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Type: TCC
Title: Carregador de baterias usando energia de um sistema bio-eletromecânico
Authors: Rêgo, Vinícius Vasconcelos do
Advisor: Bascopé, René Pastor Torrico
Co-advisor: Honório, Dalton de Araújo
Keywords in Brazilian Portuguese : Sistema Bioeletromecânico;Baterias VRLA Estacionárias;Conversor CC-CC Buck;Carregador de Baterias
Keywords in English : Bioelectromechanical System;Battery Charger;Stationary VRLA Batteries;DC-DC Buck Converter
Knowledge Areas - CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
Issue Date: 2025
Citation: 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.
Abstract in Brazilian Portuguese: 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
Author's ORCID: https://orcid.org/0000-0002-1906-1132
Author's Lattes: http://lattes.cnpq.br/2007339255596653
Advisor's Lattes: http://lattes.cnpq.br/7624426021594800
Co-advisor's ORCID: https://orcid.org/0000-0003-3687-2794
Co-advisor's Lattes: http://lattes.cnpq.br/2463345182927912
Access Rights: Acesso Aberto
Appears in Collections:ENGENHARIA ELÉTRICA - Monografias

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