Concepção e desenvolvimento de um sistema eletrônico baseado em diodos emissores de luz para simulação de espectro
Resumo
Essa dissertação apresenta a concepção e o desenvolvimento de um sistema de iluminação baseado em diodos emissores de luz (LEDs) capaz de reproduzir espectros de luz com precisão. A principal motivação do trabalho consiste no desenvolvimento de um sistema de iluminação capaz de simular o espectro da luz natural sob diferentes condições climáticas para aplicação em estudos de fisiologia vegetal. LEDs são utilizados em virtude das suas características de banda de emissão estreita, baixo consumo de energia elétrica, pequeno volume, longa vida útil, fluxo de luz facilmente modulável e eletrônica de estado sólido. Com uma seleção cada vez maior de LEDs com diferentes comprimentos de onda disponíveis no mercado, múltiplos LEDs com diferentes comprimentos de onda dominantes podem ser combinados, e o fluxo emitido por cada um deles pode ser individualmente controlado, permitindo assim a emulação espectral. O problema em determinar a combinação otimizada de LEDs que resultam no espectro mais próximo possível da referência foi modelado como um problema de Programação Inteira Mista (MIP). Os LEDs selecionados através do procedimento de otimização foram acionados por um driver composto por conversores Buck com controle por histerese e controle de intensidade luminosa por modulação por largura de pulso (PWM). Após serem realizadas medidas de espectro no módulo de LEDs desenvolvido, concluiu-se que o sistema proposto é capaz de reproduzir espectros com fidelidade.
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