Sistema de aquisição de dados para monitoramento da velocidade do vento em três dimensões baseado em ultrassom

• Main Author: Giancarlo Michelino Gaeta Lopes
• Other Authors: José Alexandre de França .
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Estadual de Londrina. Centro de Tecnologia e Urbanismo. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. 2016
• Online Access: http://www.bibliotecadigital.uel.br/document/?code=vtls000209343

O estudo da velocidade do vento é importante para varias áreas do conhecimento, como agricultura, biologia, engenharia civil, entre outras. Esta velocidade é mensurada por dispositivos conhecidos como anemômetros. Dentre os tipos de anemômetros, aquele que requer menor manutenção é o ultrassônico, sendo assim o mais indicado para a utilização em um sistema de medição remoto. O presente trabalho trata do desenvolvimento de um anemômetro ultrassônico tridimensional e um sistema de aquisição de dados. Foram desenvolvidos dois protótipos de anemômetro, envolvendo projeto mecânico estrutural e hardware: um com topologia posicional dos transdutores ortogonal e um não ortogonal, sendo avaliada qual das topologias possui maior precisão na aferição da velocidade do vento. O sistema de aquisição desenvolvido possui como principal característica a coleta, armazenamento e envio de dados de temperatura e velocidade do vento a um servidor remoto, por meio de um modem GPRS. A partir das simulações e testes realizados, chegou-se à conclusão de que a topologia proposta que sofre menor influência de sua própria estrutura na medição da velocidade do vento é a não ortogonal. Nos testes realizados com esta estrutura, o coeficiente de determinação obtido foi 0,995 quando feita a comparação do protótipo desenvolvido com o equipamento de referência, para velocidades do vento entre 0 e 138 km/h. Testes em campo foram realizados e validaram o funcionamento e a robustez do sistema desenvolvido como um todo. === The wind speed study is important to various areas of expertise such as agriculture, biology, civil engineering, among others. This speed is measured by devices known as anemometers. Among the types of anemometers, one that requires less maintenance is the ultrasonic, so it is most suitable for use in a remote measurement system. This paper deals with the development of a three-dimensional ultrasonic anemometer and a data acquisition system. Two anemometer prototypes were developed in structural and hardware levels: one with orthogonal and the other with non-orthogonal transducer positioning and the topologies were evaluated which one has best accuracy in measuring wind velocity. The developed acquisition system has as main characteristic the collection, storage and shipping data of temperature and wind speed to a remote server through a GPRS modem. From carried out simulations and tests, it is came to the conclusion that the proposed topology that suffers less interference from its own structure in the wind speed measurement is non-orthogonal. In tests conducted with this structure, the obtained coefficient of determination was 0.995 when compared the developed prototype to the reference equipment for wind speeds between 0 and 138 km / h. Field tests were carried out and validate the operation and robustness of the system developed as a whole.