Nome do Projeto
Desenvolvimento de um sensor capacitivo para umidade de grãos e sementes
Ênfase
Pesquisa
Data inicial - Data final
01/08/2020 - 31/07/2021
Unidade de Origem
Coordenador Atual
Área CNPq
Engenharias
Resumo
O projeto visa o desenvolvimento de um sensor capacitivo para medição do teor de água de grãos e sementes. O sensor capacitivo será de placas paralela, onde os grãos servirão como dielétrico do capacitor. As medições das amostras no sensor serão realizadas por uma placa de aquisição de dados capacitivos e de um medidor LCR. Logo após, as amostras serão mensuradas pelo método padrão da estuda a 105º por 24 horas. Para validação do sensor será utilizado lotes de grãos de soja com diferentes níveis de teor de água e os resultados serão submetidos a análise estatística pela análise de variância e diferenciados pelo teste de média de Tukey a significância de 5% e uma análise de regressão para verificar o ajuste dos dados.
Objetivo Geral
O objetivo do trabalho é desenvolver um sensor capacitivo para medição do teor de água de grãos e sementes.
Específicos:
• Desenvolver um sensor capacitivo de placas paralelas
• Verificar a relação entre permissividade dielétrica com teor de água dos grãos de soja
• Validação do sensor através da experimentação
Específicos:
• Desenvolver um sensor capacitivo de placas paralelas
• Verificar a relação entre permissividade dielétrica com teor de água dos grãos de soja
• Validação do sensor através da experimentação
Justificativa
Este projeto de justifica devido a dificuldade da medição do teor de água de grãos e sementes por métodos indiretos, rápidos e precisos. Esses métodos auxiliam na tomada de decisão e possibilitam a automação de sistema de secagem e armazenamento de grãos e sementes.
Metodologia
Os grãos de soja a serem utilizados no experimento serão colhidos na safra 2020. Os grãos, que estarão em umidade inicial de armazenamento, serão homogeneizados, em homogeneizador de amostras e após, o lote será dividido em três subamostras de 2kg.
As amostras de soja utilizadas serão divididas em 3 subamostras. A primeira subamostra será utilizada para a medição do teor de água pelo método da estuda a 105º por 24 horas, segundo BRASIL (2009). Este valor será utilizado como o teor de água de referência. A partir da referência, a segunda subamostra será submetida à secagem, em secador de amostras para reduzir o teor de água e gerar amostras com diferentes teores de água, menores que o valor de referência, gerando 3 níveos de umidade. A terceira subamostra será condicionada em uma estufa a 35ºC e elevado umidade relativa do ar, para que os grãos absorvam água até valores superiores ao teor de água inicial e possibilitem a obtenção de mais 3 amostras com teores superiores ao teor do grupo de referência. Os tempos de secagem e umedecimento das amostras serão determinado através de pré-testes, onde as amostras serão pesadas e submetidas a secagem e umedecimento, sendo retiradas em intervalos de 1h para pesar novamente e determinar o quanto de água foi perdido ou absorvido, obtendo assim o tempo necessário para gerar diferentes níveis de teor água dos grãos e sementes.
Será desenvolvido um sensor de placas paralelas de alumínio para reduzir o problema de deformação das placas, evitando variações de capacitância devido a isso. As dimensões do sensor e o tamanho das amostras a serem mensuradas serão calculadas de acordo com a escala de capacitância utilizada na placa de aquisição de dados capacitivo e do medidor LCR.
Para validar o sensor será realizado um experimento usando uma amostra com o teor de água de referência, 3 amostras com níveis de teor de água inferiores e outras três amostras com níveis superiores a referência. Cada tratamento contará com 5 repetições. A capacitância das amostras será medida utilizando sensor de placas paralelas com a placa de aquisição de dados Capacitivos (EVAL-AD7746EBZ) e com o medidor LCR (resistência, capacitância e indutância). Posteriormente, as amostras serão pesadas e submetidas a determinação de umidade, através do método de referência (estufa a 105ºC por 24h). Para análise estatística será realizada uma análise de variância ANOVA e as médias serão comparadas pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade. Também será realizada uma análise de regressão para verificar o ajuste dos dados a um modelo matemático, utilizando o software estatístico R.
As amostras de soja utilizadas serão divididas em 3 subamostras. A primeira subamostra será utilizada para a medição do teor de água pelo método da estuda a 105º por 24 horas, segundo BRASIL (2009). Este valor será utilizado como o teor de água de referência. A partir da referência, a segunda subamostra será submetida à secagem, em secador de amostras para reduzir o teor de água e gerar amostras com diferentes teores de água, menores que o valor de referência, gerando 3 níveos de umidade. A terceira subamostra será condicionada em uma estufa a 35ºC e elevado umidade relativa do ar, para que os grãos absorvam água até valores superiores ao teor de água inicial e possibilitem a obtenção de mais 3 amostras com teores superiores ao teor do grupo de referência. Os tempos de secagem e umedecimento das amostras serão determinado através de pré-testes, onde as amostras serão pesadas e submetidas a secagem e umedecimento, sendo retiradas em intervalos de 1h para pesar novamente e determinar o quanto de água foi perdido ou absorvido, obtendo assim o tempo necessário para gerar diferentes níveis de teor água dos grãos e sementes.
Será desenvolvido um sensor de placas paralelas de alumínio para reduzir o problema de deformação das placas, evitando variações de capacitância devido a isso. As dimensões do sensor e o tamanho das amostras a serem mensuradas serão calculadas de acordo com a escala de capacitância utilizada na placa de aquisição de dados capacitivo e do medidor LCR.
Para validar o sensor será realizado um experimento usando uma amostra com o teor de água de referência, 3 amostras com níveis de teor de água inferiores e outras três amostras com níveis superiores a referência. Cada tratamento contará com 5 repetições. A capacitância das amostras será medida utilizando sensor de placas paralelas com a placa de aquisição de dados Capacitivos (EVAL-AD7746EBZ) e com o medidor LCR (resistência, capacitância e indutância). Posteriormente, as amostras serão pesadas e submetidas a determinação de umidade, através do método de referência (estufa a 105ºC por 24h). Para análise estatística será realizada uma análise de variância ANOVA e as médias serão comparadas pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade. Também será realizada uma análise de regressão para verificar o ajuste dos dados a um modelo matemático, utilizando o software estatístico R.
Indicadores, Metas e Resultados
O desenvolvimento do trabalho irá mostrar as relações entre o teor de água e a permissividade dielétrica dos grãos de soja. Através da metodologia utilizada poderão ser observadas a precisão, a exatidão e a faixa de operação do sensor.
Através deste estudo espera-se desenvolver e validar um sensor de teor de água a ser aplicado para grãos e sementes que poderá ser utilizado em sistemas de automação para secagem e aeração de grãos e sementes, minimizando assim as perdas dos produtos armazenados.
Através deste estudo espera-se desenvolver e validar um sensor de teor de água a ser aplicado para grãos e sementes que poderá ser utilizado em sistemas de automação para secagem e aeração de grãos e sementes, minimizando assim as perdas dos produtos armazenados.
Equipe do Projeto
Nome | CH Semanal | Data inicial | Data final |
---|---|---|---|
ADAMO DE SOUSA ARAÚJO | 2 | ||
FRANCIELE KROESSIN | |||
GIZELE INGRID GADOTTI | 1 | ||
ISABELLA BRANDÃO MOREIRA | |||
MARIA LAURA GOMES SILVA DA LUZ | 1 | ||
MAURIZIO SILVEIRA QUADRO | 1 | ||
PEDRO RODRIGUES BRISOLARA DA CUNHA | |||
RICARDO SCHERER POHNDORF | 1 | ||
Rafael Junqueira Moro |