Desenvolvimento de dispositivos e circuitos de comunicações miniaturizados para aplicação em RSSF associados com o conceito da Indústria 4.0

Desenvolvimento de dispositivos e circuitos de comunicações miniaturizados para aplicação em RSSF associados com o conceito da Indústria 4.0

• Autor
• Estefanie Rayane Silva de Oliveira
• Co-autores
• Humberto Dionísio de Andrade , Idalmir de Souza Queiroz Junior , Edson Fernandes Chaves Filho
• Resumo

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  Ao longo dos séculos a sociedade sofreu profundas transformações econômicas e sociais em decorrência das revoluções industriais e suas inovações. Desde o início do século XXI até os dias atuais, vive-se uma Quarta Revolução Industrial, conhecida como Indústria 4.0, que engloba o desenvolvimento e aperfeiçoamento de novas tecnologias inteligentes e autônomas. Uma tecnologia de destaque associada diretamente a esse período, é a Internet das Coisas (Internet of Things – IoT), caracterizada pela conexão sem fio de objetos entre si, com os usuários e à internet, por meio de sensores incorporados, que possibilitam a troca de informações imediata e confiável. O avanço tecnológico atrelado a ideia de conectividade facilitada entre o mundo físico e digital, modifica continuamente os processos industriais e o modo de execução de atividades cotidianas, promovendo otimização, praticidade e produtividade. A IoT estabelece essa comunicação sem fio, coleta e controle de dados em tempo real a partir das Redes de Sensores Sem Fio (RSSF), em que a presença de antenas miniaturizadas no interior dos dispositivos, são responsáveis pela transmissão das informações, por meio da emissão de ondas eletromagnéticas que se propagam no espaço livre. Particularmente, a antena de microfita do tipo Meander Line Antenna (MLA), conhecida como antena de linha dobrada, é amplamente utilizada em dispositivos receptores e transmissores devidos suas características adaptativas à superfícies curvas ou planas e por serem pequenas, leves, simples e de baixo custo de fabricação. O modo de operação das antenas é fator importante no desempenho de um sistema de transmissão sem fio, a depender de sua aplicação final seus parâmetros podem ser modificados a fim de maximizar a sua eficiência. Desse modo, o objetivo desse trabalho foi projetar e analisar a simulação do funcionamento de uma antena de microfita do tipo meander line, para aplicação na comunicação na IoT e Indústria 4.0, que opere dentro da faixa de frequência não licenciada ISM (Industrial, Scientific and Medical) 2,4GHz, utilizada para aplicações industriais, médicas e científicas. A metodologia empregada foi baseada na implementação numérica computacional no software SCILAB para a parametrização da antena e na modelagem e simulação no software ANSYS HFSS 2019 por meio do método dos elementos finitos. O estudo apresentou a interpretação dos dados relacionados ao coeficiente de reflexão e diagramas 2D e 3D de radiação de campo elétrico e magnético. Observou-se que o comportamento da antena está dentro da faixa desejada, operando na frequência de ressonância de 2,45GHz, com valor adequado de ganho e largura de banda. Os resultados se mostraram satisfatórios para aplicabilidade nas tecnologias de comunicação da Indústria 4.0.

• Palavras-chave
• Indústria 4.0, IoT, Conectividade, Meander Line Antenna, Simulação.
• Área Temática
• Engenharias

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