Engenharia de Controle e Automação (Leopoldina)
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Item Desenvolvimento de uma plataforma experimental para um inversor tipo fonte de tensão trifásico(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2025-06-17) Oliveira, Julia Carneiro de; Almeida, Andrei de Oliveira; Lima, Maico da Silva; http://lattes.cnpq.br/3369904647941812; http://lattes.cnpq.br/3242645142749742; http://lattes.cnpq.br/5445925066141907; Almeida, Andrei de Oliveira; Lima, Maico da Silva; Lanes, Matusalém Martins; Silva, Josué Lima daO presente trabalho apresenta o desenvolvimento de uma plataforma experimental para um inversor trifásico do tipo fonte de tensão (Conversor Tipo Fonte de Tensão (Voltage Source Converter) (VSC)), com foco na operação como formador de rede. Inicialmente, foi realizada a modelagem matemática do sistema e o desenvolvimento das estratégias de controle no sistema de coordenadas síncronas, utilizando controladores proporcional-integral e técnicas de modulação por largura de pulso. Para validação preliminar, foram realizadas simulações no software PLECS, permitindo verificar o comportamento dinâmico do inversor e as estratégias de controle implementadas. A plataforma experimental foi desenvolvida utilizando o módulo inversor BOOSTXL-3PhGaNInv, baseado na tecnologia de nitreto de gálio (GaN), em conjunto com o Processador Digital de Sinais (Digital Signal Processor) (DSP) LAUNCHXL-F28379D. Além disso, foram projetados circuitos de condicionamento e sensores de tensão e corrente para aquisição dos sinais de realimentação. Os algoritmos de controle foram implementados em tempo real no DSP, possibilitando a validação experimental da plataforma. Os resultados demonstraram o funcionamento adequado do inversor trifásico, com tensões equilibradas, formas de onda predominantemente senoidais e resposta dinâmica satisfatória, comprovando a eficiência da plataforma para aplicações em eletrônica de potência e estudos relacionados a microrredes.Item Sistema de monitoramento e gerenciamento inteligente da ocupação de espaços de trabalho com visão computacional(2025-12-17) Duarte Júnior; Salmento, Marlon Lucas Gomes; http://lattes.cnpq.br/5570085266235204; Leandro Nunes; Bhering, Fabiano Pereira; Salmento, Marlon Lucas Gomes; Schettino, Vinicius BarbosaEste trabalho apresenta o desenvolvimento de um sistema inteligente para monitoramento e gerenciamento de ocupação em salas de aula, utilizando Visão Computacional e Internet das Coisas. O sistema é composto por um hardware principal com uma câmera USB conectada a um Rapsberry Pi 5, que utiliza o modelo de detecção de objetos e pessoas YOLOv8 para monitorar a ocupação das salas em tempo real. Hardwares secundários baseados em ESP-32 recebem comandos para controlar dispositivos eletroeletrônicos, como iluminação e monitores. As informações obtidas pelo sistema são enviadas para uma API, que centraliza os dados de ocupação em um banco de dados e também atualiza uma página web com visualização de informações de ocupação das salas . Durante os testes realizados em ambiente real, o sistema apresentou desempenho consistente em condições de iluminação adequadas e variação mínima no tempo de resposta, mantendo o sistema sempre atualizado, obtendo nos testes um erro médio absoluto de apenas 0,28 pessoa na comparação entre a média real calculada pela solução. Além disso, observou-se que o controle automático de dispositivos respondeu corretamente ao estado de ocupação detectado.Item Kit didático interativo para ensino de conversores cc-cc: uma abordagem prática e visual das topologias buck, boost e buck-boost.(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2026-06-16) Soares, Bruno da Silva.; Lanes, Matusalém Martins; Valle, Rodolfo Lacerda; http://lattes.cnpq.br/3841414572769164; http://lattes.cnpq.br/5423760773564605; http://lattes.cnpq.br/1036641112449336; Lanes, Matusalém Martins.; Valle, Rodolfo Lacerda.; Silva, Josué Lima da.; Almeida, Andrei de Oliveira.O ensino de eletrônica de potência com recursos práticos permite ao estudante assimilar o conteúdo teórico aprendido em sala de aula. Neste trabalho é apresentado um kit didático interativo de conversores CC-CC, que permite a implementação das topologias Buck, Boost e Buck-boost. A proposta contempla o projeto e a construção de uma placa modular com serigrafia indicativa para o posicionamento dos componentes, permitindo a montagem manual dos circuitos pelos estudantes e favorecendo a compreensão da estrutura e do funcionamento de cada configuração do conversor. O kit possibilita a realização de medições elétricas, permitindo a análise de grandezas como tensão de entrada, tensão de saída e corrente no indutor. Por fim, com o intuito de complementar o caráter pedagógico da proposta, foi desenvolvido um aplicativo simples, capaz de exibir os dados obtidos por meio das medições. A integração entre hardware e software busca promover uma experiência de aprendizagem mais interativa e alinhada às metodologias ativas de ensino, contribuindo para o aprimoramento da formação acadêmica em eletrônica de potência.Item Simulação de um protótipo de braço robótico tipo SCARA com controle de posicionamento de objeto(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2026-06-16) Dutra, Rodolfo Lopes; Chaves, Fabiano Drumond; http://lattes.cnpq.br/6346102915981403; Fabiano Drumond Chaves; Accacio Ferreira dos Santos Neto; Murillo Ferreira dos SantosEste trabalho apresenta o desenvolvimento e a validação em ambiente simulado de um robo Selective Compliance Assembly Robot Arm (Braço Robótico para Montagem de Conformidade Seletiva) (SCARA) aplicado a uma tarefa de pick and place. O projeto foi desenvolvido utilizando Robot Operating System (Sistema Operacional de Robôs) (ROS), Gazebo, Mo- velt e visão computacional com OpenCV. Foram realizadas a modelagem matemática do manipulador, incluindo propriedades físicas, cinemática direta e inversa, além do projeto e ajuste dos controladores Proporcional, Integral e Derivativo (PID). O sistema de visão foi implementado para identificar o objeto por meio da câmera e converter sua posição para o sistema de referência do mundo, permitindo que a cinemática inversa calculasse as posições articulares necessárias para a manipulação. Os controladores foram avaliados por ganhos calculados, empíricos e ajustados, sendo observado bom desempenho nas juntas rotacionais e necessidade de ajuste empírico na junta prismática. Ao todo, foram realizados 30 testes, nos quais falhas de trajetória, altura de deposição e controle do fuso foram identificadas e corrigidas. Após os ajustes, o robô executou corretamente a tarefa, apresentando erro cartesiano final de aproximadamente 4,37 mm. Os resultados demonstram que a integração entre simulação, controle, planejamento de movimento, cinemática inversa e visão computacional foi funcional para validar a aplicação proposta em ambiente virtual.Item Automação residencial: revisão de mercado(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2026-06-18) Marazi, Marcelo Junio Almeida; Novaes, Gustavo Montes; Mendes, Luis Augusto Mattos; http://lattes.cnpq.br/6368472217617839; http://lattes.cnpq.br/5187507798447022; http://lattes.cnpq.br/8660122326416098; Novaes, Gustavo Montes; Mendes, Luis Augusto Mattos; Deus, Alexandre Martisn Gama de; Almeida, Galba Falce de Almeida; Azevedo, Tatiana Barbosa deA automação residencial tem se consolidado como uma alternativa para aumentar a segurança, o conforto, a eficiência energética e a praticidade em ambientes domésticos. Nesse contexto, torna-se relevante o desenvolvimento de estudos que avaliem a aplicação dessas tecnologias em projetos residenciais e analisem a viabilidade de sua implementação. Neste trabalho, foi desenvolvido um projeto de automação residencial aplicado a uma planta residencial, contemplando a seleção e análise comparativa de dispositivos destinados aos sistemas de iluminação, segurança, controle de acesso, monitoramento, comunicação e conforto. A metodologia adotada baseou-se em pesquisa de mercado e comparação entre produtos disponibilizados pelas empresas Intelbras, Nova Digital e Steck, considerando critérios como custo de aquisição, garantia e protocolo de comunicação. Os resultados permitiram identificar os dispositivos mais adequados para compor o sistema proposto, bem como estimar o custo total de implementação. A análise evidenciou que, embora a automação residencial ofereça benefícios significativos para o gerenciamento dos ambientes residenciais, o investimento necessário ainda representa uma limitação para parte dos consumidores. Conclui-se que o setor apresenta potencial de crescimento, impulsionado pelo avanço das tecnologias de conectividade e pela ampliação da oferta de dispositivos inteligentes no mercado.Item Cooperação robótica para pick-and-place de objetos assimétricos(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2026-06-18) Almeida, Aline Gabriela Loiola; Schettino, Vinícius Barbosa; http://lattes.cnpq.br/6714387584240649; http://lattes.cnpq.br/7130334980300621; Schettino, Vinícius Barbosa; Santos Neto, Accacio Ferreira dos; Araujo Neto, WolmarA robótica cooperativa tem se consolidado como uma área de grande relevância em diversas aplicações, especialmente em tarefas de pick-and-place. Este trabalho apresenta o desenvolvimento e a avaliação de um sistema cooperativo entre um veículo terrestre não tripulado (UGV) e um braço robótico de base fixa, voltado à manipulação de objetos assimétricos. O estudo é motivado pela influência da orientação do objeto transportado pelo UGV sobre a viabilidade da apreensão realizada pelo manipulador. Para tratar esse desafio, foi proposto um algoritmo de reorientação do UGV, responsável por buscar uma orientação mais favorável para a execução da tarefa. O sistema foi avaliado em ambientes simulado e real, com experimentos comparando o desempenho com e sem a aplicação do algoritmo. Em simulação, o uso do algoritmo elevou a taxa média de sucesso de 22,5% para 80,8%. Nos testes em ambiente real, a taxa de sucesso passou de 34,4%, sem o algoritmo, para 78,1%, com o algoritmo, representando um aumento relativo de aproximadamente 127,3%. Além disso, o número de falhas foi reduzido de 21 para 7 ocorrências, correspondendo a uma redução de 66,7%. Os resultados demonstram que a orientação do objeto em relação ao manipulador influencia diretamente a viabilidade da apreensão e que a estratégia de reorientação do UGV contribui para melhorar o desempenho do sistema cooperativo em tarefas de pick-and-place com objetos assimétricos.Item Projeto e desenvolvimento de kit didático para estudo do controle de equilíbrio(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2026-06-18) Oliveira, Hugo Furtado de; Valle, Rodolfo Lacerda; Lopes, Luis Claudio Gambôa; http://lattes.cnpq.br/4689524726197350; http://lattes.cnpq.br/3841414572769164; Rodolfo Lacerda Valle; Luis Claudio Gambôa Lopes; Vinícius Barbosa SchettinoO aprendizado prático e experimental desempenha um papel fundamental na educação em engenharia, complementando o ensino teórico tradicional. Nesse contexto, a cultura maker e a educação em STEAM destacam-se por incentivar a criação colaborativa, o faça você mesmo e a integração entre Artes, Ciências, Tecnologia, Engenharia e Matemática, favorecendo o engajamento dos estudantes e enriquecendo sua aprendizagem. Entretanto, a falta de recursos em instituições de ensino público e o alto custo de equipamentos didáticos limitam a implementação dessas práticas, comprometendo a formação completa dos estudantes. Diante disso, este trabalho teve como objetivo desenvolver um kit didático de baixo custo, baseado na dinâmica de um aeropêndulo sendo uma derivação do pêndulo invertido, para apoiar o estudo de controle. Para isso, foi desenvolvido um modelo experimental controlado por motores com hélices fixados na parte superior de sua estrutura, com o objetivo de equilibrar o protótipo em seu ponto crítico, correspondente à angulação de noventa graus em relação ao plano horizontal. Utilizando um controlador PID para rastrear o ângulo de referência. Os resultados experimentais mostraram que o sistema foi capaz de retornar à referência após perturbações, mesmo com limitação da ação de controle por saturação e da angulação de operação. Por utilizar um microcontrolador em sua estrutura, o sistema também permite a implementação de diferentes tipos de controladores. Além da finalidade didática, o kit pode ser utilizado em ações de divulgação científica e na divulgação do curso de Engenharia de Controle e Automação.Item Medidor de qualidade de energia baseado em interface labview(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2026-06-19) Modesto, Josué Peixoto da Silva; Mattos, Laércio Simas; Gomes, Deilton Gonçalves; http://lattes.cnpq.br/2362617804032765; http://lattes.cnpq.br/5900087780064763; Laércio Simas Mattos; Deilton Gonçalves Gomes; Ricardo Henrique Rosemback; Raphael Paulo Braga PoubelA energia elétrica se tornou, ao longo dos anos, um dos recursos importantes para o desenvolvimento da sociedade moderna. Com a demanda crescente por energia elétrica, em meio ao avanço tecnológico, torna-se essencial garantir a qualidade e a confiabilidade do fornecimento desse recurso. Nesse contexto, faz-se necessário realizar medições das grandezas envolvidas de forma eficiente e precisa, visando avaliar o desempenho dos sistemas elétricos diante das demandas atuais. A fim de possibilitar tal avaliação em sistemas monofásicos, este trabalho apresenta o desenvolvimento de um medidor de qualidade de energia baseado em interface LabView, capaz de realizar medições dos principais parâmetros relacionados ao conceito qualidade energia elétrica; sendo eles: tensão, corrente, potências, fator de potência e taxa de distorção harmônica. Para concretização desse projeto, foram definidas etapas de construção e desenvolvimento, de forma a estruturar cada processo de execução, definidos por: criação de circuitos de condicionamento de sinais, projeto da placa de circuito impresso, integração e comunicação com a placa de aquisição de sinais e o desenvolvimento da lógica de cálculos em ambiente LabView. Após a conclusão de tais etapas, foram realizados testes com o sistema de medição definido, avaliando os resultados obtidos em cada medição e comparando- as com os instrumentos em bancada, bem como com o analisador de qualidade de energia comercial adotado como referência. De maneira geral, os resultados alcançados proporcionaram a validação do funcionamento do protótipo desenvolvido.