Anemômetro ultrassônico unidimensional utilizando sensores de baixo custo e filtro estimador de Kalman: construção e avaliação de protótipo em mini túnel de vento
Tiago Guido Piai1; Karina Bernardin Rosa1; Francisco Granziera Jr1
1 Universidade Estadual de Londrina
Baixar PDF doi:10.20906/CPS/CBA2018-0943
Resumo
O conhecimento da velocidade do vento com alta precisão é de grande importância para aplicações que estão diretamente ligadas ao meio ambiente. Uma das formas de se obter tal velocidade é através de um anemômetro ultrassônico. O trabalho em questão traz uma alternativa de baixo custo e fácil acesso para medição da velocidade do vento utilizando sensores comumente vistos em kits educacionais de robótica. Os sensores utilizados e as ondas ultrassônicas são afetadas por ruídos contidos no ambiente, como temperatura e umidade por exemplo. A aplicação do Filtro de Kalman Estendido (EKF) é capaz de reduzir tais ruídos, tornando tal medida mais palpável. Para tanto, é empregado o modelo de um anemômetro ultrassônico unidimensional com detecção por limiar de amplitude com o intuito de gerar dados simulados e implementar o EKF. Após a validação simulada do filtro, foi realizada uma abordagem prática coletando dados reais em um túnel de vento e aplicando o EKF. Os resultados obtidos demonstraram um ótimo comportamento do EKF e, por conseguinte, uma considerável melhora na precisão das medidas de velocidade do vento tanto para os dados simulados quanto para os dados reais.
Palavras-chave: Anemômetro Ultrassônico; Tempo de Trânsito; Filtro de Kalman Estendido; Túnel de Vento