Trabalhos de Conclusão de Curso Graduação

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Construção de um braço robótico utilizando impressora 3d para aplicação como prótese de membro superior
(2025) Silva, Danielly Almeida da; Oliveira, Diogo Ramalho de
O presente trabalho desenvolveu um braço robótico utilizando impressão 3D e componentes eletrônicos de baixo custo, com foco em automação e controle de movimentos. O objetivo é reproduzir o protótipo de uma prótese de um membro superior com base no InMoov Robot, tal objetivo foi alcançado ao finalizar a construção do protótipo. A metodologia envolve a impressão das peças estruturais, integração do arduino e servomotor, programação dos movimentos e testes práticos para avaliação de funcionamento. Os resultados demonstram que o protótipo reproduz movimentos básicos, atendendo aos requisitos funcionais estabelecidos. O trabalho evidencia a viabilidade do uso de tecnologias acessíveis para aplicações em dispositivos assistivos.
Desenvolvimento e dimensionamento de uma bancada didática para estudo de vibrações mecânicas
(2026) Ramires, Janaina Luiz; Laporte, Daniel José; Bispo, Péricles dos Santos; Silva Filho, Roberti André da
A análise de vibrações constitui uma das principais técnicas empregadas na manutenção preditiva de máquinas rotativas, permitindo identificar anomalias e falhas antes que provoquem danos mais severos aos equipamentos. Nesse contexto, o presente trabalho tem como objetivo desenvolver e dimensionar uma bancada didática destinada ao estudo de vibrações mecânicas em sistemas rotativos, com aplicação em atividades experimentais de ensino. A proposta busca proporcionar uma ferramenta prática para a compreensão dos fenômenos vibratórios associados ao funcionamento de elementos de transmissão mecânica. Para o desenvolvimento do projeto, foi realizada inicialmente a modelagem conceitual da bancada, seguida do dimensionamento dos principais componentes mecânicos do sistema, incluindo eixos, sistema de transmissão por correia, chavetas e mancais. Foram considerados os esforços atuantes no conjunto, como forças provenientes da transmissão por correia, momentos fletores nos eixos e tensões resultantes da combinação entre flexão e torção, avaliadas por meio do critério de resistência de Von Mises. Também foram verificadas as condições de deflexão dos eixos e selecionados componentes compatíveis com as cargas previstas de operação. Os resultados indicaram que os elementos dimensionados apresentam capacidade adequada para suportar os esforços atuantes, garantindo condições satisfatórias de resistência e funcionamento do sistema proposto. Dessa forma, o projeto estabelece as bases para a futura construção de uma bancada didática voltada ao estudo do comportamento vibratório de sistemas rotativos, permitindo a realização de experimentos relacionados à identificação de anomalias como desbalanceamento, desalinhamento e variações no funcionamento de elementos de transmissão. Assim, o trabalho contribui para o aprimoramento do processo de ensino-aprendizagem na área de vibrações mecânicas, possibilitando a integração entre fundamentos teóricos e aplicações práticas em ambiente de laboratório.
Projeto de observador de estado e controle robusto para sistemas dinâmicos com variáveis de estado parcialmente disponíveis
(2026) Santos, Lucas Padilha dos; Oliveira, Diogo Ramalho de; Mainardi Júnior, Edson Italo; Oliveira, Lucas Rangel de
Este trabalho aborda o problema do controle de sistemas dinâmicos cujas variáveis de estado não podem ser totalmente medidas, situação comum em aplicações práticas devido às limitações físicas, econômicas ou de segurança. Para contornar essa dificuldade, são utilizados observadores de estado capazes de estimar as variáveis não acessíveis a partir das medições de saída e de um modelo matemático do sistema. Nesse contexto, o trabalho propõe o uso de Desigualdades Matriciais Lineares (do inglês, Linear Matrix Inequalities - LMIs) como ferramenta para o projeto de observadores e controladores robustos. A metodologia é aplicada a um sistema de suspensão ativa, combinando observadores de estado, controle 𝐻∞ e critérios de D-estabilidade. Resultados de simulação e implementação em um sistema de suspensão ativa de bancada demonstram a capacidade do método de estimar estados não medidos e garantir estabilidade e desempenho mesmo na presença de perturbações.
Projeto de controle para um sistema ball balancer de baixo custo e desenvolvimento de um sistema scada
(2026) Bassaga, Leonardo Caetano de Sousa; Oliveira, Diogo Ramalho de
Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um sistema de controle para um protótipo ball balancer de baixo custo, aliado à implementação de um sistema supervisório em ambiente SCADA. O projeto foi motivado pela necessidade de disponibilizar, em ambiente acadêmico, uma alternativa acessível aos sistemas comerciais de alto custo utilizados no ensino e na pesquisa em engenharia de controle e automação. O sistema físico foi construído com componentes de fácil aquisição, como servomotores, uma tela resistiva para medição da posição da esfera, uma placa Arduino Uno e peças impressas em 3D. Para o controle do sistema, foram adotadas duas abordagens complementares. A primeira utilizou técnicas baseadas em Desigualdades Matriciais Lineares (LMIs), aplicadas ao modelo matemático do sistema para o projeto de um controlador com realimentação de estados, garantindo estabilidade segundo critérios de taxa de decaimento, raio e ângulo dos polos. A segunda abordagem consistiu na implementação de um controlador PID embarcado no Arduino, com possibilidade de ajuste em tempo real por meio de uma interface gráfica. A interface supervisória foi desenvolvida no software Elipse E3, permitindo monitoramento dos sinais do sistema, alteração de parâmetros do controlador e seleção de diferentes tipos de referência, como sinais degrau, quadrado, senoide e círculo. Foram realizadas simulações e testes práticos para avaliar o desempenho do sistema em diferentes configurações de restrições das LMIs, analisando a resposta da posição da esfera, a tensão aplicada aos atuadores e o tempo de acomodação. Os resultados mostraram que a aplicação das técnicas de LMI permitiu melhorar a estabilidade e reduzir a oscilação do sistema, ao mesmo tempo em que a integração com o supervisório proporcionou uma experiência interativa e didática. Conclui-se que o projeto atendeu aos objetivos propostos, oferecendo uma solução funcional, de baixo custo e com grande potencial para uso em atividades de ensino e pesquisa. Como trabalhos futuros, sugere-se a ampliação do controle para os seis graus de liberdade do sistema e a implementação de novas técnicas de controle avançado.
Análise econômica para adequação da subestação do IFMS Campus Três Lagoas frente à economia proporcionada pela geração fotovoltaica
(2026) Fonseca, Amanda Beatriz Falckete; Araújo , Ricardo de Moura; Oliveira, Diogo Ramalho de; Mainardi Junior, Edson Italo
A geração distribuída por meio de sistemas fotovoltaicos tem se consolidado como uma alternativa sustentável para redução dos custos com energia elétrica e ampliação da participação de fontes renováveis na matriz energética brasileira. Nesse contexto, este trabalho teve como objetivo analisar os impactos técnicos e econômicos decorrentes da inatividade da segunda usina fotovoltaica instalada no Instituto Federal de Mato Grosso do Sul (IFMS), Campus Três Lagoas. Para a realização do estudo, foram coletados dados de geração da primeira usina fotovoltaica em operação por meio do sistema de monitoramento Fronius, abrangendo o período de 2018 a 2025. Com base nesses dados, estimou-se a geração de energia e a economia financeira que poderiam ter sido obtidas pela segunda usina desde sua instalação em 2022. Adicionalmente, foram analisadas as exigências técnicas estabelecidas pela concessionária para a conexão da usina ao sistema elétrico, bem como os investimentos necessários para adequação da subestação. Os resultados demonstraram que a usina inativa possui potencial para contribuir significativamente para a redução dos gastos com energia elétrica da instituição, porém sua entrada em operação depende da realização de adequações na infraestrutura elétrica existente. A análise econômica indicou que, apesar da necessidade de investimentos adicionais, a geração fotovoltaica apresenta potencial de retorno financeiro em prazo compatível com a vida útil dos equipamentos. Dessa forma, conclui-se que a entrada em operação da segunda usina representa uma alternativa tecnicamente necessária e economicamente viável, contribuindo para o melhor aproveitamento da infraestrutura instalada e para a ampliação dos benefícios proporcionados pela geração de energia solar fotovoltaica.
Projeto dobradeira de tubos
(2025) Motti, Ary Ferreira; Sandim, Alexandro Pereira; Flores, Fredemir de Oliveira; Naka, Marco Hiroshi; Branco, Fabiano Pagliosa; Silva Filho, Roberti André da
Este trabalho apresenta o desenvolvimento completo de uma dobradeira de tubos metálicos projetada para o Instituto Federal de Mato Grosso do Sul (IFMS), Campus Campo Grande, com o objetivo de apoiar atividades práticas em projetos de fabricação mecânica, incluindo a construção de estruturas para a equipe Baja SAE. A máquina foi projetada para executar dobras em tubos circulares de aço SAE 1020 com alta precisão, simplicidade operacional e baixo custo. O projeto abrange desde a análise das tensões atuantes, com base em diagramas de momento fletor e cisalhamento. Foram considerados fatores como retorno elástico. A escolha dos materiais e dimensões dos componentes foi fundamentada em normas técnicas, como a (NBR NM COPANT 10:2000), visando à integridade e durabilidade do equipamento. Além disso, realizou-se um estudo comparativo entre sistemas de acionamento manual, elétrico e hidráulico, optando-se pelo acionamento elétrico devido à sua eficiência energética, ergonomia e facilidade de manutenção. Por fim, o trabalho assegura que o equipamento atenda aos requisitos de desempenho, segurança e sustentabilidade, sendo uma ferramenta de grande utilidade para aplicações acadêmicas e experimentais na área de engenharia mecânica.

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