Desenvolvimento de uma plataforma de topologia flexível para estudo de redes de osciladores quadratura
| dc.contributor.advisor | Doutor Leandro Freitas de Abreu | |
| dc.contributor.author | Bittencourt, Victor Hugo Souza | |
| dc.date.accessioned | 2025-05-08T23:07:41Z | |
| dc.date.available | 2025-05-08T23:07:41Z | |
| dc.date.issued | 2025-01-20 | |
| dc.description.abstract | Este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma plataforma para ajuste automático de topologias em redes de osciladores eletrônicos, permitindo a configuração dinâmica das conexões sem necessidade de reconfiguração manual dos circuitos durante os experimentos. Para isso, foi projetado um sistema baseado em um microcontrolador STM32, responsável por controlar chaves analógicas bidirecionais, possibilitando a alteração da estrutura da rede por meio de uma interface gráfica desenvolvida em Python. A interface gráfica permite ao usuário definir a topologia desejada, enviando as configurações para o microcontrolador via comunicação serial USB, que recebe a matriz de acoplamento e traduz as conexões em sinais digitais para ativação ou desativação das chaves eletrônicas. Além disso, o sistema auxilia no ajuste de frequência dos osciladores, garantindo maior precisão na configuração dos experimentos. Foram realizados testes comparativos entre redes ajustadas manualmente e automaticamente para validar a funcionalidade e precisão da plataforma. Os resultados demonstram que o sistema é capaz de configurar corretamente as conexões entre os osciladores, preservando a integridade dos sinais e garantindo fidelidade em diferentes configurações de rede. Além disso, a medição de frequência realizada pelo software foi validada com um osciloscópio, apresentando margens de erro insignificantes, confirmando a precisão do método empregado. Como perspectivas futuras, sugere-se a implementação de um sistema integrado de medição de sinais para captura e análise direta dos dados pelo software, além da inclusão de ajustes automáticos de frequência e força de acoplamento utilizando potenciômetros digitais. A escalabilidade da plataforma também pode ser aprimorada para permitir experimentos com um número maior de osciladores, ampliando sua aplicação no estudo de redes dinâmicas acopladas. Os resultados obtidos indicam que a plataforma desenvolvida contribui significativamente para a realização de experimentos em redes de osciladores, proporcionando maior flexibilidade, precisão e automação no ajuste das configurações experimentais. | |
| dc.description.abstract1 | This work presents the development of a platform for the automatic adjustment of topologies in electronic oscillators networks, allowing dynamic configuration of connections without the need for manual circuit reconfiguration during experiments. To achieve this, a system based on an STM32 microcontroller was designed to control bidirectional analog switches, enabling network structure modifications through a graphical interface developed in Python. The graphical interface allows the user to define the desired topology, sending the configurations to the microcontroller via USB serial communication, which receives the coupling matrix and translates the connections into digital signals for activating or deactivating the electronic switches. Additionally, the system assists in adjusting the frequency of the oscillators, ensuring greater precision in experiment configuration. Comparative tests were conducted between manually and automatically adjusted networks to validate the platform's functionality and accuracy. The results demonstrate that the system can correctly configure the connections between the oscillators, preserving signal integrity and ensuring fidelity across different network configurations. Furthermore, the frequency measurement performed by the software was validated using an oscilloscope, showing negligible error margins, which confirms the accuracy of the employed method. As future perspectives, the implementation of an integrated signal measurement system is suggested, allowing direct data acquisition and analysis through the software, along with the inclusion of automatic frequency and coupling strength adjustments using digital potentiometers. The platform’s scalability can also be enhanced to enable experiments with a larger number of oscillators, expanding its application in the study of coupled dynamic networks. The obtained results indicate that the developed platform significantly contributes to the execution of experiments in oscillator networks, providing greater flexibility, precision, and automation in experimental setup adjustments. | |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/20.500.14387/2283 | |
| dc.language.iso | Português | |
| dc.publisher.campi | Betim | |
| dc.publisher.country | Brasil | |
| dc.publisher.institution | Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Minas Gerais, Campus Betim | |
| dc.publisher.program | Bacharelado em Engenharia de Controle e Automação | |
| dc.rights | Acesso aberto | |
| dc.subject.keyword | Redes de osciladores | |
| dc.subject.keyword | Microcontroladores | |
| dc.subject.keyword | Sincronização | |
| dc.subject.keyword | Ajuste automático de topologia | |
| dc.subject.keyword | Oscilador de quadratura | |
| dc.title | Desenvolvimento de uma plataforma de topologia flexível para estudo de redes de osciladores quadratura | |
| dc.type | Trabalho de Conclusão de Curso |