Introdução. Criar um sistema capaz de interagir com o ambiente. Um transdutor é um componente que transforma um tipo de energia em outro.

Transcrição

1 SENSORES

2 Introdução Criar um sistema capaz de interagir com o ambiente. Num circuito eletrônico o sensor é o componente que sente diretamente alguma característica física do meio em que esta inserido, e produz em sua saída uma resposta proporcional ao valor dessa característica física. Um transdutor é um componente que transforma um tipo de energia em outro. Os sensores são um tipo de transdutor pois transformam algum tipo de energia como luz, calor, pressão, movimento, em energia elétrica( um sinal elétrico).

3 Grupos de Sensores Podemos dividir os sensores em dois grupos que se diferenciam pela forma como o sensor responde as variações da condição monitorada. São os sensores analógicos e os digitais. Sensores analógicos produzem uma tensão diferente para cada nível da condição monitorada, dentro de uma faixa limitada pela zona de saturação do sensor.(a maioria dos sensores utilizados é analógico). Já os digitais produzem apenas duas respostas possíveis 0 ou 1, alguns possuem logicas binarias mais complexas, produzindo sequencias de bits.

4 Analogicos A maioria dos sensores utilizados são os analógicos pois a grande maioria das grandezas físicas também são, ou seja a natureza tem um comportamento analógico. Fatores como por exemplo temperatura, humidade, luminosidade, podem assumir infinitos valores. Podemos classificar um sensor analógico de acordo com a propriedade elétrica dele que ira variar como resistência, capacitância, indutância, tensão(sensores piezoeletricos).

5 LDR O exemplo mais simples de sensor resistivo é o LDR( Light Dependent Resistor). Possui em sua superfície um traçado onduloso feito de sulfeto de cadmio, um material que altera sua resistência elétrica de acordo com a quantidade de luz que incide sobre ele. A principal aplicação é sem duvida no controle de iluminação publica, em circuitos para o acendimento automático das lâmpadas ao final do dia Outra aplicação para esse sensor é o detector de passagem de objetos Não pode ser utilizado em aplicações que envolvam variações rápidas de luminosidade.

6 LDR

7 Encoder Servem para determinarmos parâmetros como posição, velocidade e sentido de rotação em motores de rotação continua. Consiste em um disco com varias faixas pretas intercaladas com faixas transparentes ou cortes e um par otico infra vermelho.

8 Encoder Os dois principais tipos de encoders são os incrementais e os de quadratura. Os incrementais podem fornecer apenas posição e velocidade do motor, já os de quadratura além disso fornecem o sentido de rotação do eixo, pois trabalham com dois pares oticos lado a lado

9 Acelerômetros Os acelerômetros são dispositivos que podem ser aplicados em diversas situações( utilizando a aceleração gravitacional como referência), por exemplo: medir a aceleração sofrida por um corpo medir inclinações de objetos(smartphones e controles de vídeo games) usado em estudos de vibrações de baixa frequência como vibrações em edificações, e monitoramento de abalos sísmicos. Detectar se um aparelho eletrônico esta em queda livre para que um circuito de proteção seja ativado. Usado para detectar desacelerações bruscas em automóveis, no circuito de controle dos airbags.

10 Tipos de Acelerômetro Existem diversos métodos para a construção de um acelerômetro. Os principais são os capacitivos, piezoelétricos, piezoresistivos, e de efeito hall. A variação na capacitância gera uma variação de tensão no pino de saída do eixo que sofre a aceleração.

11 Medição de Aceleração: Ao sofrer uma aceleração no sentido positivo do eixo a tensão de saída aumenta, e se for no sentido contrario ela diminui. Mas se a aceleração for perpendicular ao eixo, ela não será detectada. A imagem abaixo ilustra esse principio

12 Medição de Inclinação: Se um eixo do acelerômetro (parado) ficar na direção da aceleração gravitacional, o sinal de saída desse eixo corresponde a 1g. Se esse eixo do acelerômetro for inclinado por exemplo 45 graus, a aceleração sofrida pelo eixo será (a = g*cos(45)), assim a tensão de saída desse eixo respondera da mesma maneira

13 Par Ótico Formado por dois componentes: Um led emissor infra vermelho e um fototransistor (receptor) sensível a luz infra vermelha. O led emissor precisa de apenas 1,2V e 20mA para operar já que emite na faixa do infra vermelho. Já o fototransistor ao invez de ter o acionamento por uma corrente de base, é acionado pela luz que recebe do led emissor.

14 Aplicações Par Ótico Pode ser utilizado na transmissão de dados sem fio a taxas que podem ir desde dezenas ate centenas de MHz, garantido assim o total isolamento entre o circuito que envia os dados e o que recebe Também podem ser utilizados como simples detectores de passagem de objetos. O multímetro ao lado pode enviar informações a respeito das medidas que estão sendo realizadas via porta USB para um computador. A transmissão de dados é feita por infra vermelho, garantindo total segurança para o computador.

15 Sensor indutivo de proximidade Sensor indutivo é dispositivo eletrônico que é capaz de reagir a proximidade de objetos metálicos, esses dispositivos exploram o princípio de uma bobina de indução. Isso ocorre pois o objeto absorve parte do campo magnético essa variação é detectada pelo circuito do sensor que produz um sinal de saída, podendo ser a atuação de um contato NA ou NF para corrente alternada ou contínua, um transistor ou ainda um sinal variável de tensão ou de corrente (saída analógica).

16 Sensor capacitivo de proximidade Sensores capacitivos são sensores que detectam qualquer tipo de massa. Seu funcionamento se dá por meio de incidência de um campo elétrico que é gerado por cargas elétricas em sua face, formando assim um capacitor. É característica de todo capacitor o aumento de sua capacitância quando colocamos algum tipo de massa dielétrica entre seus eletrodos, sendo assim, quando aproximamos qualquer material líquido ou sólido à face do sensor, ele atuará como massa dielétrica aumentando a capacitância.

17 Reed switch ou sensores magnéticos Os reed-switches ou interruptores de lâminas consistem em dispositivos formados por um bulbo de vidro no interior do qual existem lâminas flexíveis feitas de materiais que podem sofrer a ação de campos magnéticos. Aproximando um imã permanente do dispositivo, a ação do campo magnético faz com que as lâminas se magnetizem e com isso se atraiam, unindo-se.

18 Termistores Um termistor é um tipo de resistor cujo valor varia com a temperatura. O termo vem da junção das palavras temperatura e resistor. Termistores são largamente usados para medir temperatura, limitar corrente de partida em circuito e componentes elétricos, proteção de sobre corrente, e podem ser usado em circuitos de controle de temperatura.

19 Termistores Existem basicamente dois tipos de termistores: NTC é um termistor que a resistência diminui com o aumento da temperatura. PTC é um termistor que a resistência aumenta com o aumento da temperatura.