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Tipo: TCC
Título: Projeto de um calorímetro de fluxo tipo fechado com dupla camada para medição de perdas de potência
Autor(es): Cruz, João Rodrigo Arnaud
Orientador: Correia, Wilkley Bezerra
Coorientador: Oliveira Junior, Demercil de Souza
Palavras-chave em português: Calorimetria;Perdas de potência;Eletrônica embarcada;Controle hierárquico;Controlador digital;STM32;DUT
Palavras-chave em inglês: Calorimetry;DUT;STM32;Digital Controller;Hierarchical Control;Embedded Electronics;Power Losses
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
Data do documento: 2026
Citação: CRUZ, João Rodrigo Arnaud da. Projeto de um calorímetro de fluxo tipo fechado com dupla camada para medição de perdas de potência. 2026. 145 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Elétrica) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2026.
Resumo: A medição de perdas de potência em dispositivos de eletrônica de potência representa um desafio crítico, especialmente em ambientes dominados por harmônicos e Electromagnetic Interference / Interferência Eletromagnética (EMI), que comprometem a exatidão dos métodos elétricos convencionais de entrada-saída. Para mitigar essa limitação, este trabalho propõe o desenvolvimento de um calorímetro de fluxo tipo fechado com dupla camada, que oferece uma alternativa imune a esses distúrbios ao quantificar o calor gerado pelo Device Under Test / Dispositivo Sob Teste (DUT). O sistema utiliza um Microcontrolador da Família STM32 (STM32) para a execução de uma estratégia de controle hierárquico: um controlador PI digital para a rejeição de calor externa e um controle por histerese para a circulação interna. A planta térmica foi formalmente identificada como um sistema de (First-Order Plus Dead Time / Primeira Ordem com Tempo Morto (FOPDT)), permitindo a sintonização precisa dos parâmetros de controle. Os resultados experimentais, validados em baterias de testes de 25 W e 45 W, demonstraram uma estabilidade térmica de ±0,1 °C no gap e uma acurácia global superior a 90% no pior cenário de carga. O projeto consolidou uma ferramenta de baixo custo para caracterização de perdas, integrando técnicas de sobreamostragem (oversampling) e filtragem digital para mitigar o ruído de instrumentação.
Abstract: The measurement of power losses in power electronic devices represents a critical challenge, particularly in environments dominated by harmonics and electromagnetic interference (EMI), which compromise the accuracy of conventional electrical input-output methods. To mitigate this limitation, this work proposes the development of a double-jacketed, closed-flow calorimeter, which offers an alternative immune to such disturbances by quantifying the heat generated by the DUT. The system utilizes an STM32 to execute a hierarchical control strategy: a digital PI controller for external heat rejection and a hysteresis control for internal circulation. The thermal plant was formally identified as a First-Order Plus Dead Time (FOPDT) system, allowing for precise tuning of control parameters. Experimental results, validated across test batches of 25 W and 45 W, demonstrated a thermal stability of ±0.1 °C in the gap and an overall accuracy exceeding 90% in the worst-case load scenario. The project consolidated a low-cost tool for loss characterization, integrating oversampling techniques and digital filtering to mitigate instrumentation noise.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/84858
ORCID do(s) Autor(es): https://orcid.org/0009-0004-8515-390X
Currículo Lattes do(s) Autor(es): http://lattes.cnpq.br/3525651442041769
Currículo Lattes do Orientador: http://lattes.cnpq.br/3485468084858036
ORCID do Coorientador: https://orcid.org/0000-0002-9333-5517
Currículo Lattes do Coorientador: http://lattes.cnpq.br/8797685933461323
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
Aparece nas coleções:ENGENHARIA ELÉTRICA - Monografias

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