Atividades da Etapa 2

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1 ESCOLA POLITÉCNICA DA UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO Departamento de Engenharia de Sistemas Eletrônicos PSI - EPUSP PSI LABORATÓRIO DE CIRCUITOS ELÉTRICOS PROJETO DO CURSO MULTÍMETRO DIGITAL MICROCONTROLADO Versão 2017 Profs. Leopoldo / Elisabete Atividades da Etapa 2 MEDIÇÃO DE TENSÃO DC COM MICROCONTROLADOR Documentos de Referência [1] Guia do Projeto versão 2017 [2] Atividades da Etapa 1 [3] Tutoriais sobre o Simulador de Circuitos Multisim [4] Tutoriais sobre o Kit de Desenvolvimento FRDM KL25Z 1. Objetivos Os objetivos da Etapa 2 são os seguintes: Testar o circuito de condicionamento de sinais e fazer os ajustes necessários Medir uma tensão contínua utilizando microcontrolador 2. Teste do circuito de condicionamento de sinais 2.1 Especificação O circuito de condicionamento deve adequar o sinal a ser medido de tal forma que a tensão aplicada nos terminais de entrada analógica 1 do microcontrolador seja maior que 0V e menor que 3,3V. Por segurança recomenda-se que V max não ultrapasse 3,0 V; No caso de sinal contínuo (DC) o circuito deverá atenuar o sinal a ser medido para um valor abaixo de V max. No caso de um sinal alternado (AC) o circuito deverá converter o sinal de entrada (0V pp a 10V pp ) em um sinal positivo variando entre 0 e V max. 1 O microcontrolador possui dois tipos de entrada: digital e analógica. A entrada digital discrimina somente dois níveis (alto ou baixo), correspondendo a uma informação binária ( 0 ou 1). A entrada analógica, por sua vez, discrimina vários níveis, normalmente 2 n níveis, onde n é o número de bits do conversor analógico-digital (AD).

2 2.2 Teste do Circuito de Condicionamento DC Para testar o circuito de condicionamento DC faça a montagem mostrada na figura 1 a seguir. Figura 1 Montagem para teste do circuito de condicionamento DC Varie a tensão de entrada de 0V a 10V e meça a tensão de saída. Preencha a tabela 1. Tabela 1 Tensão de Entrada (VDC) 0,5 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 Tensão de saída (VDC) 2.3 Teste do Circuito de Condicionamento AC Para testar o circuito de condicionamento DC faça a montagem mostrada na figura 2 a seguir. Figura 2 Montagem para teste do circuito de condicionamento AC

3 Varie a tensão de entrada de 0V pp a 10V pp e meça a tensão de saída para as seguintes frequências: 50Hz, 100Hz, 250Hz, 500Hz e 1000Hz. Anote os resultados em tabelas. Tabela 2 Tensão de Entrada (Vpp) 0,5 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 Tensão de saída (V) Min Max Construa gráficos e verifique se o circuito de condicionamento possui comportamento linear. Caso não seja, estude uma forma de linearizar a curva. 2. Medida de Tensão DC 2.1 Organização do Ambiente de Desenvolvimento Para dar prosseguimento ao projeto será necessário organizar as ferramentas para o desenvolvimento de um sistema microcontrolado. A figura 3 a seguir ilustra um ambiente de desenvolvimento. Figura 3 Ambiente de desenvolvimento de um sistema microcontrolado

4 Inicialmente, vocês devem escolher o microcontrolador a ser utilizado no projeto. Dispomos aproximadamente de 50 Kits de desenvolvimento do FRDM-KL25Z, quantidade menor que o número total de grupos da disciplina. Assim, será necessário que alguns grupos optem por utilizar outro tipo de microcontrolador, por exemplo Arduino. Em seguida será necessário instalar uma ferramenta de software no seu computador de modo que possam se comunicar com o microcontrolador, carregar e rodar o programa, fazer a depuração e visualizar os dados processados. No caso do kit de desenvolvimento FRDM-KL25Z o manual de instalação e de utilização do MED e o FAQ(Perguntas Frequentes) informações sobre como utilizá-lo encontra-se na aba Tutoriais do e-disciplinas. 2.2 Implementação da Medição de Tensão DC Com o ambiente de desenvolvimento preparado é hora de implementar a medição de uma tensão DC. Conforme mostrado na figura 3, vocês devem conectar o circuito de condicionamento DC na porta analógica e no terra(gnd) do microcontrolador. Atenção: Antes de conectar o circuito de condicionamento ao microcontrolador certifique-se que o mesmo está funcionando corretamente. Nunca comece com tensões elevadas. Comece sempre com tensões abaixo de 3,0 V. 2.3 Teste da Função de Medição de Tensão DC Faça o teste de funcionamento do sistema variando a tensão de entrada de 0V a 10V. Preencha a tabela a seguir. Tabela 3 V1 - Tensão de Entrada (VDC) V2 - Tensão na entrada do Microcontrolador (VDC) V3 - Tensão medida pelo Microcontrolador (VDC) 4.Desvio % (V3 / V1) 0,5 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0

5 5. Relatório 2 O relatório deverá ter a seguinte estrutura. Capa 1. Introdução 2. Teste do circuito de condicionamento DC 3. Teste do circuito de condicionamento AC 4. Ambiente de desenvolvimento 5. Software de medição de tensão DC 6. Testes de medição de tensão DC 7. Conclusão 8. Apêndices Na capa deve constar: Nome do integrantes que participaram dos trabalhos No do grupo No do Kit (LE xx) utilizado A seção 1 deverá dar uma visão geral dos trabalhos desenvolvidos na Etapa 2. A seção 2 deverá descrever o circuito de condicionamento DC e os resultados de testes. A seção 3 deverá descrever o circuito de condicionamento AC e os resultados de testes. A seção 4 deverá descrever o ambiente de desenvolvimento escolhido para o desenvolvimento dos softwares do Multímetro Digital. A seção 5 deverá descrever o software desenvolvido para realizar medição de tensão DC. Incluir fluxograma do programa e dos algoritmos utilizados. A seção 6 deverá apresentar os resultados dos testes A seção 7deverá apresentar os comentários e conclusões a respeito das atividades desenvolvidas na Etapa 2.

6 No apêndice deverão ser apresentados o código fonte do programa desenvolvido, bem como informações técnicas pertinentes ao projeto. A entrega do relatório deverá ser feita pelo e-disciplinas.