LSRV - Laboratório de subestimação em realidade virtual: uma plataforma de ensino para o curso de Engenharia Elétrica

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2024
Autor(a) principal: Jaguaribe, Daniel Rebouças
Orientador(a): Barroso, Giovanni Cordeiro
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/78929
Resumo: In recent decades, the electricity sector has undergone major structural and technological changes, requiring professionals with multidisciplinary training and practical experience. These factors, along with student dropout rates and the COVID-19 pandemic, have driven the updating of engineering curricula, integration between academia and industry and the adoption of new technologies in teaching and learning. In this context, the use of Virtual Reality (VR) in engineering education has grown due to its technological evolution, cost reduction and ability to create customizable and low-cost environments. This work proposes advances in the modeling, implementation, application and validation of a Substation Laboratory in Virtual Reality (LSRV) for teaching substations in electrical engineering courses at the Federal University of Ceará (UFC). Based on the 69-13.8 kV substation projects at UFC’s Professor Prisco Bezerra University Campus, the VLSI has been used for the last three years in two subjects: Generation, Transmission and Distribution and Protection of Electric Power Systems. Among the LSRV’s requirements are: free movement in the substation, verisimilitude, comparison between elements and symbols in the real single-line diagram with the VR environment and the use of simulations. To develop the LSRV, Blender and Unity software were used, with the C# programming language. Blender was used to create three-dimensional models of the objects and Unity to build the interaction scenarios and physics of the environment. To validate LSRV, tests were carried out in pilot classes to check the best teaching strategy and in final classes to confirm the effectiveness of the methodology. Quantitative and qualitative mechanisms were used to evaluate the teaching tool, showing that the proposed methodology, together with the use of VLSI, improves academic performance, as well as increasing student interest and engagement.
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spelling Jaguaribe, Daniel RebouçasSampaio, Raimundo FurtadoBarroso, Giovanni Cordeiro2024-11-19T13:57:54Z2024-11-19T13:57:54Z2024-07-18JAGUARIBE, Daniel Rebouças. Laboratório de subestação em realidade virtual: uma plataforma de ensino para o curso de Engenharia Elétrica, 2024, 133 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará. Fortaleza. 2024.http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/78929In recent decades, the electricity sector has undergone major structural and technological changes, requiring professionals with multidisciplinary training and practical experience. These factors, along with student dropout rates and the COVID-19 pandemic, have driven the updating of engineering curricula, integration between academia and industry and the adoption of new technologies in teaching and learning. In this context, the use of Virtual Reality (VR) in engineering education has grown due to its technological evolution, cost reduction and ability to create customizable and low-cost environments. This work proposes advances in the modeling, implementation, application and validation of a Substation Laboratory in Virtual Reality (LSRV) for teaching substations in electrical engineering courses at the Federal University of Ceará (UFC). Based on the 69-13.8 kV substation projects at UFC’s Professor Prisco Bezerra University Campus, the VLSI has been used for the last three years in two subjects: Generation, Transmission and Distribution and Protection of Electric Power Systems. Among the LSRV’s requirements are: free movement in the substation, verisimilitude, comparison between elements and symbols in the real single-line diagram with the VR environment and the use of simulations. To develop the LSRV, Blender and Unity software were used, with the C# programming language. Blender was used to create three-dimensional models of the objects and Unity to build the interaction scenarios and physics of the environment. To validate LSRV, tests were carried out in pilot classes to check the best teaching strategy and in final classes to confirm the effectiveness of the methodology. Quantitative and qualitative mechanisms were used to evaluate the teaching tool, showing that the proposed methodology, together with the use of VLSI, improves academic performance, as well as increasing student interest and engagement.Nas últimas décadas, o setor elétrico tem passado por grandes transformações estruturais e tecnológicas, exigindo profissionais com formação multidisciplinar e vivências práticas. Esses fatores, junto à evasão de estudantes e à pandemia COVID-19, têm impulsionado a atualização curricular dos cursos de engenharia, a integração entre academia e indústria e a adoção de novas tecnologias no ensino-aprendizagem. Nesse contexto, o uso de Realidade Virtual (RV) no ensino das engenharias tem crescido devido à sua evolução tecnológica, redução de custos e pela capacidade de criar ambientes customizáveis e de baixo custo. Este trabalho propõe avanços na modelagem, implementação, aplicação e validação de um Laboratório de Subestação em Realidade Virtual (LSRV) no ensino de subestação em disciplinas do curso de engenharia elétrica da Universidade Federal do Ceará (UFC). Baseado nos projetos da Subestação 69-13,8 kV do Campus Universitário Professor Prisco Bezerra da UFC, o LSRV tem sido usado nos últimos três anos em duas disciplinas: Geração, Transmissão e Distribuição e Proteção de Sistemas Elétricos de Potência. Dentre os requisitos do LSRV estão: livre movimentação na subestação, verossimilhança, comparação entre elementos e símbolos do diagrama unifilar real com o ambiente em RV e uso de simulações. Para desenvolvimento do LSRV, foram utilizados dos softwares Blender e Unity, com a linguagem de programação C#. O Blender foi usado para criar modelos tridimensionais dos objetos e a Unity para construir os cenários de interação e física do ambiente. Para validar o LSRV, foram realizados testes em turmas piloto, a fim de verificar a melhor estratégia de ensino, e em turmas definitivas, para atestar a eficácia da metodologia. Mecanismos quantitativos e qualitativos foram usados para avaliar a ferramenta no ensino, constatando que a metodologia proposta, junto ao uso do LSRV, melhoram o desempenho acadêmico, bem como aumentam o interesse e engajamento dos alunos.LSRV - Laboratório de subestimação em realidade virtual: uma plataforma de ensino para o curso de Engenharia Elétricainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisEnsino de Engenharia ElétricaRealidade virtualLaboratório de realidade virtualSistema elétrico de potênciaEngineering educationVirtual realityElectrical power systemVirtual reality laboratoryCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICAinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)instname:Universidade Federal do Ceará (UFC)instacron:UFChttps://orcid.org/0009-0009-8401-3186http://lattes.cnpq.br/8807139438765241https://orcid.org/0000-0003-2842-5222http://lattes.cnpq.br/1218783106447217https://orcid.org/0000-0001-7445-437Xhttp://lattes.cnpq.br/99365307901825812024ORIGINAL2024_dis_drjaguaribe.pdf2024_dis_drjaguaribe.pdfapplication/pdf10561870http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/78929/3/2024_dis_drjaguaribe.pdf90750271ffc5e8e08ff1217bedaba161MD53LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/78929/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52riufc/789292024-11-19 11:04:05.629oai:repositorio.ufc.br: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Repositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufc.br/ri-oai/requestbu@ufc.br || repositorio@ufc.bropendoar:2024-11-19T14:04:05Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC) - Universidade Federal do Ceará (UFC)false
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