Utilizando a eletrônica em sistemas de instrumentação, controle e aquisição de dados

A eletrônica é utilizada numa infinidade de aplicações no nosso dia a dia. Graças à eletrônica, vivemos uma constante evolução tecnológica, resultado principalmente do grande avanço na tecnologia de semicondutores e da produção de circuitos integrados digitais cada vez menores.

A indústria em geral, como a automobilística, manufatura, alimentícia, siderúrgica, têxtil, petroquímica, entre outras, é atualmente totalmente dependente da eletrônica analógica e digital. A maioria dos eletrodomésticos, dos brinquedos infantis modernos, as calculadoras, os telefones e celulares, são controlados por ou têm funcionamento baseado em circuitos eletrônicos. Isso, sem falar nos computadores e em toda a gama de produtos de informática.

Na maioria das aplicações, um dos componentes de destaque é um pequeno componente eletrônico, um pequeno chip, conhecido como “microprocessador”. Os microprocessadores e sua versão mais simples, os microcontroladores, vêm sendo cada vez mais utilizados em aplicações de engenharia. Eles são dispositivos programáveis que permitem executar operações das mais simples, como temporização, detecção de acionamentos e controle de dispositivos digitais, até as mais complicadas, como controle de sistemas analógicos, aquisição de dados e armazenamento em memória, integração entre dispositivos, transmissão de dados seriais para sistemas wireless (sistemas sem fio) etc.

Os microcontroladores são “embutidos” em placas de circuitos eletrônicos para controlar outros dispositivos semicondutores ou para comandar componentes externos, os periféricos, para que estes executem as tarefas programadas. Nos controladores lógicos programáveis, por exemplo, equipamentos muito utilizados na indústria, os microcontroladores permitem a conexão entre instrumentos e sensores instalados no chão de fábrica e uma rede industrial. Por meio dessa rede, os dados captados pelos controladores são transmitidos para uma central de controle onde os dados podem ser monitorados por um software supervisório.

Vários tipos de sistemas de controle e aquisição de dados podem também ser desenvolvidos com a eletrônica e sistemas microprocessados. Na Figura 1, por exemplo, ilustra-se um sistema de aquisição de dados utilizado na Escola de Engenharia Mauá para controlar vários dispositivos.

Figura 1

Figura 2

Por meio dele é possível controlar o motor de grandes dimensões apresentado na Figura 2. O sistema desenvolvido permite controlar a velocidade do motor com precisão por meio de comandos efetuados no computador. É possível também selecionar o sentido de rotação da máquina e monitorar em gráficos gerados na tela do computador os sinais de corrente, tensão e velocidade medidos.

Vários outros sistemas de controle utilizam essa tecnologia. Podemos citar, por exemplo, o monitoramento de informações provenientes de vários tipos de sensores, o controle de temperatura em ambientes fechados, o controle de posicionamento de pequenos servomotores utilizados em dispositivos robóticos etc. Mas isso é apenas uma amostra do que pode ser feito com a eletrônica e com a programação de chips eletrônicos.