Sistema de medição de profundidade baseado em transdutor ultrassônico

• Autor(a) principal: Rosa Júnior, Nilton Barbosa da
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/23870
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA; Ecobatímetro; Microcontroladores; Conversores de corrente elétrica; Echo sounding; Microcontrollers; Electric current converters

Este trabalho descreve o desenvolvimento de um dispositivo eletrônico que pode ser embarcado em um veículo aéreo não tripulado anfíbio (veículo que foi previamente desenvolvido em Projeto conjunto com o PTI) para medição de profundidade de leitos de rios utilizando-se de um sensor ultrassônico de 200 kHz por meio da técnica Pulso-Eco. O dispositivo consiste na implementação de um circuito de excitação que realiza a conversão de pulsos de baixa amplitude gerado por um microcontrolador TM4C1294NCPDT para pulsos de alta amplitude. A geração do sinal de alta tensão é dada por meio de um conversor Boost, que converte a tensão de uma bateria de 11,1 V a uma tensão acima de 120 V. Um circuito inversor de topologia Full-Bridge converte a tensão contínua gerada pelo conversor Boost em um sinal quadrado com frequência de operação de 200 kHz, o qual será condicionado por um filtro passa-baixas de 2ª ordem ressonante para a redução de harmônicas. Para o tratamento do sinal eco recebido, foi desenvolvido um sistema de aquisição, composto por um circuito de proteção T/R Switch com -0,714 dB de perdas para o acoplamento entre o sensor ultrassônico e um circuito de amplificação de ganho variável que é controlado pelo microcontrolador, que permite variar o ganho de 13,92 dB a 50,86 dB. O sinal amplificado passa por um circuito detector de pico, para que, por meio de um comparador interno do microcontrolador ocorra a decisão se um eco foi ou não detectado. Os dados da profundidade medida são enviados através de um transceptor sem fio RF Wireless HC-12 para apresentação em um computador por meio de uma plataforma desenvolvida em Visual Studio. Em testes realizados em laboratório, o qual foi utilizado um tonel de 46 x 86 cm, o sistema apresentou erros de medida de ± 30 mm.