Detecção e compressão de distúrbios elétricos baseadas em plataforma FPGA

This dissertation presents the implementation of a System of Detection and Compression of Electrical Disturbances (SDCDE), focusing on implementations based on FPGA platform (Field-Programmable Gate Array). Initially are discussed compression and detection algorithms. Subsequently the synthesis in FPGA and a prototype that was developed for testing are shown. The proposed system is aimed at applications in Electric Power Systems (SEPs) and provides for the acquisition and storage of the disturbances commonly found in this field. From the data stored, the recorded signal can be fully reconstructed for possible oscillographic analysis. The compression process involves three stages: novelty detection, lossy compression, using the Discrete Wavelet Transform (DWT), and a bit-level compression. These three levels of compression allow an optimization of used memory space and they ensure that long periods of records can be stored on a memory card. The approach of the synthesis on FPGA aims to evaluate, among other factors, the usage of hardware resources, through the implementation of an embedded processor, created and designed for digital signal processing applications. From the prototype developed, some results of synthesis and case studies with tests performed in real environments are presented.A presente dissertação apresenta a implementação de um Sistema de Detecção e Compressão de Distúrbios Elétricos (SDCDE), com foco nas implementações baseadas em plataforma FPGA (Field-Programmable Gate Array). Inicialmente são abordados os algoritmos de compressão e detecção. Posteriormente são mostradas as sínteses na FPGA e um protótipo desenvolvido para testes. O sistema proposto é voltado para aplicações em Sistemas Elétricos de Potência (SEPs) e prevê a aquisição e o armazenamento dos distúrbios comumente encontrados nesse campo. A partir dos dados armazenados, é possível reconstruir inteiramente o sinal registrado, para possíveis análises de oscilográfia. O processo de compressão passa por três estágios: detecção de novidade, compressão com perdas, utilizando a Transformada Wavelet Discreta (DWT), e a Compressão em termos de bit. Esses três níveis de compressão permitem uma otimização do espaço de memória utilizado e garantem que longos períodos de registros possam ser armazenados em um cartão de memória. A abordagem das sínteses em FPGA visa avaliar, dentre outros fatores, o consumo de recursos de hardware utilizado, através da implementação de um processador embarcado, criado e idealizado para aplicações de Processamento Digital de Sinais (DSP). A partir do protótipo desenvolvido, alguns resultados de sínteses e estudos de casos com testes executados em ambientes reais, são apresentados.CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológic

Automação de medidas interferométricas

O presente trabalho relata o desenvolvimento de um equipamento que mede a atividade metabólica em até 96 amostras bacterianas interferometricamente. A finalidade deste equipamento se destina a pesquisas sobre bactérias de crescimento lento como o Mycobacterium tuberculosis. Medidas interferométricas podem informar sobre a atividade metabólica de forma precisa e em tempo real. Tipicamente estas medidas levam algumas semanas e eles acontecem de forma contínua. Por esta razão, o equipamento deve trabalhar de forma automática. Neste último ano avançamos na construção de um robô que transporta amostras entre um armário e um interferômetro. Este robô possui um braço que deve retirar uma fileira de 4 porta-amostras do armário, levá-la até a posição do interferômetro, introduzir a fileira dentro do interferômetro, posicionar os porta-amostras com precisão, retirar a fileira do interferômetro e levá-la de volta para sua origem. A maior parte da mecânica deste robô já foi construída, bem como grande parte da eletrônica que controla os movimentos . No momento, estamos desenvolvendo software e firmware, sendo possível controlar movimentos do braço robótico em duas dimensões, bem como a eletrônica com a correspondente firmware que coordena estes movimentos e se comunica com um computador que controla todo o processo de medida interferométrica