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Uso de Sensores

Uso de Sensores. Alexandre Alves dos Santos Farias. Anemômetro com Sensor Fotoelétrico. Introdução. O projeto consiste na construção de um anemômetro de baixo custo utilizando um sensor fotoelétrico.

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Uso de Sensores

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Presentation Transcript

  1. Uso de Sensores Alexandre Alves dos Santos Farias Anemômetro com Sensor Fotoelétrico

  2. Introdução O projeto consiste na construção de um anemômetro de baixo custo utilizando um sensor fotoelétrico. Anemômetro (do grego anemus = vento) é um instrumento utilizado para medir a velocidade do vento.

  3. Anemômetro de Robinson Um rotor com, no mínimo, 3 conchas hemisféricas aciona um mecanismo onde é instalado um sensor eletrônico. A vantagem deste sistema é que ele independe da direção do vento, e por conseguinte de um dispositivo de alinhamento.

  4. Projeto Utilizando-se um anemômetro com 4 conchas montadas a distâncias iguais e formando ângulos retos com o eixo vertical, pôde-se calcular a velocidade do vento.

  5. Projeto A força exercida pelo vento na superfície interna da concha é maior do que na externa, assim, as conchas fazem com que o eixo vertical comece a girar e possibilite o registro da velocidade. A velocidade de rotação é aproximadamente igual à velocidade do vento, desde que esta seja constante e superior á velocidade mínima necessária para colocar as conchas em movimento.

  6. Projeto Quando as conchas giram, são gerados pulsos elétricos através de um encoder. O encoder é formado pelo conjunto do disco perfurado e um sensor fotoelétrico.

  7. Projeto Os pulsos elétricos são enviados pelo sensor fotoelétrico para um circuito de controle assim que o disco começa a girar. O circuito de controle recebe os pulsos elétricos e transforma a variação de sua freqüência numa variação de tensão.

  8. Sensor Fotoelétrico Baseia-se na transmissão e recepção de luz infravermelha, podendo ser refletida ou interrompida pelo objeto a ser detectado. Composto por dois circuitos básicos: um transmissor (LED), responsável pela emissão do feixe de luz, e o receptor (fototransistor ou fotodiodo), responsável pela recepção do feixe de luz. É possível a aplicação de encoders, onde um disco perfurado permite a passagem ou não do feixe de luz. Desta forma a posição ou velocidade é registrada contando-se o número de pulsos gerados obtendo uma freqüência.

  9. Circuito de Controle A freqüência de pulsos captados pelo sensor gera uma onda quase quadrada que é enviada ao circuito integrado LM741 que torna esta onda dos pulsos vindos do sensor em uma onde perfeitamente quadrada.

  10. Circuito de Controle A onda fornecida pelo circuito integrado LM741 é enviada para outro circuito integrado LM331 que transforma a freqüência de pulsos em uma variação de tensão. Basicamente pode-se dizer que o circuito de controle transforma a variação da freqüência em uma variação de tensão, sendo que esta aumenta linearmente conforme as conchas do anemômetro giram.

  11. Circuito de Controle

  12. Material utilizado 01 fonte de tensão simétrica -12, +12; 01 sensor fotoelétrico (foto-diodo, e foto-transistor); 01 LM 741; 01 LM 331; 01 placa de montagem padrão; Resistores e capacitores diversos; 01 caixa plástica 100X100mm; 01 disco de alumínio com 50 furos nas bordas, com 50mm de raio, e 2mm de espessura; 01 haste de ferro pontiaguda de 250mm de comprimento, 5mm de espessura; 01 suporte de sustentação tipo “U”, para haste; 02 bolas de ping-pong.

  13. Montagem - Parte mecânica O disco perfurado é suspenso pela haste a uma altura de 50mm da base, e fixado com cola, nesta mesma haste, mais a cima, encontra-se quatro braços que sustentas as conchas de captação do vento, o suporte em forma de “U”, é posto em uma posição a qual a haste fique a exatamente 90º da base, a haste pontiaguda serve para reduzir o atrito com o suporte, o sensor fotoelétrico é montado de forma que o disco fique entre o emissor e o receptor do mesmo.

  14. Montagem - Parte Eletrônica

  15. Aquisição dos Dados A freqüências e a tensão da tabela 01 foram obtidas da leitora de um freqüencímetro e um voltímetro respectivamente, já o número de rotações por segundo (RPS) foi calculada sabendo que o disco perfurado tem 50 furos, e que se uma volta completa em exatamente 1 segundo, ela fornece ao sistema 50 ciclos (HZ).

  16. Interface Homem-Máquina • LM3915 Dot/Bar Display Driver

  17. Interface Homem-Máquina

  18. Circuito

  19. Instrumento

  20. Referências www.national.com - Data-sheet LM741, LM331 e LM3915. http://hermes.ucs.br/ccet/demc/vjbrusam http://www2.eletronica.org BALBINOT, A. (Docente ); BRUSAMARELLO, V. J. (Docente ) , 2006. Instrumentação e Fundamentos de Medidas; 1, Rio de Janeiro, LTC Livros Técnicos e Científicos Editora, n.pag. 489, ISBN: 8521614969, Impresso. Notas de aula Aulas: Professor Luciano Fontes Cavalcanti

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