DISCIPLINA SISTEMAS DE GERENCIAMENTO I EEA102 Prof. Edson

1. DISCIPLINA SISTEMAS DE GERENCIAMENTO I EEA102 Prof. Edson Prof. Edson-2012

2. Objetivos Específicos da Aula: • - Sistema de Interrupção do ECC IV – Sinais e entradas • Manual do PIC (Interrupção externa e interrupções de tempo) • Velocidade de Queima (Bosch 25ed. Pág. 482 – 486 , Pujatti cap 03 pag 19 - 46) • Cálculos básicos para Ciclo Otto (Ribbens & Bosch 25ed., pag 494 - 505) Prof. Edson-2012

4. Time Driven e Event Driven Time Driven (Acionados pelo Tempo) é a denominação conhecida para eventos que ocorrem dependentes de tempo, sejam elas contínuas ou discretas no tempo. A dependência do tempo torna todos esses eventos intrinsecamente dinâmicos. Em sistemas embarcados automotivos, os eventos Time-Driven estão associados aos processos temporizados ou sincronizados por um relógio (clock). O interessante dos processos Time-Driven é que eles podem ser modelados também por equações diferenciais na variável tempo. Event Driven (Acionados por Evento) é a denominação conhecida para eventos que ocorrem dependentes de ação ou sinal, sejam eles internos ou externos. Não necessariamente estão associados à um tempo, mas sim por eventos logísticos. Em sistemas embarcados automotivos são eventos associados a sinais que vem do campo ou por regras lógicas como por exemplo, acionamento do bico injetor, acionamento dos limpadores de para-brisas, ar-condicionado, etc. Prof. Edson-2012 4

5. Sistema de Interrupções no PIC 16F877 O Pic 16F877 tem 15 interrupções, contudo todas são desviadas para o vetor de interrupção 0004h. Podem se definidas como pertencentes a dois grupos, denominadas Low-End, tais como: Timer 0, por estouro de tempo, Interrupção Externa (Borda de subida ou descida), ou mudança de nível nas entradas RB4, RB5, RB6 e RB7. Podem ainda ser interrompido por dispositivos de entrada e saída, tais como: Porta paralela PD, Comparadores de tensão, Conversores A/D, Comunicações Seriais, CCP1, CCP2, Timer 1 e Timer 2, Flash EEPROM. Prof. Edson-2008

6. Conceito de Interrupção no PIC Prof. Edson-2012 6

7. Timer 0 do PIC 16F877A Prof. Edson-2012 7

8. Parâmetros para definir registro de interrupção. Prof. Edson-2012 8

9. As Interrupções são Configuradas e Sinalizadas por Registros Especiais, em bits também conhecidos como Chaves. Prof. Edson-2008

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14. Fluxograma de Tratamento de uma Interrupção. Prof. Edson-2008 David Jose de Souza, Desbravando o PIC

15. Timer 0 = Contador de 8 bits que pode ser acessado na memória (001h ou 101h). Incremento via Clock interno ou sinal externo. Prof. Edson-2008

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17. Uso do Prescaler para base de tempo interna Prof. Edson-2008 Fabio Pereira, Programação PIC em C

18. Interrupção de Tempo de 8 ms Pisca o Led a cada 1 segundo main() { // configura o timer 0 para clock interno e prescaler dividindo por 64 setup_timer_0 ( RTCC_INTERNAL | RTCC_DIV_64 ); set_timer0(131); // inicia o timer 0 em 131 // habilita interrupções enable_interrupts (global | int_timer0); while (true); // espera interrupção } #include <16f877.h> #use delay(clock=4000000) #fuses HS,NOWDT,PUT,NOLVP #int_timer0 void trata_t0 () { static boolean led; static int conta; // reinicia o timer 0 em 131 mais a contagem que já passou set_timer0(131+get_timer0()); conta++; // se já ocorreram 125 interrupções if (conta == 125) { conta=0; led = !led; // inverte o led output_bit (pin_b0,led); } } Prof. Edson-2008 Fabio Pereira, Programação PIC em C

19. Calculando para 1 ms Prof. Edson - 2012 19

20. Calculando no Excel Prof. Edson - 2012 20

21. Vamos Determinar a Velocidade e Ângulo da Ignição Vídeo da Chama Simulação Prof. Edson - 2012 21

22. Determinando o Tempo de Movimento do Pistão Prof. Edson - 2012

23. Tempo para o Fim da Combustão no TDC Prof. Edson - 2012

24. Vamos Supor uma Velocidade de Queima de 3ms Prof. Edson - 2012

25. Influência do Ângulo da Ignição na Pressão Interna Za = curva 1 Zb = curva 2 Zc = curva 3 1 – Combustão controlada ocorre pela centelha da ignição, e se propaga até as paredes do cilindro. 2 – Efeitos da pré-ignição 3 – Combustão controlada mais próximo do PMS Prof. Edson - 2012 25 Fabricio Pujatti - 2007

26. MBT – Minimum advance for Best Torque Misturas pobres levam mais tempo para se queimar. Quando estamos com baixa carga, é necessário adiantar a ignição. Misturas ricas levam menos tempo para se queimar. Quando estamos com alta carga e mistura rica, é necessário reduzir o avanço da ignição. Prof. Edson - 2012 26 Gabriel Braga - 2003

27. Knocking – Ignição Expontânea A mistura ainda não queimada pode sofrer uma ignição espontânea antes da chegada da frente de chama, devido ao aumento da pressão e da alta temperatura nas paredes. O avanço excessivo da ignição pode gerar uma frente de chama que se propaga na direção das paredes, elevando a pressão e a temperatura. Prof. Edson - 2012 27 Gabriel Braga - 2003

28. Knocking – Ignição Expontânea Geralmente a onda de choque vem do lado oposto da ignição. • Empenamento e derretimento do pistão • Erosão do cabeçote • Deterioração da junta do cabeçote • Quebra dos anéis de pistão Prof. Edson - 2012 28 Breno Fernandez - 2006

29. CMD Árvore Freqüência pelo Sensor Hall RPM F(Hz) 300 10 900 30 1500 50 3000 100 6000 200 Prof. Edson - 2012

30. Rotina de Leitura do Sensor Hall Fundamentalmente, deve-se observar que o sinal do sensor Hall fornece um sincronismo de posição de acionamento do bico injetor. Prof. Edson - 2012

31. BSFC – Brake Specific Fuel Consuption – Curva Hook Consumo Específico – É a razão do consumo de combustível para produzir 1 HP durante 1 hora. Prof. Edson - 2012 31 Forbes Aird, Bosch fuel injection system, 2001.

32. Motor MAP – Manifold Absolute Pressure (Speed-Density) Prof. Edson - 2012 Willian Ribbens, Understanding automotive electronics, 2003

33. Propriedades Notáveis dos Gases Compressibilidade Expansibilidade O estado do gás é dependente de 3 grandezas Volume (V) Pressão (p) Temperatura (T) Prof. Edson - 2012 Francisco Ramalho Junior et. al., Fundamentos de Física 2, 1982

34. Podemos ainda relacionar a equação de Clapeyron com dois gases quaisquer. Seja um gás no estado (1) p1, V1 e T1 e no estado (2) p2, V2 e T2. Como a constante R é universal e igual, podemos escrever: Esta relação é conhecida como Lei geral dos gases perfeitos e relaciona dois estados distintos de um mesmo gás. Se um dos estados estiver em CNPT então temos: T=237K = 0o Celsius P =1atm = 1,013X105 N/m2 Prof. Edson - 2012 Francisco Ramalho Junior et. al., Fundamentos de Física 2, 1982

35. A lei dos gases perfeitos está baseada no conceito de que a relação pV/T é sempre proporcional ao número de moles de um gás ideal. Prof. Edson - 2012 Francisco Ramalho Junior et. al., Fundamentos de Física 2, 1982

36. Considere que 1 mol de um gás exerce 1atm de pressão. Este é o volume molar em condições de CNPT. O valor é independente da natureza do gás e depende apenas da pressão e temperatura em que o gás se encontra. Prof. Edson - 2012 Francisco Ramalho Junior et. al., Fundamentos de Física 2, 1982

37. Considere o gás oxigênio (O2) que tem dois átomos de oxigênio (O) e sendo a massa molar do oxigênio igual a 15,999g. Logo, o peso da molécula-grama de O2 vale 32g. Se temos 96g. de oxigênio, então temos em mol: Prof. Edson - 2012 Francisco Ramalho Junior et. al., Fundamentos de Física 2, 1982

38. Vamos agora deduzir a densidade dos gases. Para qualquer matéria a densidade é uma relação entre seu peso e volume. Logo, para os gases também terá a mesma relação e ainda acrescida da relação da Leis dos Gases. Observe que a densidade do ar é diretamente proporcional à pressão e inversamente proporcional à temperatura. Prof. Edson - 2012

39. Prof. Edson - 2012 http://www.engineeringtoolbox.com/air-properties-d_156.html

40. Prof. Edson - 2012 UNIFEI-Prof. Ariostro Bretanha, 2004

41. Como a densidade do ar de entrada no coletor pode ser calculada a partir de um valor de referência conhecido. Podemos escrever que: Vemos que a densidade do ar admitido é uma proporção da densidade padrão do ar nas condições de CNPT. Prof. Edson - 2012

42. Determinação da massa de ar admitido. Como o sistema de admissão não é perfeito e depende de uma série de condições (geometria da câmara, do coletor, velocidade das válvulas, rotação do motor, desenho dos cames, etc. adm= Eficiência volumétrica ou Eficiência de admissão, e depende da rotação. Prof. Edson - 2012 Tadeu C. C. Melo, Modelagem termodinâmica de um motor ciclo Otto tipo flex-fuel operando com álcool, gasolina e gás natural.

43. Se olharmos o sistema em movimento, temos: Prof. Edson - 2012 Willian Ribbens, Understanding automotive electronics, 2003

44. Uma outra forma de olhar a massa de ar. Como a massa de ar é dado por: Prof. Edson - 2012 44

45. Avaliando a massa de combustível baseado na estequiometria da gasolina (14.7:1). Prof. Edson - 2012

46. Tendo a massa de combustível é possível determinar o tempo de injeção (Speed-Density Strategy). Substituindo a massa de combustível: Prof. Edson - 2012 David Kjellqvist, Concepts, strategies and controller for gasoline engine management, 2005

47. Compensar características físicas dos bicos Prof. Edson - 2012 Passarini, L.C. JBSM 2003 vol. XXV no.4

48. Dimensionando o Bico Injetor No dimensionamento do Bico Injetor devemos considerar o volume de Combustível que deve ser fornecido por período de tempo. Este volume deve considerar a potência desejada e o consumo específico do motor. Prof. Edson - 2012

49. Prof. Edson - 2012 49