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Tipo: TCC
Título: Carregador de baterias usando energia de um sistema bio-eletromecânico
Autor(es): Rêgo, Vinícius Vasconcelos do
Orientador: Bascopé, René Pastor Torrico
Coorientador: Honório, Dalton de Araújo
Palavras-chave em português: Sistema Bioeletromecânico;Baterias VRLA Estacionárias;Conversor CC-CC Buck;Carregador de Baterias
Palavras-chave em inglês: Bioelectromechanical System;Battery Charger;Stationary VRLA Batteries;DC-DC Buck Converter
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
Data do documento: 2025
Citação: RÊGO, Vinícius Vasconcelos do. Carregador de baterias usando energia de um sistema bio-eletromecânico. 2025. 166 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2025.
Resumo: O trabalho apresenta o desenvolvimento de um sistema bio eletromecânico (BEM) para o carregamento de baterias estacionárias, utilizando a energia gerada pelo esforço físico do usuário em uma bicicleta ergométrica modificada. O sistema consiste na conversão da energia mecânica em energia elétrica por meio de um gerador de ímã permanente, seguida por um processamento eletrônico composto por dois estágios de conversão. O primeiro estágio é um retificador trifásico que transforma a tensão alternada do gerador em tensão contínua, criando um barramento CC intermediário. O segundo estágio é baseado em um conversor CC-CC Buck, responsável por ajustar a tensão e corrente aos níveis ideais para o carregamento eficiente das baterias VRLA. O controle do sistema é realizado por um microcontrolador STM32F030F4P6, que gerencia a regulação da tensão e corrente de carga, garantindo segurança e eficiência energética. O estudo inclui análises teóricas, modelagem matemática, simulações e validação experimental do sistema proposto. Os resultados demonstram a viabilidade da solução, tanto como incentivo à prática de atividades físicas quanto como uma alternativa sustentável para o armazenamento e uso eficiente de energia. As especificações do sistema estudado são: potência de saída nominal de 100 W tensão de barramento 150 V a 200 V (CC), tensão do banco de baterias 21V a 27 V.
Abstract: This work presents the development of a bioelectromechanical system (BEM) for charging stationary VRLA batteries using energy generated by the user’s physical effort on a modified exercise bike. The system converts mechanical energy into electrical energy through a permanent magnet generator, followed by a two-stage electronic conversion process. The first stage is a three-phase rectifier that converts the generator’s AC voltage into DC, creating an intermediate DC bus. The second stage consists of a DC-DC Buck converter, responsible for adjusting the voltage and current to optimal levels for efficient battery charging. The system is controlled by an STM32F030F4P6 microcontroller, which regulates the charging voltage and current, ensuring safety and energy efficiency. The study includes theoretical analyses, mathematical modeling, simulations, and experimental validation. The results confirm the feasibility of the proposed solution, serving both as an incentive for physical activity and as a sustainable alternative for energy storage and efficient utilization. The system specifications include a nominal output power of 100 W, a DC bus voltage range of 150 V to 200 V, and a battery bank voltage of 21 V to 27 V.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/81784
ORCID do(s) Autor(es): https://orcid.org/0000-0002-1906-1132
Currículo Lattes do(s) Autor(es): http://lattes.cnpq.br/2007339255596653
Currículo Lattes do Orientador: http://lattes.cnpq.br/7624426021594800
ORCID do Coorientador: https://orcid.org/0000-0003-3687-2794
Currículo Lattes do Coorientador: http://lattes.cnpq.br/2463345182927912
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
Aparece nas coleções:ENGENHARIA ELÉTRICA - Monografias

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