Sistemas instrumentados portáteis : esferas instrumentadas para sensoriamento de forças em três dimensões

Abstract

Neste trabalho foram desenvolvidos sistemas de aquisição portáteis de formato esférico, capazes de sensoriar forças de compressão e impacto ao longo dos três eixos cartesianos. Os instrumentos desenvolvidos foram utilizados em diferentes experimentos feitos em estabelecimentos de beneficiamento de frutas (packinghouses) durante o processo de pós-colheita a fim de verificar os danos mecânicos sofridos pelas mesmas. Os instrumentos são sistemas microcontrolados compostos por quarto sensores (acelerômetros, célula de carga, temperatura e umidade), memória Flash para o armazenamento dos dados, transceptor de rádio freqüência e uma porta de comunicações serial universal (USB). A coleta, apresentação e processamentos dos dados obtidos foram feitos por um software desenvolvido em ambiente C++ para o sistema operacional Windows. Fortes forças de compressão e impacto foram registradas, sugerindo a necessidade de mudanças no processo de seleção (mecânica e manual), empacotamento e transporte de frutas. Quatro protótipos diferentes foram desenvolvidos, dois com cabos e dois sem. Os dispositivos provaram ser úteis, funcionando como esperado e o seu projeto modular permite o desenvolvimento de diferentes instrumentos. Os resultados obtidos propiciaram pesquisas relativas aos danos sofridos por frutas durante o processo de pós-colheita.

In this work, spherical shape portable data acquisition systems that are capable of sensing compression and impact forces along the three Cartesian axes were developed. The developed instruments were utilized in several different experiments done in fruit packinghouses during the post harvest process in order to check the mechanical damages they suffer. They are microcontrolled systems composed by four sensors (accelerometers, load cell, temperature and humidity), Flash memory for data storage, radio frequency transceiver and a universal serial bus (USB) communication port. The download, presentation and data processing were done by developed C++ software that runs in a Windows environment. Strong compression and impact forces were recorded, suggesting a need for changes in the mechanical and manual selection, packing and transportation of fruits. Four different prototypes were developed, two corded and two wireless versions. The devices developed were proven to be useful, worked as expected and their modular design permit future developments. The results allowed for different research concerning the damages suffered by the fruits, during the post harvest process.