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- MQTT-based data communication for embedded applicationsPublication . Cardoso, Álvaro Carvalho Cohen Lopes; Viana, Paula Maria Marques Moura GomesThe rise of the Internet of Things (IoT) brings an increase in the number of devices that are connected to the internet, which results in a greater need for efficient, reliable, and fast communication protocols. This thesis explores the development and implementation of an MQTT-based communication system for embedded applications. It embraces a clear challenge: an embedded system that currently only prints messages to a serial line and does not have network transmission capabilities. By implementing MQTT, this system can communicate with other devices, which has a big impact on the workflow, as new and easier ways of debugging possible errors, understanding the state of the system, and even publishing information to the system are unlocked. This firmware was developed in a FreeRTOS environment. In a structured way, this project began by testing the chosen hardware, with the goal of understanding its ability to perform the intended tasks. This was achieved by building a small Proof of Concept (PoC) that sends simple MQTT messages through the network. Several software validation strategies were implemented to ensure a robust code. Custom MQTT brokers were also developed in efforts to achieve optimal performance and good compatibility with the embedded environment. The results gathered from analyzing the message transmission times, demonstrate that balancing speed, consistency, and network congestion is a crucial step toward having a more robust and efficient system.
- Projeto e implementação de um veículo com propulsão por vela rígidaPublication . Dias, Carlos Miguel Fernandes; Justo, Jorge Manuel Costa da FonsecaUm veículo autónomo com propulsão por vela rígida mostra-se como um substituto fiável à utilização dos combustíveis fósseis, sendo uma forma mais sustentável de alimentar os veículos autónomos e contribuindo para o desenvolvimento de um planeta saudável. Neste trabalho consta uma revisão bibliográfica sobre os temas necessários para o desenvolvimento de um veículo autónomo com propulsão por vela rígida. Inicialmente foi definido o chassis, ou por vezes também denominado quadro, como um elemento cujas principais funções são suportar os diferentes componentes mecânicos e garantir a segurança dos seus ocupantes. Detalhou-se a evolução do chassis, nomeadamente nos diferentes tipos de chassis existentes. Verificaram-se quais as principais considerações a ter no projeto de um chassis, bem como os diferentes testes existentes para a sua análise estrutural e ainda quais os principais requisitos para um sistema de direção adequado. De seguida, realizou-se um estudo sobre o tema navegação à vela, no qual se percebeu qual o contributo do vento para um planeta saudável. Distinguiram-se as velas tradicionais das velas rígidas que, devido à elevada relação sustentação-arrasto (lift-drag) se tornam mais eficientes. Apresentou-se o conceito Land Sailing, bem como a sua evolução e algumas das diferentes soluções de veículos com propulsão por vela já existentes. Posteriormente, estudou-se o tema dos perfis alares, destacando-se a análise sobre as forças de arrasto e de sustentação e a sua importância para a propulsão de um veículo movido pelo vento. Detalharam-se alguns dos pormenores dimensionais dos perfis alares, cujos principais objetivos são a diminuição da força de arrasto e o aumento da força de sustentação. Realizou-se o projeto do veículo iniciando pelo estudo do perfil alar a utilizar e pela análise dos esforços transmitidos à vela e ao mastro. Seguiu-se o projeto da vela rígida e da cauda, do chassi e restantes elementos, tais como, constituintes do eixo frontal e traseiro, e todos os elementos de ligação entre estes. Iniciou-se pela modelação, processo iterativo que consistiu numa primeira proposta e sucessivas melhorias até à obtenção da versão final. Por fim, elaboraram-se todos os desenhos de fabrico necessários à sua construção.
- Simulação computacional da cimentoplastia na evolução de metástasesPublication . Pires, Catarina Gil Ribeiro de Sá; Marques, Maria ArcelinaAs metástases ósseas resultam da disseminação de células cancerígenas do tumor primário para os ossos. A incidência de metástases ósseas tem aumentado devido à maior longevidade dos pacientes com tumores primários, resultante dos avanços nos tratamentos oncológicos. Em pacientes com múltiplas metástases ósseas, os tratamentos apresentam um carácter paliativo, com o objetivo de melhorar a sua qualidade de vida, através do alívio da dor. As metástases ósseas estão fortemente associadas a fraturas patológicas, nomeadamente no fémur. Nestes casos recorre-se cada vez mais a tratamentos minimamente invasivos, como a cimentoplastia percutânea e a fixação interna com hastes intramedulares. A presente tese baseou-se no estudo destas duas terapêuticas, através do desenvolvimento de modelos computacionais no programa ANSYS® (versão académica). A realização de análises térmicas e termomecânicas permitiu avaliar o efeito do calor resultante da polimerização de diferentes tipos de cimento ósseo, bem como avaliar os benefícios da combinação com a fixação interna por hastes intramedulares de materiais distintos. Os resultados destacaram as vantagens da combinação das duas técnicas, em detrimento da cimentoplastia de forma isolada. Além disso, o uso do CMW 3, com haste intramedular de qualquer um dos materiais demonstrou ser a combinação que permite uma melhoria funcional mais significativa.
- Aplicação de improvisação nas aulas de instrumento - estudo de caso da classe de guitarra do 3º ciclo e secundário do Conservatório de Música do PortoPublication . Meireles, Frederico José Salgado Rodrigues; Caldeira, Artur Carlos Azevedo de Saraiva; Salvi, Angélica; Cerqueira, Ricardo; Cassola, TiagoO presente Relatório de Estágio foi elaborado no âmbito da Unidade Curricular de Prática de Ensino Supervisionada do Mestrado em Ensino da Música da Escola Superior de Música e Artes do Espetáculo (ESMAE) e está organizado em três capítulos. No Capítulo I, é feita uma contextualização e caracterização do Conservatório de Música do Porto, incluindo sua a estrutura organizacional, recursos físicos e a comunidade educativa, além de uma descrição detalhada do ensino da guitarra clássica na instituição. No Capítulo II, é descrita a minha Prática de Ensino Supervisionada, através de cronogramas de aulas, perfis de alunos, relatórios de observação, assim como planificações das aulas supervisionadas. São ainda incluídos os pareceres dos professores cooperantes e supervisor, antes da apresentação de uma reflexão final. O Capítulo III apresenta o meu Projeto de Investigação, que explora a integração da improvisação nas aulas de guitarra clássica do Conservatório, incluindo uma revisão bibliográfica, apresentação da metodologia de estudo, análise de dados de questionários aplicados a professores e alunos, apresentação e discussão dos resultados, e conclusão. Os resultados indicam que a grande maioria dos docentes não integra a improvisação nas suas aulas de instrumento, apesar de reconhecerem os benefícios identificados na literatura, apontando para a falta de formação nesta área como uma das principais barreiras para tal. Já os alunos expressaram interesse em incluir a improvisação nas suas aulas, reconhecendo a importância desta prática para o seu desenvolvimento musical.
- Células solares sensibilizadas por corantes transparentesPublication . Gomes, Juliana Patrícia da Silva; Silva, Luís Manuel Sousa daEsta dissertação teve como objetivo o desenvolvimento de células solares sensibilizadas por corantes (DSSCs) transparentes com uma maior eficiência, incorporando novos materiais e aplicando técnicas alternativas de deposição. A produção das DSSCs envolveu diversas etapas como a preparação das formulações constituintes do fotoânodo e sua posterior deposição, preparação dos cátodos e montagem das células. Prepararam-se formulações de apenas óxido semicondutor, de óxido semicondutor e nanopartículas de ouro sintetizadas pelo método “in situ” e de óxido semicondutor e nanopartículas de ouro sintetizadas pelo método de Martin com quantidades de AuNPs diferentes, sendo estas 23,9% e 47,6% (m/m). Todas as formulações foram depositadas no fotoânodo recorrendo à técnica de doctor blade. De forma a evitar a recombinação eletrónica e consequentemente aumentar a sua eficiência, aplicou-se um tratamento superficial nos fotoânodos de apenas óxido semicondutor e nos de óxido semicondutor com 47,6% de nanopartículas de ouro. No que diz respeito aos cátodos, estes foram preparados através da deposição de uma solução de ácido cloroplatínico hexahidratado por spin coating, e aplicação de um tratamento térmico com a finalidade de formar nanopartículas de platina. De forma a atingir o principal objetivo da dissertação, células solares transparentes, realizou-se a deposição do óxido semicondutor recorrendo à técnica de sputtering que permitiu obter um fotoânodo mais transparente. Os parâmetros de desempenho fotovoltaico das células solares foram analisados recorrendo a um simulador solar por voltametria de varrimento linear. Posteriormente, realizou-se o tratamento estatístico dos resultados obtidos recorrendo à análise ANOVA. Através dos resultados obtidos foi possível concluir que a incorporação de nanopartículas de ouro não teve o impacto esperado, não aumentando a eficiência da célula solar. Por outro lado, o tratamento superficial contribuiu para o aumento da eficiência. Quando utilizada a técnica de sputtering as eficiências obtidas foram menores comparativamente às obtidas pela técnica de doctor blade.