DEEC TALK | Workshop DIY: Steven B. Leeb demonstra a importância da eletrónica de potência

Durante dois dias, Steven B. Leeb, professor no Departamento de Engenharia Eletrotécnica e Ciência de Computadores do Massachusetts Institute of Technology (MIT) partilhou com alunos e docentes do Departamento de Engenharia Eletrotécnica e de Computadores do Técnico as aplicações da eletrónica de potência, refletindo sobre o desenvolvimento de sistemas com atuadores elétricos, sensores e eletrónica de potência, com aplicações industriais, médicas e em qualidade de energia, incluindo monitorização não intrusiva de cargas (NILM).

No dia 28 de janeiro, na DEEC TALK Multi-Use Power Electronics, Steven B. Leeb deu a conhecer a sua investigação, partilhando um pouco do processo de desenvolvimento do sistema de monitorização de vibrações VAMPIRE (“Vibration Assessment Monitoring Point with Integrated Recovery of Energy”).
Começou por destacar a necessidade de criar de sistemas preparados para situações críticas, realçando o papel da internet das coisas e do tratamento de dados recolhidos pelos diferentes tipos de sensores. Neste sentido, o investigador chamou a atenção para um fator comum a diversas máquinas: a vibração. "A razão pela qual vou olhar para a vibração deve-se ao facto de ser um problema bastante interessante. É gasto muito dinheiro para fazer medições de vibração", referiu. Estas medições podem ser realizadas, por exemplo, em sistemas que integrem motores, como de navios, de forma a detetar falhas no seu funcionamento: "há uma grande correlação entre a vibração de uma peça e o comportamento induzido noutra peça do equipamento, e quando os sistemas são mais complexos pode ser difícil interpretar o que está a acontecer", destacou. Por este motivo, o realçou a importância de serem realizadas medições em vários pontos do sistema, ao longo do tempo.

No entanto, para uma medição constante, os vários sensores, colocados nos diferentes cabos elétricos do sistema, requerem o fornecimento de energia, algo que pode ser efetuado através de energy harvesting. Desta forma, os sensores aproveitam a energia gerada através do campo magnético criado a partir da corrente elétrica que passa no fio onde o mesmo é colocado e enviam os dados, para o utilizador, através de comunicação sem fios (como bluetooth ou wi-fi). Neste sistema, os sensores não requerem a utilização de baterias: são utilizados interruptores, que controlam a passagem de corrente de condensadores (onde a energia é armazenada) para o restante sistema dos mesmos, de acordo com a janela temporal mais indicada, o que contribui para uma maior eficiência.
O investigador concluiu a sua intervenção com uma breve reflexão sobre a importância do desenvolvimento destes dispositivos para a monitorização de anomalias no funcionamento dos diversos sistemas, incluindo de utilização doméstica, assim como para análise das suas possíveis origens.
A sessão contou ainda com algumas perguntas, colocadas pelos investigadores presentes.

No dia seguinte, Steven B. Leeb promoveu um workshop, onde desafiou vários estudantes de Engenharia Eletrotécnica e de Computadores e de Engenharia Eletrónica a construírem um sistema que integrasse um controlador de velocidade para um pequeno motor, tendo em conta fatores como o controlo da energia recebida e a potência desejada. O investigador começou por abordar a problemática, de forma teórica, demonstrando matematicamente as variações elétricas do circuito, causadas pela introdução dos diferentes componentes, como os interruptores e resistências, dando como exemplo o funcionamento de um fogão elétrico comum. Ao longo da sessão, o investigador respondeu também a várias perguntas, provenientes dos estudantes.
Após a palestra, os participantes dirigiram-se para o laboratório, onde tiveram o contacto direto com a componente prática. Foram fornecidos guiões esquemáticos e materiais, encorajando os alunos a construir e a testar os seus próprios circuitos, com o apoio do investigador.
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