Sistema de comunicação óptica para aplicações subaquáticas.

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Lopes, Gabriel Souza Victorino
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Comunicação subaquática; Moden óptico subaquático; Robôs subaquáticos; SiPM; Underwater communication; Underwater optical modem; Underwater robots
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3143/tde-26042023-141000/

Robôs subaquáticos são amplamente empregados no auxílio às missões de exploração e intervenção em oceanos, mares, rios e lagos. A transmissão de dados não cabeada no meio subaquático é um dos maiores desafios presentes no desenvolvimento de sistemas robóticos, visto que a utilização de Radio Frequency (RF) é praticamente inviabilizada diante da alta atenuação imposta pelo ambiente. Modems ópticos subaquáticos são alternativas interessantes para a solução deste problema, visto que permitem estabelecer links de comunicação com banda na faixa de MHz a distâncias de até uma centena de metros. Na última década, modems ópticos subaquáticos foram desenvolvidos por institutos, universidades e empresas privadas ao redor do mundo. As diferentes tecnologias utilizadas nas unidades transmissoras e receptoras, com foco no componente fotorreceptor Silicon Photomultiplier (SiPM), são apresentadas neste trabalho. Aborda-se o desenvolvimento de protótipos de modems unidirecionais, com a elaboração de esquemas, simulações, hardwares, softwares, técnicas de modulação, protocolos e ensaios. Discorre-se sobre a banda máxima alcançada, de 2,4 MHz, e sobre o comportamento do sistema diante diferentes intensidades de interferências luminosas externas. Verifica-se o funcionamento geral do sistema, no ar, através da transmissão de um stream de imagens, representando a transferência de vídeos em tempo real. Falhas observadas durante a recepção são destacadas. Vasos de pressão são projetados, fabricados e montados junto às eletrônicas para a execução de ensaios submersos em uma câmara hiperbárica, possibilitando o cálculo do Bit Error Ratio (BER) para diferentes distâncias de transmissão. Por fim, conclusões são apresentadas e trabalhos futuros em diferentes áreas de estudo são sugeri dos para o aprimoramento dos protótipos.