Sensores
Interpretando o Ambiente
Engenharia Eletrônica
Claudinei de Jesus Donato
10/2013
Conforto
2
Segurança
3
Comodidade, Agilidade...
4
Resultado
5
Meio Ambiente
Instinto de sobrevivência: dominar o meio que
vivemos, por mais inóspito que seja.
Abraham Maslow:
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Meio Ambiente
Tecnologia, fundamental em nossa evolução e
sobrevivência
Permite interpretar, interagir e controlar o
ambiente
Como???
Sensores
Atuadores
Controladores
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Meio Ambiente
Temperatura, deslocamento, inclinação,
aceleração, força, deformação, movimento...
Queremos saber e controlar tudo, instinto
humano...
Como exemplo, acelerômetros permitem desde
ajustar a visualização de um celular, a:
Ativar um airbag
Detectar queda livre
Controlar velocidades e deslocamentos
Detectar movimento → controle remoto...
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Sensores
Sensores são dispositivos usados para detectar, medir ou
gravar fenômenos físicos
Mudam seu comportamento sob a ação de uma grandeza
física, podendo fornecer diretamente ou indiretamente um
sinal que indica esta grandeza
Sensor Ideal:
Não extrai energia da grandeza mensurada
Possui dimensão nula
Não possui massa
Não recebe energia de fonte externa
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Sensores
Algumas características importantes de
sensores são:
Linearidade
Faixa de operação
Repetitividade
Sensibilidade
Estabilidade
Erro/Incerteza
Robustez
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Sensores - Transdução
Alguns princípios de transdução:
Capacitivo (ΔC)
Indutivo (ΔL)
Eletromagnético (ΔV)
Fotocondutivo (ΔR)
Fotovoltaico (ΔV)
Piezoelétrico (ΔQ ou ΔV)
Potenciométrico (ΔR)
Extensométrico (ΔR)
Termorresistivo (ΔR)
Termoelétrico – Termopar (ΔV)
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Sensores - Capacitivo
C=
q
V
ab
C= 0 r
d
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Sensor - Indutivo
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Sensores - Fotoelétricos
Os transdutores fotoelétricos detectam variação de
radiação térmica ou de luminosidade
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Sensores - Piezoelétricos
Em sua rede cristalina, cargas elétricas são geradas
quando submetidos a um esforço mecânico.
A resposta em estado estacionário é zero. Só
responde a estímulos dinâmicos
Algumas aplicações:
Sensores de força
Pressão
Aceleração
Ultra-som
Som
Atuadores, como o buzzer
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Sensores - Extensometria
Ocorre variação na resistência de um material
condutor quando o mesmo sofre deformação (strain)
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Sensores - Extensometria
Os extensômetros são largamente utilizados para medir
deformações em estruturas como pontes, máquinas,
locomotivas, navios...
Usados para medir variações de carga, pressão, torque,
deslocamento,
tensão,
compressão,
aceleração,
vibração..
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Condicionamento de Sinal
Adequação de nível (geralmente amplificação)
Filtragem
Conversão (A/D, D/A...)
Linearização
Isolação
Casamento de Impedâncias
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Condicionamento de Sinal
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Amplificador de Instrumentação
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Conversores
Tensão – Corrente e Corrente – Tensão
Frequência – Tensão e Tensão – Frequência
Sinal Digital – Sinal Analógico (DAC)
Sinal Analógico – Sinal Digital (ADC)
Paralelo ou “flash”: frequência elevada, porém geralmente é
limitado a poucos bits (8)
Aproximação sucessiva: é simples e de baixo custo, pode
apresentar alta resolução
Dupla rampa: apresenta grande exatidão
Modulação sigma/delta: apresenta grande linearidade e não
precisa de filtro anti-aliasing
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Aquisição de Dados
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Sensores Inteligentes
Linearização, compensações...
Discretização da grandeza medida
Fusão de sensores
Filtragem
Algoritmos já implementados para aplicações
pré-definidas
Comuns em sensores inerciais (Micro-ElectroMechanical Systems – MEMS), sensores de
toque, sensores de pressão...
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Sensores Inteligentes
http://www.3minovacao.com.br/blog/tecnologia-2/2013/
03/12/sensores-inteligentes-podem-evitar-desperdicio
-de-alimentos/
O circuito criado dentro do sensor de plástico mede os
“sinais vitais”do alimento de dentro da embalagem. Esta
informação pode ser comunicada tanto a um dispositivo
móvel, como a o sensor que produz um sinal analógico.
http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia
.php?artigo=copiloto-inteligente&id=010150120716
Sensores podem ser adicionados conforme a necessidade,
mas a grande inovação está em um algoritmo que analisa
os dados e identifica zonas seguras para trafegar.
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Muito Obrigado pela Atenção!!!
Perguntas???
Claudinei de Jesus Donato
[email protected]
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