Material Bit 9

Conjunto Didtico de Sensores Parte experimental 1

ndice

1 - Sensor de Proximidade Indutivo................................................................................ 3 2 - Sensor de Proximidade Capacitivo ........................................................................... 9 3 - Sensor Fotoeltrico por Sistema de Difuso ........................................................... 15 4 - Sensor Fotoeltrico por Sistema de Barreira .......................................................... 19 5 - Sensor Fotoeltrico por Reflexo ............................................................................ 23 6 - Encoder Linear ........................................................................................................ 27 7 - Encoder Angular...................................................................................................... 31 8 - Sensor de Presso.................................................................................................. 37 9 - Gerador de PWM..................................................................................................... 39 10 - Conversor Analgico Digital .................................................................................. 45 11 - Conversor de Freqncia em Tenso ................................................................... 49 12 - Sensor de temperatura.......................................................................................... 53 13 - Sensor de nvel...................................................................................................... 57 14 - Controle de nvel de fluido (gua) ......................................................................... 61 15 - Detector de Fumaa............................................................................................. 67 16 - Detector Ultra-Snico ............................................................................................ 71 17 - Sensor Magntico de Efeito HALL ........................................................................ 77 18 Sensor de Umidade Relativa ................................................................................ 83 19 - Chave Magntica (Reed Swicth) ........................................................................... 85 21 - Chave de Mercrio ................................................................................................ 89 22 Sensor de Gs Combustvel................................................................................. 93


EM BRANCO


1 - Sensor de Proximidade Indutivo Objetivos; - Familiarizar com tipo de sensores; - Verificar o funcionamento de sensor eletromagntico (indutivo). Material utilizado; - Conjunto didtico de sensores (Bit9); - Multmetro digital; - Rgua com medidas em milmetros. - Cabinhos de conexo; - Chapinhas metlicas de Ao Inox, Lato, Alumnio e Cobre. Introduo terica Os sensores de proximidade indutivos detectam a aproximao de elementos metlicos sem que haja contato fsico. Princpio de funcionamento Baseia-se na gerao de um campo eletromagntico de alta freqncia que desenvolvido na face sensora.

Este campo gerado por uma bobina ressonante que faz parte de um circuito oscilador. Quando um metal aproxima-se do campo este por corrente de Foulcault absorve energia do campo e diminui a amplitude do sinal gerado no oscilador. A variao da amplitude convertida em uma variao de tenso contnua que comparada com um valor padro passa a atuar no estgio de sada.


Na figura a seguir est mostrado exemplo de conexo de um sensor de aproximao de modelos para corrente contnua.

Distncia de acionamento A distncia de acionamento depende da intensidade do campo eletromagntico que depende do tamanho da bobina, portanto no se pode escolher o tamanho do sensor e a distncia de acionamento ao mesmo tempo.

Distncia sensora (S) a distncia em que, aproximando-se o acionador da face sensora, o sensor muda de estado da sada. Distncia sensora nominal (Sn) a distncia sensora terica, a qual utiliza o alvo padro como acionamento e no considera as variaes causadas pela industrializao, temperatura de operao e tenso de alimentao. O valor em que os sensores de proximidade indutivos so especificados. Distncia sensora real (St) Valor influenciado pela industrializao, especificado em temperatura ambiente (20C) e tenso de operao nominal possui desvio de 20% sobre a distncia sensora nominal. 0,9 Sn < = Sr < = 1.1 Sn Distncia sensora efetiva (Su) Valor influenciado pela temperatura de operao, e possui um desvio mximo de 10% sobre a distancia sensor real (Sr). 0,9 Sr < = Su < = 1,1 Sr, ou seja, 0,81 Sn, = Su< = 1,21 Sn


Distncia sensora operacional (As) a distncia em que seguramente pode-se operar considerando-se todas as variaes de industrializao e variao de temperatura. 0 < = As , = 0,81 Sn Material do acionador A distncia sensora nominal varia com o tipo de metal, ou seja, especificada para o ferro ou ao e necessita ser multiplicada por um fator de correo para outros materiais.

Material Fator Ao Inox 0,85 Lato 0,50 Alumnio 0,40 Cobre 0,30 Histerese a caracterstica do efeito existente entre o acionamento de desacionamento do sensor quando o alvo metlico se se aproxima da face sensora e se afasta da face sensora. Este efeito expresso em porcentagem da distncia sensora (exemplo = 3%). importante que exista a histerese entre o ponto de acionamento e desacionamento do sensor para que no caso de uma possvel vibrao do sensor ocasione uma oscilao na sada do acionador.

(%)100xSn

DaDdhisterese = Onde; Da = distncia em que o sensor acionado Dd = distncia em que o sensor desaciona


Parte experimental 1 Ligar a chave do Conjunto Didtico de sensores. A chave de acionamento est localizado na lateral direita do kit. 2 Localizar o Sensor de Proximidade Indutivo no Conjunto Didtico de Sensores conforme est ilustrado na figura.

3 Conectar o voltmetro ao borne do sensor indutivo e mea a tenso de sada. Vs = ___________V 4 Pegar uma chapinha metlica qualquer e aproxime na parte sensora do dispositivo e mea a tenso de sada. Vs = ___________V 5 Observar o indicador de funcionamento do sensor (LED) localizado na parte posterior do sensor.

Dependendo do tipo de sensor, o LED aceso pode indicar a tenso de sada; Zero volt ou a tenso VCC. 6 Observar o sensor com o voltmetro conectado ao borne de sada e aproxime a chapinha metlica na superfcie do sensor. 7 Que caracterstica este tipo de sensor possui? Descreva a caracterstica da tenso de sada deste sensor indutivo. ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ...........................................................................................................................................


8 Conectar a sada do sensor ao Buzzer (Acionamento de segurana) localizado na parte superior esquerda do kit.

9 Pegar um pedao de metal e aproxime-o a face sensora do sensor indutivo e observe o sinal sonoro do Buzzer. 10 Experimentar com outros tipos de metais. 11 Pegar uma rgua graduada e mea a distncia de acionamento dos materiais pedidos na tabela a seguir.

12 Descrever as caractersticas observadas em cada tipo de materiais sobre a superfcie do sensor indutivo. ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ...........................................................................................................................................


13 Que caracterstica observou-se quando se aproximou um pedao de plstico na superfcie do sensor indutivo? ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... 14 Descrever um exemplo de aplicao industrial do sensor indutivo. ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... 15 Fazer a concluso da experimentao. ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ...........................................................................................................................................


2 - Sensor de Proximidade Capacitivo Objetivos; - Familiarizar com tipo de sensores; - Verificar o funcionamento de sensor capacitivo. Material utilizado; - Conjunto didtico de sensores (Bit9); - Multmetro digital; - Rgua com medidas em milmetros. - Cabinhos de conexo; - Chapinhas metlicas de Ao Inox, Lato, Alumnio, Papelo, Plstico. Introduo terica Os sensores de proximidade capacitivos detectam a aproximao de materiais orgnicos, plsticos, ps, madeiras, vidros, papis, metais etc. Princpio de funcionamento O sensor capacitivo baseia-se num oscilador de alta freqncia controlado por capacitor. O conjunto de placas do capacitor montado na face sensora, formando a regio sensora. Quando um material aproxima desta regio provoca uma alterao no dieltrico, variando a capacitncia que por sua vez altera a amplitude do sinal gerado pelo oscilador. Esta variao de amplitude do sinal convertida em uma variao contnua que passa por um comparador com um valor padro que atua no estagio de sada. O aspecto construtivo do sensor semelhante ao indutivo.


Aplicaes O sensor capacitivo aplicvel principalmente em controle de nvel em silos de lquidos ou materiais no metlicos e metlicos em sistemas de contagem e controle. Distncia de acionamento Posicionando-se o capacitor do oscilador na parte frontal do sensor tem-se a formao de face sensora que a principal rea de regio sensora (regio que se torna sensvel a penetrao de materiais).

Ajuste de distncia Devido a grande variao de distncia sensora para os vrios tipos de materiais, os sensores esto providos de um ajuste de sensibilidade, o que permite detectar certos materiais por meios de outros. Por exemplo, pode-se detectar gua dentro de um tubo de PVC etc.

No foi possvel detectar nenhum material no seu interior atravs de uma superfcie metlica.


Parte experimental 1 Ligar a chave do Conjunto Didtico de sensores. A chave de acionamento est localizado na lateral direita do kit. 2 Localizar o Sensor de Proximidade Capacitivo no Conjunto Didtico de Sensores conforme est ilustrado na figura.

3 Conectar o voltmetro ao borne do sensor indutivo e mea a tenso de sada. Vs = ___________V 4 Pegar uma chapinha metlica qualquer e aproxime na parte sensora do dispositivo e mea a tenso de sada. Vs = ___________V 5 Observar o indicador de funcionamento do sensor (LED) localizado na parte posterior do sensor. 6 Repetir o item 4 aplicando um pedao de papelo. Vs = ___________V

Observao: Quando o Conjunto Didtico est energizado, todos os sensores e instrumentos esto tambm energizados. Neste caso, poder acionar o sensor de proximidade Indutiva. 7 Pegar o pedao de papelo e aproxime na superfcie do Sensor Indutivo ao lado e observe a sada por meio do diodo LED localizado na parte posterior do sensor.


8 Que caracterstica observa-se nesta comparao de sensibilidade entre o Sensor de proximidade Capacitiva e Sensor de Proximidade Indutiva? ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... 9 Conectar a sada do sensor ao Buzzer (Acionamento de segurana) localizado na parte superior esquerda do kit.

10 Pegar um pedao de Papelo ou Metal e aproxime-o a face sensora do Sensor de Proximidade Capacitiva e observe o sinal sonoro do Buzzer. 11 Experimentar com outros tipos de Materiais. 12 Pegar uma rgua graduada e mea a distancia de acionamento dos materiais pedidos na tabela a seguir.


13 Descrever as caractersticas observadas em cada tipo de materiais sobre a superfcie do Sensor de Proximidade Capacitivo. ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... 14 Que caracterstica observou-se quando se aproximou um pedao de Papelo na superfcie do sensor indutivo? ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... 15 Que soluo seria necessria para que um Sensor de Proximidade Capacitiva se fosse montada de forma embutida. Esquematize no espao a seguir a soluo a forma correta de montagem no embutida.

16 Descrever um exemplo de aplicao industrial do Sensor de proximidade Capacitiva. ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... 17 Fazer a concluso da experimentao. ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ...........................................................................................................................................


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3 - Sensor Fotoeltrico por Sistema de Difuso Objetivos; - Familiarizar com sensores fotoeltricos; - Observar o funcionamento de um sensor fotoeltrico por difuso; Material utilizado; - Conjunto didtico de sensores (Bit9); - Multmetro digital; - Cabinhos de conexo; - Materiais reflexivos; Papel, Papelo, Metal, Pano branco. Introduo terica Os sensores pticos detectam quase todos os materiais comparando-se com os indutivos e capacitivos, apresentando uma distncia de operao maior. O transmissor composto de um diodo emissor de luz infravermelha (invisvel) que transmite flash em uma determinada freqncia. O receptor composto por um foto-transistor, sensvel luz infravermelha, que em conjunto com um filtro s recebe sinais na freqncia dos flashs, tomando assim a recepo imune a iluminao ambiente.

O sinal detectado pelo foto-transistor e selecionado por um filtro passa faixa. Aps a seleo do sinal pelo filtro convertido em tenso DC e passa por um comparador acionando a sada. O sistema de transmisso e recepo de luz infravermelha pode ser aplicado das seguintes maneiras; Sistemas de barreira Sistema por reflexo Sistema por difuso


Na figura a seguir est mostrado um sensor fotoeltrico que pode atuar num sistema por reflexo e por difuso.

Sistema por difuso Tambm o transistor e o receptor esto no mesmo invlucro, sendo que o acionamento ocorre quando o objeto aproxima-se da regio de sensibilidade, refletindo para o receptor o feixe de luz recebido do transmissor.

A distncia sensora definida diretamente para cada um dos modos de construo. A distncia para os modelos de difuso so referenciados a um padro, normalmente o papel carto (kodak gray card) com dimenso de 100x100mm, 90% de refletividade. Como regularmente a lei da reflexo de luz, a distncia de funcionamento deste modelo varia de acordo com a cor, rugosidade, dimenses e formas dos objetos detectados. A tabela mostra os fatores de correo para distncia sensora de acordo com os tipos de materiais detectados.

MATERIAL FATOR Papel branco 1 Metal polido 1,2...1,8 Pano branco 0,6 Papelo 0,5


Parte experimental 1 Ligar a chave do Conjunto Didtico de sensores. A chave de acionamento est localizado na lateral direita do kit. 2 Localizar o Sensor Fotoeltrico Reflexivo (difuso) no Conjunto Didtico de Sensores conforme est ilustrado na figura.

3 Conectar o voltmetro ao borne do sensor reflexivo e mea a tenso de sada. Vs = ___________V 4 Pegar um pedao de papel branco e aproxime na parte sensora do dispositivo e mea a tenso de sada. Vs = ___________V 5 Observar o indicador de funcionamento do sensor (LED) localizado na parte posterior do sensor. 6 Repetir o item 4 aplicando um pedao de papelo. Vs = ___________V 7 Pegar o pedao de papelo e aproxime na superfcie do Sensor fotoeltrico e observe a sada por meio do diodo LED localizado na parte posterior do sensor. 8 Repetir a operao 7 empregando outros tipos de materiais de superfcie clara ou escura de superfcie diferente.


9 Escrever os resultados obtidos com diversos tipos de materiais utilizados como obstculos do sensor. ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... 10 Conectar a sada do sensor fotoeltrico por difuso ao Buzzer, acionamento de segurana, localizado na parte superior esquerda do kit.

O indicador de funcionamento sonoro facilita a verificao do acionamento do sensor. 11 Pegar um pedao de Papelo branco ou Metal com superfcie reflexiva e aproxime-o a face do sensor fotoeltrico e observe o sinal sonoro do Buzzer. 12 Experimentar com outros tipos de Materiais reflexivos. 13 - Descrever as caractersticas observadas nos diversos tipos de materiais reflexivas empregadas nesta experincia. ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... 14 Descrever um exemplo de aplicao industrial do Sensor fotoeltrico tipo reflexivo ou por difuso. ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... 15 Fazer a concluso da experimentao. ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ...........................................................................................................................................


4 - Sensor Fotoeltrico por Sistema de Barreira Objetivos; - Familiarizar com tipo de sensores; - Verificar o funcionamento de sensor fotoeltrico por sistema de barreira. Material utilizado; - Conjunto didtico de sensores (Bit9); - Multmetro digital; - Cabinhos de conexo; - Materiais opacos para barreira luminosa, papelo, chapa metlica. Introduo terica O sensor de barreira semelhante ao reflexivo. A diferena que o transmissor e receptor esto separados entre si.

O transmissor e o receptor esto em unidades distintas e devem ser dispostos um em frente ao outro de modo que o receptor possa constantemente receber a luz do transmissor. O acionamento da sada ocorrer quando o objeto interromper a recepo da luz.

Barreira a distncia entre o transmissor e o receptor. Existem modelos de sensor ptico de barreira para at 100m. O transmissor e o receptor podem se alimentados por fontes distintas.


Parte experimental 1 Ligue a chave do Conjunto Didtico de sensores. A chave de acionamento est localizado na lateral direita do kit. 2 Localizar o Sensor Fotoeltrico por barreira no Conjunto Didtico de Sensores conforme est ilustrado na figura.

3 Ajustar a tenso de sada da tenso de referncia para 10VDC com auxlio de um voltmetro. 4 Aplicar a tenso de referencia de 10V ao Sensor ptico indicado por TRANSMISSOR por meio de cabinhos de conexo.

5 Conectar o voltmetro ao borne indicado por sensor ptico Barreira.

Pode-se utilizar o voltmetro indicado por Voltmetros/Analisador localizado no painel do Conjunto Didtico. 6 Medir a tenso de sada e anote-o Vs = _____________V 7 Observar o indicador de funcionamento do sensor (LED) localizado na parte posterior do sensor.


8 Colocar um objeto (pedao de papelo) entre o transmissor e receptor. Observe o indicador de funcionamento do sensor (LED) localizado na parte 9 Manter o objeto entre o TX e RX e mea a tenso de sada do Receptor. Vs = ___________V 10 Pegar outros tipos de materiais e coloque entre o transmissor e receptor e observe o indicador de funcionamento do sensor (LED) localizado na parte posterior do sensor. 11 H possibilidade de visualizar a luz emitida em pulsos pelo transmissor ptico infravermelho? Escreva qual a caracterstica desta luz. ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... 12 Conectar a sada do sensor fotoeltrico por difuso ao Buzzer, acionamento de segurana, localizado na parte superior esquerda do kit.

O indicador de funcionamento sonoro facilita a verificao do acionamento do sensor. 13 Pegar um pedao de Papelo ou Metal e posicione entre o transmissor e o receptor. Observe a sinalizao por meio do Buzzer.

Verifique o acionamento por meio do Led do sensor receptor. 14 Experimentar com outros tipos de Materiais opacos. 15 - Descrever as caractersticas observadas neste tipo de sensor de barreira. .......................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ...........................................................................................................................................


16 Que fatores podem influenciar no mau funcionamento de um sensor de barreira. ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 17 Descrever um exemplo de aplicao industrial do Sensor fotoeltrico tipo reflexivo ou por difuso. ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... 18 Fazer a concluso da experimentao. ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ...........................................................................................................................................


5 - Sensor Fotoeltrico por Reflexo Objetivos; - Familiarizar com tipo de sensores; - Verificar o funcionamento de sensor fotoeltrico por sistema por reflexo. Material utilizado; - Conjunto didtico de sensores (Bit9); - Multmetro digital; - Cabinhos de conexo; - Materiais opacos para barreira luminosa, papelo, chapa metlica. Introduo terica Sistema por reflexo Neste sistema o transmissor e o receptor esto na mesma unidade. O feixe de luz enviado ao receptor somente por intermdio de um espelho prismtico, onde o acionamento ocorre quando o objeto interrompe o feixe de luz.

Reflexo a distncia entre o sensor e o espelho prismtico. Esta distncia normalmente definida para um determinado tamanho de espelho, quanto maior o espelho maior a distncia de funcionamento.


Parte experimental 1 Ligue a chave do Conjunto Didtico de sensores. A chave de acionamento est localizado na lateral direita do kit. 2 Localizar o Sensor Fotoeltrico por barreira ptico no Conjunto Didtico de Sensores conforme est ilustrado na figura.

O conjunto constitui cinco sensores de recepo e transmisso de luz Infravermelha conjugada. 3 Conectar o voltmetro ao borne de sada do primeiro sensor. Mea a tenso de sada. Vs = _____________V. 4 Manter o voltmetro conectado na sada 1. Coloque um objeto entre o sensor e o espelho prismtico e mea novamente a tenso de sada. Vs = _____________V 5 Que caracterstica se observa na tenso de sada com a interferncia de um obstculo entre o sensor e o espelho prismtico? ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... 6 O sensor apresenta um nvel de tenso de VCC na sada quando no h obstculo entre o sensor e o espelho prismtico. A afirmativa correta? ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ...........................................................................................................................................


7 Descrever a diferena existente entre um acionamento por difuso e por reflexo. ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... 8 Manter o voltmetro conectado na sada 1 do sensor. Pegue um objeto (lpis ou caneta) e deslize vagarosamente de cima para baixo, aproximadamente 5 centmetros do sensor e observe a atuao do sensor.

9 Repetir a operao e certifique o ponto em que ocorre a reflexo, receptor de infravermelho. 10 Conectar o Buzzer na sada 1 do sensor.

Sendo a sada estar com tenso de VCC, o buzzer estar ativado.

Ao colocar um obstculo no sensor o apito cessar. 11 Deslizar um objeto (lpis ou caneta) no sensor e observe o ponto de reflexo da luz infravermelha do sensor. 12 Fazer um teste nos demais sensores, repetindo a operao anterior (item 11). 13 Experimentar atuar os sensores com outros tipos de materiais. 14 Fazer a concluso da experimentao. ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ...........................................................................................................................................


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6 - Encoder Linear Objetivos; - Familiarizar com tipo de encoder; - Verificar o funcionamento de um encoder linear. Material utilizado; - Conjunto didtico de sensores (Bit9); - Osciloscpio de duplo trao; - Multmetro digital; - Rgua graduada em mm; - Cabinhos de conexo; Introduo terica Rgua linear tambm conhecida como transdutor que possui um sensor ptico composto por duas partes; emissora e receptora o qual apoiada em duas barras que permitem um deslizamento uniforme sobre uma escala de furos que permitem assegura a resoluo linear do dispositivo. A rgua linear ou encoder linear tem como funo fornecer dados de controle de movimento de mquinas, com menor erro possvel fuso e de movimento. Caractersticas principais de um encoder linear so; Graduao, Preciso, Curso til, Forma de sinal de sada. Existem diversos tipos de encoder linear, para variadas aplicaes onde se necessita preciso de leitura em sistemas de posicionamento com resolues de um ou cinco micrometros. Na figura est mostrado um encoder linear (kit BIT9).


Parte experimental 1 Ligar a chave do Conjunto Didtico de sensores. A chave de acionamento est localizado na lateral direita do kit. 2 Localizar o a rgua linear (encoder) no Conjunto Didtico de Sensores conforme est ilustrado na figura.

O sensor da rgua possui um transmissor e receptor conjugado de luz infravermelha. 3 Conectar o voltmetro ao borne de sada do primeiro sensor indicado pelo borne Pulso. 4 Posicionar o sensor de forma que a rgua corte o feixe de luz, ou seja, posicione fora do furo da rgua e mea a tenso de sada (pulso).

Quando o sensor permanece parado, dependendo da posio do sensor, a sada pode ser zero volts ou nvel de tenso positiva. 5 Medir a tenso de sada. Vs =____________V. 6 Manter o voltmetro conectado na sada indicada por Pulso e mova o sensor de forma que a tenso de sada mude para outro valor. 7 Medir a tenso de sada. Vs = ___________V. 8 De acordo com as tenses medidas nos itens 5 e 7 o que podemos afirmar quando ao funcionamento do sensor (quando o sensor passa pelo furo do encoder). ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ...........................................................................................................................................


9 Pegar uma rgua graduada em mm medir o comprimento da rgua do encoder. Comprimento do encoder linear= ______________mm 10 Contar o nmero de furo da rgua do encoder. Nmero de furos do encoder = ____________ 11 Determinar a resoluo do encoder linear utilizando a seguinte expresso.

CN=R = (mm)

R = resoluo N = n de furos do encoder C = comprimento da rgua do encoder Resoluo do encoder = ______________ 12 Conectar o voltmetro na sada do encoder e mova o sensor e conte 10 pulsos por meio da tenso de sada. 13 Determinar a posio do sensor com os dados obtidos nos itens 11 e 12.

Para determinar quantos mm o encoder linear se deslocou, basta contar o nmero de pulsos do bit (tenso de sada) de passos e multiplicar pela resoluo do encoder linear. Posio (mm) = ________mm 14 Pegar a rgua graduada em mm e confira os valores obtidos pelo clculo com a medida. 15 Conectar a ponta de prova do osciloscpio na sada indicada por Pulso. Ajuste a base de tempo de forma a observar a forma de onda na tela. 14 Posicionar o sensor na referencia zero (totalmente para a direita). 15 Mover o sensor para esquerda de forma a observar a forma de onda na tela do osciloscpio.


16 Tentar lembrar a forma de onda observada na tela do osciloscpio e desenhe no espao abaixo.

17 Descrever uma aplicao do encoder linear (rgua linear). ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... 18 Fazer a concluso da experimentao descrevendo as caractersticas observadas neste tipo de encoder linear. ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ...........................................................................................................................................


7 - Encoder Angular Objetivos; - Familiarizar com tipo de encoder; - Verificar o funcionamento de um Encoder Angular. Material utilizado; - Conjunto didtico de sensores (Bit9); - Osciloscpio de duplo trao; - Cabinhos de conexo; Introduo terica Na industria a aplicao dos sensores pticos, na maioria das vezes feita por meio dos encoders que podem ser implementados de forma muito simples. Onde um disco perfurado permite a passagem ou no do feixe de luz. Desta forma a posio ou velocidade registrada contando-se o nmero de pulsos gerados.

No caso de haver necessidade de saber o sentido de rotao, pode-se implementar o disco com duas fileiras de furos defasados, utilizando-se 2 sensores. Sob rotao, haver a seqncia 0-1-0-1 nas duas fileiras, entretanto se num sentido a fileira mais prxima do centro estar adiantada em relao a segunda e vice versa.


Existe ainda a possibilidade de obter-se a posio exata (ngulo de rotao) por meio de confeco adequada do disco com n fileiras de furos. Neste caso tem-se um cdigo binrio de n bits relativo a uma determinada posio. Este tipo de dispositivo chamado de encoder absoluto. Na figura a seguir est mostrado o encoder angular do conjunto didtico.

O encoder angular est acoplado a um motor DC, cuja velocidade determinada pela tenso aplicada na entrada indicada por Velocidade. Quando o motor gira, o encoder acompanha o movimento do motor, portanto, possvel medir a velocidade e o sentido de giro do motor. O encoder possui dois sensores com disco perfurada de nico furo que determinam direo e controle. Quando o bit de controle (passo) sai do nvel 0 para o nvel 1 (borda de subida), com o bit de direo em nvel 0, o motor est girando no sentido anti-horrio. Quanto o bit de controle (passo) sai do nvel 0 para o nvel 1 (borda de subida), com o bit de direo em nvel 1, o motor est girando no sentido horrio. Para saber a resoluo do encoder utiliza-se a seguinte expresso:

Para saber quantos graus o motor girou, basta contar o nmero de pulsos do bit de passos e multiplicar pela resoluo do encoder. Posio (em graus) = nmeros de pulsos de passo x resoluo do encoder.


Parte experimental 1 Ligue a chave do Conjunto Didtico de sensores. A chave de acionamento est localizado na lateral direita do kit. 2 Localizar o encoder angular no Conjunto Didtico de Sensores conforme est ilustrado na figura.

3 Conectar a tenso DC (Tenso de Referencia 0 10V) ao borne indicado por Velocidade. 4 Conectar a ponta de prova do canal 1 do osciloscpio na sada indicada por Controle e a ponta de prova do canal 2 na sada indicada por Direo.

O borne indicado por Velocidade a entrada da tenso do motor de corrente contnua acoplada ao disco perfurado do sensor angular. 5 Variar a tenso de referencia de 0 volts a 10 volts e observe o disco perfurado do sensor girar. 6 Manter a tenso de 10 volts na entrada indicada pelo borne Velocidade. 7 Posicionar o feixe do canal um e canal dois do osciloscpio de forma a observar os dois sinais simultneos na tela. 8 Ajustar a base de tempo do osciloscpio de forma a observar de trs a cinco ciclos do sinal na tela. 9 Desenhar a seguir a figura do sinal observado na tela do osciloscpio.


10 Desenhar na parte superior da tela o sinal de controle e na parte inferior o sinal de direo respeitando as suas fases.

11 Calcular a freqncia do sinal de controle com auxlio de osciloscpio.

T1f = (Hz) f = freqncia, T = perodo

Freqncia = ________Hz (ciclos) 12 Reduzir a tenso de referncia para 0 volts de forma que o disco fique parado. 13 Contar o numero de furos do disco e anote a seguir. Nmero de furos = _____________ 14 Determinar a resoluo do encoder utilizando a seguinte expresso;

Resoluo do encoder = __________Graus. 15 Com os dados obtidos nos itens 11 e 13, determine o nmero de giros do encoder. Nmeros de giros do encoder = _________


16 Determinar o nmero de ciclos do sinal de controle para cada giro do disco do sensor e anote a seguir. Um giro completo do disco = __________ ciclos. 17 Conectar a ponta de prova do canal 1 do osciloscpio na sada indicada por Controle e a ponta de prova do canal 2 na sada indicada por Direo. 18 Variar a tenso de referncia do encoder conforme est pedido na tabela e complete-os a seguir.

20 Descrever uma das aplicaes industriais deste tipo de encoder. ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... 21 Fazer a concluso desta experimentao descrevendo as caractersticas observadas no sensor angular. ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ...........................................................................................................................................


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8 - Sensor de Presso Objetivos; - Familiarizar com tipo de sensor de presso; - Verificar o funcionamento de um Sensor de presso (Strain Gauge). Material utilizado; - Conjunto didtico de sensores (Bit9); - Multmetro de duplo trao; - Mini compressor de ar ou bomba de presso. - Cabinhos de conexo; Introduo terica Medidas de presso so amplamente empregadas em diversas reas, como em pesquisa e desenvolvimento. Na indstria de refrigerao, medidas de presso so freqentemente utilizadas no estudo de compressores. Existem diversos tipos de sensores de presso pneumticos e hidrulicos. Os medidores de presso dependem da propriedade do fluido, densidade, viscosidade e temperatura. O sensor de presso pneumtica (Bit9) constitudo de um componente de silcio piezeltrico (STRAIN GAUGE) que altera a resistncia eltrica quando esta sofre deformao mecnica. O sensor mede presso de 0 a 7BAR (0 a 100psi), e fornece a sua sada uma tenso de 0 a 60mV.


Parte experimental 1 Ligue a chave do Conjunto Didtico de sensores. A chave de acionamento est localizado na lateral direita do kit. 2 Localizar o sensor de presso no Conjunto Didtico de Sensores conforme est ilustrado na figura.

3 Pegar um multmetro e selecione a funo para medir tenso eltrica. Ajuste a escala para medir tenso de 1V. 4 Conectar o voltmetro na sada ao borne localizado abaixo do sensor de presso. 5 Aplicar a mangueira do mini compressor ou a bomba de ar entrada do sensor. 6 Aplicar o ar na entrada do sensor de presso e observe a tenso de sada.

Para maior segurana e para no prejudicar o sensor, recomenda-se a utilizao de presso inferior a 6BAR (86,4psi). 7 Bombear o ar na entrada novamente e registre a tenso mxima obtida na sada do sensor. Vs = _____________mV.

Para elaborar uma escala de presso, ser necessrio dimensionar o furo de entrada, distncia do condutor, tipo de fluido, temperatura e outros parmetros que influem na medida. 8 Fazer a concluso da experimentao descrevendo as caractersticas do sensor de presso. ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ...........................................................................................................................................


9 - Gerador de PWM Objetivos; - Familiarizar com circuito gerador de PWM; - Verificar o funcionamento de um gerador de PWM (Modulao por Largura de Pulso). Material utilizado; - Conjunto didtico de sensores (Bit9); - Osciloscpio de duplo trao. - Cabinhos de conexo; Introduo terica Modulao por PWM O sistema de modulao de pulso (MLP) conhecido de PWM (pulse width modulation) ou PDM (Pulse Duration Modulation). Este sistema de modulao consiste nas variaes de amostragem dos pulsos que ocorrem na largura, cuja durao depende diretamente na proporo da amplitude do sinal de amostragem. A modulao por largura de pulso pode ser feita de trs formas distintas; Modulao por desvio de borda direita Modulao por desvio de borda esquerda Modulao por desvio simtrico A modulao consiste em somar funo uma onda dente de serra (bordo nico) ou triangular (bordo simtrico).


Na figura a seguir est mostrado um grfico do tipo de modulao.

A largura mxima do pulso no deveria ser limitada para ultrapassar o limite do pulso vizinho, quando as variveis em questo so multiplexadas. Na figura a seguir est mostrado um sinal modulante e o resultado da modulao, ou seja, sinal modulado em PWM. Circuito modulador PWM Basicamente a modulao por largura de pulso consiste em somar a funo uma onda triangular ou dente de serra de borda nica a uma onda modulante e resultar numa onda quadrada relativa a sua soma. A figura a seguir mostra um sinal modulante sendo somado com o sinal dente de serra (bordo esquerdo).

No tendo um sinal de informao somado com a tenso Vdc, pode-se obter a modulao da largura do pulso por meio de ajuste desta tenso de referncia (trigger).


Parte experimental 1 Ligar a chave do Conjunto Didtico de sensores. A chave de acionamento est localizado na lateral direita do kit. 2 Localizar o Gerador de PWM no Conjunto Didtico de Sensores conforme est ilustrado na figura.

3 Conectar ao borne de entrada indicado por % Ligado do Gerador de PWM tenso de referncia 0 -10V conforme a figura mostrada no item 2. 4 Conectar a ponta de prova do canal 1 do osciloscpio sada ao borne indicado pelo sinal . 5 Girar o potencimetro da tenso de referncia vagarosamente de forma a observar 10% de Duty cycle (ciclo de trabalho = Ton) na tela do osciloscpio. 6 Para melhor visualizao do sinal, ajustar a base de tempo do osciloscpio de forma a observar trs a cinco ciclos na tela 7 Desenhar a forma de onda com 10% de Ton observada no espao a seguir.


8 Medir a tenso de referncia para o duty cycle de 10%. Tenso de referncia = ___________V 9 Ajustar a tenso de referncia de forma a obter 50% de Duty cycle (Ton) do sinal de sada. Desenhe a forma da onda observada na tela do osciloscpio.

10 Medir a tenso de referncia. Tenso de referncia = _________V. 11 Ajustar a tenso de referncia de forma a observar 80% de duty cycle e Desenhe a forma de onda observada.

12 Medir a tenso de referncia. Tenso de referncia = __________V


Observe-se que o duty cycle do sinal proporcional tenso aplicada no borne

de entrada % ligado. 13 Variar a tenso de referncia de forma a observar a variao de duty cycle de 10% a 90%. 14 Registrar o valor da tenso mnima e mxima para esta variao. Duty cycle 10% = ________V Duty cycle 90% = ________V

O gerador de PWM pode ser utilizado, por exemplo, para controlar a velocidade de motor, luminosidade de uma lmpada, fonte chaveada, conversores de freqncia e outras aplicaes. 15 Fazer a concluso com as caractersticas observadas no gerador de PWM desta experimentao. ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ...........................................................................................................................................


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10 - Conversor Analgico Digital Objetivos; - Familiarizar com conversor analgico digital; - Verificar o funcionamento de um conversor Analgico Digital. Material utilizado; - Conjunto didtico de sensores (Bit9); - Multmetro digital; - Cabinhos de conexo; Introduo terica Os conversores analgicos para sinais digitais (A/D) so dispositivos que convertem um sinal analgico num sinal digital equivalente. Existem muitas formas de se realizar essa converso, so diversas forma de converso a saber: Integrao (rampa simples, rampa dupla) Aproximao sucessiva Tipo paralelo ou Flash Tipo contagem de pulso


Parte experimental 1 Ligue a chave do Conjunto Didtico de sensores. A chave de acionamento est localizado na lateral direita do kit. 2 Localizar o Conversor A/D no Conjunto Didtico de Sensores conforme est ilustrado na figura.

3 Conectar ao borne de entrada do conversor A/D ao borne de Tenso de referncia conforme est mostrado na figura. 4 Mudar a chave do conversor A/D indicado por VU/BIN para VU.

A chave na posio VU os leds existentes no painel Conversor AD se acender indicando o nvel de converso da tenso DC em oito nveis luminosos.

A chave na posio BIN os leds acendero conforme os nmeros binrios da tenso convertida em oito dgitos. 5 Girar o potencimetro da tenso de referncia vagarosamente de forma a observar os leds indicadores acenderem. 6 Girar o potencimetro de forma que um led acenda. Mea a tenso da tenso aplicada na entrada do conversor. Vent. = __________V 7 Variar a tenso de entrada e de acordo com o nmero de led acesos mea a tenso e anote na tabela a seguir.


8 Posicionar o potencimetro da tenso de referncia para 0 volts. 9 Mudar a chave VU/BIN para BIN. 10 Variar lentamente a tenso de referncia de 0 a 10 Volts (mximo) e observe a combinao binria dos leds indicadores mostrados no painel. 11 Ajustar o potencimetro da tenso de referncia de modo a observar o nmero um em binrio no painel do conversor A/D e mea a tenso de entrada. Vent = __________V 12 Ajustar novamente a tenso de entrada de forma a obter o nmero dois em binrio e mea a tenso de entrada. Vent = __________V 13 Variar a tenso de entrada e de acordo com os leds acesos em binrio, mea a tenso e anote na tabela a seguir.


14 Converter os valores binrios obtidos na tabela em decimal e anote-o. 15 Observar os valores dos nmeros binrios da tabela, escrever a resoluo deste conversor analgico para digital. Resoluo de converso = __________mV 16 Descrever uma aplicao do conversor analgico digital utilizado em instrumentao. ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... 17 Fazer uma concluso de acordo com as caractersticas observadas na experimentao. ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ...........................................................................................................................................


11 - Conversor de Freqncia em Tenso Objetivos; - Familiarizar com conversor analgico digital; - Verificar o funcionamento de um conversor Analgico Digital. Material utilizado; - Conjunto didtico de sensores (Bit9); - Multmetro digital; - Frequncimetro; - Cabinhos de conexo; Introduo terica O circuito conversor de freqncia para tenso pode ser utilizado para demodular um sinal de FM de um sistema qualquer. Pode ser utilizado em instrumentao com freqncimetro analgico de baixa freqncia e em outras aplicaes tais como em VCO etc. Na figura a seguir est ilustrado um circuito tpico de um conversor de freqncia para tenso utilizando um circuito integrado LM131.


Parte experimental 1 Ligar a chave do Conjunto Didtico de sensores. A chave de acionamento est localizado na lateral direita do kit. 2 Localizar o Conversor Freqncia/Tenso, Frequncimetro, Tenso de Referncia e Encoder Angular no Conjunto Didtico de Sensores conforme est mostrado na figura.

3 Fazer a conexo dos circuitos conforme est mostrado na figura apresentada no item 2.

Esta conexo permite obter sinal digital pulsado em freqncia do encoder para converter em tenso no conversor de freqncia em tenso e permitir a medida de freqncia de seu sinal. 4 Pressionar o boto indicado por MODO do painel Contador/Freqncimetro escolha a funo freq 1. Esta opo permite medir a freqncia do sinal aplicado na entrada Pulso. 5 Ajustar o potencimetro da tenso de referncia de modo a obter o mximo de rotao do motor (sensor angular) e observe o valor da freqncia medida no freqncmetro do painel. Freqncia mxima = ___________Hz. (ciclos)


6 Reduzir a tenso de referncia aplicada ao motor sensor de forma a obter a menor freqncia mantendo o disco girando e registre a freqncia mnima do sinal do encoder. Freqncia mnima = ___________Hz. (ciclos) 7 Conectar um voltmetro na sada do conversor de freqncia em tenso ao borne indicado por Sada.

Utilize o voltmetro do painel indicado por Voltmetros/Analizador localizado na parte superior direita do conjunto didtico.

8 Conecte a tenso na entrada ao borne indicado por A, B, C, ou D. Pressione o boto indicado por Sel. e selecione o voltmetro A, B, C, ou C. 9 Ajustar a rotao do encoder de forma a obter as freqncias pedidas na tabela 1. Mea a tenso de sada do conversor de freqncia/tenso. Registre a tenso de sada na tabela.

10 Observar os valores das tenses medidas. Pode-se afirmar que a converso foi de forma linear? Justifique. ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... 11 Fazer a concluso descrevendo uma aplicao do conversor de freqncia em tenso na instrumentao. ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ...........................................................................................................................................


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12 - Sensor de temperatura Objetivos; - Familiarizar com conversor de temperatura em tenso; - Verificar o funcionamento de um conversor de temperatura em tenso. Material utilizado; - Conjunto didtico de sensores (Bit9); - Multmetro digital; - Cabinhos de conexo; Introduo terica O sensor de temperatura semicondutora integrada serie LM35 fornece uma sada de tenso linear proporcional a temperatura centgrado. O circuito construdo de forma a funcionar em graus Kelvin cobrindo uma faixa de -55C +150C de temperatura. O sensor de temperatura pode apresentar formatos de modelos diferentes com encapsulamento idntico aos transistores.

Tenso de sada = + 1,5V para 150C. Tenso de sada = - 0,5V para 55C. A tenso de sada de 10mV para cada grau Celsius, ento para 25C teremos 0,25Volt na sada do sensor. Se esta tenso for aplicada a um circuito amplificador de ganho ajustvel, pode-se obter uma tenso de referncia que permite uma leitura direta da temperatura, por exemplo: sada de 0,25V x ganho 10 = 2,5V. Onde 2,5V = 25C e 10V = 100C.


Parte experimental 1 Ligar a chave do Conjunto Didtico de sensores. A chave de acionamento est localizado na lateral direita do kit. 2 Localizar o Controle de aquecimento no Conjunto Didtico de Sensores conforme est ilustrado na figura.

3 Conectar ao borne de Acionamento do painel de Controle de Aquecimento a Tenso de Referncia conforme est mostrado na figura.

O sensor de temperatura est conectado a um amplificador de forma que a sua sada pode fornecer de 0Volt a 10Volts no borne indicado por Sensor de Temperatura. 4 Manter a tenso de referencia em 0 Volt de modo a manter o aquecedor fria. 5 Conectar o voltmetro na sada ao borne indicado por Sensor de Temperatura. 6 Variar levemente a tenso de referncia de modo que a sada do sensor indique uma tenso de 1V aproximadamente.

Para reduzir a temperatura, desligue a tenso de alimentao, tenso de referncia da resistncia da lmpada, ou reduza-o para 0 volt. 7 Aumentar a tenso de referncia para 10V, mea a tenso de sada o sensor de temperatura. Vs = ___________V.


8 Manter o voltmetro conectado na sada do sensor de temperatura. 9 Reduzir a tenso de referncia para 0 Volt, ou desconecte a alimentao do filamento aquecedor da lmpada e observe a tenso de sada.

medida que a temperatura da resistncia vai diminuindo, a tenso de sada do sensor tambm dever reduzir-se. 10 Considerar a tenso de alimentao de 10Volts sobre o filamento da lmpada tenha a temperatura de 100 Celsius. 11 Supondo utilizar-se um mostrador analgico de um voltmetro com escala de 0V a 10VDC, Montar um termmetro de 0 a100C utilize o mostrador analgico sugerido.

11 Fazer a concluso da experimentao com as caractersticas observadas no sensor de temperatura. ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ...........................................................................................................................................


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13 - Sensor de nvel Objetivos; - Familiarizar com sensor de nvel. - Verificar o funcionamento de sensor de nvel em fluidos. Material utilizado; - Conjunto didtico de sensores (Bit9); - Kit didtico de controle de nvel; - Multmetro digital; - gua destilada ou filtrada potvel. - Cabinhos de conexo; Introduo terica Um sensor de nvel de gua, baseado em dois eletrodos de um material inoxidvel isolado entre si por uma camada acrlica onde o contedo lquido e a superfcie acrlica constituem o dieltrico. O circuito eltrico deste tipo de sensor semelhante ao sensor de proximidade Capacitiva.

Com a presena do fludo no interior do recipiente, o valor da capacitncia entre os eletrodos se alteram. A variao da freqncia produzida no oscilador em funo da variao da capacitncia convertida em tenso contnua. A medida em que o fluido se eleva no recipiente, a tenso de sada tambm aumenta. A escala relativa mxima de 10V para 1000 mililitros de gua.

Recomenda-se a utilizao de gua destilada para executar a experimentao, A gua destilada no contm elementos qumicos que podem oxidar os elementos que constituem o sistema, tais como bomba d`gua, sensores etc. Sempre que terminar a experimentao, drenar totalmente a gua do recipiente antes de guardar o equipamento.


Parte experimental 1 Ligar a chave do Conjunto Didtico de sensores. A chave de acionamento est localizado na lateral direita do kit. 2 Pegar o kit didtico de Controle de Nvel, conforme est mostrado na figura a seguir.

O sensor de nvel utilizado nesta experincia tem como finalidade a compreenso do seu funcionamento. Para um projeto profissional existem no mercado inmeros tipos e formatos de sensores de nvel que podem ser utilizadas em inmeras finalidades. 3 Ligar o mdulo de controle de nvel na tomada, observando com ateno se a chave de seleo 110/220V est compatvel com a tenso da rede; 4 Fechar a vlvula de dreno (escape de gua) do recipiente superior indicado por caixa d`gua A. 5 Encher o recipiente A (caixa d`gua A) com gua filtrada at atingir aproximadamente 800ml. 6 Utilizar um voltmetro com fundo de escala ajustado para medir tenses maiores que 10Volts. Mea a tenso de sada do sensor S1 (recipiente A cheio de a gua) ao borne Azul. Tenso com recipiente cheio : _________V. 7 Fechar a vlvula de escape do recipiente B (caixa d`gua B). Esta vlvula de esvaziamento do fludo do sistema.


8 Abrir a vlvula de escape de a gua da caixa A e deixe fluir para a caixa de a gua B localizada na parte inferior. 9 Medir a tenso de sada do sensor S1 com a caixa de a gua vazia. Tenso com recipiente vazio : _________V. 8 - Com os valores das tenses do sensor para o tanque cheio e vazio, determinar a relao aproximada de volts/ml: Tenso = __________ (volt/ml)

Para repetir o processo de enchimento de a gua da caixa inferior para o superior faa a seguinte ligao para bombear a gua para a caixa superior.

9 Conectar o borne da tenso positiva da bomba de a gua ao borne positivo da tenso de referencia do conjunto de sensor conforme ilustra a figura. 10 Variar a tenso de referencia de forma que a bomba funcione transferindo a gua do recipiente inferior para o recipiente superior. Repita a operao das medies das tenses para confirmao . 11 O sensor empregado nesta experincia pode funcionar submerso no fludo. Explicar esta afirmao. ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... 12 Descrever qual o tipo de sensor pode ser utilizado para verificar o nvel de gua sem que o sensor esteja imerso no fluido? ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ...........................................................................................................................................


13 Com base na afirmao da questo anterior (12) sobre o sensor de nvel, esquematize o desenho do sistema utilizando um sensor de nvel que possa ser instalado na parte externa da caixa de a gua (d`gua).

14 Fazer a concluso da experimentao descrevendo as caractersticas do sistema de sensor utilizado. ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ...........................................................................................................................................


14 - Controle de nvel de fluido (gua) Objetivo; - Analisar o funcionamento de um sensor de nvel de fludos (gua). Material utilizado; - Conjunto didtico de sensores (Bit9); - Kit didtico de controle de nvel; - Multmetro digital; - gua destilada ou filtrada potvel. - Cabinhos de conexo; Introduo terica Os sensores eletrnicos permitem a automao de um sistema de abastecimento de gua em caixas de guas de edifcios. O sistema automtico permite manter o nvel de abastecimento de gua constante independente da vazo da gua consumida. O controle de nvel composto por dois reservatrios. O sensor medidor de nvel do fluido est localizado em cada reservatrio. Entre o reservatrio superior e o inferior possui uma vlvula de escape (dreno) comandada manualmente. O reservatrio inferior possui uma bomba dgua que transfere lquido do reservatrio inferior para o reservatrio superior. O sensor de nvel fornece uma tenso de 0 a 10V proporcional ao nvel de lquido do reservatrio.

Recomenda-se a utilizao de gua destilada para executar a experimentao, A gua destilada no contm elementos qumicos que podem oxidar os elementos que constituem o sistema, tais como bomba d`gua, sensores etc. Sempre que terminar a experimentao, drenar totalmente a gua do recipiente e manter totalmente seco antes de guardar o equipamento.


Parte experimental 1 Ligar a chave do Conjunto Didtico de sensores. A chave de acionamento est localizado na lateral direita do kit. 2 Pegar o kit didtico de Controle de Nvel, conforme est mostrado na figura a seguir.

O sensor de nvel utilizado nesta experincia tem como finalidade a compreenso do seu funcionamento. Para um projeto profissional existem no mercado inmeros tipos e formatos de sensores de nvel que podem ser utilizadas em inmeras finalidades. 3 Ligar o mdulo de controle de nvel na tomada, observando com ateno se a chave de seleo 110/220V est compatvel com a tenso da rede; 4 Fechar a vlvula de dreno (escape de gua) do recipiente superior indicado por caixa d`gua A. 5 Encher o recipiente A (caixa d`gua A) com gua filtrada at atingir aproximadamente 800ml. 6 Utilizar um voltmetro com fundo de escala ajustado para medir tenses maiores que 10Volts. Mea a tenso de sada do sensor S1 (recipiente A cheio de a gua) ao borne Azul. Tenso com recipiente cheio : _________V. 7 Fechar a vlvula de escape do recipiente B (caixa d`gua B). Esta vlvula de esvaziamento do fludo do sistema.


8 Abrir a vlvula de escape de a gua da caixa A e deixe fluir para a caixa de a gua B localizada na parte inferior. 9 Com auxlio de um voltmetro, medir a tenso de sada do sensor S1 com a caixa de a gua vazia. Tenso com recipiente vazio : _________V. 8 - Com os valores das tenses do sensor para o tanque cheio e vazio, determine a relao aproximada de volts/ml: Tenso = __________ (volt/ml)

Situao problema. Um condomnio residencial necessita de um sistema que permite abastecer uma caixa de a gua instalada no topo do prdio. H um reservatrio de a gua no subsolo. O sistema deve manter o nvel de abastecimento de a gua constante independente da vazo de a gua consumida. Analise do comparador 9 Montar o circuito comparador conforme a figura abaixo a seguir.

10 Aplicar as tenses pedidas na tabela e anote a tenso de sada.


11 Com base nos resultados das medidas obtidas com os comparadores, montar o circuito para acionar o motor da bomba de a gua do sistema de bombeamento de a gua do prdio. 12 Considerando Volt/ml, ou seja 1000ml = 10000 litros d`gua total da caixa d`gua do prdio. Esquematize um sistema que mantenha a caixa d`gua abastecida em aproximadamente 6000 litros de a gua. 13 Utilizar os circuitos comparadores existentes no conjunto de sensores para elaborar o esquemtico deste projeto.

Faa uma conexo realimentada de forma que o motor ligue ou desligue no nvel d`gua estabelecida, no caso (6000 litros). 6000 litros = 600ml

1 4 Montar o circuito elaborado. 1 5 Observar se o reservatrio A (caixa A) est cheia. Caso esteja vazia, conectar a tenso de referncia de +10 Volts ao motor da bomba de forma que bombeie a gua do reservatrio A para B.


Ao terminar a montagem chame o seu instrutor para a verificao e coloque o

circuito para funcionar. 14 Abrir a vlvula de dreno 1 (Simulao da vazo de a gua consumida). 15 Observar se o nvel de a gua do reservatrio A ao atingir aproximadamente 600ml o que corresponde a 6000 litros, o motor da bomba inicia a abastecer de a gua. 16 Caso isso no ocorra, reajuste as tenses dos comparadores de forma a obter o resultado esperado. 17 Fazer uma concluso descrevendo as caractersticas observadas neste experimento. ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ...........................................................................................................................................


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15 - Detector de Fumaa Objetivos; - Conhecer um sensor de fumaa. - Verificar o funcionamento de um sensor de fumaa. Material utilizado; - Mdulo: Sensor ptico de Fumaa; - Modulo de fonte de alimentao; - Multmetro digital; - Isqueiro a gs e um material para produzir fumaa. - Cabinhos de conexo; Introduo terica Detector de fumaa de ionizao. Os detectores de fumaa de ionizao usam uma cmara de ionizao e uma fonte de radiao ionizante para detectar fumaa. Este tipo de detector de fumaa o mais comum por no ser caro e por identificar melhores as menores quantias de fumaa produzidas por chamas de fogo.

Dentro de um detector de ionizao h uma pequena quantidade (talvez 1/5000 de um grama) de amercio-241.

O elemento radioativo amercio tem meia vida de 432 anos, e uma boa fonte de partculas alfa.

Outro modo de falar sobre a quantidade de amercio no detector dizer que um detector tpico contm 0,9 microcurie de amercio-241. Um curie uma unidade de medida para material nuclear. O sensor de fumaa constitudo por uma cmara de ionizao e um circuito eletrnico que registra a corrente eltrica da cmara de ionizao.


Cmara de ionizao O cmara de ionizao basicamente constitudo por duas placas metlicas separadas entre si por um espao formando um dieltrico, o ar. Na superfcie de uma das placas est colocada uma fonte de radiao inica, o amercio-241.

As partculas alfa geradas pelo amercio ionizam os tomos do ar (oxignio e o nitrognio) no interior da cmara. Os ons do ar contidos na cmara desprendem os eltrons da camada de valncia e se torna condutor eltrico. A tenso positiva da placa atrai os eltrons desprendidos pela radiao do amercio fluindo atravs da carga R produzindo uma queda de tenso Vs. Quando a fumaa entra na cmara, as partculas da fumaa se unem com os ons e se neutraliza. A corrente circulante anteriormente interrompida cessando a queda de tenso sobre o resistor (R). A variao da tenso sobre o resitor R aplicada a um

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