Wireless power transfer with a wireless communication co-design

Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Física (Área de Especialização em Dispositivos, Microssistemas e Nanotecnologias)Hoje em dia, com o surgimento dos veículos autónomos, sistemas LiDAR (Light Detection and Range) começam a surgir e sensores LiDAR rotativos são usados para avaliar o ambiente que envolve o veículo. Graças ao seu movimento de rotação, a remoção de conexões físicas é de extrema importância. Portanto, métodos que transferem energia e dados sem fios para o sensor LiDAR são de grande importância. Nesta dissertação, foi proposto um co-design entre um sistema de transferência de energia sem fios (WPT) e um sistema de comunicação sem fios, que vão fazer parte do sensor LiDAR rotativo. A transferência de energia e dados entre o automóvel e a parte rotativa é crucial, devido ao facto dos componentes existentes no lado rotativo precisarem de ser alimentados para recolherem informação sobre o que rodeia o veículo e enviá-la para o centro inteligente do automóvel. Considerando que o sistema vai estar no veículo, o co-design vai ter de cumprir especificações muito particulares, tais como as dimensões, o alcance sem fios (por volta de 10 mm), a potência entregue (entre 25 W e 50 W), a velocidade de comunicação (no mínimo de 6,5 Mbit/s), a gama de temperaturas (entre -40 ºC e +85 ºC), e a conformidade EMC. Como o espaçamento sem fios é de 10 mm, foi adotado um método de campo próximo para a transferência de energia sem fios, o acoplamento indutivo. Para avaliar a performance das bobines de transmissão e receção utilizadas neste método, foi utilizado o software HFSS. Esta avaliação determina a influência do número de voltas, do raio interno e externo, do número de camadas e da separação entre voltas na indutância própria e indutância mútua das bobines. Outros testes foram feitos para avaliar a influência da distância entre as bobines, do desalinhamento lateral e angular, da presença de um veio no meio das duas bobines, da presença de obstáculos perto das bobines e de diferentes designs de ferrites na indutância mútua e indutância própria das bobines. Foram especificados e testados dois sistemas de transferência de energia sem fios, um contra o outro, para avaliar a resposta dos mesmos à variação da distância entre as bobines, à variação do desalinhamento angular e lateral e à presença de obstáculos perto das bobines. Um deles destacou-se em todos os testes e foi escolhido para ser utilizado no co-design setup. A comunicação sem fios também tem uma bobine como antena, de modo a manter a comunicação protegida de perturbações externas e assegurar a imunidade ao movimento rotacional a que a antena de transmissão vai ser submetida. Ambas antenas dos sistemas sem fios trabalham com campos magnéticos, e a antena de comunicação é colocada dentro da antena do WPT. Como resultado da grande diferença entre as frequências de operação dos dois sistemas, ambos trabalham em simultâneo sem interferir um com a outra. O sistema WPT final alcançou 81% de eficiência, para distâncias até 15 mm entre bobines. O sistema de comunicação alcança uma velocidade de comunicação de 6,75 Mbit/s, o que é superior aos pedidos 6,5 Mbit/s. Esta comunicação inclui todo o percurso dos dados: a informação flui do sensor LiDAR para o modulo de transmissão através de Ethernet, depois para o módulo Rx através de Wi-Fi e logo de seguida para a central de inteligência do automóvel por Ethernet. Estes resultados foram obtidos utilizando o devkit Olimex GATEWAY, que inclui o modulo ESP32-WROOM-32U com um conector U.FL para se poder ligar uma bobine como antena externa.Today, when autonomous vehicles are becoming a reality, LiDAR (Light Detection and Range) systems have started to appear and as a result, LiDAR’s rotative sensors are being used to evaluate all the surrounding environment of the vehicle. Due to its rotative motion, the removal of physical connections is of extreme importance. Therefore, wireless methods that transfer power and data to the LiDAR’s sensor are of major importance. In this dissertation, a co-design of a wireless power transfer (WPT) system and a wireless communication link, which is part of the rotative LiDAR’s sensor, is proposed. The transfer of energy and data between the automobile and the specific rotative part is crucial, due to the fact that components on the rotative side of this sensor need to be powered in order to collect the vehicle’s surrounding environment information and relay this to the automobile’s intelligence centre. Considering that the system will be in a vehicle, the co-design deals with very particular specifications such as size, a wireless gap around 10 mm OTA, delivered power range from 25 W to 50 W, a minimum communication baud rate of 6,5 Mbit/s, a temperature range of -40 ºC to +85 ºC, and EMC compliance. As the requested wireless gap is 10 mm, the inductive coupling was the adopted near-field method for the wireless power transfer system. To assess the performance of the transmitter and the receiver coils utilized to communicate in this method, a design was created in HFSS. This evaluation assessed the influence of the number of turns, the inner and outer radius of the coil, the number of layers and the separation between turns in the coils’ self-inductance and mutual inductance. Other tests were also performed to assess the influence of the distance between coils, the lateral and angular misalignments, the presence of a shaft in the middle of the coils, the presence of obstacles close to the coils and different ferrite designs in the mutual inductance and self-inductance of the coils. Two different wireless power systems were specified and tested, one against each other, to evaluate the response to the variation of the distance between coils, the variation of lateral and angular misalignments and the presence of obstacles near the coils. One of these excelled in all tests, which was then selected for the co-design setup. The wireless communication also has a coil antenna that maintains the communication protected from external disturbance and to assure the immunity regarding the rotational motion of the transmitter side. Both wireless systems’ antennas work with a magnetic field, with their communication antenna placed inside the WPT antenna. As a result of the big gap between operating frequencies, both work simultaneously without interfering one with each other. The final WPT proposed system achieved 81% of efficiency, for distances up to 15 mm. The wireless communication reaches a full communication baud rate of 6,75 Mbit/s, which is above the requested 6,5 Mbit/s. This communication includes the full communication link: the flow of information from the LiDAR’s sensor to the Tx module by Ethernet interface, then to the Rx module by Wi-Fi and then again though on Ethernet interface to the vehicle’s central intelligence. These results were obtained with the Olimex GATEWAY devkit board, which includes the module ESP32-WROOM-32U with an U.FL connector to link the communication coil

Development and characterization of chitosan membranes for wound dressing and drug controlled release

Orientador: Lucia Helena Innocentini MeiTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia QuimicaResumo: O tratamento de feridas de pele (queimaduras, úlceras, feridas cirúrgicas e de diabétes) é uma problemática mundial que vem sendo amplamente discutida e estudada devido às complicações decorrentes do processo de cicatrização, tais como infecções, septicemia e até óbito. A pele é a interface do organismo humano com o meio externo e quando esta barreira é ferida, a infecção por microorganismos, bem como a perda de fluidos e desidratação são conseqüências temíveis. Portanto, um recobrimento de ferida deve ser utilizado afim de proteger a mesma da invasão de microorganismos e da perda de fluidos, além de substituir as funções da pele. Os recobrimentos de ferida disponíveis comercialmente são principalmente à base de colágeno. Entretanto, devido ao alto custo desta matéria-prima, a busca de novos materiais para a confecção de recobrimentos de ferida vem sendo constante. A quitosana é um biopolímero derivado da quitina, o polissacarídeo mais abundante na natureza depois da celulose, encontrada principalmente no exoesqueleto de insetos e crustáceos. Além de biocompatível e biodegradável, a quitosana apresenta interessantes propriedades biológicas, tais como atividades bactericida, fungicida, hemost~tica, antitumoral e imuno-adjuvante. O processo de produção de quitosana é econômica e ambientalmente viável, pois utiliza subprodutos da indústria pesqueira como matéria-prima. Sendo assim, o preço da quitosana purificada é cerca de 20 vezes menor que o do colágeno na mesma condição. Por estas razões, a quitosana vem sendo amplamente estudada e empregada no tratamento de feridas, nas formas de filmes, membranas, matrizes porosas, géis e até mesmo soluções. No sentido de melhorar suas propriedades, plastificantes, reticulantes e outros polímeros também são utilizados em associação com a quitosana afim de se obter um material viável para utilização. No presente trabalho, membranas de quitosana para recobrimento de feridas foram desenvolvidas, caracterizadas e testadas in vitro e in vivo. O efeito do D-sorbitol como plastificante e o do hexametileno diisocianato . como agente reticulante também foi estudado. Além disso, sistemas de liberação controlada de drogas à base de quitosana foram desenvolvidos e a liberação de gentamicina e sulfadiazina de prata foi avaliada in vitro. O D-sorbitol mostrou-se um bom plastificante para as membranas de quitosana, pois melhorou as propriedades mecânicas e aumentou a permeabilidade ao vapor de água. Além disso, não apresentou citotoxicidades direta e indireta. O hexametileno diisocianato foi utilizado como agente reticulante da quitosana e foi previamente bloqueado com bissulfito de sódio, afim de proteger os grupos reativos e aumentar o rendimento da reação de reticulação. As membranas reticuladas de quitosana não apresentaram citotoxiddade e mostraram-se eficientes sistemas de liberação controladà degentamicina e sulfadiazina de prata.Abstract: Skin wounds treatment (burns, ulcers, surgical and diabetes wounds) is a world-wide problem that has been widely argued and studied due to the healing process complications, such as infections, septicemia and death. The skin is the interface of the human organism with the external environment and when this barrier is wounded, microorganism infections, as well as the loss of fluids and dehydration are possible consequences. Therefore, a wound dressing must be used to protect the wound from microorganisms' invasion and loss of fluids, besides substituting functions of the lost skin. Commercially available wound dressings are mainly based on collagen. However, because of the high cost of this raw material, the search for new materiais for wound dressings has been continuous. Chitosan is a biopolymer derived from chitin, the most abundant polysaccharide found in nature after cellulose, found mainly in insects and crustaceans exoskeletons. Beyond biocompatible and biodegradable, chitosan also presents interesting biological properties, such as bactericidal, fungicidal, hemostatic, immune-adjuvant and anti-tumor activities. The process of chitosan production is economic and environmentally viable; since it uses fishing industry by-products a~ raw material. Thus, pure chitosan price is about 20 times cheaper than collagen one. For these reasons, chitosan has been widely studied and employed in the treatment of wounds like film, membrane, porous màtrix, gel and solution. Moreover, plasticizers cross linkers and other polymers are also used in association with chitosan to improve the obtained material properties. In this present work, chitosan membranes for wound dressing had been developed and characterized. The use of D-sorbitol as plasticizer and hexamethylene diisocyanate as cross-linker also was investigated. Moreover, chitosan based drug release systems based was developed and the releases of gentamicin and silver sulfadiazine were ín vítro evaluated. D-sorbitol revealed a good plasticizer for chitosan membranes: it improved mechanical properties and increased water vapor permeability. Moreover, it did not show direct and indirect cytotoxicity. Hexamethylene diisocyanate was previous/y blocked with sodium bisulfite to protect reactive groups and to increase chitosan cross linking reaction yield. Cross linked membranes had not shown cytotoxicity and had revealed to be efficient systems for controlled release of gentamicin and silver sulfadiazine.DoutoradoCiencia e Tecnologia de MateriaisDoutor em Engenharia Químic

Desenvolvimento de liderança em mundos virtuais.

Tese de mestrado. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 201

Desenvolvimento de liderança em mundos virtuais.

Tese de mestrado. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 201

Analysis of organogenic competence of cotyledons of Jatropha curcas and their in vitro histological behavior

Using cut pieces cotyledons from germinating zygotic embryos of Jatropha curcas, we monitored the series of anatomical events leading to the generation of shoot through organogenesis by histological analysis. 14 days old cotyledons that were pre-cultured in a half strength Murashige and Skoog (MS) media supplemented with 100 mg/L myoinositol and 10 mg/L thiamine HCl, were cultured in organogenic competence induction media (CIM) comprising of MS salts with 1.5 mg/L benzyl adenine (BA) and 0.05 mg/L indole-3-butyric acid (IBA) and incubated for the induction of organogenic competence. Following their sequential transfer to shoot induction media (containing MS + 1.5 mg/L BA, 0.05 mg/L IBA and 0.5 mg/L GA3); shoot elongation media (containing MS + 0.3 mg/L BA) and rooting media (containing half strength MS + IBA at different concentrations), we selected individual explants and subjected them to histological analysis in order to study the morphological changes occurring during organogenesis. Our findings show that to induce organogenesis using cut pieces of cotyledons, these tissues must be harvested at least by the 14th day following germination. Optimal organogenic competence was attained after 21 days incubation period in the dark where most of the explants showed evidence of protruding shoots surrounded by calli with various morphological features. Up to 53.91% of the total explants cultured in this study produced well defined shoots with each explant producing an average number of 1.5 shoots bearing two to eight leaves. We recorded the highest percentage of root formation, which stood at 27.50% when the shoots were cultured in a rooting media containing 0.3 mg/L IBA. Histological analysis of the different events occurring during the process of organogenesis suggest that the protuberances arising from parenchymatous cells and perhaps bundle sheath forming meristematic centres acquiring organogenic competence have a multicellular origin, indicating that the regeneration process takes place through direct organogenesis.Key words: Jatropha curcas, organogenesis, auxins, histological analysis

Irrigação por bacias em nível na cultura da bananeira.

Descrição do sistema de irrigação; Vantagens, desvantagens e adaptabilidade; Bases para o dimensionamento; Operação e manejo do sistema de irrigação; Considerações sobre a exploração comercial da bananeira irrigada por bacias em nível.bitstream/item/71927/1/CPAMN-CIR.-TEC.-04-92.pd

Qualidade do ar em instalações avícolas

The objective of this literature review was to address air quality inside broiler facilities, equipped with ventilation systems, based on thermal comfort, animal welfare, air quality and animal performance. When considering the breeding environment, a direct correlation with environmental variables such as temperature and relative humidity is common, these factors are extremely important, having a considerable impact on the productivity of animals and the well-being of workers. But there are other factors, as they are more difficult to identify and often do not receive the attention they deserve from producers, but they are just as important. Among these factors, the levels of gases and dust present inside the facilities are particularly prominent, this can be evaluated from different perspectives, including the quality of the available air and the evaluation of its pollutants that can be inhaled, based on the existing thermodynamics. between birds and their surrounding environment and, ultimately, the risk to human health. Animal welfare is closely related to the need for comfortable conditions in which animals can perform their physical and behavioral functions, free from any stress caused by certain injuries.Objetivou-se nesta revisão de literatura abordar sobre qualidade do ar no interior das instalações de frangos de corte, dotadas de sistemas de ventilação, com base no conforto térmico, bem-estar animal, qualidade do ar e desempenho dos animais. Ao considerar o ambiente de criação, é comum uma correlação direta com as variáveis ambientais como temperatura e umidade relativa do ar, estes fatores são extremamente importantes, tendo um impacto considerável na produtividade dos animais e no bem-estar dos trabalhadores. Mas há outros fatores, pois são mais difíceis de identificar e muitas vezes não recebem a atenção que merecem por parte dos produtores, mas são igualmente importantes. Entre esses fatores, os níveis de gases e poeira presentes no interior das instalações são particularmente proeminentes, este pode ser avaliado sob diferentes perspectivas, incluindo a qualidade do ar disponível e a avaliação de seus poluentes que podem ser inalados, tendo por base a termodinâmica existente entre as aves e seu ambiente circundante e, em última análise, o risco à saúde humana. O bem-estar animal está intimamente relacionado à necessidade de condições confortáveis nas quais os animais possam exercer suas funções físicas e comportamentais, livres de qualquer estresse causado por determinadas lesões

Quality of Life Among HIV-Infected Patients in Brazil after Initiation of Treatment

INTRODUCTION: Despite improvement in clinical treatment for HIV-infected patients, the impact of antiretroviral therapy on the overall quality of life has become a major concern. OBJECTIVE: To identify factors associated with increased levels of self-reported quality of life among HIV-infected patients after four months of antiretroviral therapy. METHODS: Patients were recruited at two public health referral centers for AIDS, Belo Horizonte, Brazil, for a prospective adherence study. Patients were interviewed before initiating treatment (baseline) and after one and four months. Quality of life was assessed using a psychometric instrument, and factors associated with good/very good quality of life four months after the initiation of antiretroviral therapy were assessed using a cross-sectional approach. Logistic regression was used for analysis. RESULTS: Overall quality of life was classified as 'very good/good' by 66.4% of the participants four months after initiating treatment, while 33.6% classified it as 'neither poor nor good/poor/very poor'. Logistic regression indicated that >8 years of education, none/mild symptoms of anxiety and depression, no antiretroviral switch, lower number of adverse reactions and better quality of life at baseline were independently associated with good/very good quality of life over four months of treatment. CONCLUSIONS: Our results highlight the importance of modifiable factors such as psychiatric symptoms and treatment-related variables that may contribute to a better quality of life among patients initiating treatment. Considering that poor quality of life is related to non-adherence to antiretroviral therapy, careful clinical monitoring of these factors may contribute to ensuring the long-term effectiveness of antiretroviral regimens