Sensores, Atuadores e Controlo

Código:

MEB0031

Sigla:

SAC

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Ciências de Engenharia

Ocorrência: 2022/2023 - 1S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Secção de Automação, Instrumentação e Controlo
Curso/CE Responsável:	Mestrado em Engenharia Biomédica

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
MEB	11	Plano de estudos oficial	1	-	6	52	162
			2

Língua de trabalho

Português e inglês

Objetivos

Esta unidade curricular pretende ampliar os conhecimentos dos estudantes na área de automação, focando-se nas suas componentes principais: elementos de entrada de informação (sensores), processamento de informação (microcontroladores), elementos de saída (atuadores pneumáticos, e motores elétricos), estratégias de controlo (on/off, PID), bem assim como software de aquisição de dados. Esta unidade curricular será suportada por uma forte componente laboratorial, permitindo aos estudantes o contato direto com os componentes e a implementação/teste de sistemas.

Resultados de aprendizagem e competências

Competências técnicas específicas

• Capacidade de selecionar os componentes básicos de automação
• Capacidade de sintonizar um controlador de processo
• Compreender as principais filosofias de controlo de processos
• Compreender o comportamento dinâmico de processos industriais
• Capacidade de reconhecimento da simbologia e terminologia associada à automação

Competências Computacionais

• Programação de sistemas de controlo e aquisição de dados
• Programação de microcontroladores

Competências Experimentais

• Capacidade de identificar e caracterizar os sensores mais comuns
• Capacidade de conhecer os elementos de pneumática
• Capacidade de montagem de circuitos elétricos, eletrónicos, pneumáticos e electropneumáticos, motores

Outras competências a desenvolver pelo estudante

• Capacidade de trabalho em equipa
• Capacidade de comunicação escrita, oral e multimédia

Modo de trabalho

Presencial

Pré-requisitos (conhecimentos prévios) e co-requisitos (conhecimentos simultâneos)

 Conhecimentos básicos de programação e de eletrónica.

Programa

Sensores
    Princípio de funcionamento dos sensores mais comuns
    Vocabulário metrológico

Microcontroladores
    Introdução aos microcontroladores e à sua programação
    Comunicação série com periféricos
    Aquisição de dados e controlo com o Arduino
    Instrumentação virtual

Introdução aos Atuadores
    Produção, reserva e distribuição de ar comprimido
    Válvulas e atuadores pneumáticos
    Circuitos pneumáticos
    Motores elétricos

Introdução ao Controlo Automático
    Controlo On/Off e por retroação
    Implementação digital de algoritmos PID
    Comportamento dinâmico de um sistema em anel fechado
    Análise de estabilidade, sintonização de controladores

Bibliografia Obrigatória

Maria Teresa Restivo... [et al.]; Laboratórios de instrumentação para medição. ISBN: 978-972-8025-67-0
Hughes, J. M.; Arduino a technical reference - A handbook for technicians, engineers, and makers, O'REILLY, 2016. ISBN: 978-1-491-92176-0
Bolton, W.; Mechatronics: electronic control systems in mechanical and electrical engineering, PEARSON, 2015. ISBN: 978-1-292-07668-3

Observações Bibliográficas

Tratando-se de uma UC introdutória, as matérias versadas são em geral referidas em qualquer livro da área especifica.

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

O método de ensino é baseado na análise sistemática de casos envolvendo equipamentos, conceitos, técnicas, e a sua implementação experimental. A aprendizagem será apoiada por leituras orientadas, pesquisa bibliográfica e trabalhos laboratoriais de grupo. A UC organiza-se em dois tipos de aulas: aulas de exposição teórica, complementadas pela realização de trabalhos laboratoriais envolvendo sensores, controladores, componentes pneumáticos e software de aquisição de dados.

Software

LabVIEW
PneuSim
Arduino IDE

Palavras Chave

Ciências Físicas > Ciência de computadores > Informática > Informática aplicada
Ciências Tecnológicas > Tecnologia > Tecnologia da instrumentação > Sensores
Ciências Tecnológicas > Engenharia > Engenharia de controlo > Automação

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Teste	70,00
Trabalho prático ou de projeto	30,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Elaboração de projeto	50,00
Estudo autónomo	40,00
Frequência das aulas	52,00
Trabalho escrito	20,00
Total:	162,00

Obtenção de frequência

Não exceder o limite máximo de 3 faltas nas aulas laboratoriais.

Fórmula de cálculo da classificação final

A avaliação do desempenho será baseada num teste (T), e no trabalho prático (TP).
A classificação final (CF) será calculada da seguinte forma:
CF = 0,70*T+0,30*TP

Melhoria de classificação

Os estudantes poderão efetuar melhoria da classificação final submetendo-se a um exame escrito que substituirá a componente de avaliação T

Observações

Joaquim Gabriel, ZOOM ID: joaquim.gabriel

António Ramos, ZOOM ID: https://videoconf-colibri.zoom.us/j/86250571966?pwd=aDgvcHhqelZJNG0vK0VqSnRDdHh0Zz09