Fome e Abundância: Um Paradoxo Brasileiro?

17 a 22 de outubro de 2016

Trabalho 6411

ISSN 2237-9045
Instituição Universidade Federal de Viçosa
Nível Graduação
Modalidade Pesquisa
Área de conhecimento Ciências Exatas e Tecnológicas
Área temática Automação, projetos de máquinas, equipamentos, processos e produtos
Setor Departamento de Engenharia Elétrica
Bolsa PIBIC/CNPq
Conclusão de bolsa Sim
Apoio financeiro CNPq
Primeiro autor Vitor Thinassi Basílio
Orientador TARCISIO DE ASSUNCAO PIZZIOLO
Outros membros ALEXANDRE SANTOS BRANDAO, Eduardo Geike de Andrade
Título Estimativa de velocidade de rotação de motores cc usando análise por espectrograma
Resumo O presente trabalho fundamenta-se no processo de medição de velocidade que se baseia na análise espectral proveniente dos sinais acústicos e/ou vibrações mecânicas geradas pelo motor. Tal método descarta a necessidade de contato mecânico e óptico, afinal os sensores precisam apenas estar próximos para poder captar os sinais sonoros. Na análise do sinal sonoro de um corpo em rotação, como é o caso de um motor, a aceleração rotacional segue uma importante regra: os sons emitidos repetem-se com cada revolução em um específico ângulo de rotação, resultam em um conteúdo espectral que corresponde a múltiplos da frequência rotacional. A evolução temporal da frequência de um sinal pode ser obtida através da transformada de Fourier de curta duração. Neste projeto mediu-se a velocidade de rotação de um motor CC, que tem hélice acoplada ao rotor de um VANT (Veículo Aéreo Não Tripulado) AR Drone 2.0 da Parrot, que possui 4 motores, obtendo um total de 8 pás (4 hélices), que contribuem com a produção de som que possui sua frequência diretamente relacionada com a frequência de rotação do motor. A partir disso, mediu-se com um tacômetro a média de velocidade em RPM (rotações por minuto) dos motores de cada VANT - um com uma casca protetora grande e outro sem casca - a fim de se comparar com o valor encontrado a partir da análise de espectrograma. Primeiramente é feita a gravação do som e a partir dela, é coletado intervalos de tempo do áudio, em seguida é feita a transformada de Fourier de cada trecho de som. Assim é captada a magnitude predominante e para qual frequência ela acontece, essa frequência está diretamente relacionada com a frequência de rotação do motor, sendo a sua conversão para RPM feita através da fórmula: N = 60f/n, onde N é a velocidade de rotação em RPM; n é o número de pás da hélice; e f é a frequência do som em Hz. Após feita a conversão deve-se multiplicar o valor encontrado pela relação de engrenagem do AR Drone 2.0 (1:8,75), já que se quer encontrar a velocidade de rotação do motor e não das pás, pois o som analisado é gerado pelas pás. Para o VANT com casca protetora grande o valor da velocidade de rotação medido com o tacômetro foi de 3807,1 RPM e o calculado, baseado na análise por espectrograma, foi de 3563,5 RPM, obtendo um erro percentual de 6,30%; enquanto para o VANT sem casca protetora o valor medido foi de 3491,3 RPM e o calculado foi de 3536,6 RPM, obtendo um erro percentual de apenas 1,20%. Desta forma, a partir dos valores medidos com o tacômetro, pode-se confirmar a confiabilidade do método utilizado para estimar a velocidade de rotação de motores CC usando análise por espectrograma, pois os erros percentuais encontrados - 1,20% e 6,30% - são aceitáveis, devido a possíveis ruídos no ambiente onde foi realizado o experimento.
Palavras-chave Espectrograma, Velocidade de Rotação, Veículo Aéreo Não Tripulado
Forma de apresentação..... Painel
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