UFRN – Universidade Federal do Rio do Norte CT – Centro de Tecnologia DEE – Departamento de Engenharia Elétrica ELE0325– Instrumentação Eletrônica Termômetro Digital Aylanna Raquel da Costa Oliveira - 200506597 Natal(RN), Junho de 2009

Índice Objetivo Diagrama de Blocos Sensor de Temperatura – Termistor Sensor de Temperatura – LM35 Escolha do Sensor Projeto Referências Bibliográficas

Objetivo Diagrama de Blocos Sensor de Temperatura – Termistor Sensor de Temperatura – LM35 Escolha do Sensor Projeto Referências Bibliográficas

Objetivo Utilizar os conceitos assimilados em sala de aula no desenvolvimento de um circuito eletrônico que permita medir e mostrar a temperatura de um paciente (termômetro clínico).

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Diagrama de Blocos Sensor Amplificador (Ganho) Conversor A/D Display 7 Segmentos Codificador BCD

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Sensor de Temperatura - Termistor Termistores são controladores de modo térmico resistores sensíveis cuja função principal é exibir uma mudança grande, previsível e precisa em resistência elétrica quando um equipamento ou produto sofrer uma mudança na temperatura de corpo. O Coeficiente de Temperatura Negativo (NTC) (Negative Temperature Coefficient) exibe uma diminuição em resistência elétrica quando submetido a um aumento em temperatura do equipamento. Já o Coeficiente de Temperatura Positivo (PTC) (Positive Temperature Coefficient) exibe um aumento em resistência elétrica quando acontece um aumento da temperatura do equipamento em que está contido o termistor.

Sensor de Temperatura – Termistor NTC (Negative Temperature Coefficient) Semicondutor; Baixo custo; Coeficiente negativo de resistência elétrica com a temperatura; Utilizados para medidas entre -50°C e +300°C. Aplicações Controle de temperatura; Compensações de temperaturas; Detectores de nível de líquidos; Etc.

Sensor de Temperatura – Termistor Termistor NTC

Sensor de Temperatura - Termistor R: resistência do termistor à temperatura T A: constante do termistor B: constante do termistor Comportamento da resistência elétrica do NTC

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Sensor de Temperatura – LM35 O sensor LM35 é um sensor de precisão que apresenta uma saída de tensão linear relativa à temperatura em que ele se encontrar no momento em que for alimentado por uma tensão de 4-20Vdc e GND, tendo em sua saída um sinal de 10mV para cada Grau Celsius de temperatura, sendo assim, apresenta uma boa vantagem com relação aos demais sensores de temperatura calibrados em “KELVIN”, não necessitando nenhuma subtração de variáveis para que se obtenha uma escala de temperatura em Graus Celsius.

Sensor de Temperatura – LM35 Características Não necessita de calibração externa; Saída com baixa impedância; Custo baixo; Utilizados para medidas entre -55°C e +150°C. Aplicações Termômetros para câmaras frias, chocadeiras; Controles de temperatura de máquinas; Aquisição de dados para pesquisas; Proteção para dispositivos industriais (motores, inversores, fontes).

Sensor de Temperatura – LM35 Sensor LM35

Objetivo Diagrama de Blocos Sensor de Temperatura – Termistor Sensor de Temperatura – LM35 Escolha do Sensor Projeto Referências Bibliográficas

Escolha do sensor Entre os dois sensores apresentados, o sensor escolhido para o projeto foi o LM35, por apresentar uma característica linear, facilitando dessa maneira os passos seguintes para a realização do projeto.

Objetivo Diagrama de Blocos Sensor de Temperatura – Termistor Sensor de Temperatura – LM35 Escolha do Sensor Projeto Referências Bibliográficas

Relação temperatura/tensão °C Saída LM35 (mV) Ganho Entrada no conversor A/D (V) 35 350 10 3,5 36 360 3,6 37 370 3,7 38 380 3,8 39 390 3,9 40 400 4,0 41 410 4,1 42 420 4,2 A tabela ao lado apresenta os valores calculados da tensão de entrada no conversor A/D ADC0804 utilizado mais adiante. Para a obtenção desses valores, tem-se que o LM741 apresenta um ganho igual a 10 e a variação de tensão no sensor LM35 corresponde a 10 mV/°C. A partir disso, pôde-se construir a tabela a partir da variação da temperatura do ser humano.

Amplificador (ganho) O amplificador utilizado no projeto foi o LM741. Para o projeto, o amplificador comporta-se como não-inversor. Como o ganho desejado é 10, obtem-se: G = 1 + R2/R1 10 = 1 + R2/R1 R2/R1 = 9

Conversor A/D ADC0804 O conversor Analógico Digital ADC0804 é capaz de converter uma amostra analógica em um valor binário de 8 bits. As saídas desse conversor estão localizadas nos pinos 11 a 18. O pino 2 disponibiliza os dados convertidos nos pinos 11 a 18. O pino 3 dá a ordem de início de conversão. O valor máximo da tensão de entrada é 5 V.

Conversão Binária/BCD O CI 74185 é responsável por decodificar os dados binários em BCD. Para o processo de conversão, é necessário uma combinação de 3 Cis. Dessa forma foi feita a decodificação de 8 bits.

Conversão BCD/Sete Segmentos O CI 74LS47 é um decodificador binário sete segmentos. Ele recebe um valor em binário e o converte em uma seqüência que será enviada ao display, fazendo com que os leds acendam e apaguem, formando símbolos os quais entendemos como números. Serão utilizados quatro bits de saída para um display e quatro para outro, uma vez que o máximo valor a ser medido não ultrapassará dois dígitos.

Display de sete segmentos Finalmente, o valor encontrado chega ao display de sete segmentos. Os sinais que chegam a ele são recebidos por resistores de valor equivalente a 100 Ω.

Objetivo Diagrama de Blocos Sensor de Temperatura – Termistor Sensor de Temperatura – LM35 Escolha do Sensor Projeto Referências Bibliográficas

Referências Bibliográficas http://brunoum.sites.uol.com.br/ Conversão Binária/BCD http://www.scielo.br/pdf/rbef/v27n3/a11v27n3.pdf http://www.ucs.br/ccet/demc/vjbrusam/inst/temp51.pdf http://www.cefetsc.edu.br/~eletronica/publicacoes/relatorios/projetos_integradores/pi2/pi_2_cleidir_graciele_diego.pdf http://www.datasheetcatalog.com http://www.wikipedia.org/ http://www.planetamecanico.com.br http://www.rogercom.com/pparalela/ConversorADC0804.htm Trabalhos anteriores http://www.ucs.br/ccet/demc/vjbrusam/inst/lm3520071.pdf http://www.ifi.unicamp.br/~kleinke/f540/e_amp1.htm