Medidor de resistências

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1 Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores Ekit - Medidor de resistências Abril de 2008 Elaborado por: Nuno Lucas Aluno Nº Nome Data

2 Objectivo Neste trabalho pretende-se realizar a mediçao de resistências utilizando um dispositivo USB contendo um microcontrolador com pinos de conversão de sinal analógico para digital. Introdução Para certos circuitos de reduzida complexidade é mais simples utilizar equivalências entre associações de resistências em série e em paralelo. A combinação de resistências serve para substituir um conjunto de resistências arbitrário por uma resistência dita equivalente. eq = V I ponto _ em _ questao Numa combinação em série a corrente é comum a todas: V N = k I k = eq = Numa combinação em paralelo a tensão é comum em cada nó: I N = Gk V k = eq = G eq = G = + G 2 + G

3 O medidor de resistências tem como objectivo medir o valor real da resistência teste (eq da figura.). O príncipio de funcionamento do Ekit basea-se na associação em série de uma resistência de calibrada (ref da figura.) com a resistência de teste (eq da figura.) : Fig. Com este dividor de tensâo, medindo a tensão no pin e pin 2, é possível calcular o valor da(s) resistência(s) que podem compor a resistência de teste (eq.). Convem referir que é necessário conhecer á priori o valor teórico da resistência calibrada (ref), para tal tem á disposição no anexo. o valor das resistências. Lista de Material: PC com matlab. Dispositivo USB, DLP-2232PB-G, que contém o microcontrolador PIC. Software disponibilizado na página: Breadboard. esistências variadas(k, 0k, 00k).

4 Experiência : Montagem e teste do dispositivo USB Montagem do circuito Colocar o microcontrolador numa breadboard de acordo com a figura 2: Figura 2: Dispositivo USB DLP-2232PB-G. a) O curto-circuito dos pinos 23 e 24 alimenta o dispositivo a partir do USB, e a ligação do pino 4 a Vcc coloca Vcc no canal AD#0. b) Pinos a utilizar do dispositivo USB: alimentação do dispositivo pinos 23 e 24, ground comum pino 50, canal de conversão AD#0 pino 4, canal de conversão AD# pino 5. A montagem do circuito da figura 2 é realizada de acordo com o esquemático da figura 3: VCC GOUND Figura 3.

5 Para o correcto funcionamento do dispositivo USB e realização desta experiência são necessários os drivers da placa e software de aquisição que se encontram na web em Ligação do dispositivo USB ao PC. Montar o dispositivo USB na breadboard e efectuar as ligações a vermelho referidas na figura Ligar o dispositivo USB ao PC e verificar que o LED no dispositivo começa a acender periodicamente. 3. Seguir as indicações na pagina web para efectuar a instalação dos drivers do dispositivo. Medição de uma tensão com o dispositivo USB. 4. Criar uma subdirectoria de trabalho, por exemplo c:\ekit e colocar nessa directoria o programa de interface ftdi.mex e o programa de teste do interface ftdi_tst.m. 5. Correr o Matlab.exe e realizar os seguintes comandos: >>cd c:\ekit >>ftdi_tst; 6. Verificar que aparece a mensagem: Conversor lido com sucesso: AD#0 = 5.2 [V] 7. Ligar o pino 4 (AD#0) ao ground comum e repetir o teste: >>ftdi_tst; 8. Verificar que aparece a mensagem: Conversor lido com sucesso: AD#0 = 0.0 [V]

6 Experiência 2: Medição de resistências Monte o circuito da figura 4. com uma resistência calibrada de K e outra resistência de entre o grupo de resistências a medir (ver lista de material). Utilizando o procedimento seguinte no Matlab, obtenha dois valores de tensão que irão permitir o cálculo da resistência. VCC Figura 4. A montagem do circuito da figura 4 é realizada de acordo com o esquemático da figura 5: teste calibrada GOUND Figura 5.

7 Comandos para realizar a medição no Matlab: >> v = ftdi_tst(0); % leitura da tensao no AD#0 pino 4 >> v2 = ftdi_tst(); % leitura da tensao no AD# pino 5 >> = (v2 v) / (v2 / e3) Como alterar o comando matlab no caso de a resistência calibrada ser 0k em vez de k? >> = (v2 v) / (v2 / e4) O resultado foi o esperado para a resistência teste? A que se pode dever uma discrepância de valores?

8 Experiência 3: Associações de resistências. Monte o circuito da Fig 6. com três resistências á sua escolha e meça o valor da resistência equivalente (associação em paralelo das duas resistências teste) através dos comandos de Matlab da experiência 2. Determinar previamente (atraves do anexo ) o valor da resistência calibrada. Figura 6. Associe agora em série duas resistências no lugar da resistência equivalente e repita a experiência 2. A resistência equivalente aumenta ou diminui em cada uma das associações (série e paralelo)?

9 Anexo. Valor das resistências.