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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/33221
Título: | Sistema para captação de vazão com uso de membrana piezoelétrica |
Título(s) alternativo(s): | System for capturing flow using a piezoelectric membrane |
Autor(es): | Bertolini, Diego Siedel |
Orientador(es): | Mendes Júnior, José Jair Alves |
Palavras-chave: | Medidores de fluxo Dispositivos piezoelétricos Vibração - Medição Sistemas de reconhecimento de padrões Internet das coisas Python (Linguagem de programação de computador) Flow meters Piezoelectric devices Vibration - Measurement Pattern recognition systems Internet of things Python (Computer program language) |
Data do documento: | 25-Nov-2022 |
Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
Câmpus: | Curitiba |
Citação: | BERTOLINI, Diego Siedel. Sistema para captação de vazão com uso de membrana piezoelétrica. 2022. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Eletrônica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2022. |
Resumo: | Com a recente crise hídrica e o alto índice de perdas de água no Brasil, viu-se a oportunidade de desenvolver um trabalho para contribuir na gestão de perdas de água. Esse projeto apresenta um sistema constituído por hardware, processamento e modelagem 3D com o objetivo de detectar a diferença entre vazões por métodos vibroacústicos. Para isso, foi feito um circuito de aquisição que capta a vibração de uma tubulação através de uma membrana piezoelétrica. O sinal deste sensor é condicionado por um amplificador de instrumentação, tem seu offset ajustado e é enviado ao microcontrolador ESP32. O sinal é então convertido de analógico para digital e enviado pela porta serial para posterior análise de reconhecimento de padrões – com diferentes modelos de aprendizado – em um computador por meio da linguagem Python. Para comportar o sistema e para acoplar o sensor piezoelétrico na tubulação, foram desenvolvidos um invólucro e um suporte, impressos em 3D, por meio das técnicas de filamento e resina, respectivamente. O método experimental se deu pela coleta de 10 amostras com 10 segundos de duração para 4 vazões distintas (sem vazão, vazão baixa, vazão média e vazão alta) em um chuveiro a gás. Os resultados obtidos demonstraram que o melhor entre 3 modelos escolhidos foi o SVC, oriundo do Support Vector Machine, do inglês, Máquina de Vetores de Suporte (SVM), com acurácia de teste superior a 95%. |
Abstract: | With the recent water crisis and the high rate of water losses in Brazil, an opportunity was seen to develop a work to contribute to the management of water losses. This project presents a system consisting of hardware, processing and 3D modeling with the objective of detecting the difference between flows by vibroacoustic methods. For this, an acquisition circuit was made that captures the vibration of a pipe through a piezoelectric membrane. The signal from this sensor is conditioned by an instrumentation amplifier, has its offset adjusted and is sent to the ESP32 microcontroller. The signal is then converted from analogue to digital and sent through the serial port, for subsequent pattern recognition analysis – with different learning models – on a computer using the Python language. To accommodate the system and to couple the piezoelectric sensor to the pipe, a casing and a support were developed, printed in 3D, using filament and resin techniques, respectively. The experimental method consisted of collecting 10 samples with 10 seconds duration for 4 different flows (no flow, low flow, medium flow and high flow) in a gas shower. The results showed that the best among the 3 chosen models was the SVC, derived from Support Vector Machine, with test accuracy greater than 95%. |
URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/33221 |
Aparece nas coleções: | CT - Engenharia Eletrônica |
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