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https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/46100| Tipo de documento: | Trabalho de Conclusão de Curso |
| Tipo de acceso: | Acesso Aberto |
| Título: | Implementação de um sistema de sensoriamento em VANTs para a manutenção preditiva e atuação em emergências no contexto da Indústria 4.0 |
| Título (s) alternativo (s): | Implementation of a UAV sensing system for predictive maintenance and emergency response in the context of Industry 4.0 |
| Autor: | Paula, Alan Nascimento de |
| Primer orientador: | Lima, Gabriela Vieira |
| Primer miembro de la banca: | Tavares, José Jean-Paul Zanlucchi de Souza |
| Segundo miembro de la banca: | Moura, Éder Alves de |
| Resumen: | As inovações exigidas pela indústria 4.0 irão transformar a maneira como as indústrias trabalham e se relacionam com o consumidor final. De fato, ao passo que novas tecnologias surgem e as demandas do mercado se alteram ocorrem transformações profundas em todos os segmentos da sociedade. Neste cenário, áreas promissoras como sistemas embarcados, sensoriamento remoto e a utilização de veículos aéreos não tripulados (VANTs) em diferentes contextos despontam visando atender as necessidades e os desafios impostos aos agentes inseridos nesse processo. Esse ecossistema tecnológico visa impulsionar o desenvolvimento e melhoria dos processos produtivos possibilitando modificar substancialmente os setores industriais. A utilização de sistemas inteligentes, soluções em nuvem e a análise de dados mostram-se bastante promissoras para o setor de manutenção. Busca-se a conectividade, a integração dos sistemas, a eficiência operacional, entre outros, com o mínimo de interferência humana. Neste sentido, este projeto apresenta uma solução que abrange o tema. Para isso, foi desenvolvido um sistema de monitoramento da temperatura e da umidade de um ambiente indoor de interesse, onde a unidade sensorial AHT10 foi embarcada em um nano quadricóptero modelo Crazyflie 2.1. Para garantir a interatividade utilizando o protocolo de comunicação I2C do sensor com o drone foi desenvolvido e implementado um firmware embutido no hardware do veículo, sendo a aplicação de baixo nível do sistema. As operações de controle de voo, a captura dos logs relevantes para a criação de uma base de dados, o tratamento das informações capturadas e a criação da aplicação web foram feitas via scripts na linguagem de programação Python. Foram realizados três ensaios de voo obtendo-se as temperaturas médias de 29.07 °C, 31.09 °C, 31.64 °C e umidade relativa do ar de 49.90 %, 44.48 %, 43.00 % respectivamente. Pôde-se demostrar, mesmo em um local restrito, o comportamento típico da atmosfera, os valores da temperatura e da umidade relativa do ar são modificados com a variação da altitude. Para alturas menores a temperatura é maior e diminui ao passo que a altitude aumenta, em contraste, a umidade relativa do ar tende a aumentar com a altura, pois para temperaturas mais elevadas o ar fica mais seco. Podemos destacar ainda, devido ao tamanho reduzido da aeronave as rotinas são mais eficientes, rápidas e seguras quando comparado as maneiras tradicionais de coleta de dados, com isso o veículo pode ser um grande aliado para o setor de manutenção preditiva. Contudo, os resultados obtidos na monografia podem ser expandidos visando a utilização de sensores mais complexos, como os desenvolvidos para a coleta de fumaça, gases como o etanol, entre outros, onde os ensaios são mais restritos e regulados visando evitar acidentes. |
| Abstract: | The innovations required by Industry 4.0 will transform how industries work and relate to the final consumer. While new technologies arise and market demands change, profound transformations in all segments of society. In this scenario, promising areas such as embedded systems, remote sensing, and uncrewed aerial vehicles (UAVs) in different contexts arise to meet the needs and challenges imposed on agents inserted in this process. This technological ecosystem aims to boost the development and improvement of production processes, enabling substantially modifying industrial sectors. Intelligent systems, cloud solutions, and data analysis have shown to be very promising for the maintenance sector. We seek connectivity, systems integration, and operational efficiency, among others, with minimal human interference. In this sense, this project presents a solution that covers the theme. For this, a system for monitoring the temperature and humidity of an indoor environment of interest, where the AHT10 sensory unit was a nano quadcopter model Crazyflie 2.1. To ensure interactivity using the communication protocol I2C of the sensor with the drone, firmware embedded in the vehicle hardware was developed and implemented, being the low-level application of the system. The flight control operations, the capture of logs relevant to creating a base of data, the treatment of the information captured, and the creation of the web application were made via scripts in the Python programming language. Three flight tests were performed, obtaining the average temperatures of 29.07 °C, 31.09 °C, 31.64 °C, and relative humidity of the air of 49.90 %, 44.48 %, 43.00 % respectively. It could be demonstrated that even in a restricted location, the atmosphere’s typical behavior, temperature, and relative humidity are modified with altitude variation. For heights lower than temperature, it is higher and decreases as altitude increases, in contrast, humidity-relative air tends to increase with height because, for higher temperatures, the air gets drier. We can also highlight, that due to the reduced size of the aircraft, the routines are more efficient, fast, and safe when compared to traditional ways of data collection, with this, the vehicle can be an excellent ally for the predictive maintenance sector. However, the results obtained in the monograph can be expanded to the use of more complex sensors, such as those developed for the collection of smoke and gases such as ethanol, among others, where the tests are more restricted and regulated, aiming at avoiding accidents. |
| Palabras clave: | Unmanned aerial vehicles Remote sensing Embedded systems Industry 4.0 Veículos aéreos não tripulados Sensoriamento remoto Sistemas embarcados Indústria 4.0 |
| Área (s) del CNPq: | CNPQ::OUTROS::ENGENHARIA MECATRONICA |
| Idioma: | por |
| País: | Brasil |
| Editora: | Universidade Federal de Uberlândia |
| Cita: | PAULA, Alan Nascimento de. Implementação de um sistema de sensoriamento em VANTs para a manutenção preditiva e atuação em emergências no contexto da Indústria 4.0. 2024. 122 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenhara Mecatrônica) – Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2024. |
| URI: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/46100 |
| Fecha de defensa: | 23-abr-2024 |
| Aparece en las colecciones: | TCC - Engenharia Mecatrônica |
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| Fichero | Descripción | Tamaño | Formato | |
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