CarQuad: caracterizador de quadripolo

• Autor(a) principal: Leoni, Alessandri
• Data de Publicação: 2011
• Outros Autores: Barbosa, Carina, Demichei, Marlon
• 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/1/8450
• topic: Engenharia Eletrônica; CarQuad; Quadripolos; Quadrupoles

Neste trabalho é apresentado o desenvolvimento do CarQuad, um kit didático capaz de obter a resposta em freqüência, impedância de entrada e saída e outros parâmetros de circuitos comuns na engenharia elétrica. Esses parâmetros são utilizados para avaliar o comportamento dos circuitos para uma determinada faixa de freqüências. Normalmente os dados são levantados manualmente, procedimento que é demorado e pouco preciso. A princípio, para o desenvolvimento do kit, foram levantadas questões relacionadas à geração dos sinais a serem aplicados ao circuito sob análise em diferentes freqüências e de como transformar as medições feitas nesse circuito em valores de ganho, fase e impedância. Para tanto, foi projetado em termos de hardware uma placa principal englobando todas essas questões. Os resultados das medições, oriundos do hardware projetado, são enviados para uma unidade processadora, a placa eAT55 da eSysTech, na qual são convertidos em valores equivalentes de amplitude e defasagem. Esses valores seguem para um PC via comunicação serial e são salvos em um arquivo. Posteriormente, foi desenvolvido um software, em Visual Basic para o Excel, o qual carrega o arquivo e gera de forma automática as planilhas com as informações obtidas do circuito e com os cálculos adicionais de ganho, fase e impedância. A partir do software são construídas as curvas de resposta em freqüência do circuito. Como proposto no projeto do CarQuad, foi desenvolvida uma ISHM via um display gráfico touch screen. Para integrar esse dispositivo ao kit foi necessário projetar e montar uma placa com o controlador touch screen e outros controles do display e uma placa para interfacear o display com a eAT55. Por fim, visualizou-se a necessidade de incluir no kit circuitos que servissem para demonstração do seu funcionamento. Foram definidos e projetados 8 circuitos de teste e montados em placas de circuito impresso fazendo parte do kit. Verificou-se que numa avaliação prática desses circuitos, tal qual é feito em laboratório, levou-se o tempo médio de 3 horas e meia na medição de cada circuito,considerando-se uma média de 40 pontos levantados. Já com o sistema de medição criado com o CarQuad obteve-se uma duração média da análise de aproximadamente 25 minutos com a avaliação de 100 pontos para cada circuito. Numa comparação, da resposta de ganho esperada com a obtida na prática, foi calculado o erro do ganho para os circuitos de teste com componentes ativos e chegou-se a um valor máximo aproximado de 8 %. Enquanto que para os circuitos passivos obteve-se um erro do ganho máximo de 33% com relação ao valor esperado. Na análise em freqüência existem diversos fatores que influenciam o comportamento dos circuitos, tais como erros existentes nos componentes utilizados, na forma da montagem dos circuitos, por influências do ambiente entre outros. Sendo assim, pode-se verificar, no desenvolvimento do CarQuad, a complexidade que envolve a avaliação e a medição dos parâmetros de circuitos na freqüência, como as próprias limitações impostas pelos circuitos e o quanto isso não é trivial de ser solucionado.