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Atividades de Pesquisa 2009 Grupo de Robótica, Automação e Visão computacional

Atividades de Pesquisa 2009 Grupo de Robótica, Automação e Visão computacional Laboratório de Automação, Visão e Sistemas Inteligentes Prof. Adolfo Bauchspiess. Conteúdo. GRAV – ENE – Unb LEARn – Experimentação Remota Plena Transmissoras – Inspeção VANT de Linhas de Transmissão

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Presentation Transcript

  1. Atividades de Pesquisa 2009 Grupo de Robótica, Automação e Visão computacional Laboratório de Automação, Visão e Sistemas Inteligentes Prof. Adolfo Bauchspiess

  2. Conteúdo GRAV – ENE – Unb LEARn – Experimentação Remota Plena Transmissoras – Inspeção VANT de Linhas de Transmissão SAPIEn/LABInov – Ambientes Inteligentes Wireless

  3. ENE: 43+ professores em 5 áreas: Controle e Automação, Telecom, Eletrônica, Potência e Redes GRAV/ENE/FT Áreas organizadas em grupos de pesquisa: GRAV – Grupo de Robótica, Automação e Visão Computacional LAVSI – Laboratório de Automação, Visão e Sistemas Inteligentes LARA – Laboratório de Robótica e Automação LCVC – Laboratório de Visão e Controle por Computador GRAV: Prof. Dr. Adolfo Bauchspiess Prof. Dr. Geovany de Araújo Borges Prof. Dr. João Yoshiyuki Ishihara Prof. Dr. Marco A. F. Egito Coelho

  4. PROJETO 1SISTEMA COMPUTACIONAL PARA AUTOMAÇÃO REMOTA

  5. LEARn Laboratório de Ensino e Automação Remota

  6. PROJETO 2PROJETO CARCARAH

  7. Inspeção de Linhas de Transmissão Sistema computacional autônomo de inspeção visual em linhas de transmissão de energia elétrica Detecção de falhas nas garras dos espaçadores das linhas

  8. Inspeção de Linhas de Transmissão Inspeção tradicional em linhas de transmissão Inspeção aérea utilizando um helicóptero Equipe em terra Processo dispendioso e de alto custo

  9. Inspeção de Linhas de Transmissão Adaptação de Veículos Aéreos Não-Tripulados (VANTs) Projeto de pesquisa UNB/ANEEL – Plena Transmissoras Desenvolvimento de um UAV para auxílio à inspeção de linhas

  10. Classificação de Falhas - RNA Treinamento: 70 imagens Teste: 25 imagens Validação: 25 imagens • Rede treinada com 10 harmônicos • Erro na classificação de 2 imagens • Rede treinada com 12 harmônicos • Erro na classificação de 1 imagem

  11. PROJETO 3REDE DE AUTOMAÇÃO PREDIAL DISTRIBUÍDA PARA RACIONALIZAÇÃO DE ENERGIA SEGUNDO O PARADIGMA “AMBIENT INTELLIGENCE”

  12. Automação Predial Inteligente Projeto PROBAL – CAPES (“Networked Control with Distributed Processing for Building Automation in an Ambient Intelligence Framework” )

  13. Automação Predial Inteligente AmbientIntelligence “Rede de sensores e atuadores que provê diversos serviços de forma praticamente invisível aos usuários” Foco centrado no usuário; Rede de sensores e atuadores; Exemplos de Serviços: - Conforto Térmico; - Economia de energia; - Segurança; - Assisted Living.

  14. Automação Predial Inteligente Projeto PROBAL-CAPES: Controle inteligente aparelhos ar condicionado Manutenção conforto térmico; Consumo energia. Rede Wireless ZigBee Retrofitting; Flexibilidade de implementação de sensores e atuadores; Fornecer serviços aos usuários.

  15. Conforto Térmico

  16. Conforto Térmico PMV (PredictedMean Vote) X PPD (PercentageofPersonsDissatisfied)

  17. Automação Predial Inteligente ZigBee Desenvolvido por um consórcio de empresas (ZigBee Alliance) em conjunto com o IEEE, gerando o protocolo IEEE 802.15.4; Projetado especialmente para ser utilizado em aplicações de sensoriamento, controle e acionamento de dispositivos; Baixa taxa de transmissão; Baixo Alcance de Rede; Baixo Consumo; Baixo Custo; Freqüência de Operação: 2.4GHz (ISM) Protocolos Concorrentes: Wi-Fi, Bluetooth.

  18. Automação Predial Inteligente Módulos Utilizados: X-Bee Empresa Digi Alcance: entre 30 e 100 m ZigBit Empresa MeshBean Alcance: entre 100 e 300 m Microcontrolador ATmega 1281V Transceiver RF AT86RF230

  19. PROJETO 3.1Projeto de instrumentação e controle de um sistema de ar condicionado híbrido

  20. Ambiente de Implementação: Ar Condicionado Híbrido

  21. Ar Condicionado Híbrido Princípio Funcionamento Ventilador aspira ar externo Painel evaporativo celulose Água reposta por uma boiá mantendo nível reservatório constante Produz ar limpo, mais úmido e de qualidade

  22. Ar Condicionado Híbrido Maior eficiência ambientes secos Objetivo Umedecer ambiente Resfriar ambiente Não necessita utilizar compressor em determinadas horas do dia Redução consumo energia

  23. Ar Condicionado Híbrido Sensores Anemômetro Piranômetro Temperatura e Umidade Temperatura média radiante

  24. Ar Condicionado Híbrido Módulo Coordenador ZigBit Módulo Interno ZigBit Sensor Temperatura e Umidade Sensor Radiação Térmica Módulo Externo ZigBit Sensor Temperatura e Umidade Piranômetro

  25. Ar Condicionado Híbrido Módulo Móvel ZigBit Sensor Temperatura e Umidade Anemômtro Módulo Atuador ZigBit Atuador Bomba Atuador Ventilador Atuador Compressor

  26. Ar Condicionado Híbrido Software Supervisório

  27. Ar Condicionado Híbrido Software Supervisório

  28. PROJETO 3.2AUTOMAÇÃO PREDIAL WIRELESS EM AMBIENTE COM CARGAS TÉRMICAS COMPARTILHADAS

  29. Ar Condicionado Convencional Ambiente de testes

  30. Ar Condicionado Convencional Ar condicionado Split com capacidade 22.000 BTU/h Unidade interna (evaporadora) Unidade externa (condensadora) Sensor temperatura na unidade interna

  31. Ar Condicionado Convencional Hardware: Modo de controle XBee ATmega8 Recebe informação processada do supervisório Controla o modo de acionamento através de I/O para ligar/desligar a unidade externa do ar condicionado

  32. Ar Condicionado Convencional Hardware: Circuito acionamento MOC3081 TIC246D

  33. Ar Condicionado Convencional Hardware: Nó sensor Sensor temperatura LM35 Conversor A/D XBee

  34. Ar Condicionado Convencional Medidor Engeria ZMD128 – Landis & Gyr

  35. Ar Condicionado Convencional Rede Implementada

  36. Ar Condicionado Convencional Experimento 1: Liga-desliga externo (sensor centralizado) Consumo 20,77 KWh Leitura espúrias

  37. Ar Condicionado Convencional Experimento 2: Controle ar condicionado (sensor centralizado) Consumo 31,41 KWh

  38. Ar Condicionado Convencional Experimento 3: Liga-desliga externo (sensor retorno) Consumo 26,21 KWh

  39. Ar Condicionado Convencional Experimento 4: Controle ar condicionado (sensor retorno) Consumo 32,58 KWh

  40. Ar Condicionado Convencional Tabela Comparativa

  41. PROJETO 3.3 EFICIÊNCIA ENERGÉTICA EM AMBIENTES PREDIAIS UTILIZANDO REDE SEM FIO ZIGBEE E CONTROLE FUZZY

  42. REDE IMPLEMENTADA Nós endereço fixo Coordenador Sensor Atuador

  43. CONTROLADOR FUZZY Controlador Fuzzy (Mandani) Variáveis entrada Erro Setpoint Variável saída PWM

  44. SIMULINK - MATLAB Modelo Controle Simulink

  45. RESULTADOS Testes realizados entre 08:00 e 17:00 Nós sensores posicionados no centro de cada setor Registro consumo energia dos aparelhos Dois testes Temperatura referência fixa Temperatura referência variável ao longo do experimento

  46. RESULTADOS Experimento 1: Controle On-Off – Temperatura referência fixa Consumo energia: 17,52 KWh Temperatura externa variou entre 25,1 e 33,7 °C

  47. RESULTADOS Experimento 2: Controle Fuzzy – Temperatura referência fixa Consumo energia: 13,83 KWh Temperatura externa variou entre 25,6 e 36,8 °C

  48. RESULTADOS Experimento 3: Controle On-Off – Temperatura referência variável Consumo energia: 17,78 KWh Temperatura externa variou entre 23,8 e 34,9 °C

  49. RESULTADOS Experimento 4: Controle Fuzzy – Temperatura referência variável Consumo energia: 14,63 KWh Temperatura externa variou entre 23,9 e 36,5°C

  50. Ar Condicionado Convencional Tabela Comparativa

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