UNIVERSIDADE POSITIVO
ENGENHARIA ELÉTRICA
CONTROLE AUTOMATIZADO DE UMIDADE RELATIVA EM
AMBIENTES ATRAVÉS DE PSICROMETRIA
CURITIBA
2008
JOSÉ ANTONIO DOS ANJOS PACIÊNCIA
VALDAIR CEZAR HERECH
CONTROLE AUTOMATIZADO DE UMIDADE RELATIVA EM
AMBIENTES ATRAVÉS DE PSICROMETRIA
Monografia apresentada ao Curso de Engenharia
Elétrica da Universidade Positivo, para obtenção
da avaliação parcial da disciplina de Trabalho de
Conclusão de Curso (TCC), como requisito à
obtenção do grau de Engenheiro Eletricista, sob a
orientação do Professor Eduardo Torres da Rocha
CURITIBA
2008
SUMÁRIO
SUMÁRIO................................................................................................................. ii
LISTA DE TABELAS.............................................................................................. iv
LISTA DE FIGURAS ............................................................................................... v
LISTA DE ABREVIATURAS/SIGLAS ................................................................ vii
1
INTRODUÇÃO...............................................................................................1
1.1
PROBLEMA.................................................................................................... 3
1.2
JUSTIFICATIVA............................................................................................. 3
1.3
OBJETIVOS ESPECÍFICOS ........................................................................... 4
2
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ..................................................................5
2.1
PSICROMETRIA ............................................................................................ 5
2.2
O AR ATMOSFÉRICO E SUA COMPOSIÇÃO ............................................. 5
2.3
CARTA PSICROMÉTRICA............................................................................ 7
2.4
PROPRIEDADES DO AR ............................................................................... 9
2.4.1 Temperatura de Orvalho................................................................................... 9
2.4.2 Umidade Absoluta...........................................................................................10
2.4.3 Umidade Relativa............................................................................................10
2.4.4 Temperaturas de Bulbo Seco e Bulbo Úmido ..................................................11
2.5
CÁLCULO DA UMIDADE RELATIVA .......................................................12
2.6
HIPÓTESES PARA O CONTROLE DE UMIDADE RELATIVA .................13
3
ESPECIFICAÇÕES TÉCNICAS PRELIMINARES..................................14
3.1
VISÃO GERAL DO PROJETO ......................................................................14
3.2
DESCRIÇÃO FUNCIONAL DOS BLOCOS..................................................15
3.2.1 Microcontrolador ............................................................................................15
3.2.2 Interface Homem Máquina..............................................................................16
3.2.3 Sensores de Temperatura Bulbo Seco e Bulbo Úmido .....................................17
3.2.4 Sistema de Ventilação .....................................................................................18
3.2.5 Válvula de Aspersão de Água..........................................................................18
3.2.6 Driver da Resistência de desumidificação .......................................................19
3.2.7 Driver dos Motores de Passo...........................................................................20
ii
3.3
DIMENSIONAMENTO E MEMORIAL DE CÁLCULO...............................21
3.3.1 Sensores de Temperatura Bulbo Seco e Bulbo Úmido .....................................22
3.4
PROGRAMAÇÃO..........................................................................................23
4
IMPLEMENTAÇÃO ....................................................................................24
4.1
DESCRIÇÕES DA MONTAGEM..................................................................24
4.1.1 Descrição de Implementação do Firmware......................................................29
4.1.2 Diagramas de Fases de Atuação ......................................................................33
4.2
TESTES, MEDIÇÕES E CONFIGURAÇÕES................................................34
4.2.1 Aferição dos Sensores de Temperatura............................................................34
4.2.2 Validação da Equação de Cálculo de Umidade Relativa..................................35
4.3
CÓDIGO FONTE ...........................................................................................37
4.3.1 Firmware ........................................................................................................37
4.4
PLACA DE CIRCUITO IMPRESSO..............................................................37
4.5
CUSTOS DO PROJETO.................................................................................39
4.6
COMPONENTES E MATERIAIS..................................................................40
4.7
SERVIÇOS CONTRATADOS .......................................................................40
5
CONCLUSÃO ...............................................................................................41
REFERÊNCIAS.......................................................................................................43
ANEXOS ..................................................................................................................45
Código Fonte .............................................................................................................45
iii
LISTA DE TABELAS
TABELA 1: COMPOSIÇÃO DO AR ATMOSFÉRICO........................................ 6
TABELA 2: CONSTANTES ADOTADAS.............................................................. 6
TABELA 3: VALIDAÇÃO DE EQUAÇÃO ..........................................................36
TABELA 4: CUSTOS DO PROJETO ....................................................................40
iv
LISTA DE FIGURAS
FIGURA 01: TERMORESISTÊNCIA TIPO PT100 ................................................... 2
FIGURA 02: SENSORES DE BULBO SECO E BULBO ÚMIDO ............................ 2
FIGURA 03: CARTA PSICROMÉTRICA ................................................................. 8
FIGURA 04: PROPRIEDADES DE UMA CARTA PSICROMÉTRICA ................... 8
FIGURA 05: TEMPERATURA DE ORVALHO........................................................ 9
FIGURA 06: UMIDADE ABSOLUTA .....................................................................10
FIGURA 07: UMIDADE RELATIVA.......................................................................11
FIGURA 08: TEMPERATURA BULBO SECO E BULBO ÚMIDO ........................12
FIGURA 09: DIAGRAMA DE BLOCOS..................................................................14
FIGURA 10: ESQUEMÁTICO DO MICROCONTROLADOR ................................15
FIGURA 11: DISPLAY LCD 16X2 ............................................................................16
FIGURA 12: ESQUEMA DE LIGAÇÃO DO PIC16F877A......................................17
FIGURA 13: ESQUEMA DO SISTEMA DE ASPERSÃO DE ÁGUA .....................18
FIGURA 14: SISTEMA DE DESUMIDIFICAÇÃO..................................................19
FIGURA 15: DRIVER DA RESISTÊNCIA DE DESUMIDIFICAÇÃO ....................20
FIGURA 16: VÁLVULAS TIPO BORBOLETA.......................................................21
FIGURA 17: DRIVER DE POTÊNCIA PARA OS MOTORES DE PASSO..............21
FIGURA 18: CIRCUITO DE CONDICIONAMENTO DE SINAL ...........................22
FIGURA 19: PLACA DIDÁTICA COM PIC16F877A .............................................24
FIGURA 20: CIRCUITO CONDICIONADOR DE SINAL.......................................25
FIGURA 21: DRIVER DE POTÊNCIA PARA MOTORES DE PASSO....................26
FIGURA 22: BOMBA DE PRESSURIZAÇÃO.........................................................27
FIGURA 23: RESISTÊNCIAS DE DESUMIDIFICAÇÃO .......................................28
FIGURA 24: DRIVER PARA RESISTÊNCIA DE DESUMIDIFICAÇÃO................28
FIGURA 25: FLUXOGRAMA ..................................................................................30
FIGURA 26: FLUXOGRAMA ..................................................................................31
FIGURA 27: TELA “LEITURA” ..............................................................................32
FIGURA 28: TELA “SET POINT” ............................................................................32
v
FIGURA 29:TELA “CONTROLE” ...........................................................................33
FIGURA 30: FASE DE HUMIDIFICAÇÃO .............................................................34
FIGURA 31: FASE DE DESUMIDIFICAÇÃO.........................................................34
FIGURA 32: CALIBRADOR DE TEMPERATURAS ..............................................35
FIGURA 33: PLACA DE CIRCUITO IMPRESSO (VISTA INFERIOR)..................38
FIGURA 34: PLACA DE CIRCUITO IMPRESSO (VISTA SUPERIOR).................38
vi
LISTA DE ABREVIATURAS/SIGLAS
FCS – Fator de Calor Sensível
kg a – Massa de Ar Seco do Volume de Ar Confinado no Ambiente
kg v
– Massa de Vapor de Água do Volume de Ar Confinado no Ambiente
PID – Proporcional, Integral Derivativo
PWM – Pulse Width Modulation – Modulação por Largura de Pulso
Tbs – Temperatura de Bulbo Seco
Tbu – Temperatura de Bulbo Úmido
Torv – Temperatura do Ponto de Orvalho
Vdc – Tensão em Corrente Contínua
s/c - Sem Custo
vii
1
INTRODUÇÃO
Os avanços tecnológicos na área da eletrônica têm sido impulsionados pela constante
necessidade, por empresas e pessoas, de sistemas e dispositivos capazes de automatizar
procedimentos e possibilitar que determinadas tarefas sejam capazes de serem executadas,
transpondo obstáculos que, sem as inovações tecnológicas, não poderiam ser transpostos.
Assim com essa necessidade de aperfeiçoar processos e reduzir custos, propõe-se um sistema
que automatizará o processo de leitura e controle de umidade relativa em ambientes, através
do uso dos conceitos da psicrometria.
Optou-se pela psicrometria pelo fato de se poder utilizar sensores do tipo Pt100, sendo
que esse tipo de sensor tem grande resistência mecânica, ou seja, pode-se fazer medições de
umidade relativa em locais onde não seria possível a utilização dos métodos convencionais,
como descrito no item 1.2.
Com base na ciência da psicrometria serão utilizadas informações de temperatura, que
serão adquiridas dentro do processo, pertinentes ao cálculo de umidade relativa de um
ambiente, onde se trabalhará com dois termoresistores do tipo Pt100, figura 1, para aquisição
dos dados de temperaturas de bulbo seco e bulbo úmido. Optou-se pelo uso de termoresistores
do tipo Pt100 devido a sua linearidade, na faixa de temperatura pretendida pelo projeto (10°C
a 80°C), bem como por sua alta resistência à ambientes corrosivos, como no caso de estufas
de secagem de madeira.
Definiu-se o uso do Pt100 com a sua ligação a dois fios, por se tratar de um projeto
acadêmico e sendo assim, não se trabalhará com distâncias acima de 3 metros, entre os
sensores e o circuito condicionador de sinal, onde segundo o site geocities (GEOCITIES,
2008) distâncias superiores poderiam ocasionar erros nas leituras dos Pt100, uma vez que
existe um acréscimo da resistência do cabo na leitura do sensor. Para tanto, deverá ser
utilizada a conexão a três fios, não trabalhada neste projeto, pois assim ter-se-ia a
compensação do cabo, ficando então, como proposta futura para melhoria do sistema.
2
Figura 01: Termoresistência tipo Pt100
Fonte: ROCHA, 2008
A temperatura de bulbo seco é a obtida através do sensor que faz a leitura da
temperatura do ambiente, e a temperatura de bulbo úmido é coletada através de um sensor
coberto por um tecido de algodão, este tecido deverá ser imerso em um pote de água. Assim
por capilaridade a água vai subindo até chegar ao sensor fazendo com que o bulbo deste fique
recoberto de água, isto fará com que este sensor indique uma temperatura menor que a
temperatura do ambiente.
Para o correto funcionamento desta montagem de sensores, o ambiente onde será
realizada a medição deverá ter o ar em constante movimentação através de um sistema de
ventilação conforme mostrado na figura 2. Isto se dá devido ao fato de que durante o processo
de evaporação da água que envolve o bulbo do sensor, existe uma transferência de energia
fazendo que este sensor resfrie-se.
Figura 02: Sensores de Bulbo Seco e Bulbo Úmido
Fonte: DOMINGOS, 2008
3
Assim através do uso das informações obtidas nos sensores, é possível a execução do
cálculo da umidade relativa do ambiente, como descrito no item 2.5.
1.1
PROBLEMA
Buscando uma forma de controlar umidade relativa em ambientes, sem a utilização de
medidores diretos de umidade, como os apresentados em Trabalhos de Conclusão de Curso
anteriores do curso de Engenharia Elétrica, para proporcionar conforto térmico humano ou
ainda para a obtenção do controle de umidade relativa em locais impróprios (corrosivos).
Como explicado no item 1.2, os processos de secagem de madeira, onde existe a emissão do
ácido acético, é que está sendo proposto um sistema de controle de umidade relativa em
ambientes com base na psicrometria, para que, de forma simples, consiga-se manter um
ambiente agradável para trabalhar e conviver ou ainda para atender necessidades de processos
industriais.
1.2
JUSTIFICATIVA
Existem processos, como o de secagem forçada de madeira, onde o ambiente necessita
do controle de umidade relativa, porém a madeira, quando submetida a altas temperaturas,
libera ácidos, entre eles ácido acético, que é altamente corrosivo. Para atender a esses
processos em que não se podem utilizar módulos eletrônicos para o controle de umidade
relativa, como referenciada no site da novus (NOVUS, 2008) é que se propõem uma forma de
controlar a umidade relativa de ambientes fechados. Com base na psicrometria é feita a leitura
e controle da umidade relativa, uma vez que através desta técnica é possível o controle de
umidade relativa independentemente do controle de temperatura, ou seja, pode-se controlar a
temperatura sem afetar a umidade e pode-se controlar a umidade sem alterar a temperatura.
Pretende-se assim efetuar o controle de umidade relativa em situações onde há excesso de
temperatura e umidade, e também em locais com atmosferas corrosivas.
4
1.3
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Este trabalho tem por objetivo, apresentar a forma de verificar a umidade relativa de um
ambiente, através da psicrometria, oferecendo condições de leituras em locais onde se tem
atmosferas inadequadas para sistemas eletrônicos, como nos processos de secagem forçada de
madeira, onde se trabalha com umidade relativa alta. Vale lembrar também, que através da
psicrometria pode-se controlar a temperatura e a umidade relativa ao mesmo tempo, sem que
uma altere a outra, porém o objetivo deste projeto é controlar apenas a umidade relativa
ficando como proposta de trabalho futuro o controle destas variáveis de forma independente.
Devido às dificuldades em se construir um ambiente para a simulação do projeto, a
faixa de umidade adotada para controle é entre 30% e 70% de umidade. Como o número de
sensores utilizados depende do tamanho do ambiente, foi adotado somente um sensor de
bulbo seco e um de bulbo úmido, sendo que fica como proposta de trabalho futuro, o
dimensionamento de ambiente para uma melhor adequação do número de sensores a serem
utilizados como também o dimensionamento dos atuadores e volumes de insuflação de ar.
Neste projeto serão executados os seguintes itens:
a.
Indicador de temperaturas de Bulbo Seco e Bulbo Úmido;
b. Indicador de Umidade Relativa;
c.
Controle do volume de aspersão d’água, para o aumento da Umidade Relativa do
Ambiente;
d. Controle de entrada e saída de ar, bem como o controle da potência de aquecimento
da resistência, para diminuição da Umidade Relativa.
5
2
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
O desenvolvimento do projeto proposto estará baseado nos conceitos da Psicrometria,
que permite através dos dados de temperatura de bulbo seco e temperatura de bulbo úmido
determinar a umidade relativa do ambiente.
Inicialmente seriam consideradas hipóteses simplificadoras da carta psicrométrica, para
o desenvolvimento do cálculo de umidade relativa, porém durante o trabalho de pesquisa
identificou-se uma equação que faz a correspondência de valores da carta. Consultou-se
então, o professor Anselmo, sobre a validade desta equação e sob a confirmação do mesmo o
trabalho será desenvolvido utilizando a equação citada no item 2.5.
Pelo fato de ser adotada uma equação empírica para a determinação da umidade relativa
do ambiente, onde o sistema estará instalado, a carta psicrométrica será utilizada como
ferramenta de validação dos dados obtidos, disponível em PUC-PR, 2008.
2.1
PSICROMETRIA
A Psicrometria, conforme SILVA, 2003 pode ser definida como sendo o estudo das
propriedades e transformações que ocorrem em uma mistura de gases (ar atmosférico) durante
a aplicação de processos de condicionamento térmico. Também pode ser interpretada segundo
DOMINGOS, 2008 como sendo o estudo das propriedades termodinâmicas de misturas de ar
seco e vapor de água e da sua utilização para analisar os processos que envolvem ar úmido.
2.2
O AR ATMOSFÉRICO E SUA COMPOSIÇÃO
O ar atmosférico é formado por ar seco e vapor d’água, sendo que a composição do ar
seco é relativamente constante, e é formada pela mistura de gases como: oxigênio, nitrogênio,
argônio e dióxido de carbono, e outros gases. Como a quantidade destes outros gases é muito
pequena, no estudo da psicrometria esta parcela pode ser desconsiderada (SILVA, 2003).
6
A composição do ar seco é mostrada na tabela 1:
Tabela 1: Composição do Ar Atmosférico
Componente
Fração Molar ou Proporção (%)
Massa Molecular (Mol)
Oxigênio
Nitrogênio
Argônio
Dióxido de Carbono
20,95
78,09
0,93
0,03
32,00
28,02
39,94
44,01
Fonte: SILVA, 2003
Geralmente os padrões utilizados para as propriedades do ar são estabelecidos pelo
Institution of Heating and Ventilating Engeneers, tabela 2:
Tabela 2: Constantes adotadas
Densidade do ar seco a 101,325 kPa 20°C
Densidade da água a 4°C
Densidade da água a 20°C
Aceleração da Gravidade
Pressão Barométrica
Constante universal dos gases ideais
1,2 kg/m³
1000 kg/m³
998,23 kg/m³
9,8 m/s²
101325 N/m²
83314,4 J/ (kg.K.mol)
Fonte: SILVA, 2003
Outra hipótese a ser adotada é de que o ar seco, quando em condições normais de
temperatura e pressão, se comportará como um gás perfeito, ou seja, comporta-se de forma
linear, assim a densidade pode ser calculada pela equação 1:
ρa =
pa
Ra .T
[kg/m³]
(1)
Sendo: pa – pressão do ar seco [kPa], Ra - a constante universal dos gases [J/kg.K.mol] e
T - a temperatura absoluta do ar [K].
Segundo a lei de Dalton, a pressão total provocada por uma mistura de gases
confinadas em um mesmo volume e submetidos a uma mesma temperatura será a somatória
das pressões parciais destes gases conforme equação 3. Assim para o caso do ar atmosférico a
7
pressão total ( pt ) será a igual à soma da parcela de pressão parcial do ar seco ( pa ) e a parcela
da pressão parcial do vapor de água1 ( pv ) dissolvida no ar, onde segundo MÜLLER, 1989 pv
pode ser expressa através da equação 2.
7.5 T bu
p v = 4.5825 × 10 ( 237,5 +T bu ) - 0,6( T bs - T bu )
pt = p a + p v
2.3
[kPa]
[kPa] (2)
(3)
CARTA PSICROMÉTRICA
As cartas psicrométricas são representações gráficas que contém as principais
propriedades psicrométricas do ar (figura 3) que são sua umidade relativa, a umidade
absoluta, o volume específico do ar seco, a temperatura de bulbo seco, a temperatura de bulbo
úmido e sua entalpia2. Através da carta é possível à análise e interpretação dos processos
psicrométricos, a que o ar estará submetido.
Os dados das cartas psicrométricas variam conforme a altitude do local onde o processo
psicrométrico será analisado. A cidade de Curitiba, conforme WIKIPEDIA, 2008 apresenta
altitude média de 934,6 m em relação ao nível do mar, sendo assim neste projeto será adotada
a altitude de 935m (90,705 kPa), em referência à altitude da cidade de Curitiba.
Devido à linearidade e o comportamento da pressão ser diretamente proporcional a
temperatura é possível obter a umidade com o auxilio das cartas psicrométricas, de modo
grosseiro e sintético, a temperatura de bulbo úmido permite estimar a capacidade de absorção
de vapor de água, enquanto que a temperatura de bulbo seco determina a quantidade de vapor
existente.
1
Pressão parcial de vapor é a pressão que se obteria se o vapor de água contido no ar ocupasse isoladamente
todo o volume.
2
Defini-se Entalpia(H) como sendo a energia interna (U) do sistema mais o produto da pressão pelo volume
H=U+PV.
8
Figura 03: Carta Psicrométrica
Fonte: PUC-PR, 2008
Para a interpretação da carta segue a descrição de cada uma de seus dados.
Figura 04: Propriedades de uma carta Psicrométrica
Fonte: SILVA, 2003
Com base na figura 4 têm-se as seguintes correspondências de curvas:
1. Temperatura de bulbo seco (TBS) indicada na figura por linhas verticais [°C].
9
2. Umidade absoluta (w) representada graficamente na carta por linhas horizontais
[ kg v / kg a ].
3. Escala da umidade absoluta.
4. Temperatura de bulbo úmido (TBU), a escala de TBU localiza-se na linha de
saturação na extremidade esquerda da carta [°C].
5. Volume específico (v) [ m 3 / kg a ].
6. Energia interna total do sistema ou entalpia específica (h) [ kJ / kg a ].
7. Temperatura do ponto de orvalho (Torv) [°C].
8. Umidade relativa (UR) [%].
9. Escala referente ao fator de calor sensível (FCS).
A carta psicrométrica poderá ser utilizada para validar a equação encontrada na
pesquisa.
2.4
PROPRIEDADES DO AR
As principais propriedades do ar citadas nas cartas psicrométricas estão definidas a
seguir.
2.4.1 Temperatura de Orvalho
É a temperatura na qual o vapor de água existente no ambiente se condensa.
Figura 05: Temperatura de Orvalho
Fonte: SILVA, 2003
10
2.4.2 Umidade Absoluta
É a relação entre as massas de vapor de água e de ar seco existente no ar atmosférico.
Ou seja, é a quantidade de vapor de água dissolvida em 1 kg de ar seco.
Figura 06: Umidade Absoluta
Fonte: SILVA, 2003
Pode-se calcular a umidade absoluta do ar atmosférico através da equação 4:
w = 0,622
pv
pt − pv
(4)
Onde pv é a pressão parcial de vapor e p t é a pressão total.
2.4.3 Umidade Relativa
É a representação da relação entre as pressões parciais de vapor ( pv ) e a pressão de
saturação do ar a uma mesma temperatura ( p sat ). A figura 7 ilustra a linha de umidade
relativa na carta psicrométrica.
11
Figura 07: Umidade Relativa.
Fonte: SILVA, 2003
Analiticamente pode ser calculada através da equação 5:
RU =
pv (T )
.100
p sat (T )
(5)
2.4.4 Temperaturas de Bulbo Seco e Bulbo Úmido
Para a determinação da umidade relativa do ar é necessária a utilização de duas
temperaturas distintas:
a - Temperatura de bulbo seco (Tbs), que é a temperatura do ar atmosférico medida por
um termômetro comum, protegido contra eventuais radiações.
b - Temperatura de bulbo úmido (Tbu), que é a temperatura medida por um termômetro
cujo bulbo foi coberto por uma mecha de tecido contendo água.
Quando estes dois termômetros são submetidos a uma corrente de ar em movimento a
temperatura do termômetro cujo bulbo foi recoberto por uma mecha contendo água
(termômetro de bulbo úmido) apresentará uma temperatura menor ou igual a do outro
termômetro (termômetro de bulbo seco). Isso se deve ao fato da umidade da mecha ao
evaporar, retirar calor do bulbo reduzindo assim a temperatura medida neste termômetro.
A quantidade de água que pode evaporar da mecha é inversamente proporcional à
quantidade de vapor existente no ar atmosférico. Assim sendo quanto menor a umidade do ar
12
atmosférico maior será a diferença de temperatura entre os dois termômetros. A diferença
entre as leituras dos termômetros de bulbo seco e bulbo úmido é chamada de depressão de
bulbo úmido (∆T), conforme figura 8.
Figura 08: Temperatura Bulbo Seco e Bulbo Úmido
Fonte: SILVA, 2003
2.5
CÁLCULO DA UMIDADE RELATIVA
Para o cálculo da umidade relativa através do uso das temperaturas de bulbo úmido e
bulbo seco existem equações empíricas. Para o desenvolvimento deste projeto será utilizada a
equação referenciada no site do Departamento de Ciências Florestais da Universidade Federal
de Lavras UFLA, sobre processos de secagem de madeira, equação 6.
[ 9 ,1466 −
UR[%] =
10
2316
]
273+Tbu
− 0,5 x(Tbs − Tbu )
[ 9 ,1466 −
10
Fonte: UFLA 2008.
Sendo:
UR é a Umidade Relativa.
Tbu é a Temperatura de bulbo úmido
Tbs é a Temperatura de Bulbo seco
2316
]
273 +Tbs
(6)
13
2.6
HIPÓTESES PARA O CONTROLE DE UMIDADE RELATIVA
O controle da umidade relativa é habitualmente conseguido através de processos que
envolvem o arrefecimento ou aquecimento do ar. FRADE 2006 apresenta alguns processos
para este controle:
a - Aquecimento Simples ou Sensível
Consiste no aquecimento do ar úmido, este processo não causa a alteração da umidade
específica, atuando diretamente sobre a umidade relativa do ambiente causando sua
diminuição.
b - Umidificação com Vapor
Neste processo o vapor d’água é injetado diretamente sobre o fluxo de ar, este vapor
pode ser produzido por geradores de vapor ou ainda por equipamentos que fazem o
aquecimento de água através do uso de resistências elétricas submersas. Neste caso o vapor
d’água atuará diretamente no aumento da umidade relativa do ambiente.
c - Arrefecimento com Humidificação - Saturação Adiabática
Neste processo saturadores adiabáticos são utilizados, estes injetam gotículas de água
no fluxo de ar, estas gotículas sofrerão um processo de evaporação e logo diminuirão a
temperatura do ar.
d - Arrefecimento com Desumidificação
Neste processo a diminuição da umidade relativa é obtida através da condensação
sofrida pelo ar, este fenômeno ocorre quando o ar entra em contato com uma superfície que
possua uma temperatura abaixo da temperatura de ponto de orvalho isso faz com que uma
parte do vapor d’água existente no ar seja retida pela serpentina e possa assim ser retirado do
ambiente, provocando assim a diminuição da umidade relativa.
Para o desenvolvimento deste projeto serão utilizados os processos de aquecimento
simples e de saturação Adiabática3.
3
Processo onde não existe troca de calor, não envolve mudanças da entalpia.
14
3
ESPECIFICAÇÕES TÉCNICAS PRELIMINARES
3.1 VISÃO GERAL DO PROJETO
O projeto apresentado tem como objetivo o desenvolvimento de um sistema que seja
capaz de realizar o controle da umidade relativa de um ambiente. A figura 9 representa o
diagrama de blocos do sistema a ser desenvolvido.
Figura 09: Diagrama de blocos
SENSORES DE BULBO
SECO E BULBO ÚMIDO
SINAL DE
RESISTÊNCIA
VARIANDO
CIRCUITO
CONDICIONADOR
DE SINAL
SINAL DE 0 A 5V
SINAL ON/OFF
RELÉ 2
VENTILADOR
SINAL
DIGITAL
IHM
MICROCONTROLADOR
SINAL
DIGITAL
SINAL ON/OFF
COM TEMPO DE
ACIONAMENTO
CONTROLADO POR PID
VALVULA DE
ASPERSÃO D'ÁGUA
RELÉ 1
DRIVER DE
ACIONAMENTO
MOTOR DE
PASSO
VÁLVULA
BORBOLETA
SINAL MODULADO
PWM
DRIVER DE
ACIONAMENTO
BANCO DE
RESISTÊNCIA
Fonte: Própria
A implementação do PID para o controle dos sinais de saída para resistência de
desumidificação e de saída para a válvula de aspersão de água foi adotado por ser uma
15
solução de fácil implementação e que na grande maioria dos casos permite uma solução de
controle com grande exatidão e que permite fácil ajuste ao processo (tuning).
3.2 DESCRIÇÃO FUNCIONAL DOS BLOCOS
Nas próximas subseções serão descritos os princípios de funcionamento de cada um
dos blocos que compõe o sistema, suas interfaces e características.
3.2.1 Microcontrolador
Para o controle do sistema será utilizada a placa didática, adquirida junto ao
almoxarifado do curso de Engenharia Elétrica da Universidade Positivo, o microcontrolador
adotado será o PIC 16F877A, pois este componente é dotado de todos os recursos que serão
necessários para o funcionamento do projeto proposto, tais como: conversor A/D, duas saídas
para fazer acionamento de relés, porta para interface homem/máquina através de um display,
porta para habilitar três botões de navegação no programa, saída PWM e saídas digitais, para
controle de motor de passo.
Figura 10: Esquemático do Microcontrolador
U2
2
3
4
5
6
7
15
16
33
36
37
38
39
40
C3
33uF
Y2
13
14
6MHz
1
32
11
C4
33uF
RA0/AN0
RB1
RA1/AN1
RB2
RA2/AN2/Vref RC2/CCP1
RA3/AN3/Vref + RC3/SCK/SCL
RA4/TOCKI
RC4/SDI/SDA
RA5/AN4/SS
RC5/SDO
RC6/TX/CK
RC0/T1OSO/T1CKI RC7/RX/DT
RC1/T1OSI/CCP2
RB0/INT
RD0/PSP0
RB3/PGM
RD1/PSP1
RB4
RD2/PSP2
RB5
RD3/PSP3
RB6/PGC
RD4/PSP4
RB7/PGD
RD5/PSP5
RD6/PSP6
RD7/PSP7
OSC1/CLKIN
OSC2/CLKOUT
RE0/RD/AN5
RE1/WR/AN6
MCLR/Vpp
RE2/CS/AN7
VDD
Vss
VDD
Vss
PIC16F877A
5Vcc
Fonte: Própria
34
35
17
18
23
24
25
26
19
20
21
22
27
28
29
30
8
9
10
31
12
16
O PIC 16F877A não foi escolhido apenas por atender as necessidades do projeto, mas
também por apresentar fácil acesso às literaturas, disponibilidade de kit didático e também por
ser um componente de fácil acesso, sendo encontrado em diversas lojas de componentes
eletrônicos.
3.2.2 Interface Homem Máquina
A interface Homem Máquina (IHM) será implementada através do uso dos recursos
existentes na placa didática. Através do uso das teclas será possível a seleção e ajustes de
parâmetros do sistema. Sendo que a visualização das mensagens será realizada através do
display de LCD.
Figura 11: Display LCD 16X2
Fonte: Própria
A escolha deste display se deu por facilidade de conexão com o
microcontrolador, e pela sua funcionalidade. O LCD é uma opção prática de se apresentar
uma grande quantidade de dados de forma relativamente simples. A interface com o
microcontrolador será diretamente pelas portas I/O do PIC através de 6 bits de comunicação,
figura 12. Serão utilizados também 3 botões para navegação no programa, onde o usuário
poderá alterar dados e navegar pelo programa.
17
Figura 12: Esquema de ligação do PIC16F877A
U2
2
3
4
5
6
7
5Vcc
SW2
SW3
SW4
SW5
SW6
33
34
35
36
37
38
39
40
13
14
1
32
11
RA0/AN0 RC0/T1OSO/T1CKI
RA1/AN1
RC1/T1OSI/CCP2
RA2/AN2/Vref RC2/CCP1
RA3/AN3/Vref + RC3/SCK/SCL
RA4/TOCKI
RC4/SDI/SDA
RA5/AN4/SS
RC5/SDO
RC6/TX/CK
RB0/INT
RC7/RX/DT
RB1
RB2
RD0/PSP0
RB3/PGM
RD1/PSP1
RB4
RD2/PSP2
RB5
RD3/PSP3
RB6/PGC
RD4/PSP4
RB7/PGD
RD5/PSP5
RD6/PSP6
RD7/PSP7
OSC1/CLKIN
OSC2/CLKOUT
RE0/RD/AN5
RE1/WR/AN6
MCLR/Vpp
RE2/CS/AN7
VDD
Vss
VDD
Vss
15
16
17
18
23
24
25
26
19
20
21
22
27
28
29
30
SIPSOC-14
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
8
9
10
31
12
PIC16F877A
R6
5Vcc
J1
20KOhm
Fonte: Própria
No display serão apresentadas 3 telas, através destas será possível o acesso a cada uma
das funções do programa.
a. Tela de Leitura, onde se visualiza as temperaturas de bulbo seco e bulbo úmido
e a umidade relativa.
b. Tela de Set Point, onde se pode atribuir o valor de umidade que se deseja
controlar.
c. Tela de Controle, onde se inicia ou interrompe o processo de controle de
umidade relativa.
3.2.3 Sensores de Temperatura Bulbo Seco e Bulbo Úmido
Os sensores de temperatura de bulbo seco e bulbo úmido adotados serão
termoresistores do tipo Pt100 e estes fornecerão os dados de temperatura do ambiente, que
será utilizado no cálculo da umidade relativa. Utilizando-se o sensor de temperatura bulbo
úmido juntamente com um pano de algodão umedecido em água, será obtida a leitura da
temperatura de evaporação da água, a ser utilizada no cálculo da umidade relativa.
18
3.2.4 Sistema de Ventilação
O sistema de ventilação será composto de um ventilador que será responsável pela
circulação de ar no ambiente. Este ventilador trabalhará em velocidade constante, e será
acionado através de um relé comandado por uma saída digital do PIC.
3.2.5 Válvula de Aspersão de Água
O sistema da válvula de aspersão de água representado na figura 13, sendo formado
pelos seguintes componentes:
a.
Uma bomba pressurizadora;
b.
Um reservatório que conterá água pressurizada;
c. Uma válvula solenóide que liberará a passagem da água pressurizada;
d.
Um bico de aspersão que borrifará a água sobre o ar circulante no ambiente;
e.
Um reservatório que coletará o excesso de água aspergida e realimentará a
bomba com esta água.
Figura 13: Esquema do Sistema de Aspersão de Água
Fonte: Própria
19
A água será utilizada para provocar o aumento da umidade relativa do ambiente. O
sistema realizará o acionamento desta válvula solenóide através do uso de um relé existente
na placa de controle, sendo que o tempo de acionamento deste será definido pela aplicação de
um algoritmo PID (Proporcional Integral Derivativo) como visto em aulas expositivas de
Automação B (ROCHA, 2008). A água a ser aspergida no ambiente será pressurizada através
de uma bomba. Como a quantidade de água a ser injetada no ambiente será controlada pela
válvula solenóide de aspersão de água, esta bomba não será controlada pelo sistema e
trabalhará de maneira autônoma.
3.2.6 Driver da Resistência de desumidificação
Será utilizado um resistor com valor de4 470 ohms e 10 watts, para realizar a
diminuição da umidade relativa do ambiente, aquecendo o ar circulante.
Figura 14: Sistema de Desumidificação
Fonte: DOMINGOS, 2008
O sistema realiza o acionamento da resistência de desumidificação através do uso da
saída PWM existente na placa de controle, o valor da potência dissipada pelo resistor será
proporcional à somatória da largura dos pulsos do PWM, a largura de pulso que definem a
saída do PWM será calculada através de um algoritmo PID (Proporcional Integral Derivativo)
como visto em aulas expositivas de Automação B (ROCHA, 2008), e o fornecimento da
4
Hipótese, para a determinação do valor ideal da potência de aquecimento seriam necessários cálculos
envolvendo o tamanho do ambiente e entalpia, que não é o foco deste projeto.
20
potência necessária para a alimentação do resistor será realizado um driver cujo esquema
elétrico é mostrado na figura 15.
Figura 15: Driver da Resistência de Desumidificação
Fonte: Própria
3.2.7 Driver dos Motores de Passo
A movimentação das válvulas tipo borboleta será realizada por meio de motores de
passo, figura 16.
O sistema de válvulas borboletas realizará o controle da circulação ar do ambiente, e
será configurado para realizar a liberação de entrada de ar fresco (ar externo) ou para a
circulação do ar interno.
Serão utilizados dois motores de passo de 200 pulsos por volta 12 Vdc 0,5 A , estes
motores serão controlados por sinais digitais oriundos do PIC. Para a interface entre a porta
do microcontrolador e o motor de passo será utilizado um driver obtido através do uso do
circuito integrado ULN2003A, conforme figura 17, este circuito integrado é formado por um
array de transistores Darlington, e trabalha com tensões de até 50V suportando correntes de
até 500mA, o suficiente para o controle do motor de passo. Este integrado possui 7 entradas
para o controle de até 7 saídas que serão ligadas às saídas dos estatores do motor de passo.
21
Figura 16: Válvulas tipo Borboleta
Fonte: Própria
Onde:
1- Obturador, para obstruir ou permitir a passagem de ar.
2- Parede da câmara de controle.
3- Eixo do motor de passo, para abrir ou fechar o obturador.
Figura 17: Driver de Potência para os Motores de Passo
Fonte: PATSKO, 2008
3.3 DIMENSIONAMENTO E MEMORIAL DE CÁLCULO
A base para o desenvolvimento do projeto será a placa didática, através do
microcontrolador do fabricante Microchip PIC 16F877A, foram verificadas as funções
pertinentes ao funcionamento do projeto. Que são:
22
a. Conversor A/D, para a leitura do sinal analógico gerado pelo circuito de leituras dos
termoresistores do tipo Pt100.
b. Duas saídas para acionamento de reles, que farão o acionamento da válvula de
aspersão de água no ambiente e acionamento do ventilador do sistema.
c. Um display de LCD, que será utilizado para fazer a interface homem/máquina.
d. Saídas digitais, para o controle do motor de passo na abertura e fechamento do sistema
de renovação de ar.
e. Saída modulada PWM para acionamento da resistência de controle de umidade
relativa.
3.3.1
Sensores de Temperatura Bulbo Seco e Bulbo Úmido
Será utilizado um circuito de condicionamento de sinal na configuração “seguidor de
tensão” para realizar a conversão do sinal de resistência gerado pelos termoresistores em nível
de tensão de 0 a 5V, para serem capturados pela entrada do canal analógico da placa do PIC,
conforme detalhes da figura 18.
Figura 18: Circuito de Condicionamento de Sinal
Fonte: Própria
23
No circuito da figura 18, tem-se uma fonte de corrente constante regulada pelo diodo
zenner Z1 para que, com a variação de resistência do termoresistor, tenha na saída uma
variação de tensão, pois com a corrente constante tem-se uma tensão diretamente proporcional
à resistência (sensor). Porém o sinal de tensão proveniente da variação do sensor é muito
baixo e precisa ser amplificado. Para amplificar o sinal de tensão será utilizado um
amplificador operacional LM358, na configuração não inversor com ajuste de off set, onde
terá dois estágios, sendo que no primeiro tem-se um seguidor de tensão para reforçar o sinal
proveniente do sensor, em seguida tem-se um amplificador com ganho variado e ajuste de off
set. A saída do amplificador operacional (pino 1) é a que irá para o canal analógico do PIC.
Optou-se por este amplificador operacional por não necessitar do uso de uma fonte simétrica.
3.4 PROGRAMAÇÃO
Para a realização deste projeto estão
sendo utilizadas as ferramentas de programação
em C destinadas ao desenvolvimento de firmware voltado para microcontroladores tipo PIC,
destacando-se entre elas MPLAB e CCS, disponíveis nos laboratórios da Universidade
Positivo. Sendo que os fluxogramas estarão sendo realizadas nas próximas fases do projeto.
24
4
IMPLEMENTAÇÃO
Neste capitulo serão descritos todos os passos para a implementação e montagem do
projeto proposto.
4.1 DESCRIÇÕES DA MONTAGEM
Primeiramente ir-se-ia provar o uso da psicrometria, para o cálculo da umidade
relativa, através da carta psicrométrica, porém durante os trabalhos de pesquisa descobriu-se
uma equação (equação 6), que realiza o cálculo de umidade relativa através dos dados
psicrométricos. Com base nessa equação elaborou-se um programa, que será executado
através de um microcontrolador da família PIC, onde se pode realizar o cálculo da umidade
relativa em ambientes impróprios para dispositivos eletrônicos, como por exemplo, nos
processos de secagem forçada de madeira, onde há liberação de acido acético pela madeira.
Então, sabendo-se de todas as informações pertinentes ao cálculo de umidade relativa,
precisou-se definir o modelo de PIC a ser utilizado, que foi o PIC16F877A, sendo que foi
uma escolha proposital, pois esse é o mesmo microcontrolador que se encontra na placa
didática utilizada na Universidade Positivo, figura 19.
Figura 19: Placa didática com PIC16F877A
Fonte: Própria
25
Uma vez definido o PIC e todos os seus recursos a serem utilizados, conforme
descrição existente no capitulo 3 deste documento, houve a necessidade da criação de alguns
circuitos para o interfaceamento entre o PIC e o hardware externo, como um circuito (circuito
condicionador de sinal, figura 20) para o condicionamento dos valores obtidos através dos
sensores térmicos, cujo esquema elétrico encontra-se na figura 18,
um circuito para o
acionamento dos motores de passo (driver de potência, figura 21 ) e um circuito para o
acionamento da resistência de desumidificação (driver de potência, figura 23 ).
Figura 20: Circuito condicionador de Sinal
Fonte: Própria
Utilizou-se também um sistema para acionamento das válvulas borboleta, dotado de
dois motores de passo. Optou-se por esse tipo de motor devido à simplicidade de seu controle
e de sua precisão nos movimentos, pois através do uso de um driver apropriado (figura 18) e
uma saída digital do PIC, consegue-se fazer todo o processo necessário para a abertura e
fechamento das válvulas borboletas.
26
Para o controle do motor são necessárias as especificações de tensão e corrente das
bobinas. Neste projeto, pela disponibilidade, será utilizado um motor de tensão 12Vdc e
corrente de 0,5A, diante deste fato optou-se por um driver constituído por dispositivos
ULN2003A(array de transistores Darlington).
Figura 21: Driver de Potência para Motores de Passo
Fonte: Própria
Será utilizado também um sistema de pressurização da água a fim de obter-se uma
nevoa de água para a umidificação do ambiente. Este sistema é constituído por uma bomba
que pressurizará a água, figura 22, um reservatório de água, um pressostato para controle da
pressão da bomba, uma válvula solenóide para abrir ou fechar a nebulização de água no
ambiente e bico aspersor de água.
27
Figura 22: Bomba de Pressurização
Fonte:Própria
Neste projeto a desumidificação do ar será obtida através da utilização de uma
resistência, por onde o ar fluíra durante a fase de desumidificação, neste caso adotou-se um
resistor5 de potência, figura 23, com valor ôhmico de 470 ohms e potência nominal de 100W.
Então pela lei de Ohm calcula-se a corrente.
U = Rxi
24 = 47 xi
i = 510mA
Assim a potência dissipada no resistor será de aproximadamente:
P = Uxi
P = 24x0,510
P = 12,25W
5
Os valores adotados são totalmente arbitrários, pois para o correto dimensionamento destes parâmetros seriam
necessários diversos cálculos e conceitos de Entalpia, o que não é o objetivo deste projeto.
28
Figura 23: Resistências de desumidificação
Fonte: Própria
Como driver de potência para este acionamento foi preparada uma placa conforme
mostrado na figura 24, que tem como principal característica a utilização de um acoplador
óptico, para garantir a isolação contra possíveis sobretensões que poderiam danificar a saída
do PIC
Figura 24: Driver para Resistência de Desumidificação
Fonte: Própria
29
Os circuitos de condicionamento de sinal, driver de potência para os motores de passo
e driver de potência para a resistência de desumidificação, foram montados em uma placa de
circuito impresso única.
Foram utilizadas ainda, duas fontes de alimentação externas, sendo uma para a
alimentação da bomba, 32Vdc 2A e outra para a alimentação do restante do sistema sendo de
12 Vdc.
4.1.1
Descrição de Implementação do Firmware
O firmware criado para implementação do projeto foi concebido conforme o
fluxograma das figuras 25 e 26, onde cada ramo do fluxograma corresponde a uma tela
especifica, como mostrado nas figuras 27, 28 e 29.
30
Figura 25: Fluxograma
Início
Configura Canais AD
Liga Ventilador
N
1
Tela Leitura?
Tela Set Point?
S
Sub Rotina Lê Canais AD
S
Liga Ventilação
Exibe Valor de Set Point
Sub Rotina Lê Canais AD
Decrementa
Set Point
Incrementa
Set Point
Exibe Valor de Umidade
Sub Rotina Calcula
Exibe Valor de Umidade
N
N
Tela Controle?
S
Exibe Valores de Temperatura
Sub Rotina Calculo
N
Sai?
Sub Rotina Libera
Sai?
S
S
1
N
Sai?
1
S
1
Fonte: Própria
N
1
31
Figura 26: Fluxograma
Sub Rotina Lê Canais AD
Sub Rotina Libera
Lê Canal AD1
Lê Canal AD3
N
UR < Set Point?
UR < Set Point?
Condiciona Valores
S
Fim
Sub Rotina Calculo
S
Sub Rotina Abre Entrada de Ar
Sub Rotina Fecha Entrada de Ar
PID
PID
Aciona Saída de Umidificação
Aciona Saída de Desumidificação
Aplicação da Formula de Calculo de Umidade
Se UR >100%, UR=100%
Sub Rotina Abre Entrada de Ar
Sub Rotina Fecha Entrada de Ar
Aciona Motor de Passo
Aciona Motor de Passo
Se UR <0%, UR=0%
Fim
Fim
Fonte: Própria
Fim
32
Durante a implementação foram definidas as telas de interfaceamento entre o sistema
e o usuário, este se dará através de textos exibidos pelo display LCD do sistema, e
acionamento das teclas existentes, conforme figuras 27, 28 e 29.
Figura 27: Tela “LEITURA”
Fonte: Própria
A tela “LEITURA” permite a visualização dos valores de temperatura de bulbo seco
(Tbs), bulbo úmido (Tbu) e da umidade relativa.
Figura 28: Tela “SET POINT”
Fonte: Própria
33
Através da tela “SET POINT” é possível realizar o ajuste do valor de set point para o
controle do sistema.
Figura 29: Tela “CONTROLE”
Fonte: Própria
Através da tela “CONTROLE” é possível acionar e desligar o controle do sistema
permitindo também a visualização dos valores de set point e umidade relativa do ambiente
sob controle.
4.1.2 Diagramas de Fases de Atuação
As figuras 30 e 31 exemplificam o funcionamento do sistema e a condição dos
atuadores durante a fase de aumento (fluxo de ar externo e aspersão de água) e de diminuição
(recirculação do ar sem aspersão) da Umidade Relativa do Ambiente. A bomba permanece
sempre ligada mantendo a pressão de água constante.
34
Figura 30: Fase de Umidificação
Fonte: Própria
Figura 31: Fase de Desumidificação
Fonte: Própria
Nota: Componentes representados na cor vermelha estão acionados.
4.2
TESTES, MEDIÇÕES E CONFIGURAÇÕES
4.2.1 Aferição dos Sensores de Temperatura
35
Para aferição da placa do circuito condicionador de sinal foi utilizado o calibrador de
temperaturas TC 502 da marca PRESSYS (figura 32), conseguido junto à empresa Digisytem
Indústria de Sistemas Eletrônicos, este equipamento apresenta os seguintes valores de
exatidão e resolução para a faixa de saída utilizada durante o processo de aferição: 0,02%FS
(fundo de escala), 0,01Ω, conforme o manual do fabricante.
Figura 32: Calibrador de Temperaturas
Fonte: Própria
4.2.2 Validação da Equação de Cálculo de Umidade Relativa
Para a validação da equação de cálculo da umidade relativa utilizou-se um aplicativo
disponível em PUC, 2008, que por sua vez foi elaborado de acordo com as propriedades da
carta psicrométrica, sendo que os erros encontrados apresentam valores aceitáveis, tabela 3.
36
Tabela 3: Validação de Equação
Validação da Equação para Cálculo da Umidade Relativa
Referência de Temperatura
Valor Obtido no Projeto
Valor Obtido no Software PUC
Temperatura
Bulbo Seco (TBS)
°C
Temperatura Bulbo
Úmido (TBU) °C
Umidade Relativa %
Umidade Relativa %
28,0
28,0
28,0
28,0
28,0
28,0
28,0
28,0
28,0
28,0
28,0
28,0
28,0
28,0
28,0
28,0
28,0
28,0
28,0
28,0
28,0
28,0
28,0
28,0
28,0
28,0
28,0
28,0
28,0
28,0
28,0
28,0
28,0
27,9
27,7
27,6
27,5
27,4
27,3
27,2
27,1
27
26,9
26,8
26,7
26,5
26,4
20,7
20,6
20,4
20,3
20,2
20,1
20
18,5
18,4
18,3
18,2
18
16
15,9
15,8
15,6
15,5
99,9
99,1
98,3
97,5
96,6
95,8
95
94,2
93,4
92,6
91,8
91
90,2
89,4
88,6
51,4
50,8
50,2
49,6
49
48,3
47,7
39,4
38,8
38,3
37,7
37,1
26,8
26,2
25,7
25,2
24,7
100
99,25
97,75
97,01
96,27
95,53
94,79
94,06
93,33
92,6
91,88
91,16
90,44
89,01
88,3
52,02
51,45
50,32
49,75
49,19
48,63
48,08
39,97
39,45
38,93
38,41
37,37
27,43
26,95
26,47
25,53
25,05
Fonte: Própria
4.2.3 Testes do Firmware
Erro
0,1
0,15
-0,55
-0,49
-0,33
-0,27
-0,21
-0,14
-0,07
0
0,08
0,16
0,24
-0,39
-0,3
0,62
0,65
0,12
0,15
0,19
0,33
0,38
0,57
0,65
0,63
0,71
0,27
0,63
0,75
0,77
0,33
0,35
37
Durante a fase de criação do Firmware para o sistema foram realizadas diversas
avaliações e testes com auxilio do simulador Proteus e também através do uso da placa
didática onde através da simulação dos sinais de entrada era possível avaliar a resposta do
sistema.
A validação do sistema de controle e definição das constantes para aplicação do PID
será realizada após a montagem da maquete do projeto.
4.3
CÓDIGO FONTE
Para a implementação deste projeto foi criado um Firmware para o PIC 16F877A,
utilizando-se o software MPLAB IDE v8.106, da Microchip, sendo que a linguagem de
programação adotada foi “C”, pois trata-se da é a linguagem especificada pelo
CCS(compilador integrado ao MPLAB).
4.3.1 Firmware
O código fonte criado para o funcionamento do projeto encontra-se nas páginas
seguintes.
4.4
PLACA DE CIRCUITO IMPRESSO
Foi desenvolvida uma placa de circuito impresso, figura 33 e 34, onde o software
utilizado para o desenvolvimento foi o p-cad do fabricante Altium.
6
Utilizou-se este software por ele ser do mesmo fabricante do microcontrolador adotado no projeto e por ser
gratuito.
38
Figura 33: Placa de Circuito Impresso (vista inferior)
Fonte: Própria
Figura 34: Placa de Circuito Impresso (vista superior)
39
Fonte: Própria
4.5
CUSTOS DO PROJETO
Os itens utilizados na montagem da maquete do projeto bem como seus custos estão
descritos logo a seguir:
a – Placa didática do PIC
A aquisição da placa didática da Universidade Positivo juntamente com todos os
componentes necessários tem um custo de aproximadamente R$ 250,00. Se fosse utilizada
uma placa dedicada, eliminando-se todos os componentes não necessários ao projeto e
disponíveis na placa didática esse custo seria de aproximadamente R$ 180,00.
b – Placa de drivers de potência e condicionamento de sinal
Para a confecção da placa com os drivers de potência e o circuito condicionador de
sinal bem como a aquisição dos seus componentes, apresentou um custo de
aproximadamente R$ 45,00.
c – Motor de passo
Os dois motores de passo foram adquiridos a um custo de R$ 40,00.
d – Ventilador
O ventilador não teve custo, pois já era de posse de um dos alunos do projeto.
e – Sistema de Pressurização de água
O sistema de pressurização da água não teve custos, pois os alunos conseguiram por
empréstimo da empresa Digisystem Indústria de Sistemas Eletrônicos, sendo necessária à
devolução ao término do projeto.
f – Chapa de acrílico
A placa de acrílico com medidas de 1m² teve um custo de R$ 90,00.
g – Chapas de madeiras
Não houve custo envolvido, pois foram cedidas pela empresa Schattdecor, a um dos
alunos participantes do projeto.
h – Fontes externas
40
Não houve custos, pois as mesmas foram cedidas por empréstimo pela empresa
Digisystem.
i – Válvula solenóide
Não houve custos, pois as mesmas foram cedidas por empréstimo pela empresa
Digisystem.
j – Sensores Pt100
Não houve custos, pois as mesmas foram cedidas por empréstimo pela empresa
Digisystem.
l – Resistor de potência
Não houve custo envolvido, pois foram cedidas pela empresa Schattdecor, a um dos
alunos participantes do projeto.
Tabela 4: Custos do Projeto
Quantidade
Produto
1
Placa didática do PIC
1
Placa dos Drivers (Potência e
Condicionamento de Sinal)
2
Motores de Passo
1
Ventilador
1
Sistema de Pressurização de Água
1
Chapa de Acrílico (1m²)
7
Chapas de Madeira
1
Válvula Solenóide
2
Sensores Pt100
1
Resistor de Potência
Fonte Própria
Custo
180,00
45,00
40,00
s/c
s/c
90,00
s/c
s/c
s/c
s/c
4.6 COMPONENTES E MATERIAIS
Conforme descrito anteriormente no item 4.5.
4.7
SERVIÇOS CONTRATADOS
Não houve a contratação de serviços para o projeto e implementação do sistema.
41
5
CONCLUSÃO
Na incessante busca por novos conceitos, métodos e soluções, para os mais diversos
obstáculos a serem transpostos no dia a dia é que se propôs uma forma de controle de
umidade relativa em ambientes através da psicrometria. Analisado alguns dos processos de
controle de umidade relativa, como os processos de secagem de madeira forçada, onde
existem limitações ao uso de medidores de umidade convencionais devido aos ácidos
provenientes da madeira que são altamente corrosivos, é que se desenvolveu um sistema de
monitoramento e controle de umidade relativa em ambientes através da psicrometria.
Queria-se provar a eficiência no controle de umidade relativa através da psicrometria,
onde se valendo das propriedades da carta psicrométrica pode-se controlar a umidade relativa
em qualquer ambiente desde que se tenha uma circulação de ar neste ambiente, porém durante
os trabalhos de pesquisas encontrou-se uma equação que representava todo o processo de
cálculo de umidade contido na carta psicrométrica. Uma vez recebido o aval quanto ao uso da
equação encontrada começaram os trabalhos para a melhor forma de se controlar as variáveis
de controle necessárias ao projeto, bem como a elaboração de um firmware que atuando em
um hardware de forma a suprir todas as necessidades do programa de controle. O sistema
desenvolvido tem por finalidade controlar somente umidade relativa, entretanto durante os
trabalhos de pesquisas descobriu-se que a psicrometria permite o controle de umidade relativa
e de temperatura de forma independente, mas no projeto em questão controlou-se somente a
umidade relativa ficando como proposta de trabalho futuro o controle dessas duas variáveis de
forma independente. Definiu-se que os termoresistores do tipo Pt100 fariam a parte de coleta
das temperaturas do ambiente, optou-se por esse tipo de sensor devido a sua grande
resistência mecânica e também devido a sua linearidade na faixa de temperatura pretendida
(10°C a 80°C). Vale lembrar também que não se levou em conta o tamanho do ambiente, pois
esse tipo de dimensionamento não é o foco do projeto ficando como proposta de trabalho
futuro, sendo assim utilizou-se somente um sensor de bulbo seco e outro de bulbo úmido.
Durante a implementação do projeto encontrou-se vários problemas sendo que os principais
42
foram: o ruído no acionamento dos relés e a oscilação no canal analógico da placa didática do
PIC. A solução para os problemas encontrados foi à confecção de uma placa dedicada para o
projeto. Com a necessidade de aquecer e aspergir água no ambiente utilizou-se de um
algoritmo PID para obter uma melhor resposta do sistema de controle.
Por fim, graças aos constantes avanços na tecnologia e a facilidade na
aquisição de componentes eletrônicos é que projetos como o de Controle de Umidade
Relativa em Ambientes Através da Psicrometria possam vir a se tornarem possíveis de
realização. Conclui-se também a eficiência da psicrometria para se fazer o controle de
umidade relativa em ambientes bem como considerá-la uma ferramenta muito importante e
com recursos valiosos a ser explorados, ficando como proposta de trabalhos futuros o estudo
da psicrometria para atuar no controle de temperatura e umidade relativa de maneira
independente, o que é previsto pelo conceito de psicrometria. Também fica como proposta de
trabalho futuro um estudo melhor no dimensionamento do sistema com envolvimento dos
conceitos de mecânica dos fluidos e conceitos de condicionamento de ar.
REFERÊNCIAS
DOMINGOS P. F. Almeida, Apontamentos de apoio às aulas de tecnologia póscolheita. Disponível em:
http://dalmeida.com/poscolheita/ISA2005/Psicrometria-Almeida-2004.pdf>
<
Acessado em 07 de abril 2008.
EITARA Yamane e Heizo Saito, Tecnologia do condicionamento de ar / São Paulo:
Edgard Blücher Ltda, 1986.
EQUAÇÃO [1], Equação para cálculo da umidade relativa através de
temperaturas
de Bulbo Seco e Bulbo Úmido. Disponível em
<http://www.dcf.ufla.br/cerne/revistav3n1-1997/UMIDAD.DOC > Acessado em 07 de
abril 2008.
EQUAÇÃO [2], Equação para o cálculo da pressão parcial de vapor. Disponível
em <http://www.ufsm.br/cienciaflorestal/artigos/v8n1/art2v8n1.pdf> Acessado em 15
de agosto de 2008.
FRADE,
João,
Climatização
Geral.
Disponível
em
<
http://www.dem.isel.ipl.pt/seccoes/sfrio/VFrade/ClimaGeral.pdf > Acessado em 07 de
abril de 2008.
GEOCITIES,
Sensores
Pt100.
Disponível
em
<
http://www.geocities.com/automaticas/pt100.htm > Acessado em 31 de agosto de
2008.
KREITH, Frank, Air condicioning and refrigeration engineering / USA: CRC Press
LLC, 2000.
MÜLLER, P. B., Bioclimatologia aplicada aos animais domésticos / Porto Alegre:
Sulina, 3a. ed., 1989.
NOVUS, Sensores de umidade relativa e temperatura. Disponível em <
http://www.novus.com.br/downloads/Arquivos/5000230%20v11x%20%20manual%20rht%20-%20wm-dm%20-%20portuguese.pdf > Acessado em 20 de
maio de 2008.
44
PATSKO Luís Fernando, Tutorial de Controle de Motores de Passo. Disponível em
<
http://www.maxwellbohr.com.br/downloads/Tutorial%20Eletronica%20%20Motor%20de%20passo.pdf > Acessado em 18 de setembro de 2008.
PUC-PR [1], Aplicativo de cálculo de Umidade Relativa. Disponível em
<http://www2.pucpr.br/educacao/lst/> Acessado em 06 de agosto 2008.
PUC-PR
[2],
Carta
Psicrométrica.
Disponível
<http://www2.pucpr.br/educacao/lst/> Acessado em 07 de abril 2008.
em
ROCHA, Eduardo Torres da, Aula sobre sensores térmicos. Disponível em <
http://universitario.educacional.com.br/academico/servicos/planodeensino/pea_list.asp
?strRetorno=mp&StrOpQtd=4 > Acessado em 31 de agosto de 2008.
SILVA, Jesué Graciliano da, Introdução à tecnologia da refrigeração e da
climatização / São Paulo: Artliber Editora, 2003.
UFLA, Equação para o Cálculo de Umidade Relativa. Disponível
em<http://www.dcf.ufla.br/cerne/revistav3n1-1997/UMIDAD.DOC> Acessado em 30
de maio de 2008.
UFPR,
Ácidos
liberados
pela
madeira.
Disponível
em<
http://ojs.c3sl.ufpr.br/ojs2/index.php/floresta/article/viewFile/2333/1950>
Acessado
em 31 de maio de 2008.
WIKIPEDIA [1], Dados sobre altitude média da cidade de Curitiba. Disponível
em:
<http://pt.wikipedia.org/wiki/Curitiba#Geologia > Acessado em 07 de abril 2008.
WIKIPEDIA
[2],
Definição
de
Entalpia.
Disponível
http://pt.wikipedia.org/wiki/Entalpia> Acessado em 15 de agosto de 2008.
em:
<
45
Anexos
Código Fonte
//-----------------------------------------------------------------------------// CONTROLE AUTOMATIZADO DE UMIDADE RELATIVA EM AMBIENTES ATRAVÉS DE PSICROMETRIA
//
UNIVERSIDADE POSITIVO 2008
// ALUNOS: JOSE ANTONIO DOS ANJOS PACIENCIA E VALDAIR CEZAR HERECH
// PROFESSOR ORIENTADOR:EDUARDO TORRES DA ROCHA
// COMPONENTES DA BANCA:PROF. EDUARDO TORRES DA ROCHA E PROF.SALMO PUSTILNICK
//-----------------------------------------------------------------------------#include<16F877A.h>
#device adc=10
#fuses HS,NOWDT,NOPROTECT,NOLVP,NOBROWNOUT
#use delay(clock=6000000)
#include<mod_lcd.c>
#include<math.h>
#define S2 !input (pin_a2)
#define S4 !input (pin_a4)
#define S5 !input (pin_a5)
//TECLA A2
//TECLA A4
//TECLA A5
//-----------------------------------------------------------------------------//
Definição de variáveis
//-----------------------------------------------------------------------------int telas=0;
int tempo_delay=0;
int i=100;
int j0=0;
int j1=0;
//INDICAÇÃO DE TELA
//NÚMERO DE PASSOS PARA MOTOR
//FILTRO PARA VALOR AD
//FILTRO PARA VALOR AD
long int dut=0;
long int SP;
long int count=0;
//VARIÁVEL DE SAÍDA PARA PWM E VÁLVULA DE ASPERSÃO
//SET POINT EEPROM
//VARIÁVEL PARA CONTROLE DE PASSOS DO MOTOR
long Ad_TBS,Ad_TBU;
//VALORES AD
float TBS,TBU,a,a1,b,b1,c,Umidade;
float setpoint;
float erro, errold, soma;
float kp;
float ki;
float kd;
// VALORES DE TEMPERATURA E PARA CÁLCULO DE UMIDADE
//SET POINT DO SISTEMA
//VARIÁVEIS PARA CALCULO PID
//CONSTANTE PROPORCIONAL (PID)
//CONSTANTE INTEGRAL (PID)
//CONSTANTE DIFERENCIAL (PID)
void calculo(void);
//SUB ROTINA CALCULO
void telas_principais(void);
//SUB ROTINA DE TELAS
void leitura(void);
//SUB ROTINA DA TELA LEITURA
void lead (void);
//SUB ROTINA LEITURA DAS PORTAS ANALÓGICAS
void configuracao(void);
//SUB ROTINA DA TELA CONFIGURAÇÃO (AJUSTE SET POINT)
void controle(void);
//SUB ROTINA DA TELA CONTROLE
void libera(void);
//SUB ROTINA DE LIBERAÇÃO DE CONTROLE
void abre(void);
//SUB ROTINA DE ACIONAMENTO MOTOR DE PASSO ABERTURA
void fecha(void);
//SUB ROTINA DE ACIONAMENTO MOTOR DE PASSO FECHAMENTO
//-----------------------------------------------------------------------------//
Definição dos Flags de controle
//-----------------------------------------------------------------------------short int f_leitura = 1;
short int f_configuracao = 0;
short int f_controle = 1;
short int f_abre;
short int f_fecha;
short int f_libera = 0;
//FLAG DE CONTROLE
//FLAG DE CONTROLE
//FLAG DE CONTROLE
//FLAG DE CONTROLE
//FLAG DE CONTROLE
//FLAG DE CONTROLE
//-----------------------------------------------------------------------------//
Funções Auxiliares
46
//-----------------------------------------------------------------------------void telas_principais()
{
switch (telas)
{
case 0:
if(f_leitura)
{
lcd_escreve('\f');
f_configuracao=1;
f_leitura=0;
f_controle=1;
lcd_pos_xy(1,1);
printf(lcd_escreve," LEITURA ");
lcd_pos_xy(1,2);
printf(lcd_escreve," A2>PROX A4>ENT");
}
if(S4)
{
rotulo_temp:
if(S4) goto rotulo_temp;
leitura();
}
break;
//SUB ROTINA DE TELAS
//TEXTO DA TELA
//TECLAS DE SELEÇÃO
//-----------------------------------------------------------------------------case 1:
if(f_configuracao)
{
lcd_escreve('\f');
f_configuracao=0;
f_leitura=1;
f_controle=1;
lcd_pos_xy(1,1);
printf(lcd_escreve," SET POINT ");
lcd_pos_xy(1,2);
printf(lcd_escreve," A2>PROX A4>ENT");
}
if(S4)
{
rotulo_config:
if(S4) goto rotulo_config;
configuracao();
}
break;
//TEXTO DA TELA
//TECLAS DE SELEÇÃO
//-----------------------------------------------------------------------------case 2:
if(f_controle)
{
lcd_escreve('\f');
f_configuracao=1;
f_leitura=1;
f_controle=0;
lcd_pos_xy(1,1);
printf(lcd_escreve," CONTROLE ");
lcd_pos_xy(1,2);
printf(lcd_escreve," A2>PROX A4>ENT");
}
if(S4)
{
rotulo_controle:
if(S4) goto rotulo_controle;
controle();
}
break;
}
}
//------------------------------------------------------------------------------
//TEXTO DA TELA
//TECLAS DE SELEÇÃO
47
void leitura()
{
lcd_ini();
lcd_escreve('\f');
do
{
lead ();
lcd_pos_xy(1,1);
printf(lcd_escreve,"Tbs=%1.1f",TBS);
lcd_pos_xy(9,1);
printf(lcd_escreve,"Tbu=%1.1f",TBU);
calculo();
lcd_pos_xy(1,2);
printf(lcd_escreve,"Umidade=%1.1f",umidade);
delay_ms(500);
}
while(!S5);
telas++;
}
//SUB ROTINA TELA LEITURA
//INICIA LCD
//APAGA LCD
//LÊ CANAIS AD
//EXIBE TEMPERATURA BULBO SECO
//EXIBE TEMPERATURA BULBO UMIDO
//REALIZA CALCULO DA UMIDADE
//EXIBE UMIDADE RELATIVA
//AGUARDA TECLA DE SAÍDA
//-----------------------------------------------------------------------------void lead()
{
setup_adc_ports(RA0_RA1_RA3_ANALOG );
setup_adc(adc_clock_div_32);
set_adc_channel(1);
delay_us(50);
Ad_TBS=0;
for(j0=0;j0<61;j0++)
{
delay_ms(1);
Ad_TBS=Ad_TBS+read_adc();
}
Ad_TBS=Ad_TBS/60;
//SUB ROTINA LEITURA DAS PORTAS ANALÓGICAS
// DIRETIVA PORTAS ANALÓGICAS
// DIRETIRA DO CLOCK PORTA ANALÓGICA
// SETA CANAL PORTA ANALÓGICA
// INICIALIZA VARIÁVEL
// FILTRO DIMINUIÇÃO DE VARIAÇÃO PORTA AD
// ENCERRA FILTRO DIMINUIÇÃO DE VARIAÇÃO PORTA AD
set_adc_channel(3);
delay_us(50);
Ad_TBU=0;
for(j1=0;j1<61;j1++)
{
delay_ms(1);
Ad_TBU=Ad_TBU+read_adc();
}
Ad_TBU=Ad_TBU/60;
TBS=Ad_TBS*0.0194;
TBU=Ad_TBU*0.0194;
}
// SETA CANAL PORTA ANALÓGICA
// INICIALIZA VARIÁVEL
// FILTRO DIMINUIÇÃO DE VARIAÇÃO PORTA AD
// ENCERRA FILTRO DIMINUIÇÃO DE VARIAÇÃO PORTA AD
//CONDICIONAMENTO VALOR TEMPERATURA BULBO SECO
//CONDICIONAMENTO VALOR TEMPERATURA BULBO ÚMIDO
//-----------------------------------------------------------------------------void configuracao()
{
lcd_escreve('\f');
lcd_pos_xy(1,2);
printf(lcd_escreve,"A2>+ A4>- A5>ENT");
do
{
lcd_pos_xy(1,1);
printf(lcd_escreve,"SET POINT=%1.1f",setpoint);
if ((S2) && (setpoint <= 100))
{
setpoint=setpoint+0.10;
delay_ms(200);
}
if ((S4) && (setpoint >= 0))
//SUB ROTINA DA TELA CONFIGURAÇÃO (AJUSTE SET POINT)
//APAGA LCD
//TECLAS DE SELEÇÃO
//EXIBE SET POINT ATUAL
//INCREMENTA SET POINT
//DECREMENTA SET POINT
48
{
setpoint=setpoint-0.10;
delay_ms(200);
}
SP=setpoint;
}
while (!S5);
Write_eeprom(0,SP);
telas++;
//GRAVA VALOR DE SET POINT EEPROM
}
//-----------------------------------------------------------------------------void controle()
{
output_high(pin_b1);
lcd_escreve('\f');
lcd_pos_xy(1,1);
printf(lcd_escreve,"SET POINT=%1.1f",setpoint);
f_libera=1;
do
{
lead ();
calculo ();
lcd_pos_xy(1,2);
printf(lcd_escreve,"Umidade=%1.1f",umidade);
libera();
}
while (!S5);
output_low(pin_b1);
telas++;
}
//SUB ROTINA DA TELA CONTROLE
//ACIONA VENTILADOR
//APAGA LCD
//EXIBE SET POINT
//LIBERA CONTROLE
//LÊ PORTAS ANALÓGICAS
//CALCULA UMIDADE RELATIVA
//EXIBE UMIDADE RELATIVA
//LIBERAÇÃO DE CONTROLE
//TECLA DE ENCERRAMENTO
//DESLIGA VENTILADOR
//-----------------------------------------------------------------------------void libera()
{
setup_ccp2(CCP_PWM_PLUS_2);
setup_timer_2(T2_DIV_BY_16, 0xFF, 16);
//SUB ROTINA DE LIBERAÇÃO DE CONTROLE
//DIRETIVA PARA PWM
//DIRETIVA PARA CLOCK PWM
if(f_libera==1)
{
if(umidade<=setpoint-1)
//VERIFICA SE UMIDIFICAÇÃO
{
setup_ccp2(CCP_OFF);
//DESLIGA PWM
kp=5;
//CONSTANTE PROPORCIONAL (PID)
ki=2;
//CONSTANTE INTEGRAL (PID)
kd=1;
//CONSTANTE DIFERENCIAL (PID)
abre();
//ABRE ENTRADA DE AR
erro=setpoint-umidade;
//CALCULA ERRO
soma=soma+ erro;
//INTEGRAÇÃO DO ERRO
dut=(erro*kp)+(ki*soma)+kd*(errold-erro);
//CALCULA SAÍDA APÓS PID
if (dut >10000) dut=10000;
//LIMITA VALOR DA SAÍDA MÁXIMA
if (dut <1) dut=0;
//LIMITA VALOR DA SAÍDA MÍNIMA
output_high(pin_b2);
//ACIONA VALVULA DE ASPERSÃO
delay_ms(dut);
//MANTEM VALVULA DE ASPERSÃO LIGADA PELO TEMPO DEFINIDO EM DUT
output_low(pin_b2);
//DESLIGA VALVULA DE ASPERSÃO
errold=erro;
//DERIVAÇÃO DO ERRO
f_fecha=0;
//LIBERA PROXIMA EXECUÇÃO DE ACIONAMENTO DO MOTOR
}
if(umidade>setpoint+1)
{
kp=5;
ki=2;
kd=1;
fecha();
erro=umidade-setpoint;
soma=soma+erro;
dut=(erro*kp)+(ki*soma)+kd*(erro-errold);
if (dut >1000) dut=1000;
if (dut <1) dut=0;
//VERIFICA SE DESUMIDIFICAÇÃO
//CONSTANTE PROPORCIONAL (PID)
//CONSTANTE INTEGRAL (PID)
//CONSTANTE DIFERENCIAL (PID)
//FECHA ENTRADA DE AR
//CALCULA ERRO
//INTEGRAÇÃO DO ERRO
//CALCULA SAÍDA APÓS PID
//LIMITA VALOR DA SAÍDA MÁXIMA
//LIMITA VALOR DA SAÍDA MÍNIMA
49
set_pwm2_duty(dut);
delay_ms(1);
soma=soma+erro;
f_abre=0;
delay_ms(1000);
}
setup_ccp2(CCP_OFF);
//ACIONA PWM COM DUT CALCULADO
//TEMPO PARA ESTABILIZAÇÃO
//INTEGRAÇÃO DO ERRO
//LIBERA PROXIMA EXECUÇÃO DE ACIONAMENTO DO MOTOR
//AGUARDA ATÉ NOVO CICLO
//DESLIGA PWM
}
}
//-----------------------------------------------------------------------------void calculo ()
{
a1=9.1466-(2316/(273+TBU));
a=Pow(10,a1);
b1=9.1466-(2316/(273+TBS));
b=Pow(10,b1);
c=0.5*(TBS-TBU);
umidade=100*((a-c)/b);
//SUB ROTINA CALCULO
//CALCULA 1° TERMO DA EQUAÇÃO
//CALCULA 10 ELEVADO AO 1° TERMO
//CALCULA 2° TERMO DA EQUAÇÃO
//CALCULA 10 ELEVADO AO 2° TERMO
//CALCULA 3° TERMO DA EQUAÇÃO
//CALCULA UMIDADE RELATIVA
if(umidade>=99.9)
{
umidade=99.9;
//LIMITA VALOR DE UMIDADE RELATIVA MÁXIMA
}
if(umidade<0.1)
{
umidade=0.0;
//LIMITA VALOR DE UMIDADE RELATIVA MÍNIMA
}
}
//-----------------------------------------------------------------------------void abre()
//SUB ROTINA DE ACIONAMENTO MOTOR DE PASSO ABERTURA
{
if (f_abre ==0)
//VERIFICA SE MOTOR JA ESTA ABERTO
{
for (count=1;count<i;)
//CONTA NÚMEROS DE PASSOS DO MOTOR
{
if (count<i)
{
output_c(0xA0); //horário
//ENVIA PULSOS PARA PORTA C
delay_us(30000);
//TEMPO ENTRE OS PULSOS
count=count+1;
//INCREMENTA PASSO
}
if (count<i)
{
output_c(0x60);
//ENVIA PULSOS PARA PORTA C
delay_us(30000);
//TEMPO ENTRE OS PULSOS
count=count+1;
//INCREMENTA PASSO
}
if (count<i)
{
output_c(0x50);
//ENVIA PULSOS PARA PORTA C
delay_us(30000);
//TEMPO ENTRE OS PULSOS
count=count+1;
//INCREMENTA PASSO
}
if (count<i)
{
output_c(0x90);
//ENVIA PULSOS PARA PORTA C
delay_us(30000);
//TEMPO ENTRE OS PULSOS
count=count+1;
//INCREMENTA PASSO
}
if (count>=i)
{
f_abre=1;
//SETA FLAG PARA EVITAR REACIONAMENTO DO MOTOR
errold=setpoint-umidade;
//INICIALIZA CALCULO DE ERRO DIFERENCIAL DO PID
soma=0;
//INICIALIZA CALCULO DE ERRO INTEGRAL DO PID
dut=0;
}
}
}
}
50
//-----------------------------------------------------------------------------void fecha()
//SUB ROTINA DE ACIONAMENTO MOTOR DE PASSO FECHAMENTO
{
if(f_fecha==0)
//VERIFICA SE MOTOR JA ESTA FECHADO
{
for (count=1;count<i;)
//CONTA NÚMEROS DE PASSOS DO MOTOR
{
if (count<i)
{
output_c(0x50); //anti-horário
//ENVIA PULSOS PARA PORTA C
delay_us(30000);
//TEMPO ENTRE OS PULSOS
count=count+1;
//INCREMENTA PASSO
}
if (count<i)
{
output_c(0x60);
//ENVIA PULSOS PARA PORTA C
delay_us(30000);
//TEMPO ENTRE OS PULSOS
count=count+1;
//INCREMENTA PASSO
}
if (count<i)
{
output_c(0xA0);
//ENVIA PULSOS PARA PORTA C
delay_us(30000);
//TEMPO ENTRE OS PULSOS
count=count+1;
//INCREMENTA PASSO
}
if (count<i)
{
output_c(0x90);
//ENVIA PULSOS PARA PORTA C
delay_us(30000);
//TEMPO ENTRE OS PULSOS
count=count+1;
//INCREMENTA PASSO
}
if (count>=i)
{
f_fecha=1;
//SETA FLAG PARA EVITAR REACIONAMENTO DO MOTOR
errold=umidade-setpoint;
//INICIALIZA CALCULO DE ERRO DIFERENCIAL DO PID
soma=0;
//INICIALIZA CALCULO DE ERRO INTEGRAL DO PID
dut=0;
}
}
}
}
//-----------------------------------------------------------------------------//
Função Principal
//-----------------------------------------------------------------------------void main()
{
lcd_ini();
SP= read_eeprom(0);
setpoint = SP;
while(true)
{
if (S2)
{
rotulo_main_1:
if (S2) goto rotulo_main_1;
telas++;
tempo_delay=1;
rotulo_main_2:
while (tempo_delay!=1) goto rotulo_main_2;
if (telas>=3) telas=0;
}
telas_principais();
}
}
//INICIA LCD
//CARREGA VALOR DE SET POINT INICIAL
//DEFINE SET POINT
//INCREMENTA TELA
//LIMITA QUANTIDADES DE TELAS
//SUB ROTINA DE TELAS