Introdução aos Sistemas Embutidos
Actuadores e sensores (motores, acelerómetros, e temperatura)
Duração:
2 horas.
Material:
Computador com acesso à internet, Moodle da ubi – ficheiros doc, pdf, wiki, mbed NXP LPC1768, Twin-motor Gearbox, Ponte em H L293DNE, acelerómetro de três eixos - ADXL345, Sensor de temperatura LM35, breadboard.
Objectivo:
Depois desta sessão o aluno será capaz de manipular dois tipos de periféricos: actuadores e sensores. Como exemplo de actuadores será utilizado o twin-motor gearbox. Para os sensores, a escolha recai em acelerómetros e sensores de temperatura. Simultaneamente, com a abordagem destes sensores, é também objectivo que os alunos se apercebam das possibilidades sensitivas disponíveis, da função e utilidade destas tipologias de periféricos e ainda das semelhanças de funcionamento e configuração entre eles.
Actuadores:
O aluno será primeiramente introduzido à manipulação de actuadores. Um actuador é um tipo de motor utilizado para movimentar ou controlar um mecanismo ou sistema. Funciona por aplicação de uma fonte de energia que, podendo ser corrente eléctrica, pressão hidráulica ou pneumática, se converte, pelo actuador, em movimento. O actuador abordado nesta sessão é do tipo eléctrico, convertendo energia elétrica em torque mecânico, isto é, em movimento rotacional.
Ponte em H:
A ponte em H utilizada nesta sessão será a L293DNE da Texas Instruments. O dispositivo tem duas pontes em H (uma à esquerda e outra à direita) podendo, por isso, controlar dois motores. Consegue fornecer até 1 [A] operando entre 4,5 e 36 [V].
Sensores: acelerómetro
Um acelerómetro é um dispositivo electromecânico capaz de medir forças de aceleração. Estas forças podem ser estáticas, como a força constante da gravidade, ou dinâmicas – causadas pelo movimento ou vibração do acelerómetro.
Ao medir a aceleração estática devida à gravidade é possível determinar a inclinação do dispositivo. Com a aceleração é possível analisar de que forma o dispositivo se desloca. O funcionamento de um acelerómetro pode ter diferentes fundamentos. A aceleração pode provocar alterações numa estrutura cristalina dentro do periférico e essas alterações podem depois ser convertidas para uma tensão (efeito piezoelétrico ou piezoresistivo). Pode também medir-se a distância entre dois pontos dentro do periférico e relacionar a acção da aceleração nessa medição dinâmica (efeito da aceleração na capacidade de um meio).
O acelerómetro utilizado é o ADXL345: um acelerómetro de 3 eixos, com alta resolução (13 bits, 213=8192 valores, que permite medir valores entre ±16 g). Permite detectar variações de aceleração tão pequenas como 3,9 mg e inclinações de 1º.
