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Esta página contém uma figura grande. Aguarde a carga se a conexão estiver lenta.

4.6: O trabalho de instrumentação

O desenvolvimento até este ponto foi concluído com uma aplicação prática, a implementação de uma central de atuação como conclusão de semestre para a disciplina de Instrumentação em Controle (DAS5151).

Utilizou-se um computador para simular uma central de controle, ainda que de maneira simplificada, que envia informações referentes a 15 níveis de tensão para um processo a ser controlado, como iluminação (dimmer) ou aquecimento. As informações do computador são passadas ao circuito emissor já implementado, e
transmitidas via rede elétrica a um atuador.

O atuador montado foi um receptor microcontrolado, que disponibilizava uma referência de potência em sua saída PWM, aplicada em uma carga resistiva. Por ser unidirecional a comunicação garantia apenas que informações erradas não passariam, por um algoritmo simples de detecção de erros, mas não garantia a
chegada do sinal no atuador.

4.7: Problemas encontrados na implementação do sistema

Como citado anteriormente, os tons DTMF são gerados por um circuito integrado dedicado, o que acrescenta um custo considerável à fabricação dos módulos de comunicação.

Tentou-se então gerar, além da portadora, o sinal DTMF através do microcontrolador, utilizando tabelas de senos e cálculos otimizados em assembly para gerar a soma de freqüências fundamentais do protocolo DTMF. Mas a
velocidade de processamento do microcontrolador mostrou-se insuficiente, e o integrado transceptor continuou integrando o sistema.

Também se verificou que o forte ruído de 120Hz originário de fontes chaveadas, explicado anteriormente, tinha um efeito muito forte sobre o sinal transmitido, por vezes impossibilitando a comunicação entre o par transceptor.
Tais fatores mostraram a necessidade de refazer o projeto do sistema até então desenvolvido.

4.7.1: Necessidade de sincronia com a rede

Uma análise mais detalhada do ruído encontrado em redes elétricas residenciais, sujeitas a todo o tipo de aparelhos eletrodomésticos, mostra que este não é contínuo durante cada ciclo da componente fundamental de 60Hz. A maioria das cargas injeta na rede um ruído de intensidade proporcional a seu consumo, e este é mais elevado nos picos da senoide. O desenho abaixo representa o nível de ruído de uma carga como um motor universal frente a um ciclo de onda, e ainda que seja ilustrativo, e por isso não constam nele valores de amplitude, pode ser facilmente verificado com um osciloscópio e desacoplador de rede (filtro isolador):

Figura 8: Ruído de rede frente à senoide de 60Hz

Outra característica da rede em relação a cada ciclo de onda é a impedância, que como já foi citado, é menor nos picos de onda de cada ciclo em função dos retificadores de fontes chaveadas. Isto impõe ao sinal uma modulação extra, com uma componente fundamental de 120Hz e algumas harmônicas.