Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Tecnologia Departamento de Engenharia Elétrica Instrumentação Eletrônica – ELE 0325 Aluno: Anderson Max Cirilo da Silva Chaves Reed-Switch (Pluviômetro) Introdução Transdutores de Posição – Transdutores de Aproximação: Possuem apenas 1 bit; Chaves que indicam ao sistema de controle que um determinado ponto no espaço foi atingido; Possuem várias aplicações; Transdutores de Aproximação Microchaves (Micro-switches) – – – NA ou NF; Úteis em detectores de fim de curso; Aplicações: – Impressoras; Liquidificadores; Máquinas de lavar roupa, etc. Substituídas por Reed-Switches. Microchaves (Micro-switches) Chaves Reed-Switches Reed-Relays ou Interruptores de Lâminas; Consistem em dispositivos formados por um bulbo de vidro no interior do qual existem lâminas flexíveis feitas de materiais que podem sofrer a ação de campos magnéticos externos. O bulbo de vidro é cheio com um gás inerte de modo a evitar a ação corrosiva do ar sobre as lâminas, o que afetaria o contato elétrico em pouco tempo. Chaves Reed-Switches Nas condições normais, as lâminas estão separadas e nenhuma corrente pode circular através do componente. Ele opera como uma chave aberta. Chaves Reed-Switches Aproximando-se um ímã permanente do dispositivo, a ação do campo magnético faz com que as lâminas se magnetizem e com isso se atraiam, unindo-se. Nestas condições, o contato elétrico é fechado. Chaves Reed-Switches É importante observar que para se ter uma ação apropriada das lâminas fechando os contatos, o campo magnético precisa ser corretamente orientado. Se o campo não magnetizar as lâminas de modo que elas se atraiam, não há a atuação da chave. Reed-Switch Reversível Chave de 1 pólo x 2 posições. Quando não há campo magnético externo atuando sobre o dispositivo, o contato C (comum) permanece ligado ao NF , como num relé. Quando se aplica um campo magnético, as lâminas se magnetizam e o movimento do contato C é no sentido de encostar no contato NA. Tem-se, então, a comutação do circuito externo. Chaves Reed-Switches Aplicações: – – – – – – Reed-Relé; Sensor de Corrente; Sensor de Proximidade; Sensor de Posição; Chave comutadora; Contador. Reed-relé A sensibilidade do relé dependerá do número de espiras. Relé pode ser acionado por circuitos sensíveis de sensores com a vantagem de isolar o circuito de acionamento do circuito acionado. Sensor de corrente Pode ser usado para disparar um sistema de segurança quando a corrente numa carga (um motor, por exemplo) ultrapassar certo valor. A corrente de acionamento depende do número de voltas da bobina, além da sensibilidade do reed-switch usado. O leitor deve obter o número de voltas da bobina experimentalmente em função da corrente que deve ser detectada. Sensor de proximidade A distância em que ocorre o disparo depende da força do ímã e da sensibilidade do reed-switch. Pode-se empregar esta configuração para detectar a passagem de um robô por um determinado local, ou ainda para fazer o seu acionamento com uma chave secreta. Sensor de posição Dois ou mais reed-switches podem ser usados para sensoriar a posição de um objeto que gira, como por exemplo, uma cabeça robótica. Um pequeno ímã é preso ao objeto para fazer o acionamento dos reedswitches nas posições indicadas. Chave comutadora Uma chave comutadora pode ser elaborada com base num conjunto de reedswitches e um ímã preso ao comando. A grande vantagem desta chave é que o ímã preso ao cursor pode ficar de um lado de um painel de material isolante e os reed-switches do outro lado. Aplicação – Estudo de Caso PCD’s Especificamente Pluviométrica: – – Pluviômetro; Pluviógrafo. Sensor de Precipitação Platafomas de Coleta de Dados Sensores: – – – – – – – – Velocidade e direção do Vento Temperatura Radiação Solar Precipitação Pressão Atmosférica Radiação Ultravioleta Temperatura do Solo Fluxo de calor no Solo Medição de Precipitação Pluviômetro: – é lido a altura total de água precipitada, ou seja, a lâmina acumulada durante a precipitação, sendo que seus registros são sempre fornecidos em mm/dia. Pluviógrafo: – é mais encontrado nas estações meteorológicas propriamente ditas e registra a intensidade de precipitação, ou seja, a variação da altura de chuva com o tempo. Sensor de Precipitação das PCD’s Funil com 200 mm de diâmetro de abertura. Encaminha a água para um sistema de básculas alternadas que formam uma espécie de gangorra. Quando a quantidade de chuva acumulada em uma concha, atinge 0,25 mm, o peso aciona o mecanismo, fechando um relé magnético (reed-switch). Produz um pulso que é encaminhado a um circuito contador de pulsos da PCD. Capacidade ilimitada, pois o líquido é descartado. Circuito contador Circuito contador Produz pulsos de duração constante a partir da passagem de um dispositivo magnético diante ou por um reed-switch. A freqüência dos pulsos do circuito é varia com a freqüência de passagem do dispositivo magnético pelo reed-switch. Sensor de Precipitação das PCD’s Pluviômetro Processamento dos dados do sensor de precipitação • O sinal dos sensores de precipitação passa por uma unidade controladora onde é transformado em uma seqüência de bits. • Esses bits são enviados, geralmente de forma serial, a um transmissor de rádio freqüência, que modula esses sinais e amplifica, para que sejam enviados aos satélites. • Os dados chegam aos Centros de Missão do INPE, onde são utilizados para pesquisas e previsão meteorológica. Considerações finais Reed-switches são dispositivos simples e de fácil utilização. Pode-se elaborar muitos dispositivos interessantes usando essas chaves como sensores, comutadores ou relés. Um componente de grande utilidade que pode ser usado em aplicações de diversas áreas, como mecatrônicas, robóticas e de automação. Referências Bibliográficas Werneck, Marcelo Martins; Transdutores e Interfaces – 1996, Ed.LTC http://www.cptec.inpe.br/ http://www.simge.mg.gov.br/simge/pcds.htm http://www.saneamento10.hpg.ig.com.br/Dren02.htm l http://www.mecatronicaatual.com.br/ Plano de curso/Notas de aula – Instrumentação Eletrônica 2008.2