Uma plataforma educacional de baixo custo baseada no sistema barra e bola para o estudo de desempenho de sistemas dinâmicos
dc.contributor.advisor1 | Frota, Vitor Bremgartner da | |
dc.contributor.referee1 | Frota, Vitor Bremgartner da | |
dc.contributor.referee2 | Ribeiro, Ewerton Andrey Godinho | |
dc.contributor.referee3 | Fernandes, Priscila Silva | |
dc.creator | Paiva, Jean Carlos Barbosa de | |
dc.date.accessioned | 2022-02-10T14:07:43Z | |
dc.date.available | 2022-02-12 | |
dc.date.available | 2022-02-10T14:07:43Z | |
dc.date.issued | 2020-03-17 | |
dc.description.abstract | Since the end of the last century, technology has evolved rapidly causing changes in society. Transformations in health, economics and communication are examples of these changes and the area of education is one of the fields that suffers the most positive influences from the use of technology. Thus, this work presents the development of a low-cost educational platform based on the bar and ball system for teaching the discipline of control of dynamic systems to be allocated in the control laboratory of the Federal Institute of Amazonas (IFAM), where students can study the performance of dynamic systems and prove concepts seen in the classroom, avoiding the abstraction caused by classroom theory. It is well known that the teaching of engineering based exclusively on speeches passes on a very incomplete and not very instigating idea, which generates disapproval and disinterest on the part of the students. Currently, there is no educational platform at the Federal Institute of Amazonas aimed at teaching the control discipline as developed in this work. Therefore, an educational platform was developed to be used exclusively by IFAM teachers and students, filling the lack of a technology that combines the theory seen in classrooms and operational practice. The lack of this type of tool, in a technology teaching site, is a flaw that must be remedied in order to improve the campus teaching process and instigate research to be carried out in the area that highlight the IFAM’s name. Therefore, a modeling of the bar and ball system, bibliographic review of the PID controller with implementation through the Arduino platform, development of a graphical interface to control the bar and ball plant through the software in Labview, in addition to the simulation and analysis of the plant in Matlab software in order to graphically present the system performance and the possible gains of the controller through the Matlab control toolbox and systems. | pt_BR |
dc.description.resumo | Desde o final do último século a tecnologia evolui rapidamente, provocando mudanças na sociedade. Transformações na saúde, economia e na comunicação são exemplos destas mudanças e a área da educação é um dos setores que sofrem as mais positivas influências da utilização da tecnologia. Dessa forma, este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma plataforma educacional de baixo custo baseada no sistema barra e bola para o ensino da disciplina de controle de sistemas dinâmicos a ser alocado no laboratório de controle do Instituto Federal do Amazonas (IFAM), onde os alunos poderão estudar o desempenho de sistemas dinâmicos e provar conceitos vistos em sala de aula, evitando a abstração provocada pela teoria da sala de aula. É notório que o ensino da engenharia baseada exclusivamente em discursos passa uma ideia muito incompleta e pouco instigante, que gera reprovações e desinteresse por parte dos alunos. Atualmente, não existe no Instituto Federal do Amazonas uma plataforma didática voltada para o ensino da disciplina de controle como a desenvolvida neste trabalho. Sendo assim, foi desenvolvida uma plataforma educacional a ser utilizada exclusivamente por professores e alunos do IFAM, suprindo a falta de uma tecnologia que associe a teoria vista nas salas de aula e a prática operacional. A falta deste tipo de ferramenta, em um local de ensino da tecnologia, é uma falha que deve ser sanada de modo a proporcionar a melhoria do processo de ensino do campus e instigando pesquisas a serem realizadas na área que enalteçam o nome do IFAM. Por conseguinte, foi feita uma modelagem do sistema barra e bola, revisão bibliográfica do controlador PID com implementação através da plataforma Arduino, desenvolvimento de uma interface gráfica para controle da planta barra e bola através do software em Labview além da simulação e análise da planta em software Matlab visando apresentar de maneira gráfica o desempenho do sistema e os possíveis ganhos do controlador através do toolbox de controle e sistemas do Matlab. | pt_BR |
dc.identifier.citation | Paiva, Jean Carlos Barbosa de. Uma plataforma educacional de baixo custo baseada no sistema barra e bola para o estudo de desempenho de sistemas dinâmicos. 2020. 56 f. . Monografia. (Graduação em Engenharia de Controle e Automação) - Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Amazonas, Campus Manaus Distrito Industrial, Manaus, 2020. | pt_BR |
dc.identifier.uri | http://repositorio.ifam.edu.br/jspui/handle/4321/674 | |
dc.language | por | pt_BR |
dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
dc.publisher.department | Campus Manaus Distrito | pt_BR |
dc.publisher.initials | Instituto Federal do Amazonas | pt_BR |
dc.publisher.initials | IFAM | pt_BR |
dc.publisher.initials | Engenharia de Controle e Automação | pt_BR |
dc.publisher.initials | Instituto Federal do Amazonas | pt_BR |
dc.publisher.initials | IFAM | pt_BR |
dc.publisher.initials | Engenharia de Controle e Automação | pt_BR |
dc.publisher.initials | Instituto Federal do Amazonas | pt_BR |
dc.publisher.initials | IFAM | pt_BR |
dc.publisher.initials | Engenharia de Controle e Automação | pt_BR |
dc.relation.references | OGATA, K Engenharia de controle moderno, Tradutora Heloísa Coimbra de Souza; revisor técnico Eduardo Aoun Tannuri.- 5. ed.- São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2010. DORF, R. C.; BISHOP, R. H. Sistemas de controle modernos. 12. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2011. Colon, D. and Diniz, I. (2009). Teaching and comparing advanced control techniques in a ball and beam didactical plant, Proceedings of 20th International Congress of Mechanical Engineering, Gramado, RS, Brasil. RAMOS, J; MACHADO, L; NETO, A; SANTOS, M.” Projeto de Um Sistema Ball and Beam Para o Ensino de Controle Automático” Congresso Brasileiro de Automática – CBA2016, UFES, Vitória – ES 3-7 de Out. Froyd, Wank, Smith and Karl (2012). Five major shifts in 100 years of engineering education, Proceedings of IEEE pp. 1344{1360. WANG, W. Control of a Ball and Beam System. Final Thesis, Austrália, 2007. AHRENS, C. H. et al. Prototipagem rápida: tecnologias e aplicações. São Paulo: Edgard Blucher, 2007 Li X. and Yu W., “Synchronization of Ball and Beam Systems with Neural Compensation”, International Journal of Control, Automation and Systems, Vol. 8, No. 3, 2010. Keshimiri, M. et al. Modeling and control of ball and beam system using model based and non-model based control approaches, INTERNATIONAL JOURNAL ON SMART SENSING AND INTELLIGENT SYSTEMS, VOL. 5, NO. 1, MARCH 2012 GOMES, D; SALES,F;LIMA,C. “Radiômetro de Crookes Como Plataforma de Ensino de Controle Digital em Cursos de Engenharia”, Cobenge, Juiz de Fora – MG, 2014. ECP EDUCATIONAL CONTROL PRODUCTS. Manuals for Model 205/205a, 220, 730 and 750, 1999. AlBERNAZ, P.F; ARAÚJO, V; CARLOS, T. M. J; MORAIS, J.S; MORAIS, A.S. “Kit Didático Para o Ensino da Disciplina de Controle Digital de Processos”. Núcleo de Controle e Automação, Uberlândia – MG, 2012. EVANS, M.; NOBLE, J.; HOCHENBAUM, J. Arduino em ação. 1. Ed. São Paulo: Novatec, 2013 CHOI, C; EVANKO, D.; DORSETT, A. A ball-on-beam system with an embedded controller. ASEE, Washington DC, 2008 MANTOVANI, S.C.A. Controle de um Servo Motor. 2013. EPUSP, 2014 HUI N.B., Sharma P. (2015) Fuzzy PID Control for Ball and Beam Mechanism. In: Mandal D., Kar R., Das S., Panigrahi B. (eds) Intelligent Computing and Applications. Advances in Intelligent Systems and Computing, vol 343. Springer, New Delhi EPUSP. Controle de um servo motor. 2014. Disponível em: http://www2.pcs.usp.br/~labdig/pdffiles_2014/controle-servo-semestral.pdf. Acesso em: 9 Jan. 2020 ARDUINO. Arduino UNO. 2020a. Disponível em: https://www.arduino.cc/ Acesso em: 9 Jan. 2020. REPOSITÓRIO DA AUTOMAÇÃO. Comportamento dos Sensores Ultrassônicos. 2020ª. Disponível em: < https://automacaoifrsrg.wordpress.com/2013/07/03/deteccao-de objetos-com-sensor-ultrassonico-hc-sr04/>. Acesso em: 10 Jan 2020. Ball & Beam: System Modeling, 2020a. Disponível em: http://ctms.engin.umich.edu/CTMS/index.php?example=BallBeam§ion=SystemModelin g Acesso em: 12 Jan. 2020 FELIPEFLOP. Servo TowerPro MG995 Metálico. Disponível em: https://www.filipeflop.com/produto/servo-towerpro-mg995-metalico/ Acesso em: 12 Jan. 2020 COSTA, C. Introdução ao LabView. 2020b. Disponível em: http://professorcesarcosta.com.br/upload/imagens_upload/introducao_ao_labview_em_6_hora s%20(2).pdf Acesso em: 17 Dez. 2019 3DCLONER. Disponível em: <http://www.3dcloner.com.br> Acesso em: 20 Jan. 2020. WELLSTEAD, P. Ball and beam 1: Basics. 2000. Disponível em <http://www.control systems-principles.co.uk/whitepapers/ball-and-beam1.pdf>. Acesso em: 08 Jan. 2020. ACC MOTION SOLUTIONS, GBB 2004 Ball and Beam System. Disponível em: https://acc-motion-solutions.myshopify.com/products/gbb2004 Acesso em: 10 Mar. 2020 | pt_BR |
dc.rights | Acesso Aberto | pt_BR |
dc.subject | Controlador PID | pt_BR |
dc.subject | Plataforma educacional | pt_BR |
dc.subject | Sistema barra e bola | pt_BR |
dc.subject.cnpq | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::ELETRONICA INDUSTRIAL, SISTEMAS E CONTROLES ELETRONICOS::AUTOMACAO ELETRONICA DE PROCESSOS ELETRICOS E INDUSTRIAIS | pt_BR |
dc.title | Uma plataforma educacional de baixo custo baseada no sistema barra e bola para o estudo de desempenho de sistemas dinâmicos | pt_BR |
dc.type | Trabalho de Conclusão de Curso | pt_BR |
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