Trabalho de Conclusão de Curso

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Estudo da utilização de visão computacional na identificação de frutas utilizando varredura por drone
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2025-02-06) Gonçalves, Wellington João; Zeplin, Stefano Romeu; https://orcid.org/0009-0000-9698-1250; http://lattes.cnpq.br/7087916942852899; Klug, Michael; https://orcid.org/0000-0002-8540-4244; http://lattes.cnpq.br/5916169977466237; Jerônimo, Joice Luiz; https://orcid.org/0000-0003-3443-7465; http://lattes.cnpq.br/8752920913961248; Gonçalves, Lucas Raniere
Este trabalho de conclusão de curso investiga a aplicação de técnicas de visão computacional na identificação de frutas por meio de varredura com drones, especificamente utilizando o modelo Tello. O estudo destaca a crescente relevância da tecnologia de drones na agricultura, enfatizando sua capacidade de coletar dados visuais em larga escala e em tempo real. A pesquisa inclui uma revisão dos conceitos teóricos fundamentais, algoritmos e técnicas pertinentes, com foco na implementação do algoritmo YOLO (You Only Look Once) para a detecção de frutas. Para a realização dos experimentos, foram desenvolvidos procedimentos para o controle do drone e aquisição de imagens e vídeos, que foram posteriormente processados em um ambiente de computação em nuvem. A coleta de dados foi realizada em ambientes controlados, permitindo uma análise comparativa da eficácia da identificação de frutas em diferentes condições. Os resultados esperados visam não apenas contribuir para o avanço do conhecimento na área de visão computacional, mas também demonstrar a viabilidade da tecnologia YOLO como uma ferramenta eficiente e versátil na agricultura, promovendo melhorias em termos de rapidez, precisão e segurança na identificação de frutas.
Estudo e desenvolvimento de redes neurais artificiais voltadas ao auxílio de diagnóstico da doença linfoma de Hodgkin
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2023-12-13) Ferreira Filho, Valdir; Coral, Rodrigo; Savi, Daiani Cristina; https://orcid.org/0000-0003-4794-2823; http://lattes.cnpq.br/4248513854738310; https://orcid.org/0000-0001-7788-4842; http://lattes.cnpq.br/6681808392378681; Klug, Michael; https://orcid.org/0000-0002-8540-4244; http://lattes.cnpq.br/5916169977466237; Zeplin, Stefano Romeu; https://orcid.org/0009-0000-9698-1250; http://lattes.cnpq.br/7087916942852899
Este estudo aborda a elaboração teórica e prática de redes neurais artificiais (RNAs), uma subcategoria da inteligência artificial, focadas no auxílio do diagnóstico do Linfoma de Hodgkin (LH). O projeto engloba desde o marco teórico, detalhando as fundamenta ções conceituais e técnicas das RNAs, até a criação de modelos específicos. Neste contexto, são selecionadas arquiteturas e algoritmos adequados, empregando métodos de aprendizado e treinamento eficazes, com o objetivo de decifrar padrões complexos em mutações genéticas ligadas ao LH. A análise se baseia em dados genômicos rigo rosamente selecionados do banco de dados NCBI, integrando essas informações com dados clínicos para estimar o desenvolvimento da doença. Esta pesquisa documenta todas as fases do projeto, desde a coleta e preparação dos dados até a validação final dos modelos de RNA. Destaca-se ainda, como a intersecção entre a genética, as RNAs e a medicina podem resultar em uma ferramenta diagnóstica promissora. Ao discutir os resultados e suas implicações, o trabalho visa contribuir significativamente para a evo lução dos tratamentos personalizados e para a melhoria da precisão diagnóstica, não apenas para o Linfoma de Hodgkin, mas também para outras patologias de natureza genética.
Medidor de indutância com frequência ajustável
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2024-08-19) Carstens, Samuel Filipe; Dums, José Flávio; Duarte, Janderson; https://orcid.org/0009-0005-3846-071X; http://lattes.cnpq.br/0588849142152504; https://orcid.org/0000-0001-9071-870X; http://lattes.cnpq.br/3695085015445339; Matsumi, Carlos Toshiyuki; https://orcid.org/0000-0002-3349-1462; http://lattes.cnpq.br/9474467477858864; Klug, Michael; https://orcid.org/0000-0002-8540-4244; http://lattes.cnpq.br/5916169977466237
O presente artigo contém o projeto e o desenvolvimento prático de um dispositivo capaz de efetuar a medição da indutância, em indutores com núcleo ferromagnético utilizados na montagem de conversores estáticos de potência, e apresentar o resultado ao usuário por meio de um display. Apresenta-se aqui uma breve revisão teórica sobre as características dos indutores reais e quais fatores influenciam em seu comportamento. A medição da indutância, neste trabalho, é realizada pela leitura da inclinação da corrente, quando se submete o indutor a uma tensão CC constante. Isso é implementado por um circuito inversor, que aplica uma tensão periódica e quadrada no indutor, na frequência desejada, e através da leitura da amplitude da corrente, em instantes distintos, calcula-se o valor da indutância média. Como são capturados mais de dois pontos em um período, é possível também avaliar a linearidade da forma de onda da corrente, para verificar se o indutor está em saturação ou não. Ao final é apresentada a comparação dos valores obtidos pela metodologia proposta, em amostras de indutores conhecidos, com outros dois métodos de medição, onde se discute validade dos resultados obtidos e são apresentadas sugestões de melhoria para o trabalho desenvolvido.
A importância da utilização de filtros de dessintonia na correção do fator de potência em redes com cargas não lineares: uma investigação experimental
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2024-08-14) Weege, Monitchelie Djhulia Braz; Marques, Luis Sergio Barros; Duarte, Janderson; https://orcid.org/0009-0005-3846-071X; http://lattes.cnpq.br/0588849142152504; https://orcid.org/0009-0004-9609-6517; http://lattes.cnpq.br/3824799404014456; Jerônimo, Joice Luiz; https://orcid.org/0000-0003-3443-7465; http://lattes.cnpq.br/8752920913961248; Klug, Michael; https://orcid.org/0000-0002-8540-4244; http://lattes.cnpq.br/5916169977466237
A qualidade da energia elétrica é uma questão crucial na geração, distribuição e consumo final, o que exige a manutenção do fator de potência em níveis adequados para minimizar perdas e prolongar a vida útil de equipamentos e instalações. O aumento de cargas não lineares, tanto industriais quanto residenciais, impacta negativamente a qualidade da energia fornecida ao consumidor. Os harmônicos resultantes dessas cargas afetam equipamentos elétricos, especialmente bancos de capacitores, causando sobrecarga, ressonância e amplificação de distorções harmônicas. Para mitigar esses problemas, a instalação de reatores de dessintonia é proposta, assegurando o funcionamento correto dos bancos de capacitores e mantendo a qualidade da energia. Este estudo analisa a eficácia desses reatores na correção do fator de potência em redes elétricas com presença de harmônicos, abordando teoricamente o fator de potência, distorção harmônica, ressonância e características dos reatores de dessintonia. Além disso, propõe uma investigação prática em uma bancada, visando oferecer e validar uma solução eficaz para este problema.
Projeto e implementação de um driver para controle de velocidade de um motor CC
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2025-02-06) Cunha, Matheus Henrique da; Duarte, Janderson; Matsumi, Carlos Toshiyuki; https://orcid.org/0000-0002-3349-1462; http://lattes.cnpq.br/9474467477858864; https://orcid.org/0009-0005-3846-071X; http://lattes.cnpq.br/0588849142152504; Klug, Michael; https://orcid.org/0000-0002-8540-4244; http://lattes.cnpq.br/5916169977466237; Curzel, Jeferson Luiz; https://orcid.org/0000-0001-7215-9238; http://lattes.cnpq.br/8891196957540826
O artigo aborda o projeto e a implementação de um driver com o intuito de acionar e controlar a velocidade de um motor de corrente contínua (CC) presente em um dos laboratórios do IFSC. Inicialmente, apresenta-se o motor CC utilizado, incluindo os dados técnicos e o modelo do circuito elétrico. Em seguida, explora-se o encoder óptico, que envia pulsos ao microcontrolador conforme a velocidade do motor. Além de calcular a velocidade e apresentar dados no display de cristal líquido (LCD), o microcontrolador também é responsável pelas saídas PWM (Pulse Width Modulation), que controlam a tensão na armadura e no campo do motor CC. O LCD, além de exibir a velocidade desejada e a lida, permite variar a velocidade desejada através de seus botões. Um circuito contendo o TCA785 recebe um PWM do microcontrolador e é responsável por disparar os tiristores. Para o comando do campo, um driver recebe um PWM do microcontrolador e tem por função acionar o mosfet. Na etapa de potência, foi desenvolvido um retificador controlado à tiristor para controlar a armadura, e para acionar o campo foi utilizado um retificador monofásico de onda completa com filtro capacitivo somado a um conversor do tipo buck para ajustar o nível de tensão. Os esforços nos componentes são apresentados, além do cálculo térmico. O circuito snubber foi projetado para evitar disparos involuntários dos tiristores. O controle da velocidade foi realizado em malha fechada, utilizando um controlador PI. Por fim, o protótipo e os resultados são apresentados.
Gestão sustentável de consumo: sistema automatizado para controle de água e energia elétrica em chuveiros elétricos
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2025-02-04) Oliveira, Lucas Natanael de Souza; Schiefler Junior, Nivaldo Theodoro; https://orcid.org/0000-0003-0126-6954; http://lattes.cnpq.br/7547185444005370; Duarte, Janderson; https://orcid.org/0009-0005-3846-071X; http://lattes.cnpq.br/0588849142152504; Curzel, Jeferson Luiz; https://orcid.org/0000-0001-7215-9238; http://lattes.cnpq.br/8891196957540826; Zeplin, Stefano Romeu; https://orcid.org/0009-0000-9698-1250; http://lattes.cnpq.br/7087916942852899
Este trabalho aborda o tema do controle do consumo de água e energia em chuveiros elétricos, com foco nas dificuldades enfrentadas por comerciantes de locais de repouso, descanso e espera de motoristas profissionais de transporte rodoviário de passageiros e de cargas, especialmente em relação ao cumprimento da Portaria nº 1.343/2019. Essa portaria estabelece normas sanitárias para a oferta de chuveiros em estabelecimentos que atendem a esses profissionais, mas muitos comerciantes enfrentam dificuldades para controlar o consumo e evitar desperdícios, o que impacta o custo operacional. O objetivo deste trabalho é apresentar o desenvolvimento de um sistema eletrônico que permita a esses comerciantes monitorar e controlar, de forma eficiente, o consumo de luz e água, contribuindo para a otimização dos recursos e o cumprimento das normas legais. A metodologia adotada no trabalho envolveu uma pesquisa bibliográfica para embasar as escolhas tecnológicas e as soluções adotadas, além da criação prática do sistema de monitoramento. O sistema foi projetado utilizando sensores de corrente elétrica e de fluxo de água integrados a um microcontrolador ESP32, que coleta e transmite os dados para uma interface web, permitindo a visualização em tempo real do consumo. Os resultados demonstraram que o sistema desenvolvido permite um controle eficiente do consumo de energia elétrica e água, proporcionando aos comerciantes uma ferramenta prática para evitar desperdícios e otimizar o uso desses recursos. Conclui-se que a adoção de sistemas como o desenvolvido neste trabalho pode melhorar significativamente a gestão dos recursos em locais de descanso e espera, beneficiando comerciantes e motoristas.
Utilização de redes neurais convolucionais para identificação automática de áreas de desmatamento na Amazônia
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2024-08-09) Anzini Junior, Elias; Zeplin, Stefano Romeu; https://orcid.org/0009-0000-9698-1250; http://lattes.cnpq.br/7087916942852899; Klug, Michael; https://orcid.org/0000-0002-8540-4244; http://lattes.cnpq.br/5916169977466237; Coral, Rodrigo; https://orcid.org/0000-0001-7788-4842; http://lattes.cnpq.br/6681808392378681
O desmatamento é uma questão ambiental crítica globalmente que requer monitoramento constante e eficiente, especialmente em regiões como a Amazônia, onde ocorre em larga escala. Com o advento da tecnologia de sensoriamento remoto, a utilização de imagens de satélite tornou-se um método chave para o monitoramento ambiental. No entanto, a eficácia deste método depende fortemente da qualidade e disponibilidade das imagens de satélite, que muitas vezes são prejudicadas por fatores como baixa resolução, cobertura de nuvens e distorções atmosféricas. Atualmente, técnicas de fotointerpretação são empregadas por profissionais do INPE (Instituto Nacional de Pesquisa Espacial) para localização de áreas de desmatamento, entretanto, este processo não é realizado de forma automática. A inteligência artificial tem demonstrado eficácia em uma variedade de campos por meio de técnicas auxiliares, como exemplos: Robótica autônoma, detecção de fraudes, diagnóstico médico assistido por IA, etc. Neste contexto, o presente trabalho de conclusão de curso aborda essa área, com um enfoque particular em redes neurais convolucionais aplicando o modelo U-net para identificação de áreas de desmatamento nas imagens dos satélites Amazonia 1 de baixa resolução espacial e Sentinel-2 de alta resolução espacial. Este modelo foi inicialmente proposto para a análise semântica de imagens médicas, porém ele possui versatilidade e potencial para aplicações além do âmbito médico. O estudo emprega uma metodologia baseada em índices de precisão de segmentação de imagens, tais como Intersecção sobre União (IoU), Precisão, F-Score e Recall. Estas métricas são essenciais para analisar a precisão com que métodos de processamento de imagens conseguem distinguir áreas desflorestadas de outras formas de cobertura terrestre, dando uma base quantitativa para avaliar a eficácia de diferentes fontes de dados de sensoriamento remoto.
Estudo de um sistema de automação residencial integrado com ESP32 para acionamento via smartwatch
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2025-02-05) Millnitz, Diogo; Trindade, André Bonetto; https://orcid.org/0000-0002-4832-6398; http://lattes.cnpq.br/5245481756698448; Schiefler Junior, Nivaldo Theodoro; https://orcid.org/0000-0003-0126-6954; http://lattes.cnpq.br/7547185444005370; Faust, Rafael Gomes; https://orcid.org/0000-0002-0362-7605; http://lattes.cnpq.br/4480887662846623
A automação residencial tem crescido significativamente nos últimos anos, motivada pela busca por maior conforto, segurança e eficiência energética. Este artigo apresenta o desenvolvimento de um sistema de automação, utilizando o microcontrolador ESP32 e integrando-o ao Apple Watch. Essa solução permite que os usuários controlem dispositivos elétricos de forma prática e intuitiva, diretamente do pulso, destacando-se como uma aplicação acessível e eficiente da Internet das Coisas (IoT) em ambientes domésticos. A comunicação entre o ESP32 e o Apple Watch ocorre por meio de uma aplicação dedicada, que interage com um banco de dados para gerenciar os acionamentos e a troca de informações entre os dispositivos. O artigo detalha as etapas do projeto, incluindo a configuração do ESP32 e instalação de sensores, a programação do software, embarcado no ESP32 e aplicativo para o Apple Watch e os testes realizados para validar o funcionamento do sistema, durante o processo, desafios como a compatibilidade entre dispositivos foram enfrentados e solucionados.
Testes automatizados em sistemas de infoentretenimento utilizando robô cartesiano
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2024-12-19) Orben, Andrei José; Klug, Michael; https://orcid.org/0000-0002-8540-4244; http://lattes.cnpq.br/5916169977466237; Curzel, Jeferson Luiz; https://orcid.org/0000-0001-7215-9238; http://lattes.cnpq.br/8891196957540826; Duarte, Janderson; https://orcid.org/0009-0005-3846-071X; http://lattes.cnpq.br/0588849142152504
Este artigo descreve a idealização e implementação de um robô cartesia no, que busca mitigar erros em testes automatizados de software que envolvem to ques em telas touch de sistemas de infoentretenimento automotivo. Testes realiza dos somente por software possuem limitações que acabam gerando resultados in válidos e irrelevantes para execuções em larga escala. Para tal demanda, foi desen volvido um robô cartesiano capaz de interagir fisicamente com a tela através de um sistema de controle que o interliga com as rotinas de teste automatizado em softwa re, visando proporcionar maior confiabilidade e robustez nos testes com toque.
Análise e implementação de um conversor CC-CC a capacitor chaveado série-paralelo
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2025-12-03) Batista, Christyan; Dums, José Flávio; https://orcid.org/0000-0001-9071-870X; http://lattes.cnpq.br/3695085015445339; https://lattes.cnpq.br/6043948109462725; http://lattes.cnpq.br/3695085015445339; Duarte, Janderson; https://orcid.org/0009-0005-3846-071X; http://lattes.cnpq.br/0588849142152504; Faust, Rafael Gomes; https://orcid.org/0000-0002-0362-7605; http://lattes.cnpq.br/4480887662846623
Este trabalho apresenta a análise, projeto e implementação de um conversor CC-CC a capacitor chaveado, utilizando a topologia série-paralelo, cujo ganho estático ideal é de 1/2. O conversor é projetado para operar com tensão de entrada de 48 V, tensão de saída de 24 V, potência de 80 W e frequência de chaveamento de 50 kHz. A topologia adotada associa os capacitores em série na etapa de carga e em paralelo na etapa de descarga. A análise teórica é realizada por meio de equações diferenciais, para obter a resistência equivalente do conversor, e pelo método dos valores médios quase instantâneos, para determinação dos esforços de tensão e corrente nos componentes. O projeto adota razão cíclica de 1/3, pois este é o valor que minimiza a resistência equivalente para esta topologia. Um protótipo é construído utilizando MOSFETs IRF540 e diodos MUR460, com bancos de capacitores eletrolíticos dimensionados para suportar as correntes eficazes calculadas. A validação experimental demonstra boa concordância entre os resultados teóricos, simulados e práticos, com tensão de saída medida de 21,9 V, corrente de 2,76 A e eficiência de 87,90%. A avaliação sob variação de frequência, razão cíclica e carga comprovaram o comportamento previsto pela análise da resistência equivalente.
Estudo da aplicação de algoritmo de visão YOLO na inspeção de componentes eletrônicos em placas de circuito impresso
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2025-12-12) Brümmer, Carlos Eduardo de Souza; Zeplin, Stefano Romeu; https://orcid.org/0009-0000-9698-1250; http://lattes.cnpq.br/7087916942852899; http://lattes.cnpq.br/4110029114742778; Coral, Rodrigo; https://orcid.org/0000-0001-7788-4842; http://lattes.cnpq.br/6681808392378681; Jerônimo, Joice Luiz; https://orcid.org/0000-0003-3443-7465; http://lattes.cnpq.br/8752920913961248
O século XXI consolidou a eletrônica como base tecnológica essencial para setores estratégicos da economia, como IoT e computação em nuvem. Dentro do segmento eletrônico, as Placas de Circuito Impresso (PCBs) desempenham um papel central ao interconectar componentes e viabilizar dispositivos cada vez mais complexos. Contudo, fabricar placas eletrônicas requer técnicas modernas não apenas na montagem, mas também na inspeção, para revisão de possíveis problemas causados ao longo do processo de montagem. A inspeção tradicional por métodos manuais ou por sistemas de Inspeção Óptica Automatizada (AOI) apresenta limitações significativas, ainda que a última já se utilize de visão computacional. O YOLO (You Only Look Once) surge como alternativa completa na detecção de componentes, permitindo qualificação de defeitos com alta precisão. Este processa imagens integralmente em uma única passagem, identificando automaticamente os possíveis problemas de qualidade, como falta, posicionamento e orientação de componentes. Essas técnicas de automação tornam-se viáveis tanto em indústrias manufatureiras de larga escala, quanto em operações de menor porte, promovendo padronização e precisão na qualidade do processo produtivo
Luminotécnica educacional com neurolighting: estudo para ambientes de ensinos mais saudáveis
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2025-12-12) Santos, Amanda Rodrigues dos; Jerônimo, Joice Luiz; 0000-0003-3443-7465; http://lattes.cnpq.br/8752920913961248; Sambaqui, Ana Barbara Knolseisen; http://lattes.cnpq.br/4749907070401280; Taques, Barbara Ogliari Martins; https://orcid.org/0000-0003-1919-8531; http://lattes.cnpq.br/2798567787175687; Briesemeister, Roberta; https://orcid.org/0000-0001-8385-5036; http://lattes.cnpq.br/4749907070401280
Este trabalho desenvolve um estudo de projeto luminotécnico voltado para ambientes educacionais, com base em princípios da neurociência e na abordagem do Neurolighting. A pesquisa parte da compreensão de que a iluminação influência diretamente aspectos cognitivos, emocionais e físicos dos usuários, especialmente no contexto escolar. O projeto foi elaborado a partir de revisão bibliográfica, normas técnicas e parâmetros neurocientíficos, sendo realizada uma modelagem arquitetônica feita no SketchUp e simulações realizadas no DIAlux. O estudo foi aplicado em uma sala de aula padrão no Bloco 6 e em uma sala de atendimento especial, ambas no Instituto Federal de Santa Catarina, câmpus Joinville, e buscou analisar as variáveis da luz, como temperatura de cor, intensidade e uniformidade, focando na atenção, bem-estar e desempenho dos estudantes. Os resultados demonstram que a aplicação de sistema de iluminação com controle de dimerização e ajustes de temperatura de cor, respeitando o ritmo circadiano, contribui para a criação de um ambiente mais saudável e benéfico ao processo de ensino aprendizagem e que a interação entre tecnologia, ciência e bem-estar deve ser considerada como diretriz essencial no planejamento de espaços escolares.
Análise dos impactos da contratação da energia elétrica e da inserção de minigeração solar fotovoltaica sobre as despesas com energia do IFSC Câmpus Joinville
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2025-12-11) Fauth, Alessandra; Jeronimo, Joice Luiz; 0000-0003-3443-7465; http://lattes.cnpq.br/8752920913961248; linkedin.com/in/alessandra-fauth-19a3b2152; Taques, Barbara Ogliari Martins; https://orcid.org/0000-0003-1919-8531; http://lattes.cnpq.br/2798567787175687; Watanabe, Edson Hiroshi; https://orcid.org/0000-0001-6427-9504; http://lattes.cnpq.br/2380313447939282
Este trabalho tem como objetivo analisar quais são os impactos nas despesas com energia elétrica no Instituto Federal de Santa Catarina – Câmpus Joinville, a partir de propostas de curto e longo prazo, que envolvem o estudo para a adequação do contrato de energia elétrica e a inserção de um sistema de minigeração fotovoltaica, que integra geração de energia com as necessidades de infraestrutura do câmpus. Além do ganho financeiro, a proposta de implementação do sistema apresentado neste trabalho, se alinha às políticas públicas de eficiência energética e aos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS), ao mesmo tempo que tem o potencial de proporcionar qualidade de vida, conforto e enriquecimento didático do ambiente acadêmico.

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