Trabalho_2_2023

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Trabalho 2 ELT403 - Projeto e simulação de um circuito de condicionamento de sinais para 
medida de grandezas elétricas 
 
Trabalho valendo 70% da N2. 
 
O condicionamento de sinais refere-se ao processo de modificar ou preparar um sinal 
elétrico, eletrônico ou de outra natureza para que seja adequado para ser processado, medido 
ou transmitido em um sistema eletrônico. Isso geralmente envolve amplificar, filtrar, isolar ou de 
alguma forma ajustar as características do sinal para atender às necessidades do sistema em que 
será utilizado. O objetivo do condicionamento de sinais é garantir que os dados sejam confiáveis, 
precisos e adequados para a aplicação específica em que estão sendo utilizados. 
Assim, vocês deverão projetar e simular um circuito de condicionamento de sinais 
composto por amplificadores operacionais para um sistema de aquisição de dados (DAQ – Data 
Aquisition System). Este sinal será a tensão do secundário de um transformador de potencial (TP), 
conforme Figura 1, ou a corrente do secundário de um transformador de corrente (TC), conforme 
Figura 2. 
 
 
Figura 1 - Diagrama de blocos de sistema de medição de tensão. 
 
 
Figura 2 - Diagrama de blocos de sistema de medição de corrente. 
O sistema deverá ser simulado a partir do secundário do TP ou TC. A tensão de saída do 
TP é de 115V/√3 VRMS e a corrente de saída do TC é de 1 ARMS. 
A impedância de entrada do sistema de aquisição de dados (que será a “carga” do circuito 
de condicionamento de sinais) é de 22kΩ e a tensão máxima desse sistema será especificada para 
cada grupo. O valor da fonte de alimentação CC do circuito é de ±15𝑉 para todos os grupos. 
O circuito de condicionamento de sinais deverá ser capaz de filtrar ruídos de alta 
frequência que possam “contaminar” as medidas, ao mesmo tempo que não causem 
interferência significativa na qualidade do sinal de 60 Hz. A especificação da frequência de corte 
do filtro será diferente para cada grupo. 
Para verificar o funcionamento do circuito deverão ser realizadas duas simulações: 1) No 
domínio do tempo (modo transitório) e 2) no domínio da frequência (resposta em frequência). 
Para a simulação no domínio do tempo, deve ser adicionada uma fonte de tensão (ou corrente) 
para simular os ruídos de alta frequência e verificar se houve a correta filtragem deles. Este ruído 
terá amplitude de 10% da amplitude do sinal principal de 60 Hz. 
Para a simulação da resposta em frequência, deve-se medir o ganho na frequência do 
sinal da rede (60 Hz) e na frequência do ruído (diferente para cada grupo), para avaliar se o 
circuito está atenuando os sinais adequadamente. 
 Cada grupo deverá escolher o amplificador operacional a ser utilizado e encontrar seu 
modelo SPICE para realizar a simulação (alguns fabricantes disponibilizam os modelos spice em 
seus sites, ou podem encontrar bibliotecas disponibilizadas pelos usuários do kicad como em: 
https://github.com/kicad-spice-library/KiCad-Spice-Library). 
 
Observações: 
1) Os valores dos resistores utilizados no projeto devem ser ajustados para valores 
comerciais série E24 (tolerância de 5%). 
2) Podem ser feitos pequenos ajustes nos valores dos resistores calculados. 
3) A tensão de saída tem uma tolerância de +- 10 %. 
4) A atenuação frequência de corte especificada tem uma tolerância de +- 10 %. 
5) A simulação deve ser feita no Kicad. 
 
Equipe: 2 a 3 integrantes. 
Preencher a planilha do link a seguir com os nomes dos integrantes dos grupos até 24/11/2023. 
OBS: para editar a planilha devem entrar com a conta institucional da UNIFEI. 
 
https://docs.google.com/spreadsheets/d/1VopNMKq4zA7CO0F6FjafMUlK5A-
hxMU4SoKQz03LZfE/edit?usp=sharing 
 
O que deve ser entregue: 
A. Relatório em formato PDF contendo: 
1. Introdução com definição e contextualização do problema. 
2. Breve referencial teórico com os principais conceitos abordados no projeto. 
3. Memorial de cálculo do projeto. 
4. Resultados de simulação. Realizar 3 simulações: 
i. Simulação do circuito no modo transitório: 
a. Mostrar gráficos da tensão na entrada e na saída sem adição de ruído. 
b. Mostrar gráficos da tensão na entrada e na saída com adição de ruído. 
ii. Simulação do circuito no modo AC sweep (resposta em frequência), sem 
adição de ruído, medindo os ganhos nas frequências de interesse. 
5. Conclusão comparando dados projeto/cálculo e simulação. 
B. Arquivo de simulação do Kicad e modelo de simulação do AmpOp escolhido. 
 
Quando deve ser entregue: 08/12/2023 via tarefa do SIGAA. Apenas um aluno do grupo precisa 
enviar a tarefa com o nome de todos do grupo. 
No dia 01/12 não haverá exercício avaliativo, essa aula será reservada para tirar dúvidas sobre 
o projeto. 
https://github.com/kicad-spice-library/KiCad-Spice-Library
https://docs.google.com/spreadsheets/d/1VopNMKq4zA7CO0F6FjafMUlK5A-hxMU4SoKQz03LZfE/edit?usp=sharing
https://docs.google.com/spreadsheets/d/1VopNMKq4zA7CO0F6FjafMUlK5A-hxMU4SoKQz03LZfE/edit?usp=sharing