Controle de temperatura com placas Peltier utilizando o método de linearização por realimentação

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Bier, Luiz Guilherme Motta
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/42918
Resumo: Nas últimas décadas a indústria vem utilizando métodos de controle de processos cada vez mais sofisticados e precisos. Todavia, ainda é possível encontrar métodos tradicionais em diversas instalações industriais. No passado, a utilização de métodos de controles não-lineares demandava equipamentos de alto custo. Entretanto, avanços tecnológicos possibilitaram a criação de dispositivos de simples utilização e baixo custo, tal como o Arduino, que conseguem controlar sistemas não-lineares de forma satisfatória. Este trabalho propõe uma implementação do método de controle de linearização por realimentação em uma aplicação de refrigeração para testar a sua viabilidade de utilização na indústria. Foram utilizadas placas Peltier para refrigerar de maneira controlada uma placa de alumínio. A refrigeração também foi feita com um método de controle linear tradicional, o on/off. O objetivo é comparar os dois métodos, identificando as vantagens e desvantagens de cada um. Foi utilizado um controlador do tipo Arduino para a realização dos experimentos, em conjunto com outros componentes eletrônicos, tais como fontes elétricas, resistores e capacitores. Através da teoria de transmissão de calor e de testes realizados na bancada, foram estabelecidas as equações que controlam o sistema, e estas foram inseridas na programação do conjunto. Foram então realizados experimentos utilizando os métodos de linearização por realimentação e on/off, e com os dados obtidos, elaborou-se gráficos que serviram para comparação entre os dois métodos. O método de linearização por realimentação mostrou-se mais estável, preciso e vantajoso no que tange o gerenciamento de energia do sistema. Concluiu-se então que esse método é uma alternativa viável para ser aplicado na indústria, pois sua implementação não é complexa e seu desempenho é superior aos métodos tradicionais de controle.
id UFRN_12a0e81a4a7b5e6edbce48694c65c739
oai_identifier_str oai:https://repositorio.ufrn.br:123456789/42918
network_acronym_str UFRN
network_name_str Repositório Institucional da UFRN
repository_id_str
spelling Bier, Luiz Guilherme MottaSantos, João Deodato Batista dosLago, Daniel MousinhoBessa, Wallace Moreira2019-07-05T13:32:56Z2021-10-05T15:57:23Z2019-07-05T13:32:56Z2021-10-05T15:57:23Z2019-06-2820180095680BIER, Luiz Guilherme Motta. Controle de temperatura com placas Peltier utilizando o método de linearização por realimentação. 2019. 48f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica) - Centro de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2019.https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/42918Nas últimas décadas a indústria vem utilizando métodos de controle de processos cada vez mais sofisticados e precisos. Todavia, ainda é possível encontrar métodos tradicionais em diversas instalações industriais. No passado, a utilização de métodos de controles não-lineares demandava equipamentos de alto custo. Entretanto, avanços tecnológicos possibilitaram a criação de dispositivos de simples utilização e baixo custo, tal como o Arduino, que conseguem controlar sistemas não-lineares de forma satisfatória. Este trabalho propõe uma implementação do método de controle de linearização por realimentação em uma aplicação de refrigeração para testar a sua viabilidade de utilização na indústria. Foram utilizadas placas Peltier para refrigerar de maneira controlada uma placa de alumínio. A refrigeração também foi feita com um método de controle linear tradicional, o on/off. O objetivo é comparar os dois métodos, identificando as vantagens e desvantagens de cada um. Foi utilizado um controlador do tipo Arduino para a realização dos experimentos, em conjunto com outros componentes eletrônicos, tais como fontes elétricas, resistores e capacitores. Através da teoria de transmissão de calor e de testes realizados na bancada, foram estabelecidas as equações que controlam o sistema, e estas foram inseridas na programação do conjunto. Foram então realizados experimentos utilizando os métodos de linearização por realimentação e on/off, e com os dados obtidos, elaborou-se gráficos que serviram para comparação entre os dois métodos. O método de linearização por realimentação mostrou-se mais estável, preciso e vantajoso no que tange o gerenciamento de energia do sistema. Concluiu-se então que esse método é uma alternativa viável para ser aplicado na indústria, pois sua implementação não é complexa e seu desempenho é superior aos métodos tradicionais de controle.Over the last decades the industry has been using process control methods increasingly sophisticated and precise. However, is still possible to find traditional methods at many industrial facilities. At the past, the utilization of non-linear control methods required high cost equipment. Nonetheless, technological advancements made the creation of simple and low-cost devices possible, such as Arduino, which are capable of control non-linear systems satisfactorily. This paper proposes an implementation of the feedback linearization in a cooling application to test its viability for utilization at the industry. Peltier Plates were used to control the cooling process of a aluminum plate. The cooling process was also made using a traditional control method, the on/off. The objective is to compare the two methods, identifying the advantages and disadvantages of each one. An Arduino controller was used to do the experiments, associated with other electronic components, such as an electric source, resistors and capacitors. Through de heat transfer theory and tests made at the test bench, the system control equations were defined, and they were inserted at the system programming. Then the experimentation using the feedback linearization and on/off methods were made, and with the data collected, graphs were elaborated to compare the two methods. The feedback linearization method showed more stability, precise and advantageous at the system power management topic. It is concluded then that this method is a viable option to be applied at the industry, since its implementation it is not complex and its performance is higher than the traditional control methods.Universidade Federal do Rio Grande do NorteUFRNBrasilEngenharia MecânicaAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessLinearização por realimentação; método on/off; refrigeração; placas Peltier.Feedback linearization; on/off method; cooling; Peltier platesControle de temperatura com placas Peltier utilizando o método de linearização por realimentaçãoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisporreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRNORIGINALTCC + ata final.pdfapplication/pdf1213671https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/42918/1/TCC%20%2b%20ata%20final.pdfd9db0fc8052ba3964e900b172791a1aeMD51CC-LICENSElicense_rdfapplication/octet-stream811https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/42918/2/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD52LICENSElicense.txttext/plain714https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/42918/3/license.txt7278bab9c5c886812fa7d225dc807888MD53TEXTTCC + ata final.pdf.txtExtracted texttext/plain62638https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/42918/4/TCC%20%2b%20ata%20final.pdf.txtd0db7e651f814f661617c6813a486988MD54123456789/429182021-10-05 12:57:23.557oai:https://repositorio.ufrn.br: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ório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/opendoar:2021-10-05T15:57:23Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false
dc.title.pt_BR.fl_str_mv Controle de temperatura com placas Peltier utilizando o método de linearização por realimentação
title Controle de temperatura com placas Peltier utilizando o método de linearização por realimentação
spellingShingle Controle de temperatura com placas Peltier utilizando o método de linearização por realimentação
Bier, Luiz Guilherme Motta
Linearização por realimentação; método on/off; refrigeração; placas Peltier.
Feedback linearization; on/off method; cooling; Peltier plates
title_short Controle de temperatura com placas Peltier utilizando o método de linearização por realimentação
title_full Controle de temperatura com placas Peltier utilizando o método de linearização por realimentação
title_fullStr Controle de temperatura com placas Peltier utilizando o método de linearização por realimentação
title_full_unstemmed Controle de temperatura com placas Peltier utilizando o método de linearização por realimentação
title_sort Controle de temperatura com placas Peltier utilizando o método de linearização por realimentação
author Bier, Luiz Guilherme Motta
author_facet Bier, Luiz Guilherme Motta
author_role author
dc.contributor.referees1.none.fl_str_mv Santos, João Deodato Batista dos
dc.contributor.referees2.none.fl_str_mv Lago, Daniel Mousinho
dc.contributor.author.fl_str_mv Bier, Luiz Guilherme Motta
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Bessa, Wallace Moreira
contributor_str_mv Bessa, Wallace Moreira
dc.subject.por.fl_str_mv Linearização por realimentação; método on/off; refrigeração; placas Peltier.
Feedback linearization; on/off method; cooling; Peltier plates
topic Linearização por realimentação; método on/off; refrigeração; placas Peltier.
Feedback linearization; on/off method; cooling; Peltier plates
description Nas últimas décadas a indústria vem utilizando métodos de controle de processos cada vez mais sofisticados e precisos. Todavia, ainda é possível encontrar métodos tradicionais em diversas instalações industriais. No passado, a utilização de métodos de controles não-lineares demandava equipamentos de alto custo. Entretanto, avanços tecnológicos possibilitaram a criação de dispositivos de simples utilização e baixo custo, tal como o Arduino, que conseguem controlar sistemas não-lineares de forma satisfatória. Este trabalho propõe uma implementação do método de controle de linearização por realimentação em uma aplicação de refrigeração para testar a sua viabilidade de utilização na indústria. Foram utilizadas placas Peltier para refrigerar de maneira controlada uma placa de alumínio. A refrigeração também foi feita com um método de controle linear tradicional, o on/off. O objetivo é comparar os dois métodos, identificando as vantagens e desvantagens de cada um. Foi utilizado um controlador do tipo Arduino para a realização dos experimentos, em conjunto com outros componentes eletrônicos, tais como fontes elétricas, resistores e capacitores. Através da teoria de transmissão de calor e de testes realizados na bancada, foram estabelecidas as equações que controlam o sistema, e estas foram inseridas na programação do conjunto. Foram então realizados experimentos utilizando os métodos de linearização por realimentação e on/off, e com os dados obtidos, elaborou-se gráficos que serviram para comparação entre os dois métodos. O método de linearização por realimentação mostrou-se mais estável, preciso e vantajoso no que tange o gerenciamento de energia do sistema. Concluiu-se então que esse método é uma alternativa viável para ser aplicado na indústria, pois sua implementação não é complexa e seu desempenho é superior aos métodos tradicionais de controle.
publishDate 2019
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2019-07-05T13:32:56Z
2021-10-05T15:57:23Z
dc.date.available.fl_str_mv 2019-07-05T13:32:56Z
2021-10-05T15:57:23Z
dc.date.issued.fl_str_mv 2019-06-28
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/bachelorThesis
format bachelorThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.pt_BR.fl_str_mv 20180095680
dc.identifier.citation.fl_str_mv BIER, Luiz Guilherme Motta. Controle de temperatura com placas Peltier utilizando o método de linearização por realimentação. 2019. 48f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica) - Centro de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2019.
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/42918
identifier_str_mv 20180095680
BIER, Luiz Guilherme Motta. Controle de temperatura com placas Peltier utilizando o método de linearização por realimentação. 2019. 48f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica) - Centro de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2019.
url https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/42918
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
eu_rights_str_mv openAccess
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal do Rio Grande do Norte
dc.publisher.initials.fl_str_mv UFRN
dc.publisher.country.fl_str_mv Brasil
dc.publisher.department.fl_str_mv Engenharia Mecânica
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal do Rio Grande do Norte
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFRN
instname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)
instacron:UFRN
instname_str Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)
instacron_str UFRN
institution UFRN
reponame_str Repositório Institucional da UFRN
collection Repositório Institucional da UFRN
bitstream.url.fl_str_mv https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/42918/1/TCC%20%2b%20ata%20final.pdf
https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/42918/2/license_rdf
https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/42918/3/license.txt
https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/42918/4/TCC%20%2b%20ata%20final.pdf.txt
bitstream.checksum.fl_str_mv d9db0fc8052ba3964e900b172791a1ae
e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34
7278bab9c5c886812fa7d225dc807888
d0db7e651f814f661617c6813a486988
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1802117853725327360