Navegando por Autor "Coelho, Andre Luiz de Freitas"
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Item Comportamento dinâmico do sistema fruto- pedúnculo-ramo do cafeeiro submetido à vibrações mecânicas(Universidade Federal de Viçosa, 2014-02-24) Coelho, Andre Luiz de Freitas; Queiroz, Daniel Marçal de; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4783625P5; Pinto, Francisco de Assis de Carvalho; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4784515P9; Santos, Fábio Lúcio; http://lattes.cnpq.br/9958949069384359; http://lattes.cnpq.br/3816692895237070; Resende, Ricardo Capúcio de; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4727053A4A colheita manual do café é considerada uma atividade complexa e onerosa, devido a fatores como altura das plantas, inclinação dos terrenos, condições climáticas, necessidade da colheita no período correto, além do elevado custo de produção com mão de obra. A mecanização surge, então, como uma solução pelo aumento da capacidade operacional do processo e redução dos esforços físicos para a colheita. O desenvolvimento de máquinas de colheita eficientes exige conhecimento acerca do comportamento dinâmico da planta, visando à maior eficiência de derriça, além de menor quebra de galhos e queda de folhas. Objetivou-se neste trabalho analisar o comportamento dinâmico do sistema fruto-pedúnculo- ramo do cafeeiro submetido a vibrações mecânicas. O trabalho foi desenvolvimento empregando amostras de café arábica, variedade Catuaí Vermelho, coletados em uma Área Experimental da Universidade Federal de Viçosa, em Viçosa/MG, no período maio a julho/2013. O trabalho foi dividido por cinco artigos. No primeiro artigo, foram determinados experimentalmente a massa, o volume, a massa específica, o módulo de elasticidade, o coeficiente de Poisson e a razão de amortecimento dos constituintes do sistema fruto-pedúnculo-ramo. Os módulos de elasticidade dos frutos e dos pedúnculos no estádio de maturação verde foram superiores aos valores para o estádio de maturação cereja. Foram obtidos valores de razão de amortecimento para o pedúnculo e ramo menores que o unitário, caracterizando-os como um sistema subamortecido. No segundo, foi desenvolvida uma metodologia para determinação do módulo de elasticidade do fruto e do pedúnculo pela comparação entre as frequências naturais obtidas pelo método de elementos finitos e as frequências naturais obtidas experimentalmente. Os valores médios para os módulos de elasticidades foram de 15,74; 23,90 e 4645,90 MPa para o pedúnculo nos estágios de maturação verde, cereja e para o ramo, respectivamente. No terceiro artigo, foram determinados as frequências naturais e os modos de vibração dos sistemas fruto-pedúnculo, ramo e fruto-pedúnculo-ramo, empregando o método de elementos finitos estocástico, em que a massa específica e o módulo de elasticidade dos frutos pedúnculos e ramos foram tratados como valores aleatórios. As frequências naturais foram reduzidas na medida em que evoluiu o estádio de maturação ou na medida em que aumentou a massa total do sistema. Para o quarto e o quinto modos de vibração, foram constatadas maiores deformações nos pedúnculos. No quarto artigo, foram determinadas as tensões nos sistemas fruto-pedúnculo, ramo e fruto-pedúnculo-ramo, quando submetidos à vibração mecânica com frequência referente à frequência natural, deslocamento pico a pico de 10 mm e tempo de excitação de 10 s. As tensões de von Mises foram superiores para sistemas no estádio de maturação verde e nas regiões de engaste do pedúnculo ao ramo e no engaste do ramo ao tronco devidas às maiores frequências de vibrações aplicadas neste estádio de maturação e aos maiores momentos fletores nestas regiões, respectivamente. E no quinto artigo, foi feito um ensaio de eficiência de derriça, em que amostras com um cacho de frutos foram submetidas a vibrações mecânicas em diferentes frequências (16,4; 20,3; 24; 25,6; 30,0 e 33,0 Hz), deslocamento pico-a-pico (5,0; 7,0 e 9,0 mm) e tempos de vibração (10,0 e 20,0 s). Para as amplitudes estudadas, houve tendência de a eficiência de derriça dos frutos cereja ser superior à dos frutos verdes. A eficiência de derriça aumentou na medida em que foram aumentadas a frequência e a amplitude de vibração.Item Desenvolvimento de um sistema de aplicação à taxa variada para produção em pequena escala(Universidade Federal de Viçosa, 2020-11-23) Coelho, Andre Luiz de Freitas; Queiroz, Daniel Marçal de; http://lattes.cnpq.br/3816692895237070A agricultura de precisão é uma estratégia de manejo das lavouras comumente adotada na agricultura moderna. A sua adoção tem sido impulsionada pela necessidade de otimização do sistema produtivo, buscando a máxima lucratividade para o agricultor. Para a aplicação de insumos são utilizadas máquinas que possuem controladores para aplicação à taxa variada. Esses controladores permitem que a máquina agrícola altere, automaticamente, a taxa de aplicação à medida que se desloca no talhão. Nas máquinas de aplicação à taxa variada com base em mapa, a determinação da quantidade de insumos requer a aquisição de dados do sistema solo-planta, que são analisados e utilizados para gerar os mapas de aplicação. Logo, é importante garantir a confiabilidade e precisão dos dados adquiridos, permitindo que estes possam ser usados nas tomadas de decisões. Máquinas com controladores para aplicação à taxa variada e sistemas de monitoramento estão disponíveis no mercado nacional e internacional. Contudo, o custo de aquisição tem sido uma barreira para a adoção da agricultura de precisão por agricultores de pequena escala. Assim, o presente trabalho teve como objetivo desenvolver sistemas de baixo custo, contribuindo para que os agricultores de pequena escala possam utilizar a agricultura de precisão. Para se desenvolver um sistema de baixo custo, compatível com a agricultura de pequena escala, componentes de código aberto, como o computador de placa única Beaglebone Black, o módulo GNSS (Sistema Global de Navegação por Satélite) u-blox NEO6M e o módulo GSM (Sistema Global para Comunicações Móveis) SIM800L foram utilizados no presente trabalho. Programas de computador, linguagens de programação e ferramentas de código aberto, como QGIS, Python e PyQt, foram utilizados, dispensado a aquisição de licenças. Um sistema embarcado de análise de dados foi desenvolvido para permitir a filtragem de dados, geração de mapa interpolado e geração de mapa de agrupamento em classes, enquanto o usuário ainda estava em campo. O estudo de caso, realizado com dados de produtividade de soja, confirmou a importância da filtragem dos dados antes da sua utilização em tomadas de decisões. Nesse estudo de caso, o sistema embarcado desenvolvido removeu 29,4% dos dados brutos. O desvio padrão do erro de interpolação reduziu de 1,25 para 0,49 Mg ha -1 , como consequência da limpeza dos dados. Foi observado que dados inconsistentes podem mascarar a variabilidade espacial, o que pode resultar em tomadas de decisões erradas. Para a semeadura à taxa variada, um controlador foi desenvolvido e instalado em uma semeadora manual de precisão. Esse controlador foi utilizado para controlar a velocidade angular do motor elétrico de acionamento do mecanismo dosador de sementes. O ensaio em campo mostrou que a semeadora equipada com o controlador desenvolvido apresentou índice de qualidade de distribuição entre 65,6 e 76,16% quando distribuiu entre 40000 e 70000 plantas ha -1 . Essa qualidade de distribuição é compatível com resultados obtidos em ensaios de outras semeadoras de taxa fixa que adotam o disco horizontal perfurado como mecanismo de distribuição de sementes. Concluiu-se que o controlador foi eficaz em controlar a velocidade angular do motor, com base na densidade de plantas prescrita no mapa, e na posição e velocidade da semeadora. No controlador desenvolvido foi incluído um módulo GSM de baixo custo. Este módulo permitiu enviar os dados da operação para um servidor de armazenamento a cada quatro segundos, possibilitando o monitoramento remoto e em tempo real da operação. A análise dos dados enviados para o servidor permitiu identificar a eficiência de campo da operação e uma falha ocorrida no mecanismo distribuidor de sementes. Palavras-chave: Computador de placa única. Sistemas embarcados. Agricultura de pequena escala. Internet das coisas.Item Detachment efficiency of fruits from coffee plants subjected to mechanical vibrations(Pesquisa Agropecuária Tropical, 2015-11) Pinto, Francisco de Assis de Carvalho; Coelho, Andre Luiz de Freitas; Santos, Fábio Lúcio; Queiroz, Daniel Marçal deThe development of efficient machines for the mechanical harvesting of coffee plants requires the use of appropriate vibrational parameters. Thus, in order to detach less unripe fruits and decrease reharvesting, branch breakage and defoliation, it is important to choose the appropriate frequency, amplitude and vibration time. This study aimed at analyzing the detachment efficiency of fruits from coffee plants according to vibrational parameters and ripening stage. Fruit bunches were sampled at the green and mature stages and subjected to vibration, using a system composed by a signal generator, an amplifier and an electromagnetic vibrating machine. Tests combined different frequencies (16.4 Hz, 20.3 Hz, 24 Hz, 25.6 Hz, 30.0 Hz and 33.0 Hz), amplitudes (5.0 mm, 7.0 mm and 9.0 mm) and vibration times (10.0 s and 20.0 s). The vibration times did not affect the detachment efficiency. There was a trend for higher detachment efficiency in mature fruits than in green fruits. The detachment efficiency increased with increasing vibration frequency and amplitude.Item An open-source spatial analysis system for embedded systems(Computers and Electronics in Agriculture, 2018-11) Coelho, Andre Luiz de Freitas; Queiroz, Daniel Marçal de; Valente, Domingos Sárvio Magalhães; Pinto, Francisco de Assis de CarvalhoSoil and plant monitoring systems are important tools for applying precision agriculture techniques. To acquire soil-plant system data, the user establishes a sampling strategy, goes to the field, collects data and finally goes to the office for data analysis. Sometimes, when the analysis is performed, the user realizes that the sampling strategy was not adequate and needs to return to the field in order to collect more data. To avoid problems with the sampling strategy, the solution is to have a system that performs the data analysis immediately after its collection, while the user is still in the field. To do that, we can use single board computers; these types of platforms have ports to communicate to sensors and good processing capabilities. Therefore, the objective of this work was to develop an embedded system to perform spatial variability data analysis in the field, right after data acquisition. The software was developed using Python 3.6; the PyQt Integrated Development Environment (Riverbank Computer Limited, Dorchester, United Kingdom) was used to design a graphical user interface. The BeagleBone Black board, running Debian version 8.6, was used to implement the software. The analysis was divided into three steps: in the first one, an outlier and inlier analysis was performed to remove unwanted data; in the second one, the semivariogram was generated, and the variable and standard deviation map was produced by performing ordinary kriging; and in the last one, a cluster analysis was performed to create management classes using a fuzzy k-means algorithm. The graphical user interface showed the variable map and the variable classes map. To test the developed software, soybean yield data that was collected in a 31.6-ha field were used. The developed software was shown to be efficient at performing the spatial variability of soybean yields. The comparison of the generated maps shows the importance of filtering the data before performing the analysis. The developed software is available at the GitHub website.