Sistemas Microcontrolados -...

Prof. Heitor Silvério Lopes

2017

Interfaceamento com conversores A/D & D/A e sensores

UTFPR Departamento de Eletrônica

Departamento de Informática

Sistemas Microcontrolados

Prof. Heitor S. Lopes – UTFPR - 2017 Prof. Heitor S. Lopes - 2017

Rede R-2R

A tensão de saída da rede é dada por:

Vout = Vref × DEC / 2N onde

DEC é o valor decimal correspondente e N o num. bits

Exemplos:

DEC=1, BIN=00000001, Vout = 5*1/256=19,5 mV

DEC=128, BIN=10000000,

Vout = 5*128/256=2,5 V

DEC=255, BIN=11111111, Vout = 5*255/256=4,98 V


Conversor D/A com R2R

A saída da rede “enxerga” uma carga, causando queda de tensão

Usar um seguidor de tensão (buffer)


Conversor D/A DAC0808

8 bits de resolução, interface paralela

Alimentação simétrica: +-4,5 a +-18V

Tempo de acomodação: 150ns

Saída de corrente

VREF

LSB MSB


Conversor D/A DAC0832

8 bits de resolução, interface paralela, duplo buffer

Interface com mP ou stand-alone

Alimentação: 5 a 15 Vdc

Saída de corrente

Tempo de acomodação: 1ms


Conversor A/D ADC0808

8 bits, 8 canais de entrada, 10 Ks/s, EOC, Vin=0-5 V


Conversor A/D ADC0804

8 bits, 1 canal, 10 Ks/s, gera Interrupção EOC, Vin=diferencial

OBS: separar Agnd de Dgnd

8051


Sensor de efeito Hall

Capta a densidade de fluxo magnético (B)

O efeito Hall ocorre quando um material condutor passa através de um campo magnético uniforme

Saída analógica ou digital (+ usual)



Aplicações:

Motores brushless

Tacômetros eletro-mecânicos, fluxômetros

Sensor de posição de avanço em motores a combustão interna

Sensor de posição dos dentes de engrenagens



Micropac MII 65025

Vcc=3,5-20 V

Ic= 50 mA

Fsw=10 KHz

Aplicações: sensor de velocidade, sensor de corrente, sensor de posição linear/angular, chaveamento


Sensores de proximidade

Grande variedade de modelos para diferentes aplicações

Indutivos: baseiam-se na mudança da frequência de oscilação de um circuito de RF quando um objeto metálico se aproxima do campo magnético da bobina

Capacitivos: baseiam-se na mudança da frequência de oscilação de um circuito ressonante.

http://ecatalog.weg.net/files/wegnet/WEG-sensores-e-fontes-50029077-catalogo-portugues-br.pdf


Sensores de proximidade

A saída dos sensores pode ser NF ou NA e alimentação em CC ou CA

Sensores indutivos: Exclusivamente materiais metálicos

Distância de comutação: 1 a 70 mm

Sensores capacitivos: Para materiais não-metálicos: madeira, papelão, vidro,

plástico, granulados, pó mineral, cimento, líquidos em geral

Distância de comutação: 5 a 50 mm


Sensores ópticos

Sensor por barreira:

Chave fotoeletrônica (Photonic PHCT104/204):

If=60 mA, Ic=70 mA (máx)

Ts=Td=5 ms

http://www.google.com.br/url?sa=i&rct=j&q=sensores+refletivo&source=images&cd=&cad=rja&docid=fJECoTaJCY5ANM&tbnid=2NKn-0eaH_ImQM:&ved=0CAUQjRw&url=http%3A%2F%2Fwww.ebah.com.br%2Fcontent%2FABAAAenB0AC%2Fsensores-fotoeletrcos-leds&ei=n54KUt78NpHUyQH27oHgCw&bvm=bv.50500085,d.b2I&psig=AFQjCNGoZ5aJESlztSOb_xtRngfWNfmwPg&ust=1376513978653050


Sensores ópticos

Sensor refletivo

Alcance desde poucos mm até alguns metros

Funcionamento on-off ou medição contínua

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Aplicação: medida de velocidade

Analógica: Taco-gerador

ligado ao eixo do motor.

Limitação: ruído em baixa rotação

Digital: Encoder ligado ao

eixo

Limitação: máxima freqüência de chaveamento dos sensores ópticos

Interface de

potência

Tratamento do

sinal do sensor

AT89S52

PWM

MOTOR

Sensor

óptico

Encoder

Sinal de

Interrupção Sinal pulsado

Interface de

potência

Conversor

Analógico-

Digital

AT89S52

PWM

MOTOR

Tacogerador

Byte

G

Retificador

Vdc Vac


Sensores de temperatura

Muitos tipos: termopares, termistores, semicondutores, radiação, etc.

A tecnologia depende do intervalo de medição. P.ex:

Para altas temperaturas: termopar, radiação

Para temperaturas medianas: termistor

Para baixas temperaturas: semicondutores


Termistores

Semicondutores feitos de materiais cerâmicos que se comportam como resistores térmicos com coeficientes de temperatura negativos (NTC) ou positivos (PTC)

Resistência a uma determinada temperatura:

0

0 )(

0

TT

TT

t eRR

:constante do material do termistor (K);

T0: temperatura de referência (K);

R0: Resistência do termistor à temperatura T0


Termistores

Curva de resposta não-linear

Linearização por software ou com AmpOp

Faixas típicas: 1K a100Kohms, -30 a 180ºC

Ponte de Wheatstone para aumentar sensibilidade


Sensor de temperatura de precisão LM35

Calibrado em graus Celsius (-55 a 150ºC)

Precisão: 0,5ºC

Alimentação: 4 a 30 V, Ic= 60 mA

Fator de escala: 10,0 mV/ºC


Sensor de temperatura DS18B20

Interface 1-wire (próxima aula!)

ROM interna com código único de 64bits

Alimentação pela linha de dados (3-5,5V)

Faixa: -55 a 125ºC

Resolução de 9 a 12 bits


Outros sensores

Sensor de distância ultrassônico (2cm..4m)

Sensores para gases e inflamáveis

Acelerômetro/Giroscópio de 3 eixos MPU6050

Sensor de umidade e temperatura

Sensor de corrente

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