the test bench available in the noise laboratory of the Department of Mechanical and Materials Engineering. The working methodology will be based on the measurement of the sample or prototype in the test bench, applying different acoustic excitations previously implemented in order to obtain a suitable frequency content for the desired signal range. Pressure measurements will be taken through the pairs of microphones located upstream and downstream of the element to be characterized and the signal will be treated properly by the acquisition software. A previous definition of the dimensional and environmental data of the test will be carried out, as well as the generation and signal acquisition characteristics. Thus, by applying the Fast Fourier Transform to the registered acoustic pressure signals, the desired characterization results can be calculated by means of a theory of wave decomposition, either of silencers, or of materials and components for silencers. All this will be possible through the control software developed in Matlab 2017a. Among the techniques implemented, it is worth mentioning the transfer function method, Song and Bolton techniqe, Selamet et al. approach, as well as a calibration procedure. The different experimental methodologies taken into account will be based on the previous research of the members of the department (projects, articles, as well as other Master's Final Projects). The main part of the work will be related to reactive silencers, of which it will be interesting to obtain their Transmission Loss (TL), a magnitude that measures the acoustic attenuation of the system, and dissipative silencers, including the characterization of the materials involved, such as absorbent materials responsible for the dissipation of energy, and the fastening elements used to fix and guide flow, such as perforated surfaces. From these elements it will be possible to obtain its acoustic impedance, wave number, sound speed and equivalent density, etc., through the four-pole matrix measured for a sample inserted in a duct, by reconstructing the acoustic fields in both sides of the sample. In order to validate the experimental measurements, it is possible to consider various types of multidimensional modelling methodologies that can be classified into two main groups: numerical methodologies, such as the Finite Element Method (FEM) and methodologies based on analytical modal techniques. For the applications dealt with in this work, the second ones will be considered, due to their reduced computational cost compared to the numerical alternative. In addition, it is a suitable choice given the precision of these procedures.