Relatório Laboratorial

Prévia do material em texto

FACULDADE ANHANGUERA 
 
 
 
RELATÓRIO DE PROJETO 
PROCESSAMENTO DE SINAIS 
 
 
Professor Daniel Augusto Pagi Ferreira 
 
 
Anderson R. Cerqueira Santos RA 6854483668 Série 7ºC 
Bruno Henrique de Araújo RA 8485174339 Série 8°C 
Cleiton Mateus Bianchini RA 8411157675 Série 8°C 
Paulo Alberto Balduíno RA 6444302780 Série 8°C 
Ricardo Ribeiro Gutierres RA 9299529187 Série 7°C 
Rodrigo Florian Marcelino RA 8484196108 Série 8°C 
 
 
 
Ribeirão Preto - SP 
Novembro/2017 
Sumário 
Introdução 3 
OBJETIVO 3 
FUNDAMENTAÇÂO TEÓRICA 3 
DESENVOLVIMENTO 3 
Material Utilizado 3 
Montagem e Análise 4 
CONCLUSÃO 7 
 
 
INTRODUÇÃO 
Relatório do projeto realizado nos laboratórios das aulas pratica da matéria 
Processamento de sinais, ministrada pelo professor Daniel, tem objetivo demonstrar 
o que foi realizado em aulas práticas que foram executadas para desenvolver um 
sistema de análise de sinal. 
E o que pode ser introduzido é que o Processamento de Sinais consiste na análise 
e/ou modificação de sinais utilizando teoria fundamental, aplicações e algoritmos, de 
forma a extrair informações dos mesmos e/ou torná-los mais apropriados para 
alguma aplicação específica. O processamento de sinais pode ser feito de forma 
analógica ou digital. 
 
OBJETIVO 
Analisar graficamente um sinal que será emitido por um sensor de cerâmica 
piezoelétrico, que recebeu vibrações de um dispositivo externo. 
Analisar o gráfico da FFT, diagnosticando ruídos e futuros filtros para esse projeto. 
 
FUNDAMENTAÇÂO TEÓRICA 
No projeto sensorial de vibração, foram utilizados conhecimentos adquiridos em 
eletrônica, utilizando assim o amplificador operacional para o ajuste da tensão de 
saída que precisava ser regulada em uma faixa de trabalho da placa eletrônica 
Arduino, que foi utilizada na finalização do projeto. 
 
DESENVOLVIMENTO 
Material Utilizado 
1 Protoboard 
1 Sensor de cerâmica piezoelétrico 
1 Ci TL074CN (amplificador operacional) 
2 Baterias 9V 
3 Resistores 10KΩ 1/8W 
1 Resistor 100kΩ 1/8W 
2 Resistores de 500Ω 1/8W 
1 Resistor de 1kΩ 1/8W 
Montagem e Análise 
O Projeto iniciou-se com a pesquisa e cálculos teóricos do processamento de sinais 
no primeiro bimestre da matéria. Após isso o mestre nos propôs a fazer um projeto 
sensorial para analisar graficamente um sinal emitido por um piezoelétrico e 
visualizado em um osciloscópio que é um instrumento de medição que permite 
visualizar graficamente sinais elétricos, na maioria das aplicações o osciloscópio 
exibe como é um sinal elétrico variável no tempo. 
Os primeiros gráficos coletados no laboratório foram analisados para verificar qual 
era a amplitude do sinal gerado pelo sensor após o equipamento de vibração foi 
ligado. Este gráfico de sinal mostrou o que era necessário para a regularização do 
sinal de saída do amplificador operacional. 
Gráfico de sinal de saída tensão alternada pelo tempo gerado pelo sensor.
 
 
 
 
 
Gráfico da FFT gerado pelo sensor. 
 
Ao analisarmos o gráfico da tensão de saída no osciloscópio, identificamos que o 
valor máximo de saída varia de -4 volts a +4 volts, ou seja, 4 Vpp, concluímos que 
por isso se faz necessário um circuito de atenuação para que o valor de saída não 
ultrapasse o valor limite suportado pelo circuito do arduino, ou seja, a tensão de pico 
não poderá ultrapassar +5V e não deverá ser menor que 0 para que o circuito nunca 
fique com o sinal de saída negativo. 
Portanto, nosso circuito para o sinal do sensor precisava atenuar, ou seja, não 
ultrapassar o valor de tensão de pico e era necessário que o valor médio que era de 
0V (porque o valor do sinal de saída era variável de 4V positivo a 4V negativo) 
passar a ser de 2 a 3 V, isto faria com que a tensão de saída nunca atingisse um 
valor menor que zero, porque isso danificaria o circuito do arduino. O circuito inicial 
montado foi para verificar si o valor médio do sinal de saída do amplificador 
alcançaria o valor médio de 2 a 3V. Os cálculos foram os seguintes: 
Fórmula de ganho de tensão no amplificador operacional: 
� = 1 +
�2
�1
 
 
 
Ganho do valor de saída em VAC: 
0,1 =
10	
10
 
Ganho do valor de saída em VDC: 
1 =
10	
10	
 
O mesmo ficou assim. 
 
Após o diagnóstico que o sinal chegou ao valor médio desejado, foi investido no 
sinal de saída um circuito simples atenuador tipo PI. 
E assim ficou o circuito com o atenuador. 
 
Neste circuito, verificamos o gráfico gerado pelo sinal de saída, entretanto o mesmo 
estava com excesso de ruidos e não conseguimos retirar os ruidos mesmo 
remontando os circuitos por varias tentativas. Mas mesmo assim conseguimos 
calcular os valores necessários para que o sinal de saída esteja na faixa de trabalho 
possível do arduino. 
 
CONCLUSÃO 
O projeto foi concluido com sucesso, entretanto a implemetação completa com todos 
os componentes não foi alcançada pelo excesso de ruido nos sinais de saida, 
considerando que não obtivemos sucesso apenas na montagem dos circuitos na 
protoboard. 
Mas os cálculos e componentes estavam todos compativeis com a necessidade do 
projeto para a aplicação do mesmo no circuito do arduino. 
Com o apoio do professor conseguiremos juntos.