O Datalogger (coletor automático de dados ) e sensores elétricos Disciplina ACA 221 Instrumentos Meteorológicos e Métodos de Observação Departamento de Ciências Atmosféricas / IAG/USP Laboratório de Clima e Biosfera Humberto Ribeiro da Rocha, Helber Freitas, Eduardo Gomes apoio à Aula Prática de Laboratório : Instrumentos meteorológicos automáticos Material apresentado exclusivamente aos alunos da disciplina, com conteúdo referenciado da literatura e disponível na www – NÃO CIRCULAR

O que é isso? Large Escale Biosphere Atmosphere Experiment in Amazonia LBA – Ecologia (início em )

Experimento sobre corpos aquáticos

Notas de aula Disciplina ACA 221 Laboratório de Clima e Biosfera Departamento de Ciências Atmosféricas / IAG/USP Ambiente de operação interno externo (em gabinete isolado de radiação e água) -25 a +50 ºC; UR até 100% sem condensação Sistema automático programável para:aquisição; armazenamento e processamento de dados; Tipos de sensores operados: analógicos, digitais e de pulso

Tipos de sensor: analógicos - sinal elétrico (corrente, tensão, período ou frequência de uma onda) => variável meteorológica ativos ex: termistor; passivos ex: piranômetro ; Notas de aula Disciplina ACA 221 Instrumentos Meteorológicos e Métodos de Observação Laboratório de Clima e Biosfera Departamento de Ciências Atmosféricas / IAG/USP

Tipos de sensor: sensor de pulso (excitado) : excitado e fornece pulso como resposta ex: ploviômetro digital (excitado): Notas de aula Disciplina ACA 221 Instrumentos Meteorológicos e Métodos de Observação Laboratório de Clima e Biosfera Departamento de Ciências Atmosféricas / IAG/USP

ARQUITETURA do DATALOGGER Módulos funcionais 1.Interface com os sensores Desenho esquemático dos módulos funcionais de um datalogger Notas de aula Disciplina ACA 221 Instrumentos Meteorológicos e Métodos de Observação Laboratório de Clima e Biosfera Departamento de Ciências Atmosféricas / IAG/USP

ARQUITETURA do DATALOGGER Módulos funcionais 1.Interface com os sensores Desenho esquemático dos módulos funcionais de um datalogger Notas de aula Disciplina ACA 221 Instrumentos Meteorológicos e Métodos de Observação Laboratório de Clima e Biosfera Departamento de Ciências Atmosféricas / IAG/USP DIREÇÃO VELOCIDADE ANEMÔMETRO E PÁ DE VENTO Single Ended (SE): usa logger como potencial de referência Differential (Diff) :usa um dos terminais do sensor como referência

Datalogger com cabos de comunicação dos sensores ligados nas portas ou canais Alimentação 12 V

ARQUITETURA do DATALOGGER Módulos funcionais 2. Processamento; 3. Interface com usuário Desenho esquemático dos módulos funcionais de um datalogger Notas de aula Disciplina ACA 221 Instrumentos Meteorológicos e Métodos de Observação Laboratório de Clima e Biosfera Departamento de Ciências Atmosféricas / IAG/USP

ARQUITETURA do DATALOGGER Módulos funcionais 2. Processamento Desenho esquemático dos módulos funcionais de um datalogger Notas de aula Disciplina ACA 221 Instrumentos Meteorológicos e Métodos de Observação Laboratório de Clima e Biosfera Departamento de Ciências Atmosféricas / IAG/USP

ARQUITETURA do DATALOGGER Módulos funcionais 3. Interface com usuário Desenho esquemático dos módulos funcionais de um datalogger Notas de aula Disciplina ACA 221 Instrumentos Meteorológicos e Métodos de Observação Laboratório de Clima e Biosfera Departamento de Ciências Atmosféricas / IAG/USP Estação Base

PROGRAMAÇÃO Notas de aula Disciplina ACA 221 Instrumentos Meteorológicos e Métodos de Observação Laboratório de Clima e Biosfera Departamento de Ciências Atmosféricas / IAG/USP

APLICAÇÃO (O que se quer monitorar?) Taxa de aquisição (amostragem) e taxa de gravação: programável Taxa de aquisição 10 vezes / s (10 Hz) (ex: quandomedidas rápidas são necessárias) 1 a 10 min (temperatura do ar, radiação) pulso (Precipitação) : independe da taxa de amostragem (conta somente quando há movimento da báscula) Taxa de gravação: evento, ou médias, max, min, variância no período de : 0,1 s(ex : variáveis turbulentas com vento e CO 2 ) 10, 30, 60,... min (variáveis de uma estação meteorológica convencional) Notas de aula Disciplina ACA 221 Instrumentos Meteorológicos e Métodos de Observação Laboratório de Clima e Biosfera Departamento de Ciências Atmosféricas / IAG/USP

Capacidade de armazenamento Gravar média horária de Temperatura (24 registros / dia) um registro de dados (record) = 2 by espaço da memória = 1000 records = 2Kby (exemplo) Taxa de gravação = 24 rec/dia = 48 by /dia... período de dias disponível = 2Kby / (48 by /dia) = 41,6 dias exemplos : Loggers mais antigos: 256Kb ou menor Logger moderno: até 2Mb Notas de aula Disciplina ACA 221 Instrumentos Meteorológicos e Métodos de Observação Laboratório de Clima e Biosfera Departamento de Ciências Atmosféricas / IAG/USP APLICAÇÃO (Qual informação guardar?)

Fonte de alimentação 120 V ACrede convencional de energia 12 V DC baterias (Pb-acido ou gel) com recarregador (ex: painel solar) Exemplo para uma estação meteorológica: 1 bateria 7 Ah, 1 painel solar 30 W Notas de aula Disciplina ACA 221 Instrumentos Meteorológicos e Métodos de Observação Laboratório de Clima e Biosfera Departamento de Ciências Atmosféricas / IAG/USP APLICAÇÃO (Qual a autonomia necessária?)

APLICAÇÃO (Exemplo de sistema em campo)

Gabinete com equipamentos e datalogger empregados em experimento micrometeorológico em um sítio experimental de cana-de-açúcar Laboratório de Clima e BiosferaIag/Usp Interface anemômetro sônico Painel de energia Computador portátil para aquisição de dados Analisador de gás Multiplexador de canais Coletor de dados (Datalogger) Teclado para programação e visualização dos dados Notas de aula Disciplina ACA 221 Instrumentos Meteorológicos e Métodos de Observação Laboratório de Clima e Biosfera Departamento de Ciências Atmosféricas / IAG/USP APLICAÇÃO (Exemplo de sistema em campo)