quarta-feira, 10 de abril de 2013

Sensor de tensão com detector de Picos para Arduino e PIC

No ultimo post, discorri sobre os sensores de tensão e corrente que estou utilizando em meu trabalho.

Hoje, irei apenas apresentar para vocês as formas de onda da tensão do sensor, pois no outro post eu apenas fiz uma ilustração no quadro branco.

O esquemático do sensor está na figura 1. A tensão é abaixada para 12V, passa por um divisor resistivo e depois por um ganho DC.


Figura 1 - Circuito do sensor

Na figura 2, a forma de onda amarela é a tensão de entrada ( teoricamente 12V rms), e a forma de onda azul é a tensão depois do divisor resistivo.
Figura 2 - Formas de onda entrada e divisor resistivo


Quem for projetar um circuito destes para utilizar em seus projetos com microcontrolador deve dimensionar o divisor resistivo para que a tensão de pico a pico fique dentro de uma faixa de 0 a 5 Volts. Sendo que a amplitude do sinal deve ter no máximo 2.5Volts. 
Observem que o sinal da figura 2 tem apenas 2.4 volts de valor máximo, o que dá aproximadamente 4.8V de pico a pico.

Na figura 3, estão as formas de onda dos sinais antes e depois do offset. Vejam que a forma de onda amarela é o sinal sem offset logo depois do divisor resistivo. E a azul é a com o offset. 


Figura 3- Ondas com e sem Offset
Observem na figura 3 a diferença do valor méido da onda amarela e o da azul. O da onda amarela é praticamente nulo e o da onda azul é 2.71V. Este é o valor do ganho DC.  Sendo o valor máximo de 2.4V e o ganho DC de 2.71, o sinal está completamente dentro da faixa de 0 a 5V e agora pode ir para o AD do micro controlador.

Para poupar a capacidade de processamento do meu microcontrolador de 8bits, estou utilizando um circuito analógico com amplificadores operacionais para descobrir o valor máximo. 

Depois de pesquisar bastante sobre estes circuitos, encontrei um guia elaborado pela Microchip, elaborador por Dragos Ducu, em 3, de abril de 2011 cujo título é o seguinte: "Op Amp Rectifiers, Peak Detectors and Clamps"


Eu utilizei o circuito da figura 4 e onde é o RL, coloquei o Capacitor e o resistor da figura 5. 
Figura 4 - Retificador meia onda com amp op

Figura 5 - Circuito detector de pico

O resultado da associação está na figura 6, onde a onda amarela é o sinal de saída do sensor de tensão e a onda azul é o valor máximo.

Figura 6 - Formas de onda - Detector de pico

 Agora, posso simplesmente entrar com o sinal azul no ad do microcontrolador e  pronto.

Testei o circuito para o sensor de corrente e o detector de picos funcionou também!

No próximo post irei falar sobre como fazer a aquisição destes dados com o microcontrolador, no meu caso atualmente o arduino!

Um abraço!!

Até mais!!

Referências:


Op Amp Rectifiers, Peak Detectors and Clamps, disponível em: <http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=1824&appnote=en552984>



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