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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/39781| Título: | Desenvolvimento de um protótipo de espectroscopia de baixo custo para a avaliação de maturação de frutas |
| Título(s) alternativo(s): | Development of a low-cost spectroscopy prototype for fruit ripening evaluation |
| Autor(es): | Novak, Ezequiel |
| Orientador(es): | Stevan Junior, Sergio Luiz |
| Palavras-chave: | Frutas - Conservação Espectroscopia de infravermelho Redes neurais (Computação) Fruit - Preservation Spectroscopy, Infrared Neural networks (Computer science) |
| Data do documento: | 17-Nov-2025 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Ponta Grossa |
| Citação: | NOVAK, Ezequiel. Desenvolvimento de um protótipo de espectroscopia de baixo custo para a avaliação de maturação de frutas. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Elétrica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2025. |
| Resumo: | O presente trabalho aborda o desenvolvimento de um protótipo de espectroscopia focado em baixo custo, projetado para avaliação da maturação de frutas, com foco me tomates e bananas. O estudo fundamenta-se na necessidade doe alternativas sustentáveis, não destrutivas e de baixo custo para a análise de qualidade de alimentos, diante dos tradicionais processos destrutivos de análise laboratorial, de alto custo e complexidade. O sistema proposto integra os sensores de espectro AS7341 e AS7263, que operam nas faixas do visível (VIS) e do infravermelho próximo (NIR), juntamente com um microcontrolador ESP32 e uma interface IHM para controle e ajustes de parâmetros do dispositivo, e armazenamento de dados em cartão SD. Para comportar o sistema foi projetada e fabricada uma placa de circuito, juntamente com um invólucro plástico em impressão 3D. A metodologia abrangeu o projeto e montagem do equipamento, desenvolvimento de interface gráfica, coleta experimental de dados espectrais e a aplicação de técnica de processamento de dados: a Regressão Linear Multipla (MLR), a Regressão por Mínimos Quadrados Parciais (PLSR) e a Rede Neural Artificial Multiplayer Perceptron (MLP). Os resultados obtidos demonstram a viabilidade do sistema, com desempenho satisfatório na predição dos estágios de maturação dos frutos, sobretudo nos modelos com ambos os sensores espectrais combinados. Dessa maneira, comprovou-se que o protótipo significa uma opção acessível e eficaz, contribuindo para o panorama de tecnologias de espectroscopia portátil e de baixo custo voltadas à agricultura e ao controle de qualidade de alimentos. |
| Abstract: | This work addresses the development of a low-cost spectroscopy prototype designed for evaluating fruit ripening, focusing on tomatoes and bananas. The study is based on the need for sustainable, non-destructive, and low-cost alternatives for food quality analysis, as opposed to traditional destructive, costly, and complex laboratory methods. The proposed system integrates the AS7341 and AS7263 spectral sensors, which operate in the visible (VIS) and near-infrared (NIR) ranges, along with an ESP32 microcontroller and an HMI interface for device control, parameter adjustment, and data storage on an SD card. To accommodate the system, a circuit board and a 3D- printed plastic enclosure were designed and manufactured. The methodology encompassed equipment design and assembly, graphical interface development, experimental collection of spectral data, and the application of data processing techniques: Multiple Linear Regression (MLR), Partial Least Squares Regression (PLSR), and a Multilayer Perceptron (MLP) Artificial Neural Network. The results demonstrate the feasibility of the system, showing satisfactory performance in predicting fruit ripening stages, especially in models combining both spectral sensors. Thus, the prototype proved to be an accessible and effective option, contributing to the field of portable, low-cost spectroscopy technologies aimed at agriculture and food quality control. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/39781 |
| Aparece nas coleções: | PG - Engenharia Elétrica |
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