Módulo de servomecanismo
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Descrição do módulo de servomecanismo
Sistemas de controle de posição e/ou velocidade são freqüentemente utilizados em
alguns processos e equipamentos industriais, tais como braços de robôs, máquinas
ferramentais, antenas de radar, correias transportadoras, misturadores, laminadores, dentre
outros. Em tais processos, determinadas grandezas físicas necessitam ser controladas visando
obter características operativas específicas. A Figura 1 representa um sistema de
servomecanismo.
Figura 1 – Sistema de servomecanismo
Nesse tipo de sistema, motores (M) acionam transmissões mecânicas (engrenagens,
polias, por exemplo) produzindo movimentos angulares em braços de robôs, pás
misturadoras, dentre outros. As grandezas típicas controladas são o deslocamento angular (θ)
e/ou a rotação (W). Informações de ângulos são fornecidas através de transdutores
específicos. Como exemplo de transdutor de deslocamento angular (Ta) pode-se listar: servos
potenciômetros, transformadores rotacionais e encoders. Como exemplo de transdutor de
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rotação (Tr) pode-se citar os tacômetros, encoders, dentre outros. Instrumentações associadas
aos transdutores fornecem sinais elétricos (em tensões ou correntes) proporcionais às
grandezas medidas (neste caso as variáveis Vθ e VW).
O módulo de servomecanismo é constituído por dois transdutores, driver de
acionamento, conector de acesso, protoboard e fontes de alimentação. Tal dispositivo trata-se
do modelo 2208, produzido pela Datapool Eletrônica, empresa situada na cidade de Itajubá,
sul de Minas Gerais e especializada na fabricação de equipamentos didáticos para laboratórios
de eletroeletrônica.
A Figura 2 ilustra o módulo com seus respectivos blocos.
Figura 2 – Módulo de servomecanismo
Todos os circuitos eletrônicos necessários para o condicionamento de sinais do
sistema de posição e velocidade, tais como os filtros, amplificadores, driver e outros foram
implementados através de amplificadores operacionais, transistores, diodos, capacitores e
resistores fixos. O diagrama da Figura 3 ilustra a instrumentação empregada no módulo de
controle.
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Figura 3 – Instrumentação do módulo de controle
O bloco V/I representa um circuito eletrônico que converte um sinal de tensão em uma
corrente proporcional. O bloco I/V representa um circuito eletrônico que converte um sinal de
corrente em uma tensão proporcional.
Este módulo pode ser ligado a qualquer equipamento de controle (controladores de
malhas analógicas, controladores digitais, controladores lógicos programáveis, placas de
aquisição de dados, dentre outros) que tenham entradas e saídas analógicas em níveis de 0 a
+5V ou de 0 a 20mA.
O diagrama de blocos ilustrado na Figura 4 mostra uma malha de controle típica, onde
o sistema a ser controlado é o Módulo de Servomecanismo 2208:
Figura 4 – Malha típica de controle de servomecanismo
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A estrutura mostrada é genérica e pode ser usada no controle de muitos outros
processos ou plantas reais. O valor desejado na saída é definido por Vr , conhecido como
referência. Este valor subtraído do sinal de realimentação VN é chamado valor de erro Ve . O
controlador processa esta informação, fornecendo o sinal de comando VA para o sistema.
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