Conheça os trabalhos concluídos pela LAPSE
- Ano: 2018
- Autores: Douglas William Jacinto Borges, Fábio Roberto de Assis, Rafael Henrique dos Santos, Laos A. Hirano
- Resumo: O descarte de resíduos sólidos de forma não adequada é algo recorrente que se torna um grande problema para o meio ambiente. Uma maneira de diminuir esse descarte incorreto é a conversão do mesmo em biogás, esse que nos dá a capacidade de reaproveitar uma grande parte desses resíduos através da geração de energia, além de obter também um resíduo que pode ser utilizado como biofertilizante para o cultivo de plantações. Este trabalho tem como principal objetivo, a criação de um biodigestor de baixo custo e que consiga gerar uma quantidade elevada de biogás. Mas para que isso ocorra de maneira exata, será avaliado durante todo o processo o controle ideal de temperatura (que é considerada aceitável entre 30 ºC e 35º C), do potencial hidrogeniônico (que fica na faixa de 6 a 8, sendo o ponto ideal um pH igual a 7), e também quais os materiais que seriam mais simples de ser encontrados mas que aumentariam significativamente a efetividade da produção e por fim analisar a quantidade de gás que será gerada. Será necessário também a retirada de gases indesejados afim de aumentar o poder calorifico e aumentar a vida útil do sistema.
- Ano: 2018
- Autores: ARTHUR MESTRE SILVINO, MICHAEL DOUGLAS ALVES SILVA, Laos A. Hirano
- Resumo: Ambientes multimídias à base de componentes eletrônicos estão cada vez mais presentes nas diversas atividades diárias. As alegorias de iluminação a base da tecnologia LED vem se mostrando uma proposta moderna e de baixo consumo de energia. Este trabalho aborda o desenvolvimento de um dispositivo de acionamento inteligente, capaz de equipar instrumentos musicais de percussão com fitas de LED’s, dando um aspecto visual ao espetáculo.
- Ano: 2019
- Autores: MURILO SILVA CARROZZA LEMOS, Laos A. Hirano
- Resumo:
- Muitos processos químicos demandam o trabalho manual do operador para se realizar uma determinada análise, como é o caso dos processos que utilizam de indicadores/colorímetros para se medir a concentração de uma substância no sistema químico. Pensando na aplicação futura de se automatizar estes processos de uma maneira custo-eficiente, o presente trabalho teve por objetivo aprimorar o código-fonte de um sensor de cores RGB TCS3200 por meio de relações matemáticas simples afim de utilizá-lo com melhor acurácia dentro da paleta de cores dada pelo kit “labconTest Amônia Tóxica Água Doce”. Com a correção matemática aplicada ao código foi evidenciado uma grande aproximação entre as cores medidas pelo sensor e replicadas pelo software Photoshop com aquelas tomadas como medição.
- Ano: 2019
- Autores: SPYRIDION HARITOS BORGES, EDUARDO CORREA, Laos A. Hirano
- Resumo: A vazão é uma variável fundamental em diversos processos industriais, como nos setores alimentício, de mineração e químico. Na unidade curricular de Mecânicas dos Fluidos, presente no curso de Bacharelado em Ciências e Tecnologia, oferecida pela Universidade Federal de Alfenas, campus Poços de Caldas, os discentes realizam a prática de determinação da vazão. Esta unidade curricular é obrigatória para a formação de engenheiros químicos e um dos pré-requisitos para a obtenção do registro no Conselho Regional de Engenharia e Agronomia (CREA). Porém, a prática apresenta problemas de execução devido à falta de um instrumento capaz de determinar a variação de pressão causada por um obstáculo no interior do conduto e, consequentemente, o valor da vazão. Com este princípio, a monografia presente apresenta o desenvolvimento de um protótipo capaz de aperfeiçoar a prática através da utilização de uma plataforma Arduino UNO e um sensor de pressão diferencial piezoresistivo MPX5700DP, obtendo uma maior precisão nos resultados e melhor custo/benefício. Para o desenvolvimento do protótipo, a calibração da pressão diferencial do sensor foi realizada e uma resposta linear referente a pressão imposta foi obtida, comprovando a informação apresentada pelo fabricante e a eficiência e confiabilidade na determinação de pressão diferencial. A medição da vazão do projeto baseia-se na variação de pressão causada por uma placa de orifício, definida pelo sensor, relacionando as variáveis de vazão e pressão diferencial pelos conceitos de mecânicas dos fluidos. A calibração da vazão apresentou uma resposta coerente à esperada pela revisão bibliográfica e o erro associado a medida é aceitável para um instrumento com fins didáticos. Por fim, o medidor utilizado é capaz de realizar leituras confiáveis e rápidas com um custo de R$ 187,21 reais, valor bem abaixo do que é encontrado no mercado, comprovando as justificativas e hipóteses deste projeto.
- Ano: 2019
- Autores: Eden José Simon Ruga Júnior, Gabriela Fernandes Moreira, Júlia Sousa Prado, Laos A. Hirano
- Resumo: A busca pelo desenvolvimento sustentável é cada vez mais comum em todas as esferas da sociedade. Na construção civil, o telhado verde vem sendo apresentado como uma alternativa que alia sustentabilidade à funcionalidade. O objetivo deste trabalho é avaliar o conforto térmico desse tipo de cobertura através de medidas de temperatura e umidade relativa utilizando o índice voto médio estimado (PMV). Blocos de cimento foram utilizadas como maquetes e, sobre um dos blocos, o telhado verde foi montado. O sensor de temperatura de umidade DHT11 com uma interface com Arduino foi utilizado para medir o desempenho das maquetes. Os dados foram coletados com intervalos de 30 minutos e a partir daí, tratados e aplicados na equação de voto médio estimado para um comparativo entre os resultados do telhado verde (TV) e telhado de concreto (TC). Os valores obtidos como resultado final foram comparados com os valores de PMV adotados pela ISO7730 e comprovou-se a hipótese inicial. Os valores de PMV sobre a maquete com telhado verde manteve-se mais próximos do conforto térmico ideal, sejam em dias frios ou quentes, em relação aos dados observados sobre a maquete sem o telhado verde, mostrando a maior eficiência do telhado verde em manter o conforto térmico.
- Ano: 2021
- Autores: CARLOS GABRIEL PLACEDINO, JOÃO RICARDO FELICIANO, Laos A. Hirano;
- Resumo: O presente trabalho descreve o desenvolvimento de uma plataforma separadora de balas, com o uso de um sensor de baixo custo, sendo o escolhido o TCS230. Esta plataforma possui uma rampa robótica acionada por Arduino que direciona os objetos aos locais definidos por sua cor. Este trabalho traz uma breve revisão sobre reflexões da luz sobre objetos coloridos, o sistema de cores rgb e cmyk, e o funcionamento do sensor TCS230. Um estudo para investigar a influência da distância entre o sensor e as amostras e a influência da cor do fundo da porta amostra foram realizados. O protótipo após montado obteve um ótimo resultado de separação, obtendo um acerto de 100% para as cores amarelo, azul e verde e de 80% e 87,67% respectivamente para as cores marrom e vermelho, experimento executado sobre as condições ideais analisadas, com uma distância de 1 e 2 centímetros e com a cor do interior preto fosco.
- Ano: 2021
- Autores: MATEUS SALA PINTO, ROGÉRIO MAGALHÃES, Laos A. Hirano, Rafael Brito;
- Resumo: Este trabalho visa apresentar uma proposta de cloração automatizada para águas especiais através da produção de um protótipo em pequena escala. Este equipamento tem como funcionalidade a medição da vazão, através do ajuste de uma curva que relaciona a altura manométrica no interior do protótipo com a vazão escoada, desta maneira ele é capaz de realizar a injeção controlada de hipoclorito de sódio no fluxo de água, visando manter a concentração de cloreto total de acordo com os requisitos legais e sugestões das normas técnicas. O protótipo foi desenvolvido utilizando prototipagem eletrônica através de uma placa Arduino UNO, um sensor ultrassônico HC SR04 e uma bomba d’água Submersível 3-6V, capacidade nominal de 100 l/h. Para avaliar a eficiência no sistema de injeção da solução desinfectante, foi utilizado o método de análise de Mohr, para quantificação do cloreto total na água antes e após o tratamento.
- Ano: 2021
- Autores: Nicole Fávero Simões, Marcos V. Rodrigues, Laos A. Hirano
- Resumo: Os trocadores de calor possuem grande aplicação na engenharia e são amplamente estudados em aulas práticas e experimentais. Este tem como finalidade realizar a transferência de calor entre dois fluidos, que se encontram em diferentes temperaturas, levando à saída do dispositivo o fluido com uma temperatura determinada. Através de uma demanda para aprimorar os experimentos com trocadores de calor nas aulas práticas dos cursos de engenharia da Universidade Federal de Alfenas, este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de um dispositivo automatizado para realizar a aquisição da temperatura em função do tempo em quatro posições distintas de um trocador de calor O dispositivo foi programado em um arduino para enviar as medidas de temperatura diretamente para um display LCD 16×2 e para o Excel de forma simultânea à medição, onde as medidas de temperatura eram realizadas por termopares, amplificadas e convertidas para graus célsius por um módulo Max 6675. O trocador utilizado neste estudo foi um duplo tubo e foram medidos durante os ensaios as temperaturas de entrada e saídas dos fluidos quente e frio escoando em paralelo e contracorrente. Com os valores médios das temperaturas foi calculado a média logarítmica de temperatura (MLDT), a taxa de transferência de calor e o coeficiente global de transferência de calor. Durante todo experimento foi utilizado água para os dois fluidos e a vazão se manteve constante. Diante do exposto neste trabalho foi possível concluir que a MLDT do fluxo contracorrente apresenta uma diferença de temperatura de saída menor, o que significa que este fluxo apresenta maior taxa de calor transferido, conclui-se também que o coeficiente global de transferência de calor é mais eficiente no escoamento contracorrente, pois apresentou um resultado maior para este regime quando comparado com o paralelo. Destacou-se ainda que o dispositivo termopar apresentou resultados positivos quanto a variação da temperatura e do tempo de resposta durante o experimento.
- Ano: 2022
- Autores: ANGELO MELARI GARCIA SELIN, Laos A. Hirano, Marlus P. Rolemberg;
- Resumo: O presente trabalho tem como objetivo desenvolver um protótipo a baixo custo capaz de monitorar o processo fermentativo através da densidade de uma solução de forma remota. Nessa pesquisa, foram utilizados um Arduino Nano, um sensor MPU6050 e um módulo nRF24L0+ visto que possuíam características adequadas ao projeto. A justificativa para esse estudo se dá pelo fato de que cervejeiros de Poços de Caldas – MG sentem a necessidade de se ter um método alternativo para se monitorar a fermentação, podendo monitorá-la de modo contínuo e sem a necessidade de retirada de amostras. Com o intuito de se alcançar as devidas necessidades dos produtores, foram realizadas três etapas de verificações: caracterização dos módulos, caracterização do spindle e validação da metodologia. Analisando os testes realizados, atingiu-se bons resultados para os sensores separadamente, garantindo que possuem potencial para serem utilizados como densímetro. No entanto, quando integrados ao spindle, algumas dificuldades aparecem, necessitando de ajustes para minimizar o consumo de energia, padronizar a tendência de flutuabilidade e alcançar os melhores resultados nas extremidades de calibração.
- Ano: 2022
- Autores: GUILHERME FELIPE XAVIER, Laos A. Hirano;
- Resumo: A necessidade de se desenvolver sistemas de cultivo de alimentos que utilizem racional e eficientemente os recursos hídricos é de extrema importância. Não somente, técnicas que permitam melhor uso do tempo e mão de obra também se fazem importantes. Nesse contexto, o presente trabalho tem a finalidade de propor um arranjo automatizado de irrigação, utilizando a plataforma Arduino e componentes eletrônicos de baixo custo comercialmente disponíveis. Ademais, faz-se a comparação entre os métodos de irrigação automatizado e manual, de modo a traçar o perfil de desenvolvimento de cultivares de alface mimosa Lactuca sativa bem como seu consumo hídrico. Para este objetivo, realizou-se a calibração de dois sensores de umidade do solo distintos – um capacitivo e outro resistivo – , de modo a determinar o desempenho de cada um e selecionar o dispositivo que melhor se encaixa no escopo deste trabalho. Além disso, fez-se a calibração da bomba de água utilizada, de modo a determinar o tempo de operação mais adequado para satisfazer as condições de umidade do substrato utilizado. O protótipo também foi construído com elementos de interface homem máquina – display lcd – e sensores de chuva, temperatura e umidade do ar. Por fim, no decorrer de três semanas fez-se a análise do desempenho de 4 amostras de cultivares, sendo duas delas submetidas à irrigação automatizada e as demais submetidas à irrigação manual. A taxa de crescimento e aspectos visuais foram adotados como parâmetros de comparação. Foi observado que a distribuição balanceada e em menores quantidades de água se provaram mais eficazes no desenvolvimento de amostras de alface com melhor qualidade, quando comparado ao fornecimento hídrico em função da demanda do substrato.
- Ano: 2022
- Autores: GUILHERME LADEIRA RIBEIRO, BRAULIO VICTOR FARIA E SILVA, Marcos V. Rodrigues, Laos A. Hirano
- Resumo: O presente trabalho tem como objetivo desenvolver um protótipo a baixo custo capaz de monitorar o processo fermentativo através da densidade de uma solução de forma remota. Nessa pesquisa, foram utilizados um Arduino Nano, um sensor MPU6050 e um módulo nRF24L0+ visto que possuíam características adequadas ao projeto. A justificativa para esse estudo se dá pelo fato de que cervejeiros de Poços de Caldas – MG sentem a necessidade de se ter um método alternativo para se monitorar a fermentação, podendo monitorá-la de modo contínuo e sem a necessidade de retirada de amostras. Com o intuito de se alcançar as devidas necessidades dos produtores, foram realizadas três etapas de verificações: caracterização dos módulos, caracterização do spindle e validação da metodologia. Analisando os testes realizados, atingiu-se bons resultados para os sensores separadamente, garantindo que possuem potencial para serem utilizados como densímetro. No entanto, quando integrados ao spindle, algumas dificuldades aparecem, necessitando de ajustes para minimizar o consumo de energia, padronizar a tendência de flutuabilidade e alcançar os melhores resultados nas extremidades de calibração.
- Ano: 2022
- Autores: RAFAEL DE LIMA MORAES, Laos A. Hirano, Marlus P. Rolemberg;
- Resumo: O café é um produto de grande importância para a economia do Brasil e do mundo, e vem seguindo uma tendência de crescimento de consumo constante nas últimas décadas. O consumo mundial atual atingiu a ordem de 170 milhões de sacas e tem previsão de atingir até 219 milhões de sacas no final desta década. O Brasil possui um importante papel como supridor desta demanda, sendo responsável por cerca de 1/3 da produção global, se consolidando, nos últimos anos, como o maior produtor mundial do grão. Dos 15 estados produtores de café no Brasil, Minas Gerais se destaca com aproximadamente 50% da produção nacional, tornado o café um produto de grande importância econômica, social e de pesquisa para o estado. Uma grande parte das empresas torrefadoras de café são formadas por micro e pequenas empresas, e boa parte dessas empresas são geridas por administração exclusivamente familiar. O processo de torração de café é particularmente complexo, influencia diretamente na qualidade final da bebida e apresenta risco de perca da batelada durante o seu processamento, e, sendo uma matéria prima de alto valor agregado, se torna necessário um bom controle do processo para evitar grandes prejuízos. O objetivo do presente trabalho é avaliar cafés produzidos em um protótipo de torrador de fabricação própria que possui sistema de finalização da torra de forma automática baseada na plataforma arduino, e, a influência no processo quando se utiliza lã de vidro como isolante térmico no equipamento. Para isso, foi necessário fazer um ajuste do sensor de temperatura com base em condições de operação pré-estabelecidas e, comparação visual de amostras torradas para avaliar a repetibilidade e precisão dos resultados em relação aos padrões de torra médio claro, médio e moderadamente escuro. Os resultados de repetibilidade e precisão se mostraram satisfatórios e a lã de vidro trouxe um ganho de aproximadamente 2 minutos e 46 segundos, em média, no tempo de torra.
- Ano: 2023
- Autores: GABRIEL MAGALHÃES BORGES, PEDRO PAULO CANESCHI MASILI SANTOS, RAFAEL MANSI GUARINELO, Laos A. Hirano, Marlus P. Rolemberg;
- Resumo: Os controladores PID possuem grande aplicação na engenharia e, por essa razão, são amplamente estudados em aulas práticas e experimentais. Em um sistema de controle de processos, a intenção é buscar e ajustar a variável de controle com base em um sinal de erro. A partir de uma demanda para aprimorar os experimentos com controladores PID nas aulas práticas dos cursos de engenharia da Universidade Federal de Alfenas, este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de um controlador PID de temperatura de baixo custo, programável e com experimentos de curta duração, voltado para o estudo destes sistemas. O aparato foi programado em uma placa da Arduino® para enviar as medidas de temperatura diretamente para o Excel® de forma simultânea à medição, onde as mesmas foram realizadas por termopares, amplificadas e convertidas por um módulo Max6675. A fonte de calor, resistência de 350 Watts, foi controlada a partir do Arduino® por intermédio de um relé de estado sólido de 2 Amperes. O modo de controle PID foi sintonizado através do primeiro método de Ziegler-Nichols, que teve como base uma planta de um controlador on-off zona morta. A faixa de controle em 40°C para o controlador PI e PID, respectivamente, teve uma diminuição de 1.17 ± 0.11°C e 1.67 ± 0.11°C em comparação ao on-off zona morta. Diante do exposto, foi possível concluir o desenvolvimento do aparato científico, no qual há possibilidades de incluir diferentes programações para meios de controle da temperatura, adaptação e incrementação com mais dispositivos e interface com planilha Excel. Destacando o custo de R$127,00 e um tempo médio de duração experimental de trinta minutos, de modo a atrelar perfeitamente com a proposta inicial do trabalho.
- Ano: 2023
- Autores: JOÃO GUILHERME CARVALHO ROBERTO, SÉRGIO RODRIGO MAGGION MELIM, Laos A. Hirano
- Resumo: O monitoramento eficiente de precipitação é crucial em diversas áreas, incluindo meteorologia, urbanismo e agricultura. Este estudo apresenta o desenvolvimento de um pluviômetro digital avançado, empregando o módulo ESP8266 Wemos D1 Mini para a coleta e transmissão ágil de dados meteorológicos. O objetivo é aprimorar a eficiência, acessibilidade e precisão na monitoração da precipitação, sobretudo em locais onde a coleta manual de dados é complexa. Para assegurar a exatidão das informações meteorológicas, implementamos uma metodologia de testes de calibração, que considera variações de erro em diferentes intensidades de chuva. O dispositivo foi desenvolvido a partir da reforma e adaptação de um pluviômetro RainWise inoperante, integrado ao ESP8266 e a um conjunto de sensores especializados. Paralelamente, um servidor web foi elaborado com CSS, JavaScript e HTML, facilitando o monitoramento remoto dos dados. A programação do ESP8266, realizada em C++, permite o tratamento e armazenamento eficaz dos dados. O resultado é um instrumento capaz de fornecer leituras precisas e atualizadas sobre a precipitação e leituras de sensores adicionais, via interface web. Esta inovação tem potencial para facilitar a coleta e análise de dados de precipitação, trazendo benefícios significativos para vários setores.
- Ano: 2024
- Autores: FERNANDO DE OLIVEIRA CAMARGO, JOSÉ LUCIO ZANCAN JUNIOR, Laos A Hirano, Leonanrdo H. S. Damasceno
- Resumo: Este trabalho teve como objetivo apresentar o desenvolvimento e implementação de um sistema de monitoramento remoto de nível e fluxo de abastecimento em reservatórios de água potável no Campus de Poços de Caldas da Universidade Federal de Alfenas. Devido à importância crítica da gestão eficiente da água, propõe-se um sistema baseado em sensores ultrassônicos, de boia e de fluxo, integrados através de uma plataforma NodeMCU, para oferecer uma solução de baixo custo, porém eficaz, em comparação com os sistemas tradicionais. O sistema utiliza uma interface de usuário intuitiva desenvolvida no Home Assistant, permitindo monitoramento em tempo real e alertas automáticos para condições críticas. Os resultados indicam que o sistema não só melhora a precisão das medições de água, mas também facilita a tomada de decisão rápida em situações de emergência, garantindo a continuidade das operações acadêmicas e minimizando riscos relacionados à água. A implementação deste sistema demonstra um avanço significativo na gestão de recursos hídricos do campus, com potencial para aplicação em outras instituições que enfrentam desafios semelhantes.