Análise e caracterização de luminária LED aplicada em comunicação por luz visível

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2020
Autor(a) principal: Tosta, Fernando César Baraviera lattes
Orientador(a): Pohl, Alexandre de Almeida Prado lattes
Banca de defesa: Pohl, Alexandre de Almeida Prado lattes, Sodré Junior, Arismar Cerqueira lattes, Dartora, César Augusto lattes
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Curitiba
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Diodos emissores de luz
Lâmpadas de LED
Comunicações ópticas
Medidas eletromagnéticas
Fotometria
Calibração
Métodos de simulação
Light emitting diodes
LED lamps
Optical communications
Electromagnetic measurements
Photometry
Calibration
Simulation methods
Área do conhecimento CNPq:
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::TELECOMUNICACOES
Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/5129
Resumo: Este trabalho apresenta análises de desempenho de uma luminária LED, aplicada simultaneamente para iluminação e comunicação em sistemas de comunicação por luz visível (VLC), em ambientes internos (indoor). Apresenta-se a análise de desempenho de um concentrador óptico acoplado à luminária por meio de medidas fotométricas e radiométricas, com suas características reproduzidas e simuladas nos softwares SolidWorks® e APEX®. As simulações foram comparadas com medições em laboratório, objetivando a utilização desses softwares em predições mais realistas de sistemas VLC e na análise de componentes ópticos. Os resultados ressaltam a importância do detalhamento das características ópticas dos materiais empregados nas simula- ções, bem como a necessidade de calibração de potência dos LEDs. Nas simulações realizadas a 1,70 m de distância foram obtidos níveis de iluminância de até 1351,59 lx e estimativas de BER de: 4,88×10−2 (OOK); 11,99×10−2 (8-QAM); e 17,20×10−2 (16-QAM). Considerando um ganho de 3,82 dB no front − end de recepção, as estimativas de BER melhoram para: 3,27×10−5 (OOK); 3,90×10−3 (8-QAM); e 27,80×10−3 (16-QAM). Experimentalmente foi alcançado ganho de até 8,59 dB na transmissão com o uso do concentrador óptico.
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Os resultados ressaltam a importância do detalhamento das características ópticas dos materiais empregados nas simula- ções, bem como a necessidade de calibração de potência dos LEDs. Nas simulações realizadas a 1,70 m de distância foram obtidos níveis de iluminância de até 1351,59 lx e estimativas de BER de: 4,88×10−2 (OOK); 11,99×10−2 (8-QAM); e 17,20×10−2 (16-QAM). Considerando um ganho de 3,82 dB no front − end de recepção, as estimativas de BER melhoram para: 3,27×10−5 (OOK); 3,90×10−3 (8-QAM); e 27,80×10−3 (16-QAM). Experimentalmente foi alcançado ganho de até 8,59 dB na transmissão com o uso do concentrador óptico.This work presents performance analysis of an LED luminaire, applied simultaneously for lighting and communication in visible light communication systems (VLC), indoors ( emphindoor). The performance analysis of an optical concentrator coupled to the luminaire by means of photometric and radiometric measurements is presented, with its characteristics reproduced and simulated in the SolidWorks® and APEX ® pieces of software. The simulations were compared with measurements in the laboratory, aiming to use this software in more realistic predictions of VLC systems and in the analysis of optical components. The results highlight the importance of detailing the optical characteristics of the materials used in the simulations, as well as the need for power calibration of the LEDs. In simulations carried out at 1.70 m distance, illuminance levels of up to 1351.59 lx and BER estimates of: 4.88×10−2 (OOK); 11.99×10−2 (8-QAM); and 17.20×10−2 (16-QAM). Considering a 3.82 dB gain in the reception front-end, the BER estimates improve to: 3.27×10−5 (OOK); 3.90×10−3 (8-QAM); and 27.80×10−3 (16-QAM). Experimentally, a gain of up to 8.59 dB was achieved in the transmission with the use of the optical concentrator.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)porUniversidade Tecnológica Federal do ParanáCuritibaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática IndustrialUTFPRBrasilCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::TELECOMUNICACOESEngenharia ElétricaDiodos emissores de luzLâmpadas de LEDComunicações ópticasMedidas eletromagnéticasFotometriaCalibraçãoMétodos de simulaçãoLight emitting diodesLED lampsOptical communicationsElectromagnetic measurementsPhotometryCalibrationSimulation methodsAnálise e caracterização de luminária LED aplicada em comunicação por luz visívelAnalysis and characterization of luminaire applied in communication by visible lightinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisCuritibaPohl, Alexandre de Almeida Pradohttp://lattes.cnpq.br/9118815178885363Pohl, Alexandre de Almeida Pradohttp://lattes.cnpq.br/9118815178885363Sodré Junior, Arismar Cerqueirahttp://lattes.cnpq.br/1703406475581759Dartora, César Augustohttp://lattes.cnpq.br/9823126897769892http://lattes.cnpq.br/3475708534508047Tosta, Fernando César Baravierainfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPRORIGINALluminarialedluzvisivel.pdfapplication/pdf6637441http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/5129/1/luminarialedluzvisivel.pdf083fe9d82a3d8edb5e2152f5c825aaacMD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81290http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/5129/2/license.txtb9d82215ab23456fa2d8b49c5df1b95bMD52TEXTluminarialedluzvisivel.pdf.txtluminarialedluzvisivel.pdf.txtExtracted texttext/plain157912http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/5129/3/luminarialedluzvisivel.pdf.txt38999a652d5a94749ce25c227880cdbfMD53THUMBNAILluminarialedluzvisivel.pdf.jpgluminarialedluzvisivel.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1278http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/5129/4/luminarialedluzvisivel.pdf.jpga5136afb7ccdf469aea5fde6c08e380aMD541/51292020-08-20 03:03:24.485oai:repositorio.utfpr.edu.br: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ório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestopendoar:2020-08-20T06:03:24Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false
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