Download
1 / 19
200 likes | 400 Views
Uso de Sensores. Termômetro utilizando a porta de jogos do computador. Alexandre Alves dos Santos Farias. Introdução. O projeto consiste na construção de um termômetro digital tendo como base a utilização de um termistor e a porta de jogos de um computador. Porta de Jogos.
E N D
Uso de Sensores Termômetro utilizando a porta de jogos do computador Alexandre Alves dos Santos Farias
Introdução • O projeto consiste na construção de um termômetro digital tendo como base a utilização de um termistor e a porta de jogos de um computador.
Porta de Jogos • O princípio de funcionamento do instrumento é similar ao de um joystick. • Quatro entradas analógicas e quatro digitais. • Medimos temperatura usando apenas as entradas analógicas (sticks), ou seja, os pinos 3, 6, 11 ou 13 existentes no conector DB15 (quinze pinos).
Porta de Jogos • Circuito Elétrico da Porta de Jogos
Entrada Analógica • Resolução de 8 bits, isto significa que é possível medir 28 (= 256) valores distintos nesta entrada. • Concebida para trabalhar com um potenciômetro cuja resistência varia desde zero até aproximadamente 100 kΩ.
Aquisição de Dados • Com o auxílio de um software apropriado é possível fazer o computador ler e armazenar as resistências que variam. • AqDados 2.0, desenvolvido por Ives S. Araújo da UFRGS. • Linguagem Logo.
Sensor • Para medidas de temperatura, é necessário conectar na entrada analógica um sensor cujo valor da resistência depende da temperatura. • Sua resistência deve estar dentro da faixa de operação da entrada analógica ao longo de toda a experiência.
Termistor • Termistor é um semicondutor fabricado à base de um óxido metálico, cuja resistência varia com a mudança na temperatura. • NTC (do inglês Negative Temperature Coefficient) - termístores cujo coeficiente de variação de resistência com a temperatura é negativo. • PTC (do inglês Positive Temperature Coefficient) - termístores cujo coeficiente de variação de resistência com a temperatura é positivo.
Termistor NTC • Tipicamente utilizável para medidas na faixa de -50º C a 150ºC. • É constituído por uma liga de óxidos metálicos principalmente manganês, níquel, cobalto, cobre ou ferro. • Na fabricação, dois destes metais são unidos numa mistura que é sintetizada em elevada temperatura. • Variando o tipo de óxido, temperatura e atmosfera onde é realizada a síntese, tem-se curva características R-T diferentes para cada NTC.
Montagem • A montagem consiste na conexão elétrica de um termistor entre um pino +5V e um dos pinos 3, 6, 11 ou 13, interpretados pelo computador como leituras de resistência variável.
Calibragem • Transformar as leituras feitas pelo computador, dadas em unidade de resistência elétrica, em temperatura. • O valor da resistência dado pelo computador é obtido pela equação: t(μs) = 22,4 + 11 x R , onde t é o tempo que demora um capacitor, que está em série com o termistor, para carregar.
Calibragem • Um boa aproximação para a resistência do NTC em função da temperatura para variações de até 50° C tem a seguinte forma: • E sua inversa logarítmica: • Para um termistor de 100kΩ, a incerteza foi de ±2°C para utilização dentro da faixa de até 50°C de variação. Para até 80°C, incerteza de ±4°C.
Calibragem • Para calibragem, deve-se definir os parâmetros a e b das equações do NTC. • Pode ser feita pela escolha de duas temperaturas conhecidas: T1 e T2. Medindo-se R(T1) e R(T2), através do AqDados 2.0, obtêm-se a e b pela solução de um sistema de duas equações e duas variáveis.
Calibragem • Conhecidos a e b, utiliza-se a equação 2 para converter, através de uma planilha eletrônica de dados, cada valor de resistência elétrica em um valor de temperatura.
Vantagens • Baixo Custo; • Armazenamento quase instantâneo das informações em planilhas de dados; • Separação física entre a unidade termossensível e o mostrador.
Referências • ARAUJO, I. S. et al. Medindo temperatura com um termistor do tipo NTC conectado à porta de jogos. Disponível em http://www.if.ufrgs.br/cref/ntef/material/joystickNTC.html. Acesso em 13 set. 2007. • HAAG, Rafael - Aquisição automática no laboratório de Física da escola de ensino médio, VIII WIE: Workshop de Informática na Escola. Florianópolis 17 a 19/07/2002. • CAVALCANTE, M. A.; TAVOLARO, C. R. C. – Projete você mesmo experimentos assistidos por computador: construindo sensores e analisando dados – Revista Brasileira de Ensino de Física, São Paulo, v. 22, n. 3, p. 421-425, 2000.
