Projeto de sistema embarcado para ignitor de foguetes experimentais utilizando supercapacitores

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Guimarães, Mailson Rodrigues de Medeiros
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/49511
Resumo: O presente trabalho apresenta a implementação de um sistema embarcado que tem por finalidade realizar a ignição de motores de foguetes experimentais que façam o uso de combustível sólido, baseando-se em projetos semelhantes. Além disso, introduzir o uso de supercapacitores como meio viável de fornecimento de energia para a ignição. O sistema em questão deve ser microcontrolado e capaz de atuar com segurança, possuindo redundâncias, bem como ser escalável para o acréscimo de novas funcionalidades e de fácil operação e manutenção. Para atingir tais objetivos, é necessário o entendimento do funcionamento de sistemas de ignição de foguetes, compreendendo o que é normalmente realizado, assim como verificar a atuação dos supercapacitores dentro do contexto proposto. Os resultados obtidos através de simulação confirmam que os supercapacitores escolhidos para o projeto conseguem fornecer uma grande quantidade de energia, como também atendem aos tempos de carga e descarga estipulados, sendo tais comportamentos verificados também em laboratório. A utilização dos capacitores em condição análoga à operação de ignição também mostra resultados positivos. Já o protótipo mostra que é possível obter dados de tensão e corrente do circuito de forma confiável desde que sejam feitas as calibrações necessárias, assim como a programação do protótipo é capaz de garantir uma boa navegação do usuário pelo sistema e a realização de uma lógica de ignição segura. A validação do protótipo garante então que o sistema embarcado possa ser implementado de forma confiável e definitiva através de placas de circuito impresso.
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Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Elétrica) - Departamento de Engenharia Elétrica, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2022.https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/49511O presente trabalho apresenta a implementação de um sistema embarcado que tem por finalidade realizar a ignição de motores de foguetes experimentais que façam o uso de combustível sólido, baseando-se em projetos semelhantes. Além disso, introduzir o uso de supercapacitores como meio viável de fornecimento de energia para a ignição. O sistema em questão deve ser microcontrolado e capaz de atuar com segurança, possuindo redundâncias, bem como ser escalável para o acréscimo de novas funcionalidades e de fácil operação e manutenção. Para atingir tais objetivos, é necessário o entendimento do funcionamento de sistemas de ignição de foguetes, compreendendo o que é normalmente realizado, assim como verificar a atuação dos supercapacitores dentro do contexto proposto. Os resultados obtidos através de simulação confirmam que os supercapacitores escolhidos para o projeto conseguem fornecer uma grande quantidade de energia, como também atendem aos tempos de carga e descarga estipulados, sendo tais comportamentos verificados também em laboratório. A utilização dos capacitores em condição análoga à operação de ignição também mostra resultados positivos. Já o protótipo mostra que é possível obter dados de tensão e corrente do circuito de forma confiável desde que sejam feitas as calibrações necessárias, assim como a programação do protótipo é capaz de garantir uma boa navegação do usuário pelo sistema e a realização de uma lógica de ignição segura. A validação do protótipo garante então que o sistema embarcado possa ser implementado de forma confiável e definitiva através de placas de circuito impresso.This work presents the implementation of an ignition embedded system for solid propellant experimental rocket engines. Furthermore, introduces the use of supercapacitors as a viable energy ignition supply. The system must be microcontrolled and capable of acting safely, using redundancies, as well as being scalable to add new functionalities and being easy to operate and maintain. In order to do this, it is necessary to understand the operation of rocket ignition systems, understanding what is usually made, as well as verifying the performance of supercapacitors within the proposed context. The simulated obtained results confirms that the chosen supercapacitors are able to supply a large amount of energy, as well as meet the stipulated charge and discharging times, and such behaviors are verified also in laboratory. The use of capacitors in a condition analogous to the ignition operation also shows positive results. The prototype shows that is possible to obtain voltage and current data from the circuit reliably as long as the necessary calibrations are made, as well as the programming of the prototype is able to guarantee a good user navigation through the system and the realization of safe ignition logic. The prototype validation then ensures that the embedded system can be reliably and definitively implemented throug printed circuit boards.Universidade Federal do Rio Grande do NorteEngenharia ElétricaUFRNBrasilEngenharia ElétricaAttribution-NonCommercial-ShareAlike 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::MEDIDAS ELETRICAS, MAGNETICAS E ELETRONICAS INSTRUMENTACAO::SISTEMAS ELETRONICOS DE MEDIDA E DE CONTROLESupercapacitoresSistema embarcadoIgniçaoFoguetes experimentaisSegurançaProjeto de sistema embarcado para ignitor de foguetes experimentais utilizando supercapacitoresinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisporreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRNORIGINALProjeto de Sistema Embarcado para Ignitor de Foguetes Experimentias Utilizando Supercapacitores.pdfProjeto de Sistema Embarcado para Ignitor de Foguetes Experimentias Utilizando Supercapacitores.pdfapplication/pdf10787460https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/49511/1/Projeto%20de%20Sistema%20Embarcado%20para%20Ignitor%20de%20Foguetes%20Experimentias%20Utilizando%20Supercapacitores.pdf60a86bfd66a77c1579759e09305417bfMD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-81037https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/49511/2/license_rdf996f8b5afe3136b76594f43bfda24c5eMD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81484https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/49511/3/license.txte9597aa2854d128fd968be5edc8a28d9MD53123456789/495112022-10-07 10:48:09.71oai:https://repositorio.ufrn.br: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Repositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/opendoar:2022-10-07T13:48:09Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false
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