Trabalho de Conclusão de Curso

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Desenvolvimento de uma plataforma vestível modular multissensor baseada no ESP32-C6
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2026-08-06) Franco, Guilherme da Costa; Schwarz, Leandro; http://lattes.cnpq.br/7560362299598160; http://lattes.cnpq.br/0421782211144214; Miranda, Fernando Pedro Henriques de; https://orcid.org/0009-0000-3979-0351; http://lattes.cnpq.br/9948443912971404; Starke, Renan Augusto; https://orcid.org/0000-0002-6845-344X; http://lattes.cnpq.br/6573744620845452
Este trabalho apresenta o desenvolvimento e a avaliação de uma plataforma vestível modular multissensor baseada no ESP32-C6. A versão final integrou interface gráfica circular sensível ao toque, relógio de tempo real, fotopletismografia, temper- atura, iluminância, radiação ultravioleta, bússola e pedômetro em uma mesma aplicação embarcada. O método combinou testes isolados dos componentes, separação entre acesso ao dispositivo, processamento e apresentação, integração incremental e re- gressão das funções existentes. A arquitetura resultante emprega contratos de ciclo de vida, tarefas independentes e serviços compartilhados para concorrência, persistência e recuperação do barramento I²C. Os ensaios confirmaram a navegação entre as telas, a aquisição e o tratamento dos canais sensoriais, a continuidade da inicialização nos ensaios com sensores ausentes e o funcionamento da leitura de bateria. Os resultados demonstram o atendimento dos objetivos de integração e modularidade e confirmam a plataforma como base técnica funcional para novas extensões. O alcance da avaliação é funcional e arquitetural, sem pretensão de certificação clínica ou metrológica.
Sistema de aquisição de dados para análise de apneia do sono
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2026-08-06) Rodrigues, Diana Macedo; Speranza; Carlos Gontarski; Giassi Junior; Pedro; http://lattes.cnpq.br/4901201441360861; https://orcid.org/0000-0003-0296-9491; http://lattes.cnpq.br/8142364274393185; http://lattes.cnpq.br/6875675620806158; Lohmann, Daniel; http://lattes.cnpq.br/8484239081492938; Marcondes, Hugo; http://lattes.cnpq.br/5845370403988138
A apneia obstrutiva do sono (AOS) é um distúrbio respiratório caracterizado por episódios recorrentes de obstrução parcial ou completa das vias aéreas superiores durante o sono, ocasionando alterações em parâmetros fisiológicos que podem auxiliar na identificação desses eventos. Considerando a complexidade da aquisição direta dos sinais respiratórios, este trabalho apresenta o desenvolvimento de um sistema de aquisição de dados baseado em sistemas embarcados e Internet das Coisas (IoT), destinado à obtenção de parâmetros fisiológicos relacionados à AOS por meio de métodos indiretos. O sistema foi desenvolvido utilizando o microcontrolador ESP32, integrado aos sensores MAX30100, MPU6050 e INMP441 para aquisição da saturação de oxigênio, frequência cardíaca, posição corporal e sinais sonoros associados ao ronco. O gerenciamento das tarefas foi realizado por meio do sistema operacional FreeRTOS, enquanto o processamento do sinal sonoro empregou a Transformada Rápida de Fourier (FFT) para análise das frequências características do ronco. Os dados adquiridos foram processados localmente e transmitidos periodicamente para a plataforma ThingSpeak utilizando a funcionalidade Bulk Write, possibilitando seu armazenamento em nuvem. Os resultados obtidos demonstraram o funcionamento integrado do sistema, permitindo a aquisição contínua, o processamento e o armazenamento dos parâmetros fisiológicos analisados. Dessa forma, o sistema desenvolvido constitui uma plataforma para aquisição de dados relacionados à apneia obstrutiva do sono, podendo servir como base para estudos futuros voltados à análise desses sinais.
Estudo da viabilidade do uso de um Datalogger para medição de campos magnéticos variantes no tempo
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2026-07-14) Silveira, Bruno Mota Puls da; Pinto, Matheus Leitzke; https://orcid.org/0000-0003-3571-222X; http://lattes.cnpq.br/1431722265123081; http://lattes.cnpq.br/9801136278417258; Starke, Renan Augusto; https://orcid.org/0000-0002-6845-344X; http://lattes.cnpq.br/6573744620845452; Lohmann, Daniel; http://lattes.cnpq.br/8484239081492938
Neste trabalho, investiga-se a viabilidade do uso de um datalogger experimental para a medição de campos magnéticos variantes no tempo, propondo-se uma metodologia de ensaio capaz de caracterizar a resposta do equipamento e comparar os resultados obtidos experimentalmente com cálculos analíticos e simulações numéricas. Para isso, foi desenvolvida uma bancada experimental composta por bobinas de teste, gerador de funções, sistema de monitoramento de corrente e software de leitura do datalog- ger. O posicionamento do equipamento em relação às bobinas foi cuidadosamente definido, buscando reduzir dispersões no campo magnético e aumentar a repetibili- dade das medições. A bancada experimental também foi modelada no software Ansys Maxwell, utilizando o método dos elementos finitos, permitindo representar numerica- mente as condições aplicadas nos ensaios. Os resultados simulados apresentaram boa concordância com os cálculos analíticos clássicos para o campo magnético pro- duzido por solenoides finitos, verificando-se a coerência entre as duas referências adotadas. A partir da comparação entre os resultados experimentais, analíticos e nu- méricos, foi possível avaliar o comportamento do datalogger ao longo da faixa de frequências estudada. Os resultados indicaram que o equipamento foi capaz de iden- tificar corretamente as componentes de frequência do campo magnético alternado; entretanto, foram observadas diferenças na amplitude medida em relação aos valo- res esperados, evidenciando a necessidade de calibração dependente da frequência para o uso quantitativo do sistema de medição. Dessa forma, o estudo contribui para a avaliação experimental do datalogger e para a compreensão de suas limitações na medição de campos magnéticos variantes no tempo.
Reformulação do sistema eletrônico do equipamento Vedadetector para aumento da segurança operacional e confiabilidade de detecção
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2026-07-16) Marian, Ueslei; Schlichting, Luis Carlos Martinhago; https://orcid.org/0000-0002-8123-9536; http://lattes.cnpq.br/0006785165103677; Lima, Charles Borges de; http://lattes.cnpq.br/5559489565709812; Rangel, Paulo Ricardo Telles; http://lattes.cnpq.br/1746983689724424
A impermeabilização por mantas asfálticas é amplamente utilizada na construção civil para garantir a estanqueidade de estruturas como piscinas, reservatórios e terraços. A verificação da integridade dessas mantas pode ser realizada por equipamentos que geram alta tensão, capazes de detectar descontinuidades por meio da ruptura dielétrica do ar. Nesse contexto, o presente trabalho teve como objetivo estudar o equipamento Vedadetector e desenvolver melhorias eletrônicas voltadas ao aumento da segurança operacional e da confiabilidade na detecção de falhas. Inicialmente, foi realizado o levantamento bibliográfico dos princípios envolvidos na impermeabilização, nos materiais dielétricos e na detecção de falhas por alta tensão. Em seguida, foram efetuadas medições elétricas para caracterização dos sinais gerados durante a ruptura dielétrica, possibilitando o desenvolvimento de um novo circuito de detecção baseado em isolamento elétrico, processamento digital utilizando o ESP32 e transmissão do aviso sonoro para fones de ouvido sem fio. Os resultados demonstraram que a implementação do isolamento elétrico eliminou a exposição do operador às tensões presentes no circuito original, enquanto o algoritmo desenvolvido foi capaz de medir a largura temporal dos pulsos e permitir o ajuste de sensibilidade, aumentando a confiabilidade da detecção e reduzindo a influência de descargas superficiais. Além disso, a comunicação Bluetooth apresentou funcionamento satisfatório durante os testes realizados, proporcionando uma sinalização sonora mais eficiente em ambientes com elevados níveis de ruído. Conclui-se que as melhorias propostas atenderam aos objetivos estabelecidos, contribuindo para o aumento da segurança do operador e da confiabilidade do equipamento, além de estabelecer uma base para futuras evoluções do sistema.
Avaliação da influência de métodos de pré-processamento de imagens mamográficas no desempenho da Efficientnet-B0 para classificação de lesões mamárias
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2026-08-11) Silva, Marcelo Zampieri Pereira da; Pizzio, Robinson; https://orcid.org/0000-0002-0034-4888; http://lattes.cnpq.br/2786255383004924; Giassi Junior; Pedro; http://lattes.cnpq.br/4901201441360861; Speranza; Carlos Gontarski; https://orcid.org/0000-0003-0296-9491; http://lattes.cnpq.br/8142364274393185
Este trabalho avalia a influência de métodos de pré-processamento no desempenho da arquitetura EfficientNet-B0 para a classificação de lesões mamárias benignas e malignas em imagens de mamografia. Foram selecionadas 127 imagens pertencen- tes ao Digital Mammography Image Dataset (DMID), sendo 80 associadas a lesões benignas e 47 a lesões malignas. Para realizar uma comparação controlada, as mes- mas imagens foram organizadas em três condições experimentais pareadas. A con- dição Original foi formada pelas imagens do subconjunto DMID antes da aplicação dos métodos avaliados, submetidas apenas às etapas comuns de extração da região de interesse, inclusão de margem de 10% e redimensionamento para 768 × 768 pi- xels. O Método A correspondeu às versões das mesmas imagens processadas pelo procedimento de padronização proposto no trabalho Mammo-Bench. O Método B foi produzido a partir das imagens da condição Original por meio da implementação do método apresentado no artigo Noise Removal for Mammogram Images Using Gaus- sian Based Unsharp Masking, baseado na combinação de filtragem Gaussiana e mas- caramento de nitidez. A correspondência entre as três condições foi mantida por meio dos identificadores das imagens, preservando as mesmas lesões, rótulos e divisões de treinamento e validação. A classificação foi realizada com a EfficientNet-B0 inicializada com pesos pré-treinados no ImageNet. O protocolo experimental empregou validação cruzada estratificada com cinco divisões e três repetições, totalizando 15 execuções por condição e 45 treinamentos. O desempenho foi avaliado por meio das métricas AUC, acurácia, sensibilidade, especificidade, precisão, F1-score e Coeficiente de Cor- relação de Matthews, além do teste não paramétrico de Friedman. A condição Original e o Método A apresentaram AUC média de 0,930, enquanto o Método B apresentou AUC média de 0,914. O Método A obteve os maiores valores médios de acurácia, sen- sibilidade, F1-score e MCC. O Método B apresentou maior precisão e especificidade, porém menor sensibilidade. Apesar das diferenças numéricas, não foram identifica- das diferenças estatisticamente significativas entre as três condições. Conclui-se que, no conjunto e no protocolo avaliados, os métodos de pré-processamento produziram diferenças numéricas no comportamento do classificador, mas não foram encontra- das evidências estatisticamente significativas de superioridade em relação à condição Original.
Desenvolvimento de um sistema de karaokê baseado em inteligência artificial: separação automática de voz e geração de legendas utilizando modelos pré-treinados
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2026-08-10) Kotzias, Raquel Dutra; Pizzio, Robinson; https://orcid.org/0000-0002-0034-4888; http://lattes.cnpq.br/2786255383004924; Marcondes, Hugo; http://lattes.cnpq.br/5845370403988138; Schlichting, Luis Carlos Martinhago; https://orcid.org/0000-0002-8123-9536; http://lattes.cnpq.br/0006785165103677
A convergência entre o Processamento Digital de Sinais e o aprendizado profundo tem possibilitado a automação de tarefas complexas na engenharia de áudio, como o desenvolvimento de sistemas de karaokê. Este trabalho aborda a implementação de um fluxo automatizado para a separação de fontes musicais e a geração de legendas sincronizadas a partir de gravações comerciais. O modelo Mel-Band RoFormer é utilizado para a decompor o sinal em faixas vocal e instrumental, empregando mecanismos de atenção hierárquica e a escala Mel para garantir fidelidade perceptiva. Para a transcrição e sincronização, aplica-se o modelo Whisper. Um aspecto central do desenvolvimento envolveu a configuração de ambientes computacionais distintos, a etapa de separação de fontes utilizou aceleração por hardware (GPU) via CUDA para otimizar o tempo de inferência, enquanto a geração automática de legendas foi executada exclusivamente em CPU. Os resultados indicam um ganho de desempenho (speedup) médio de 2,68 vezes na etapa de separação ao utilizar a GPU. As legendas geradas apresentaram taxas de erro (WER e CER) variáveis conforme a complexidade da faixa, mas mantiveram a legibilidade necessária para a aplicação de karaokê na maioria dos cenários. A integração de modelos pré-treinados de aprendizado profundo é uma alternativa viável para a automação da produção de conteúdos musicais, reduzindo drasticamente o esforço manual tradicional, embora o tempo de processamento ainda represente um desafio para aplicações voltadas ao tempo real
Monitoramento em tempo real de inversores fotovoltaicos
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2026-07-16) Veiga, João Victor Maciel da; Silveira, Jony Laureano; Pacheco, Fábio Cabral; http://lattes.cnpq.br/0432645754076809; http://lattes.cnpq.br/4402291752545341; Rangel, Paulo Ricardo Telles; http://lattes.cnpq.br/1746983689724424; Rodrigues, Rafael Nilson; https://orcid.org/0000-0003-1778-3884; http://lattes.cnpq.br/7817383691983472
Em virtude do crescente emprego de painéis fotovoltaicos, faz-se indispensável o con- trole e o monitoramento desses dispositivos. Para tanto, o protocolo de comunicação Sunspec ModBus mostra-se uma boa alternativa para o monitoramento em tempo real, permitindo, por conseguinte, o controle da geração. Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um sistema que possibilita o monitoramento de inversores. Para tanto, foi utilizado o microcontrolador ESP32-C6, equipado com o protocolo SunSpec ModBus para comunicação com o inversor e o protocolo MQTT para comunicação com o servidor. O servidor emprega o ThingsBoard como fundamento, instalado em uma máquina Linux. Diante dos resultados obtidos nesse trabalho, é possível acom- panhar o comportamento do sistema de geração fotovoltaica em tempo real por meio de gráficos e tabelas apresentados em um dashboard. Dessa forma, foi desenvolvido um hardware que se mostrou eficaz na aquisição e envio de dados.
Desenvolvimento do Firmware de uma placa de comunicação celular proprietária
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2026-07-10) Ferreira, Greicili dos Santos; Starke, Renan Augusto; https://orcid.org/0000-0002-6845-344X; http://lattes.cnpq.br/6573744620845452; Lima, Charles Borges de; http://lattes.cnpq.br/5559489565709812; Lohmann, Daniel; http://lattes.cnpq.br/8484239081492938
A empresa RMS Registradores de Energia, especializada no desenvolvimento de registradores eletrônicos para medição de grandezas elétricas em sistemas de baixa e média tensão, utiliza em seus equipamentos uma placa de comunicação responsável pela transmissão remota dos dados de medição ao servidor privado SEGECON por meio da rede celular. Essa placa é fornecida por terceiros, tornando a empresa dependente da propriedade intelectual do fabricante para a manutenção e evolução do firmware. Diante desse cenário, este trabalho apresenta o desenvolvimento de um firmware embarcado para essa placa, composta pelo microcontrolador LPC2368 e pelo modem celular MA510GL, cuja arquitetura é previamente definida e não permite modificações em sua configuração física. O objetivo do trabalho consiste em desenvolver um firmware capaz de intermediar a comunicação entre o registrador de energia — no qual participam deste processo a placa de comunicação e a placa RVL— e o servidor SEGECON, garantindo a transferência das informações de medição. Para o desenvolvimento da aplicação foi empregado o sistema operacional de tempo real RL-RTX, utilizando recursos como Event Flags, Mailboxes, Memory Pools e User Timers, além de comandos AT destinados à configuração do modem, ao estabelecimento da conexão com a rede celular e à comunicação com o servidor por meio da criação de sockets TCP. Também foi implementado o protocolo de comunicação utilizado pela RMS, que define a estrutura das mensagens e os mecanismos para a troca de informações entre o servidor SEGECON e a placa RVL. A validação do firmware foi realizada por meio da análise dos logs de comunicação gerados durante a etapa final de testes, contemplando o estabelecimento da conexão, a transferência de blocos de memória de massa e o envio periódico de mensagens KEEP-ALIVE. Durante a validação, foram executados 46 ciclos de comunicação, dos quais 36 ocorreram conforme o comportamento esperado, resultando em uma taxa de sucesso de aproximadamente 78%. Apesar da identificação de falhas relacionadas ao gerenciamento do encerramento da conexão TCP e à reinicialização de temporizadores, o sistema apresentou capacidade de recuperação automática, mantendo sua estabilidade operacional e preservando sua principal funcionalidade, que consiste na intermediação da comunicação entre o servidor SEGECON e a placa RVL.
Desenvolvimento de rede neural para análise de defeitos em PBF-LB/M
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2026-08-02) Couto, Kenner Marqueti; Speranza; Carlos Gontarski; Schüller, Luke; https://orcid.org/0000-0003-0296-9491; http://lattes.cnpq.br/8142364274393185; http://lattes.cnpq.br/5952939049757479; Giassi Junior; Pedro; http://lattes.cnpq.br/4901201441360861; Pizzio, Robinson; https://orcid.org/0000-0002-0034-4888; http://lattes.cnpq.br/2786255383004924
Para avaliar parâmetros de processo e a qualidade de peças produzidas por Fusão a Laser em Leito de Pó, do inglês Laser Powder Bed Fusion (LPBF), seções transversais metalográficas são comumente preparadas e examinadas por microscopia óptica para detectar defeitos como poros e trincas. Entretanto, esse procedimento é trabalhoso e frequentemente depende de limiarização manual, o que pode introduzir variabilidade, especialmente entre diferentes materiais. Além disso, a distinção manual entre poros e trincas é demorada e difícil de aplicar em larga escala. Este trabalho apresenta o desenvolvimento e o treinamento de um modelo U-Net para a segmentação semântica de defeitos em imagens de microscopia óptica de amostras produzidas por LPBF. O modelo foi treinado para gerar máscaras em nível de pixel destinadas à classificação de defeitos relacionados ao processo, incluindo poros de gás, poros por falta de fusão, trincas frias e trincas quentes. As máscaras de anotação foram criadas a partir de imagens provenientes de dois experimentos distintos. Em seguida, foram realizadas a preparação do conjunto de dados, a definição da rede neural e o treinamento do modelo. A avaliação quantitativa indicou coeficientes Dice próximos a 80% para as classes de defeitos mais frequentes. A inspeção qualitativa sugeriu resultados promissores para a localização de trincas quentes nos exemplos examinados. De modo geral, os resultados indicam que a segmentação semântica baseada em U-Net é uma abordagem promissora para a detecção automatizada de defeitos em imagens de microscopia óptica de seções transversais de amostras produzidas por LPBF. Em particular, o desempenho observado para trincas quentes sugere que o modelo pode servir como uma ferramenta de apoio em estudos sobre a formação de trincas, embora aprimoramentos sejam necessários para representar melhor as classes de defeitos menos frequentes e permitir que o modelo aprenda suas características de forma mais adequada.
Projeto de uma fonte auxiliar aplicada a estação de recarga em corrente contínua de veículos elétricos
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2026-07-17) Silva, Marina Espíndola Bampi e; Moia, Joabel; Mezaroba, Mateus Nava; https://orcid.org/0000-0002-4420-4940; http://lattes.cnpq.br/2658950344302955; https://orcid.org/0009-0005-9726-5746; http://lattes.cnpq.br/1203438477710344; http://lattes.cnpq.br/0687471105972692; Petry, Clóvis Antônio; https://orcid.org/0009-0004-0746-8877; http://lattes.cnpq.br/3493325384040150; Santos, Ion Leandro dos; http://lattes.cnpq.br/0336158396345969
A expansão das estações de recarga em corrente contínua para veículos elétricos tem ampliado a necessidade de fontes auxiliares isoladas, confiáveis e capazes de operar em ampla faixa de tensão, garantindo a alimentação dos circuitos de controle, sensoriamento, acionamento e proteção. Nesse contexto, este trabalho teve como objetivos projetar, implementar e validar experimentalmente uma fonte auxiliar chaveada com duas saídas de 12 V, baseada na topologia flyback quase-ressonante, para aplicação nos conversores estáticos de estações de recarga. A fonte foi desenvolvida para operar com alimentação em corrente contínua, corrente alternada monofásica e corrente alternada trifásica, utilizando um controlador analógico dedicado e semicondutores de carbeto de silício. A metodologia envolveu revisão bibliográfica sobre fontes auxiliares, conversores isolados, operação quase- ressonante e semicondutores de potência, seguida pelo dimensionamento dos componentes, simulação do circuito, desenvolvimento da placa de circuito impresso, montagem do protótipo e realização de ensaios experimentais. Os testes avaliaram as tensões de saída, o rendimento, as formas de onda de chaveamento, os esforços elétricos, a corrente de partida e o comportamento térmico. Os resultados confirmaram o funcionamento da fonte nas diferentes condições de alimentação avaliadas e demonstraram a viabilidade da solução proposta para aplicação em sistemas auxiliares de estações de recarga de veículos elétricos.
Desenvolvimento de um sistema IoT para dispensação automatizada e monitoramento remoto de medicamentos
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2026-07-16) Bonette, Jonathan Chrysostomo Cabral; Pizzio, Robinson; https://orcid.org/0000-0002-0034-4888; http://lattes.cnpq.br/2786255383004924; http://lattes.cnpq.br/0654872161548630; Marcondes, Hugo; http://lattes.cnpq.br/5845370403988138; Giassi Junior; Pedro; http://lattes.cnpq.br/4901201441360861
O crescimento da população idosa e a necessidade de administração contínua de medicamentos evidenciam desafios relacionados ao cumprimento adequado de regimes terapêuticos, especialmente entre idosos e indivíduos com limitações cognitivas. Nesse contexto, este trabalho apresenta o desenvolvimento de um sistema automatizado de dispensação de medicamentos baseado em Internet das Coisas (IoT) e sistemas embarcados. O projeto foi concebido com o objetivo de reduzir falhas na administração medicamentosa, como esquecimentos, duplicações de doses e atrasos na retirada do medicamento, por meio da automação, do monitoramento e da rastreabilidade do processo. Para aumentar a confiabilidade da solução, o sistema utiliza uma arquitetura tolerante a falhas que combina sincronização híbrida de tempo, com uso de NTP e do RTC DS3231, uma máquina de estados com mecanismos de temporização assíncrona e conectividade adaptativa por meio de Captive Portal. A rastreabilidade do tratamento é realizada por meio de registros locais em memória Flash, com rotação de logs, integrados a um bot do Telegram para envio de alertas críticos, confirmações de dispensação e retirada do copo, além da consulta ao histórico de utilização. Espera-se que a solução contribua para a segurança do paciente, a autonomia do usuário e a redução da sobrecarga de cuidadores no ambiente domiciliar.
Aplicação do protocolo ESP-NOW em antenas diretivas do tipo Yagi-Uda: uma abordagem para comunicação de longo alcance no sistema PGEN
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2025-12-19) Avelino, Fabio Schmitt; Schlichting, Luis Carlos Martinhago; https://orcid.org/0000-0002-8123-9536; http://lattes.cnpq.br/0006785165103677; http://lattes.cnpq.br/6775081445810644; Castro, Maria Cláudia de Almeida; http://lattes.cnpq.br/7704693297443919; Rodrigues, Rafael Nilson; https://orcid.org/0000-0003-1778-3884; http://lattes.cnpq.br/7817383691983472
Este trabalho apresenta o estudo, desenvolvimento e validação de uma alternativa de comunicação sem fio para a expansão do sistema PGEN, voltado ao monitora- mento energético em instituições públicas de ensino. Diante das limitações de infra- estrutura encontradas em subestações remotas, especialmente em campi agrícolas, investigou-se a aplicação do protocolo ESP-NOW em modo Long Range, utilizando o microcontrolador ESP32-C6 e antenas diretivas Yagi-Uda produzidas em PCB. A me- todologia adotada envolveu a caracterização eletromagnética das antenas por meio do analisador vetorial de redes PocketVNA, a implementação de um sistema transmissor- receptor configurado para comunicação ponto a ponto, e a realização de testes expe- rimentais em campo aberto com distâncias variando de 50 m a 1 000 m. As medições incluíram parâmetros como RSSI, taxa de perda de pacotes, sequência de transmis- são, ganho das antenas e desempenho global do enlace. Os resultados demonstraram elevada robustez da comunicação até aproximadamente 900 m, com perda nula de pa- cotes e níveis de RSSI adequados para operação estável. Observou-se, contudo, que fatores ambientais incluindo desníveis do terreno, obstruções parciais e fenômenos de multipercurso influenciaram de maneira significativa o desempenho, levando a perdas abruptas no limite de 1 km, mesmo com RSSI relativamente alto. A análise permite concluir que a solução proposta é tecnicamente viável e representa uma alternativa prática, de fácil implementação para ampliar o alcance do PGEN em cenários com restrições de infraestrutura. O trabalho contribui para o avanço das tecnologias de monitoramento energético e abre possibilidades de expansão do sistema em ambien- tes rurais e distantes, bem como incentiva investigações futuras voltadas à melhoria da robustez e à adaptação do enlace para diferentes topologias e condições ambientais.
Desenvolvimento de um balanceador ativo para células de lítio aplicado a um barco movido à energia solar
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2025-09-04) Momm, Guido Locks; Batista, Flábio Alberto Bardemaker; https://orcid.org/0009-0005-9885-1253; http://lattes.cnpq.br/3606791015248745; Moia, Joabel; https://orcid.org/0009-0005-9726-5746; http://lattes.cnpq.br/1203438477710344; Peraça; Mauro Tavares; https://orcid.org/0009-0005-3490-9110; http://lattes.cnpq.br/0415094520746409
Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um balanceador ativo para baterias de lítio LTO, aplicado a uma embarcação movida a energia solar fotovoltaica. Inicialmente, foi realizado um estudo sobre os principais tipos de baterias de lítio. Em seguida, analisaram-se os métodos de balanceamento de tensão entre células, abordando as diferenças entre técnicas passivas e ativas. A partir dessa análise, foi selecionada uma topologia de balanceamento ativo baseada no conversor Flyback com múltiplas saídas, visando conciliar eficiência, simplicidade e viabilidade prática. O projeto inclui simulações e testes experimentais com o objetivo de validar o funcionamento da técnica escolhida e compará-la com o balanceamento passivo.
Desenvolvimento de um conversor Boost com correção de fator de potência para aplicações em carregadores de veículos elétricos leves
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2025-09-11) Besen, Natália; Moia, Joabel; https://orcid.org/0009-0005-9726-5746; http://lattes.cnpq.br/1203438477710344; http://lattes.cnpq.br/3875274828230162; Alves, Anderson; https://orcid.org/0000-0002-0640-5995; http://lattes.cnpq.br/4175951086011903; Batista, Flábio Alberto Bardemaker; https://orcid.org/0009-0005-9885-1253; http://lattes.cnpq.br/3606791015248745
A expansão dos veículos elétricos leves (LEVs) tem impulsionado a demanda por car- regadores compactos, eficientes e em conformidade com normas de qualidade de energia. Para atender a esses requisitos, torna-se necessário o emprego de técnicas de correção ativa do fator de potência (PFC), capazes de reduzir distorções harmô- nicas e melhorar a interação com a rede elétrica. Nesse contexto, este trabalho tem como objetivo o desenvolvimento e a validação experimental de um conversor boost PFC em modo de condução contínua, projetado para operar em 900 W a partir da rede monofásica de 220 V, utilizando o controlador analógico dedicado UCC28180. A me- todologia envolveu a revisão bibliográfica sobre topologias de conversores aplicados a carregadores de LEVs, o dimensionamento do circuito, a seleção de componentes e a implementação de um protótipo experimental. O protótipo foi submetido a ensaios de eficiência, fator de potência, distorção harmônica de corrente, estabilidade do barra- mento de tensão contínua, resposta a variações súbitas de carga, corrente de partida, aquecimento de componentes e emissão conduzida. Os resultados indicaram elevado fator de potência, baixa distorção harmônica, eficiência compatível com a faixa de po- tência considerada e desempenho estável em diferentes condições de operação, em conformidade com os limites estabelecidos pela IEC 61000-3-2.
Estudo da mitigação de Crosstalk em placas de circuito impresso por meio de simulações no software Emcos Studio
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2025-09-04) Lisatchok, Thaís Silva; Schlichting, Luis Carlos Martinhago; https://orcid.org/0000-0002-8123-9536; http://lattes.cnpq.br/0006785165103677; http://lattes.cnpq.br/0049174034638788; Adabo, Geraldo José; http://lattes.cnpq.br/4394048571460445; Steinbach, Reginaldo; http://lattes.cnpq.br/5054506554380972; Moia, Joabel; https://orcid.org/0009-0005-9726-5746; http://lattes.cnpq.br/1203438477710344
O presente trabalho tem como objetivo a modelagem e a simulação bidimensional de campos elétricos em placas de circuito impresso (PCIs), com foco na análise do fenômeno de crosstalk, um dos principais responsáveis por falhas de integridade de sinal em sistemas eletrônicos. A proposta surge da necessidade de compreender, em maior profundidade como o acoplamento indesejado entre trilhas condutoras influencia a distribuição dos campos eletromagnéticos, especialmente em aplicações de alta frequência e elevada densidade de circuitos, nas quais pequenas variações geométricas podem comprometer o desempenho do sistema. Para esse fim, foram desenvolvidos modelos bidimensionais no software EMCoS Studio, representando diferentes configurações de trilhas, com variações em espaçamento, presença ou não de plano de referência e uso de trilhas de guarda. As simulações mostraram coerência com os princípios teóricos da compatibilidade eletromagnética e forneceram uma visualização espacial detalhada que favorece a identificação de pontos críticos no projeto de PCIs. Conclui-se que, por meio do software EMCoS Studio, foi possível realizar uma análise mais aprofundada e precisa dos fenômenos eletromagnéticos. A simulação no software proporcionou uma visualização detalhada e controlada, permitindo a avaliação de múltiplas variáveis de forma mais eficiente e segura, e, assim, oferecendo novas perspectivas para o diagnóstico e mitigação de interferências em projetos reais. Dessa forma, verifica-se que o trabalho contribui para ampliar a compreensão dos mecanismos de crosstalk em PCIs e reforça a importância do uso de ferramentas de simulação na etapa de concepção de sistemas eletrônicos.
Estudo e aplicação do ESP32H2 em redes IoT baseadas no protocolo Zigbee
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2025-08-22) Barboza, Yuri Marques; Starke, Renan Augusto; https://orcid.org/0000-0002-6845-344X; http://lattes.cnpq.br/6573744620845452; Pinto, Matheus Leitzke; https://orcid.org/0000-0003-3571-222X; http://lattes.cnpq.br/1431722265123081; Lohmann, Daniel; http://lattes.cnpq.br/8484239081492938
Este trabalho tem como objetivo explorar o potencial do microcontrolador ESP32-H2 no desenvolvimento de aplicações voltadas para a Internet of Things (IoT), destacando suas possíveis capacidades de integrações com sensores e protocolos de comunicação. O ESP32-H2, fabricado pela Espressif Systems oferece suporte nativo a Zigbee, sendo esse, um protocolo de comunicação escolhido neste trabalho, por ser bastante utilizado em projetos de automação residencial. A metodologia adotada neste trabalho envolveu o setup e a configuração do ambiente de desenvolvimento do ESP32-H2, a implementação de uma aplicação utilizando um sensor externo de umidade, HTU2X, o próprio chip de temperatura integrado no ESP32-H2 e um sensor virtual criado dentro dos códigos de desenvolvimento do firmware com o intuito de testar e utilizar a comunicação via Zigbee com um coordenador em uma rede doméstica. Os resultados obtidos mostraram a viabilidade de uso do ESP32-H2 em redes Zigbee, tendo uma vasta flexibilidade para adaptação em diferentes contextos de IoT, assim como, diversos protocolos já definidos em sua database que facilitam a conexão de mais sensores conforme a necessidade do usuário. O presente estudo tenta evidenciar que o ESP32-H2 é uma alternativa para o desenvolvimento de dispositivos conectados sem fio, assim como contribui para a disseminação do uso de microcontroladores em projetos IoT podendo servir como base para futuras pesquisas.
Sistema de controle de um conjunto gerador para uma aeronave remotamente pilotada
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2025-07-31) Martini, Thaine; Batista, Flábio Alberto Bardemaker; Sebastião, Leandro Medeiros; https://orcid.org/0000-0002-8622-9134; http://lattes.cnpq.br/7932397023703520; https://orcid.org/0009-0005-9885-1253; http://lattes.cnpq.br/3606791015248745; http://lattes.cnpq.br/2543539567431193; Lohmann, Daniel; http://lattes.cnpq.br/8484239081492938; Golin, Julio Feller; http://lattes.cnpq.br/4357122638968972
Este trabalho aborda o desenvolvimento e a validação experimental de um sistema de controle projetado para um conjunto híbrido. Este conjunto é composto por um motor de combustão interna e um motor sem escovas (BLDC), configurado para operar como gerador elétrico. Inicialmente, realizou-se uma revisão bibliográfica sobre sistemas de controle e as características operacionais de motores, fundamentando as bases teóricas do projeto. A metodologia exploratória e experimental guiou a concepção e a implementação do sistema. As simulações e os cálculos do controle foram conduzidos no MATLAB, enquanto a implementação prática foi realizada no microcontrolador Texas Instruments TMS320F280025C, utilizando o ambiente de desenvolvimento Code Composer Studio. Como parte do sistema, um hardware eletrônico condiciona o sinal para o microcontrolador. Os resultados obtidos demonstram a viabilidade e a eficácia do sistema de controle proposto para essa arquitetura híbrida.
Projeto de um amplificador Ota Miller para ADC Sigma-Delta de baixa tensão para a faixa de áudio
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2025-07-31) Barboza, Larah Farias Rodrigues; Schlichting, Luis Carlos Martinhago; https://orcid.org/0000-0002-8123-9536; http://lattes.cnpq.br/0006785165103677; http://lattes.cnpq.br/7245371700324414; Castro, Maria Cláudia de Almeida; http://lattes.cnpq.br/7704693297443919; Silveira, Jony Laureano; http://lattes.cnpq.br/4402291752545341
Este trabalho descreve o projeto de um amplificador de transcondutância totalmente diferencial para um modulador analógico-digital Sigma-Delta de baixo consumo, em tecnologia CMOS, para sinais da faixa de áudio. Para o desenvolvimento do amplifica- dor, foi empregada a metodologia gm/id, que consiste na utilização de curvas caracte- rísticas dos transistores de uma tecnologia para seu dimensionamento. O sistema foi analisado e projetado por meio de equações e simulações, visando à obtenção das es- pecificações do amplificador. Além do projeto elétrico foi realizado o projeto de layout. O amplificador constitui o primeiro estágio de integração do modulador sigma-delta de tempo contínuo, sendo este bloco de entrada o de maior consumo energético dentro do modulador. O projeto foi implementado na tecnologia de 65 nm, utilizando-se ferra- mentas Cadence para sua concepção e validação. O amplificador alcança um ganho de 81,3893 dB e uma largura de banda de ganho (GBW) de 39,3834 MHz, operando com uma fonte de alimentação de 2.5V.
Desenvolvimento de um inversor monofásico e análise do impacto de diferentes modulações na emissão conduzida
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2025-04-03) Serafim, Ramon Busiquia; Moia, Joabel; https://orcid.org/0009-0005-9726-5746; http://lattes.cnpq.br/1203438477710344; http://lattes.cnpq.br/9567571563667915; Schlichting, Luis Carlos Martinhago; https://orcid.org/0000-0002-8123-9536; http://lattes.cnpq.br/0006785165103677; Alves, Anderson; https://orcid.org/0000-0002-0640-5995; http://lattes.cnpq.br/4175951086011903
Este trabalho tem como objetivo analisar a compatibilidade eletromagnética de um inversor monofásico onde o mesmo foi realizado todo o projeto do inversor e retificador de entrada, com tensão de entrada de 120V e saída de 90V, 150W. Comparando duas técnicas de modulação em termos de desempenho global e minimização da interferência eletromagnética conduzida. A pesquisa focou em duas variantes da modulação por largura de pulso senoidal (bipolar e unipolar) e envolveu o desenvolvimento teórico e prático do inversor, com a validação experimental realizada no laboratório de compatibilidade eletromagnética do IFSC. Os resultados mostraram que, apesar de a modulação unipolar ter um filtro de saída menor em comparação com a modulação bipolar, devido à frequência da primeira harmônica ser o dobro da frequência de chaveamento, a modulação de 3 níveis exige um filtro de entrada mais complexo. Além disso, foi identificado que essa modulação demanda cuidados adicionais no layout para atender às normas de compatibilidade eletromagnética.
Desenvolvimento de sistema de medição do consumo de energia elétrica de refrigeradores
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2025-04-13) Fernandes, Elvis Roberto de Jesus Avila Carvalho; Peraça; Mauro Tavares; Petry, Clóvis Antônio; https://orcid.org/0009-0004-0746-8877; http://lattes.cnpq.br/3493325384040150; https://orcid.org/0009-0005-3490-9110; http://lattes.cnpq.br/0415094520746409; http://lattes.cnpq.br/0516201481902296; Pizzio, Robinson; https://orcid.org/0009-0004-0746-8877; http://lattes.cnpq.br/2786255383004924; Lohmann, Daniel; http://lattes.cnpq.br/8484239081492938
Este trabalho apresenta o estudo e o desenvolvimento de um sistema de medição de energia elétrica aplicado em refrigeradores, utilizando sensores de temperatura, de energia e de abertura de porta conectados a um microcontrolador, com comunicação via USB e Bluetooth. Para tanto, foi projetado um protótipo composto por hardware e software. O hardware tem a função de processar e organizar, em uma estrutura de dados, os valores medidos pelos sensores, enquanto que o software se conecta ao hardware para coletar os dados, fazer o processamento, calcular o consumo e o custo da energia elétrica e emitir alertas de variação de estados de consumo, de temperatura e de abertura de porta. Os testes realizados com o refrigerador evidenciaram que o consumo energético pode variar de acordo com a temperatura interna do refrigerador, com o período de funcionamento do compressor, com o período de processo de degelo e com a frequência da abertura da porta do refrigerador.

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