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ORCID:  http://orcid.org/0009-0004-1405-2175
Document type: Trabalho de Conclusão de Curso
Access type: Acesso Aberto
Title: Desenvolvimento de um Protótipo de Controle de Tanques Acoplados para Ensino de Engenharia
Author: Pimentel, Jéssica Ferreira
First Advisor: Ramos, Daniel Costa
First member of the Committee: Saraiva, Elise
Second member of the Committee: Silva, Rafael Augusto da
Summary: O estudo de sistemas de controle em sala de aula frequentemente não proporciona o preparo necessário para o mercado profissional devido ao elevado nível de abstração, que pode distanciar o conhecimento teórico da aplicação prática em sistemas reais. Portanto, a introdução de recursos que promovam o aprendizado prático no ambiente universitário tende a melhorar a capacitação dos estudantes. Nesse sentido, o uso de kits didáticos e plantas pilotos para o ensino de sistemas de controle pode aprimorar a experiência prática, simulando sistemas reais e possibilitando a aquisição de habilidades relevantes para o mercado de trabalho. No entanto, kits didáticos frequentemente não são facilmente acessíveis para instituições de ensino públicas no Brasil, devido ao seu alto custo. Dessa forma, uma solução que se adapta melhor à realidade dos alunos brasileiros é o desenvolvimento de protótipos próprios, levando em consideração os requisitos necessários para o estudo. Considerando essas premissas, o presente trabalho tem como objetivo desenvolver um sistema de controle de nível de água de baixo custo. A estrutura será composta por dois tanques de água acoplados, um sensor de medição de nível, uma bomba de água, um Arduino e um computador com MATLAB. A água será transferida pela ação da gravidade de um dos tanques para o outro, sendo devolvida através da bomba. Um controlador PID será implementado no MATLAB para manter o nível da coluna de água em um dos tanques em um valor desejado. Para garantir um bom desempenho do sistema desenvolvido, sua estrutura deverá permitir a elaboração e o estudo de controladores PID em sistemas reais, minimizando distúrbios e erros de medição que possam comprometer a atuação do controlador. Essa abordagem contribuirá para o aprimoramento do aprendizado prático e a capacitação profissional nas aulas da Universidade Federal de Uberlândia.
Abstract: The study of control systems in the classroom often does not provide the preparation required for the professional market due to the high level of abstraction, which can distance theoretical knowledge from practical application in real systems. Therefore, the introduction of resources that promote practical learning in the university environment tends to enhance student training. In this regard, the use of didactic kits and pilot plants for teaching control systems can improve practical experience by simulating real systems and enabling the acquisition of skills relevant to the job market. However, didactic kits are often not easily accessible to public educational institutions in Brazil due to their high cost. Thus, a solution that better adapts to the reality of Brazilian students is the development of custom prototypes, taking into account the requirements necessary for study. Given these considerations, this work aims to develop a low-cost water level control system. The setup will consist of two coupled water tanks, a level measurement sensor, a water pump, an Arduino, and a computer with MATLAB. The water will be transferred by gravity from one tank to the other and returned via the pump. A PID controller will be implemented in MATLAB to maintain the water column level in one of the tanks at a desired value. To ensure the developed system performs well, its structure should enable the design and study of PID controllers in real systems while minimizing disturbances and measurement errors that could affect the controller's performance. This approach will contribute to the enhancement of practical learning and professional training in the classes at the Federal University of Uberlândia.
Keywords: Sistemas de controle
PID
MATLAB
Arduino
Tanque de água
Control systems
Arduino
Water Tank
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Quote: PIMENTEL, Jéssica Ferreira. Desenvolvimento de um protótipo de controle de tanques acoplados para ensino de engenharia. 2024. 55 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Eletrônica e de Telecomunicações) - Universidade Federal de Uberlândia, Patos de Minas, 2024.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/43104
Date of defense: 14-Aug-2024
Appears in Collections:TCC - Engenharia Eletrônica e de Telecomunicações (Patos de Minas)

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