FUNDAÇÃO ESCOLA TÉCNICA LIBERATO SALZANO VIEIRA DA CUNHA
Grupo
Projeto para Trabalho Trimestral de Física
Curso:
Data:
Aluno:
Aluno:
Aluno:
Aluno:
Prof.:
Técnico em Eletrônica
19/07/2005
Cleber Moraes
Gabriel Jaeger
Nataniel Schling
Ramon Fritsch
Luiz André Mützenberg
Turma:
Sala :
n°:
n°:
n°:
n°:
4312
224
5
11
19
22
A
Eletrônica 1985 – 2005: Duas Décadas Buscando Excelência
Sistema de Leitura da Porta de Comunicação do PC
1.
INTRODUÇÃO
A aquisição automática de dados consiste na utilização de aparelhos
específicos ou do computador para realizar medidas durante os experimentos. Ela
apresenta enormes vantagens quando o experimento exige a realização de muitas
medidas em um intervalo de tempo.
Usando um computador pessoal e um recurso simples de eletrônica é
possível realizar centenas de medidas por segundo, o que é impossível de ser
feito manualmente. Outra aplicação importante é o monitoramento de grandezas
físicas por grandes intervalos de tempo (horas, dias...).
Outro benefício que o uso do computador nos trás é a leitura aprimorada de
dados de um dispositivo externo através de uma porta de comunicação.
2.
JUSTIFICATIVA
O desenvolvimento desse projeto é muito importante para ampliar os
nossos conhecimentos quanto a uma das principais áreas da Eletrônica:
Programação. Na Terceira série do Curso Técnico em Eletrônica temos o primeiro
contato com a programação, na disciplina de Elementos de Programação,
desenvolvendo programas na linguagem C\C++. Nesse projeto visamos o
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desenvolvimento de um software na linguagem Visual Basic. Outro aspecto
importante no desenvolvimento do projeto, é verificar a funcionalidade e a
capacidade que podemos obter em matéria de registro de dados através da
comunicação do PC com um meio externo.
3.
OBJETIVO
O objetivo para o nosso segundo Trabalho Trimestral de 2005 é
desenvolver um sistema de aquisição de dados que faça a leitura através de uma
porta de comunicação de um computador (gameport, com1, com3, LPT1... etc) e
disponibilize as medidas em uma planilha Excel, gerando gráficos das medidas
obtidas para melhor visualização dos resultados obtidos.
4.
METODOLOGIA
Em um computador de uso doméstico, faremos um software na linguagem
de programação Visual Basic, que interprete dados de um componente eletrônico
acoplado numa porta de comunicação do computador. Através de uma dll
(Extensão de Aplicativo), conseguimos a função de leitura da porta de jogos. A
leitura dessa porta através da dll nos dá um valor de 0 a 255 (ascii), então temos
que fazer o cálculo proporcional para obter o valor desejado.
Dentre as sugestões dadas pelo professor, pretendemos a princípio fazer
um sistema de leitura de temperatura, de tempo (cronômetro) e também um
sistema de leitura de resistência da grandeza ohms (Ω).
Para obtermos um valor de temperatura, usamos um componente
eletrônico: Termistor do tipo NTC.
No sistema de cronometragem, usaremos o principio de funcionamento do
foto-diodo, com um diodo emissor de luz (LED). No momento em que corta-se a
iluminação incidente no foto diodo, o circuito manda um sinal para a porta de
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comunicação do PC, a partir daí, o software fica encarregado de interpretar esse
sinal como o início ou o fim de uma contagem de tempo.
Para medirmos a resistência, apenas colocamos os terminais do
componente de medida nos terminais adequados da porta de comunicação e com
um comando interno do Visual Basic, é possível medir o valor de resistência.
Depois disso com as medidas obtidas, usamos os recursos do Microsoft®
Excel para desenvolver os gráficos.
5.
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Sensores de Temperatura
O controle de temperatura é necessário em processos industriais ou
comerciais, como a refrigeração de alimentos e compostos químicos, fornos de
fusão (produção de metais e ligas, destilação fracionada (produção de bebidas e
derivados de petróleo), usinas nucleares e aquecedores e refrigeradores
domésticos (fornos elétricos e microondas, freezers e geladeiras)).
- NTC
É um resistor dependente de temperatura. O NTC (Negative Temperature
Coeficient, Coeficiente Negativo de Temperatura), tem resistência inversamente
proporcional à temperatura. Ele é feito de compostos semicondutores, como os
óxidos de ferro, magnésio e cromo. Segue a equação abaixo:
R = A e B/T
A e B são coeficientes que variam com a composição química e "e" é o
número de Neper, 2.718.T é a temperatura, em graus Kelvin (some 273 à
temperatura em Celsius, para conversão).
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Sua curva característica é, então, exponencial decrescente.
- Curva do NTC
Devido a seu comportamento não linear, o NTC é utilizado numa faixa
pequena de temperaturas, em que a curva é próxima de uma reta, ou com uma
rede de linearização.
O NTC é empregado em temperaturas de até uns 150º C.
Sensores de luz
- Foto-Diodo
É um diodo semicondutor em que a junção está exposta à luz. A energia
luminosa desloca elétrons para a banda de condução, reduzindo a barreira de
potencial pelo aumento do número de elétrons, que podem circular se aplicada
polarização reversa.
A corrente nos foto-diodos é da ordem de dezenas de mA com
alta
luminosidade, e a resposta é rápida. Há foto-diodos para todas as faixas de
comprimentos de onda, do infravermelho ao ultravioleta, dependendo do material.
O foto-diodo é usado como sensor em controle remoto, em sistemas de
fibra óptica, leitoras de código de barras, scanner (digitalizador de imagens, para
computador), canetas ópticas (que permitem escrever na tela do computador),
toca-discos CD, fotômetros e como sensor indireto de posição e velocidade.
(fig.1)
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Soluções semelhantes
Esquema do circuito elétrico da porta de jogos e conexões para uso de um
termistor do tipo NTC em uma de suas entradas analógicas.
(fig2)
Após a montagem do circuito (fig2) temos que fazer diversas configurações
na porta de jogos e no software, porém o grupo ainda não entrou em detalhes
quanto a essa questão. Estamos estudando os softwares semelhantes a essa
proposta de trabalho.
6.
EXEQÜIBILIDADE
Primeiramente, na parte Eletrônica do trabalho, é visto que todos os
componentes do grupo têm grande conhecimento e capacidade para a realização
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do mesmo. Na parte de estudos e análise o grupo também esta apto para realizar
sem maiores dificuldades. Na parte de programação, procuramos exemplos de
programas semelhantes e exploramos o ambiente de programação. Outro recurso
que o grupo utilizará bastante será o TelEduc, por conter leituras e informações.
7.
CRONOGRAMA
8.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
- FIGUEIRA Jalves S. e VEIT, Eliane A. v. 26, n. 3, p. 203 - 211, 2004;
- www.if.ufrgs.br/cref/ntef/excel/index.html - aquisição de dados numa
planilha do Excel - acessado em 16/07/2005
- www.if.ufrgs.br/cref/ntef/software/software.html - exemplos de softwares acessado em 16/07/2005;
- www.if.ufrgs.br/cref/ntef/material/joystickNTC.html - informações sobre
porta de jogos com sensor NTC - acessado em 16/07/2005;
- TelEduc ensino à distância – Curso Física – Mütza – Orientações sobre o
Trabalho Trimestral.
6
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-
http://www.dca.ufrn.br/~lmarcos/courses/robotica/notes/sensores.doc
-
informações úteis sobre diversos sensores. – acessado em 18/07/2005.
9.
ASSINATURAS
___________________________
___________________________
Nataniel Schling
Aluno Responsável
Gabriel Jaeger
___________________________
___________________________
Cleber Moraes
Ramon Fritsch
Novo Hamburgo, 19 de julho de 2005
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