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inst-luciano [2013/06/21 17:51] luciano [Termômetro] |
inst-luciano [2013/07/17 10:16] (current) adenauer |
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| - | ====== Luciano Lettnin ====== | + | ====== Termômetro ====== |
| - | } | + | |
| - | ===== Termômetro ===== | + | {{ :lucianolettnin.jpg?100|Luciano Lettnin}} |
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| + | * Autor: **Luciano Lettnin** | ||
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| + | * Email: **luciano12.rs at gmail.com** | ||
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| + | * Curso: **[[http://www.ucpel.tche.br/portal/?secao=cursos&tipo=1&id=78 | Engenharia Eletrônica]]** | ||
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| + | * Data: **Julho de 2013** | ||
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| + | ===== Informações Técnicas ===== | ||
| * Sensor Base: | * Sensor Base: | ||
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| * Principio de funcionamento: | * Principio de funcionamento: | ||
| - | * O LM 35 é um sensor de temperatura de precisão, cujo sinal de saída (em tensão) é linearmente proporcional à temperatura. A vantagem do LM 35 é que é um circuito integrado de baixo custo e com baixa impedância de saída e que não necessita calibração externa. A resposta do LM 35 é em tensão e é de 10mV/ºC. | + | * O LM35 é um sensor de temperatura de precisão, cujo sinal de saída (em tensão) é linearmente proporcional à temperatura. A vantagem do LM35 é que é um circuito integrado de baixo custo e com baixa impedância de saída e que não necessita calibração externa. A resposta do LM35 é em tensão e é de 10mV/ºC. |
| - | * Características e Benefícios: | + | * Características do CI LM35: |
| - Calibrado diretamente em graus Celsius (ºC); | - Calibrado diretamente em graus Celsius (ºC); | ||
| - Linear 10,0 mV / °C (fator de escala); | - Linear 10,0 mV / °C (fator de escala); | ||
| Line 18: | Line 29: | ||
| - Faixa de Operação de -55°C até 150 °C; | - Faixa de Operação de -55°C até 150 °C; | ||
| - Apropriado para aplicações remotas; | - Apropriado para aplicações remotas; | ||
| - | - Baixo custo / Não necessita de calibração no circuito; | + | - Baixo custo; |
| - | - Alimentação 4V-30V; | + | - Não necessita de calibração no circuito; |
| - | - Menos de 60 µA corrente de dreno; | + | - Alimentação de 4V a 30V; |
| + | - Corrente de dreno menor que 60 µA; | ||
| - Baixo auto-aquecimento, 0,08 °C em ar ambiente; | - Baixo auto-aquecimento, 0,08 °C em ar ambiente; | ||
| - Baixa impedância de saída (0,1 Ohm por 1 mA de carga). | - Baixa impedância de saída (0,1 Ohm por 1 mA de carga). | ||
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| * {{:termometro.zip|}} | * {{:termometro.zip|}} | ||
| * Comportamento: | * Comportamento: | ||
| - | - Para este instrumento, o sinal em tensão do LM 35 será amplificado para que possamos melhorar o desempenho do circuito, pois a tensão de saída máxima do LM 35 é 1.5V, isso para 150°C, porém, o PIC permite um sinal de entrada de até 5V, então devemos amplificar o sinal para melhorar a precisão. | + | - Para este instrumento, o sinal em tensão do LM35 será amplificado para que possamos melhorar o desempenho do circuito, pois a tensão de saída máxima do LM35 é 1.5V, isso para 150°C, porém, o PIC permite um sinal de entrada de até 5V, então devemos amplificar o sinal para melhorar a precisão. |
| - O ganho do amplificador deve ser VS/VE (VS=tensão de saída e VE=tensão de entrada), ou seja: | - O ganho do amplificador deve ser VS/VE (VS=tensão de saída e VE=tensão de entrada), ou seja: | ||
| - AV= 5V/1,5V | - AV= 5V/1,5V | ||
| Line 41: | Line 53: | ||
| - AV = 1+(R2/R1) (esta denominação dos componentes está associada ao esquemático acima) | - AV = 1+(R2/R1) (esta denominação dos componentes está associada ao esquemático acima) | ||
| - 3,3 = 1+(R2/1000) (resistor de 1 KΩ escolhido aleatoriamente) | - 3,3 = 1+(R2/1000) (resistor de 1 KΩ escolhido aleatoriamente) | ||
| - | - R2=2333 KΩ | + | - R2 = 2333 KΩ |
| - | - Como este valor encontrado não é um valor comercial, usaremos um resistor de 2k2 que nos proporcionará uma tensão de saída máxima de 4,8V. | + | - Como este valor encontrado não é um valor comercial, usaremos um resistor de 2k2Ω que nos proporcionará uma tensão de saída máxima de 4,8V. |
| - Com os valores definidos, o novo ganho ficará: | - Com os valores definidos, o novo ganho ficará: | ||
| - AV = 1+(2200/1000) | - AV = 1+(2200/1000) | ||
| - AV = 1+2,2 | - AV = 1+2,2 | ||
| - AV = 3,2. | - AV = 3,2. | ||
| - | - Para proteger a entrada do conversor A/D de tensões maiores de 5 volts, pois o circuito de amplificação neste caso é alimentado com 7 Volts, a saída do amplificador operacional possui um diodo ligado a 5 volts. Com isto, garantimos que não haverá tensões maiores de 5 volts na entrada do conversor. Uma possível saturação da saída do amplificador operacional já poderia danificar a entrada do conversor A/D. Com esta proteção, garantimos tensões de no máximo 5 Volts na entrada do nosso conversor. | + | - Para proteger a entrada do conversor A/D de tensões maiores de 5 volts, pois o circuito de amplificação neste caso é alimentado com 7 Volts, a saída do amplificador operacional possui um diodo ligado a 5 volts. Com isto, garantimos que não haverá tensão maior que 5 volts na entrada do conversor. Uma possível saturação da saída do amplificador operacional já poderia danificar a entrada do conversor A/D. Com esta proteção, evitamos uma possível queima do CI LM324 (amplificador operacional). |
| * Comportamento na Prática: | * Comportamento na Prática: | ||
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| * {{:dsc03905.jpg?200|}} | * {{:dsc03905.jpg?200|}} | ||
| - | * Software: | + | * Software Customizado: |
| - | * Para poder monitorar e plotar o valor da temperatura, foi desenvolvido um software. Este foi desenvolvido na plataforma do Borland Builder 6.0. Na tela abaixo, apresento uma tela quer foi capturada no monitoramento do sensor. | + | * Para poder monitorar e plotar o valor da temperatura, foi desenvolvido um software customizado na plataforma do Borland Builder 6.0. Este software, faz a leitura do valor da porta serial e faz o tratamento necessário para converter este valor em temperatura. Para poder ler este valor do sensor, está sendo utilizado a placa de aquisição CD2000. Na tela abaixo, apresento uma tela que foi capturada no monitoramento do sensor. |
| - | * {{:tela_total.png?200|}} | + | * {{:100aquisicoes.png?200|}} |
| - | * Calibração: | + | * Validação: |
| - | * Afim de verificar a correta informação pelo software do valor de temperatura lido com o que realmente está sendo medido pelo sensor LM35, foi realizado um print da tela e uma foto do multímetro usado para medir direto no nosso sensor. | + | * Afim de validar o valor de temperatura apresentado pelo software, foi realizado um print da tela no mesmo instante em que foi registrado uma foto contendo um multímetro com um termo-higrômetro. O multímetro está medindo a resposta em tensão do valor de temperatura diretamente no pino do CI LM35 e o termo-higrõmetro está medindo a temperatura ambiente. |
| * Para fins de comparação: | * Para fins de comparação: | ||
| - | * Foto do multímetro lendo o valor direto no LM35; | + | * Foto do multímetro lendo o valor direto no LM35 e de um Termo-Higrômetro; |
| - | * {{:dsc03896.jpg?200|}} | + | * {{:dsc03917.jpg?200|}} |
| * Tela do software no mesmo momento da foto anterior; | * Tela do software no mesmo momento da foto anterior; | ||
| - | * {{:calibracao.png?200|}} | + | * {{:validacao.png?200|}} |
| + | * Nas fotos, é possível observar que há uma diferença entre as medições do multímetro, do termo-higrômetro e do valor apresentado pelo software customizado. Esta diferença é perfeitamente aceitável, visto que, a precisão de resposta do CI LM35 é de 0,5ºC e também há a questão da tolerância dos componentes utilizados na placa de circuito impresso (2%) e também da placa de aquisição de dados (5%). Estas tolerâncias interferem diretamente nestes valores. | ||
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| + | * Relatório Final (pdf): | ||
| + | * O relatório final apresentando o instrumento desenvolvido pode ser acessado neste link: {{:termometro_digital_-_relatorio_final.pdf|}} | ||
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| + | * Apresentação Final do Instrumento Desenvolvido: | ||
| + | * {{:termometro_digital_apresentacao.pdf| Slides da Apresentação}} | ||
| + | * {{http://olaria.ucpel.tche.br/ie2013/apresentacoes/Audio-Apresentacao-LucianoLettnin.mp3| Áudio da apresentação}} | ||
| + | * Software Customizado: | ||
| + | * Neste link {{:coletadaq_proj.zip|}} você encontra o arquivo executável do software customizado. | ||
inst-luciano.1371847913.txt.gz · Last modified: 2013/06/21 17:51 by luciano · [Old revisions]
