SENSORES. Acelerômetro. Sensor de temperatura. Sensor de luminosidade. Interruptor de lâminas. Sensor potenciômetro. Encoder incremental

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1 SENSORES São dispositivos que são sensíveis à um fenômeno físico (luz, temperatura, impedância elétrica etc.) e que transmitem um sinal para um dispositivo de medição ou controle informando a variação do valor deste fenômeno. 1

2 SENSORES Acelerômetro Sensor de temperatura Sensor de luminosidade Interruptor de lâminas Sensor potenciômetro Encoder incremental Encoder absoluto Tacogerador Sensor de distância ultrassônico Sensor câmera 2

3 ACELERÔMETRO Princípio de funcionamento: sistema de massa e mola. Lei de Hooke: O deslocamento da mola é proporcional à força aplicada, ou seja, F = k.x, onde k é uma constante inerente à mola. Segunda lei de Newton: Relaciona força, massa e aceleração: F = m.a Igualando: Obtém-se m.a=k.x, e portanto se a massa sofreu um deslocamento x, significa que a massa está sob uma aceleracão de a = k.x m 3

4 ACELERÔMETRO 4

5 SENSOR DE TEMPERATURA São fabricados a partir de um resistor termicamente sensível. Apresentam variação de resistência ôhmica em relação a temperatura submetida. Quando aumenta a temperatura a resistência diminui. 5

6 Sensor de Luminosidade LDR (do inglês Light Dependent Resistor ou Resistor Variável Conforme Incidência De Luz) é um tipo de resistor cuja resistência varia conforme a intensidade de radiação eletromagnética do espectro visível que incide sobre ele.

7 INTERRUPTOR DE LAMINAS ou reed-switch. Compõe-se de duas lâminas de ferro próximas, dentro de um pequeno envoltório de vidro. Ao se aproximar um imã as duas lâminas se encostam, fechando os contatos externos. 7

8 Medição da Velocidade: INTERRUPTOR DE LAMINAS. Instalando-se um imã na periferia de uma roda, este fechará os contatos a cada volta. Se o interruptor de lâminas for ligado a uma tensão contínua, gerará pulsações numa frequência (que poderá ser medida) proporcional à rotação da roda. 8

9 INTERRUPTOR DE LAMINAS. 9

10 QUANTO MAIOR A TENSÃO DE SAÍDA, MAIOR A ROTAÇÃO 10

11 11

12 ENCODER INCREMENTAL Mede a posição angular de um eixo O princípio de funcionamento baseia-se na interrupção de um feixe luminoso que incide sobre um sensor óptico por meio de um disco fixo ao eixo. Este disco possui regiões transparentes e opacas para o feixe luminoso, distribuídos igualmente pela circunferência. Para a determinação da posição angular do eixo os pulsos obtidos devem ser contabilizados, ou seja, o número de pulsos obtidos terá um valor proporcional a uma variação do ângulo do eixo do atuador. 12

13 ENCODER INCREMENTAL O disco possui 2, 4, 36, 180, 360, 500, 720, 1000,1024, 1800, 3000, regiões transparentes (pulsos por revolução (volta no disco)) de acordo com o tipo de disco utilizado. Resolução 360 º EXEMPLO Regiões Transparentes Exemplo de encoder comercial com 500 pulsos por volta. Resolução 360 o /500 = 0,72 o 13

14 Para determinação do ângulo de rotação do eixo do atuador e também da direção de rotação é necessário a utilização de um sensor adicional. Fase A Fase A Fase B Fase B Movimento em sentido horário: primeiro fase A, depois fase B. A B Movimento em sentido anti-horário: primeiro fase B depois fase A 14

15 ENCODER ABSOLUTO A principal diferença é que neste caso o disco já está codificado em binário. A este disco, estão-lhe associados LEDs (emissor de luz) e fototransistores (elementos sensíveis a luz). A leitura dos fototransistores será 1 ou 0 consoante a intensidade do feixe de luz, ou seja, luz fraca ou nula para os casos da parte escura do disco (1) ou luz forte (0). 15

16 ENCODER ABSOLUTO Assim irá ser gerado um código binário que permite saber o ângulo de rotação do disco. 16

17 A resolução depende do número de anéis utilizados no disco. A figura abaixo mostra um disco contendo 4 anéis contendo 16 seções de arcos (contendo cada seção um arranjo diferente de furos). Resolução 360 o /16 = 22,5 o 17

18 ENCODER 18

19 Tacogerador Mede a velocidade angular de um eixo É essencialmente um pequeno gerador de eletricidade em que, quanto mais rápido a bobina é girada, maior a força eletromotriz nela induzida Se as conexões elétricas forem feitas à bobina e a saída levada a um voltímetro (medidor de tensão), então a leitura do voltímetro estará relacionada à velocidade angular da bobina. Ímã permanente N S Bobina rotativa A forma mais comum de utilização é a ligação direta ao eixo do motor que se deseja medir a velocidade.

20 Sensor de Distância ultrassônico Ele é capaz de detectar a distância obstáculos que estão a frente de um robô móvel, possibilitando assim uma manobra nos movimentos antes que ocorra uma colisão. O pequeno comprimento de onda das vibrações ultrassônicas faz com que elas reflitam em pequenos objetos, podendo ser captadas por um sensor colocado em posição apropriada O comprimento de onda usado e portanto a frequência determina as dimensões mínimas do objeto que pode ser detectado. Um sinal de 1000 Hz, por exemplo, teria 34 cm de comprimento de onda considerando-se a velocidade do som de 340 m/s

21 SISTEMAS DE VISÃO São equipamentos compostos por câmeras e outros dispositivos que simulam a visão humana. Essas imagens são processadas e fornecem informações para que o sistema tome uma decisão. Essa tecnologia é aplicada em diversos segmentos industriais. 21

22 Formação de Imagens O olho humano forma uma imagem invertida da cena em sua retina. A retina, por sua vez, captura a imagem, codifica-a e transmite esta imagem codificada ao cérebro. A câmera de um sistema de visão computacional executa um papel análogo ao do olho no sistema visual humano. 22

23 Formação de Imagens Imagem Digital Um sinal digital é um sinal que tenha uma faixa de variação discreta (fixa, definida.. A Imagem Digital é uma matriz de inteiros, onde cada inteiro representa o tom de cinza de num ponto discreto do plano da imagem. Um ponto desta matriz é denominada pixel( advém do temo picture e element). A resolução de uma imagem está relacionado a quantos pixels em altura e largura uma imagem tem. pixel 23