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Título: Implementação e análise de um circuito para aquisição de medidas relacionadas a vibrações em veículos, com localização geográfica sincronizada
Autor(es): Costa, Wellington Júnio Rodrigues da
Orientador(es): Mendes, Cristiano Jacques Miosso Rodrigues
Coorientador(es): Silva, Rita de Cássia
Assunto: Vibração
Monitoramento de localização
Data de apresentação: 2015
Data de publicação: 19-Ago-2016
Referência: RODRIGUES, Wellington Júnio. Implementação e análise de um circuito para aquisição de medidas relacionadas a vibrações em veículos, com localização geográfica sincronizada. 2015. 76 f., il. Monografia (Bacharelado em Engenharia Eletrônica)—Universidade de Brasília, Brasília, 2015.
Resumo: Longas exposições as vibrações de corpo inteiro provocadas por veículos em movimento podem ser bastante prejudiciais à saúde dos profissionais expostos a esse tipo específico de vibração. Por exemplo, os motoristas de ônibus estão submetidos à vibração de corpo inteiro de forma contínua durante todo o expediente de trabalho. Essa exposição pode ocasionar diversos problemas, desde distúrbios no sistema nervoso até danos à região da lombar. Nesse sentido, equipamentos que analisam a exposição à vibração de corpo inteiro são importantes, e alguns equipamentos comerciais são já disponíveis. Entretanto, os equipamentos observados apresentam algumas limitações, como baixa taxa de amostragem, ausência de sensores de localização e ausência de um display instrutivo. Diante do exposto, a proposta do presente trabalho é o desenvolvimento de um equipamento que auxilie no controle dessa exposição da vibração de corpo inteiro, e que calcule a dose de vibração segundo normas vigentes, permitindo a visualização da dose a que o trabalhador está sendo submetido. Além disso, o sistema apresentará alertas quando os níveis estabelecidos pelas normas forem ultrapassados e com a respectiva indicação dos valores das posições geográficas, que indicarão as localizações associadas aos maiores valores de doses de vibração. A metodologia para a criação desse equipamento seguiu alguns passos básicos que possibilitaram um maior controle no desenvolvimento. Em uma primeira etapa foram levantados os instrumentos que seriam utilizados para todo o desenvolvimento, que consistiu na busca de acelerômetros, microcontroladores adequados e sensores de localização disponíveis no mercado. Posteriormente, foi feito o desenvolvimento do circuito e do software utilizado para a aquisição dos sinais. A parte de desenvolvimento do circuito consistiu no acoplamento dos elementos básicos do projeto, acelerômetro, GPS e os microcontroladores, onde foi utilizado uma comunicação serial entre Arduino Mega e Raspberry PI B para gerar doses geolocalizadas, e posteriormente foi desenvolvido o software para a aquisição dos sinais de vibração com os respectivos sinais de localização. Já o software desenvolvido consiste de alguns módulos básicos, módulo para a aquisição do sinal proveniente do acelerômetro, módulo para aquisição dos sinais de localização, módulo com instruções para gravar em cartão SD todos os sinais coletados e outros blocos menores que estão diretamente relacionados com cálculo dos valores de doses. O próximo passo consistiu em vários testes para verificar o funcionamento do circuito e do software desenvolvido. Foram realizados diversos experimentos simulando condições reais de uso do equipamento. Foi escolhida uma rota específica para testar o circuito proposto para verificar os resultados obtidos em diferentes condições de vibração. Após realizado os experimentos foi possível observar que de fato o valor da dose altera de acordo com a região em que está sendo analisada, e que os valores de localização auxiliam no mapeamento das doses nos trajetos onde foi efetuado os testes. Após a realização dos testes e dos resultados obtidos fica evidente que o sistema possui aplicações interessantes, tal como o monitoramento das doses a que um motorista de veículo de transporte de passageiros está sendo submetido, mapeamento dos valores das doses durante viagens a fim de encontrar as rotas menos prejudicais a saúde do condutor e também pode ser aplicado como equipamento preventivo para avaliar os valores de doses que máquinas transmitem para o trabalhador durante seu funcionamento.
Abstract: Long exposures to whole-body vibration caused by moving vehicles can be quite harmful to the health of workers exposed to this specific type of vibration. For example, the bus drivers are subjected to whole-body vibration continuously through the working hours. This situation can cause many problems, ranging from disorders in the nervous system to damage to the lower back. In this regard, equipment that analyze the exposure to whole-body vibration are important, and some commercial equipment are already available. However, the observed equipment show some limitations such as low sampling rate, the absence of location sensors and absence of an instructional display. Given the above, the purpose of this work is to develop a device that aids in the control of this exposure of whole-body vibration, and calculate the vibration dose on current rules, allowing the dose display to which the employee have been submitted. Furthermore, the system will display alerts when the levels established by the current rules were exceeded and the corresponding indication of the geographical position values, which indicate the locations associated with higher doses of vibration values. The methodology for the creation of this equipment followed a few basic steps that enabled greater control development. In the first stage, the instruments that would be used for all development were raised, which consisted in the search for accelerometers, microcontrollers and suitable location sensors on the market. Posteriorly, it was made the development of the circuit and the software used for acquisition of signs. The development part of the circuit consisted of the coupling of project basic elements, an accelerometer, a GPS and the microcontrollers, which it was used serial communication between Arduino Mega and Raspberry PI B to generate geolocated doses, and later it was developed the software for an acquisition of vibration signals with respective location signal. The software developed consists of some basic modules, a module for the acquisition from the accelerometer signal, a module for acquisition of locational signals, a module with instructions for recording on SD card all the collected signals e other blocks that are directly related to the calculation of the dose values. The next step consisted of several tests to verify the operation of the circuit and software developed. Several experiments simulating real conditions of use of the equipment were performed. A particular route was chosen to test the proposed circuit to verify the results obtained in different vibration conditions. After performing the experiments, it was observed that in fact the value of dose changes according to the region being analyzed, and that the location of values help in mapping the doses on the paths where the tests were performed. After the tests and the results obtained it is evident that the system has interesting applications, such as monitoring of doses that a passenger vehicle driver is being subjected, mapping of dose values during travel in order to find the routes less harmful to health of the driver and can also be applied as a preventive device for evaluating the values of doses machines transmit the worker during operation.
Informações adicionais: Monografia (graduação)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama, Curso de Engenharia Eletrônica, 2015.
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