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Título: Estudo e implementação de um controlador PID para aprimoramento de uma máquina de fumaça
Título(s) alternativo(s): Study and implementation of a PID controller for improvement of a smoke machine
Autor(es): Correia, Adriano Miguel Yock
Orientador(es): Costa, Leonardo Faria
Palavras-chave: Controladores PID
Controle de temperatura
Regulador de voltagem
PID controllers
Temperature control
Voltage regulators
Data do documento: 20-Mai-2024
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Campo Mourao
Citação: CORREIA, Adriano Miguel Yock. Estudo e implementação de um controlador PID para aprimoramento de uma máquina de fumaça. 2024. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Eletrônica) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Campo Mourão, 2024.
Resumo: No ambiente artístico são utilizadas diversas técnicas para a criação de um ambiente cênico, entre elas a iluminação cênica, a qual permite passar diferentes emoções e noções espaciais aos espectadores. Existem ainda, equipamentos responsáveis por gerar fumaça, o que aumenta a imersão espacial durante uma apresentação. Dentre os tipos de máquinas de fumaça estão as que utilizam dióxido de carbono (CO2), óleo mineral ou fluido à base d’água, com pontos positivos e negativos, além de proporcionarem efeitos diferentes. A máquina de fumaça aprimorada utiliza corrente alternada para sua alimentação e fluido à base d’água para geração de fumaça, sendo este uma mistura de glicerina e água destilada. É compreendida basicamente por um reservatório para o fluido, uma bomba e um bloco de aquecimento. As máquinas mais simples utilizam apenas um termostato para o acionamento do bloco de aquecimento, porém, dessa forma, ocorre uma variação na temperatura, além de ocasionar períodos em que não é possível realizar o acionamento da bomba devido à resistência estar fria e consequentemente não obter uma saída de fumaça. Diante do exposto, o trabalho aprimora uma máquina de fumaça simples, com a utilização de um microcontrolador para a implementação de um controlador PID (proporcional, integral e derivativo) a fim de manter a temperatura de forma constante. A sua implementação se dá por meio de um microcontrolador ESP32 da Espressif®, e um atuador composto por um gradador de tensão, onde é utilizado o método de ciclos inteiros para efetivar o controle da potência aplicada ao seu bloco de aquecimento.
Abstract: In the artistic environment, various techniques are used to create a scenic atmosphere, including scenic lighting, which allows conveying different emotions and spatial perceptions to the audience. There are also equipment responsible for generating smoke, which enhances spatial immersion during a performance. Among the types of smoke machines are those that use carbon dioxide (CO2), mineral oil, or water-based fluid, each with its own positives and negatives, as well as providing different effects. The enhanced smoke machine uses alternating current for power and water-based fluid for smoke generation, which is a mixture of glycerin and distilled water. It is basically comprised of a fluid reservoir, a pump, and a heating block. The simpler machines use only a thermostat to activate the heating block; however, this leads to temperature variations and periods where the pump cannot be activated due to the cold resistance, resulting in no smoke output. Given this, the work enhances a simple smoke machine by using a microcontroller to implement a PID (proportional, integral, derivative) controller to maintain a constant temperature. Its implementation is carried out using an ESP32 microcontroller from Espressif®, and an actuator composed of a voltage regulator, where the method of full cycles is used to control the power applied to its heating block.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/34004
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