Tutorial-Aquisição de Dados (1)

 

 

Diagrama de blocos

Um sistema de Aquisição de Dados Básico é composto por 4 partes básicas:

• sensores/transdutores;
• condicionador de sinais;
• conversor A/D e controles associados;
• programa.

Os sensores e transdutores são os elementos que captam variações físicas e convertem-nas em sinais e impulsos elétricos. Transdutor é um termo usado para designar alguns tipos de sensores.

Em um sistema de aquisição de dados a escolha dos sensores é um passo importante para a obtenção dos resultados com a precisão adequada.

 

A forma de seleção e aplicação de sensores não será coberta neste tutorial.

Existe uma grande variedade de sensores e transdutores disponíveis, sendo os mais conhecidos:

• Termopares (para medição de temperatura)
• PT100 (para medição de temperatura)
• Sensores de pressão
• Strain Gauges
• Células de carga
• Eletrodos

Os condicionadores de sinais são circuitos eletrônicos que adequam os sinais analógicos para a conversão digital. Os principais sub-componentes dos condicionadores são os amplificadores, filtros e isoladores. Através dos amplificadores, o sinal analógico é amplificado para ajustar-se à faixa de entrada do conversor A/D; e quando necessário, o amplificador responsabiliza-se também pela alimentação dos sensores. Os filtros reduzem os ruídos do sinal analógico, ou seja, diminuem eventuais interferências que podem ser originadas por diversas fontes: radiofrequência, rede elétrica, aterramento, etc. Os isoladores, quando presentes, têm a função de proteger os outros módulos contra eventuais sobrecargas de tensão e corrente, as quais podem causar danos irreversíveis aos circuitos eletrônicos digitais.

O conversor A/D (analógico para digital) é o elemento responsável por traduzir uma grandeza elétrica numa representação numérica adequada ao tratamento digital do sinal aquisitado para tanto é necessário que o sinal proveniente do condicionador respeite algumas condições:

• O sinal não deve ultrapassar a faixa de entrada do conversor A/D.
• A taxa de variação do sinal deve respeitar a taxa de amostragem da aquisição.
• O sinal deve ser adequado a faixa de entrada do A/D, sinais muito pequenos não permitem uma boa resolução na conversão digital.

Após a conversão para digital é necessário que esta informação chegue ao computador, temos inúmeras formas para isto:

• comunicação serial RS (RS-232, RS-422, RS-485, etc);
• comunicação USB;
• comunicação através da porta paralela (usada normalmente pela impressora). A porta paralela está caindo em desuso, sendo substituida gradualmente pelo USB;
• conexão ao slot (barramento interno) do computador. Existem diversos padrões de barramento, sendo na linha PC com arquitetura Intel os mais importantes os slot ISA e PCI. O slot ISA está caindo em desuso para aplicações em escritórios, mas ainda é forte na área industrial. A Lynx fabrica placas para slot ISA;
• comunicação em rede Ethernet. A rede Ethernet é uma tecnologia consolidada que, acreditamos, ficará por muitos anos ainda no mercado. Esta tecnologia apresenta inúmeras vantagens para a aquisição de dados. Pode-se utilizar dos muitos avanços nesta tecnologia em um sistema de aquisição de dados, tais como a capacidade de conexão a longa distância seja por fio ou rádio (wireless LAN) ou fibra óptica;

O programa de Aquisição de Dados é o responsável pelo controle do sistema, permitindo ao usuário parametrizar, comandar e monitorar o processo de aquisição de dados.

Os programas de aquisição de dados armazenam os sinais captados na forma de arquivos que podem ser consultados posteriormente. Estes programas possibilitam a visualização e edição dos dados aquisitados, bem como a geração de relatórios e outras documentações impressas.