Desenvolvimento de experimento didático para controle de processos utilizando Arduino

Desenvolvimento de experimento didático para controle de processos utilizando Arduino

D’OLIVEIRA, C. L. P; SANTORO, B. F

Pôster:

Controle de processos é uma área essencial da formação de engenheiros químicos, porém o método tradicional de ensino pode não ser suficiente para estimular a maior parte dos alunos. Uma possível abordagem alternativa para aproximar o conteúdo teórico do aluno é realizar um experimento dentro de sala de aula. Outra possibilidade é desenvolver uma atividade em que os alunos construam o seu próprio módulo de controle de processos baseado em Arduino. Este trabalho teve como objetivo primário o desenvolvimento de um módulo simples para experimento de controle de nível, podendo ser utilizado como demonstração em sala de aula ou como atividade extra-classe. O módulo é composto por dois tanques, uma bomba e um sensor de nível, utilizando o Arduino como controlador para calcular a vazão que a bomba deve fornecer ao sistema. Dois arranjos de controle foram desenvolvidos, um do tipo liga-desliga e outro seguindo o algoritmo PI (proporcional-integral). Quando os alunos trabalharem com esse módulo didático, terão uma noção mais concreta dos elementos de uma malha de controle (sensor, atuador, controlador e planta). Experimentos quantitativos de sintonia e cálculo de métricas de desempenho também poderão ser realizados. Com um custo total de construção de R$112,00, é viável a elaboração de kits com componentes para os alunos montarem seus próprios módulos.

Controle de processos é uma área essencial da formação de engenheiros químicos, porém o método tradicional de ensino pode não ser suficiente para estimular a maior parte dos alunos. Uma possível abordagem alternativa para aproximar o conteúdo teórico do aluno é realizar um experimento dentro de sala de aula. Outra possibilidade é desenvolver uma atividade em que os alunos construam o seu próprio módulo de controle de processos baseado em Arduino. Este trabalho teve como objetivo primário o desenvolvimento de um módulo simples para experimento de controle de nível, podendo ser utilizado como demonstração em sala de aula ou como atividade extra-classe. O módulo é composto por dois tanques, uma bomba e um sensor de nível, utilizando o Arduino como controlador para calcular a vazão que a bomba deve fornecer ao sistema. Dois arranjos de controle foram desenvolvidos, um do tipo liga-desliga e outro seguindo o algoritmo PI (proporcional-integral). Quando os alunos trabalharem com esse módulo didático, terão uma noção mais concreta dos elementos de uma malha de controle (sensor, atuador, controlador e planta). Experimentos quantitativos de sintonia e cálculo de métricas de desempenho também poderão ser realizados. Com um custo total de construção de R$112,00, é viável a elaboração de kits com componentes para os alunos montarem seus próprios módulos.

Palavras-chave:

DOI: 10.5151/cobeq2018-PT.1050

Referências bibliográficas

• [1] FELDER, RM.; BRENT, R. Understanding student differences. J Eng Educ, v. 94, n. 1, p. 57-72,
• [2] 2005.
• [3] HESKETH, RP.; FARRELL, S; SLATER, CS. The role of experiments in inductive learning. In:
• [4] Proceedings of the 2002 ASEE Annual Conference. 2002.
• [5] SEBORG, DE; EDGAR, TF; MELLICHAMP, DA. Process dynamics and control. John Wiley &
• [6] Sons, 2004
• [7] SILVERSTEIN, DL. An experiential and inductively structured process control course in
• [8] chemical engineering. Proceedings of the 2005 ASEE Annual Conference & Exposition, v. 10, p.
• [9] 1, 2005.

Como citar:

D’OLIVEIRA, C. L. P; SANTORO, B. F; "Desenvolvimento de experimento didático para controle de processos utilizando Arduino", p-3973-3976. In: . São Paulo: Blucher, 2018.
ISSN 23591757, DOI 10.5151/cobeq2018-PT.1050