O PROJETO FREQUENCÍMETRO DIGITAL

UNIVERSIDADE PAULISTA

GUSTAVO ARANTES RAMOS

GUSTAVO BERTIPAGLIA REGIANI

JULIO CESAR DOS SANTOS MACHADO JUNIOR

ROBSON DA SILVA DOS REIS

WESLLEY CORREA ALVES BARREIROS

PROJETO FREQUENCÍMETRO DIGITAL

CAMPINAS -SP

2017

GUSTAVO ARANTES RAMOS R.A.: B98FHJ6

GUSTAVO BERTIPAGLIA REGIANI R.A.: T197791

JULIO CESAR DOS SANTOS MACHADO JUNIOR R.A.: B037741

ROBSON DA SILVA DOS REIS R.A: C18HDD4

WESLLEY CORREA ALVES BARREIROS R.A.: B66GBD5

PROJETO FREQUENCÍMETRO DIGITAL

O projeto descrito neste trabalho tem como tema, o desenvolvimento de um frequencímetro digital, referente a APS do 8º semestre em 2017 do curso de Engenharia Elétrica, tendo como orientador o Professor Dr. Marcos A. Nascimento.

CAMPINAS -SP

2017

Lista de Figuras

• Figura 1. Amostragem Sinal Analógico e Digital Sobrepostos – página 5
• Figura 2. Diagrama do Circuito Proposto de um frequencímetro – página 6
• Figura 3. Exemplo de Frequência Elétrica – página 9
• Figura 4. Retificação da onda senoidal para quadrada servindo de pulso para clock – página 10
• Figura 5. Diagrama de blocos funcionamento frequencímetro – página 11

SUMÁRIO

Introdução        4

Conversor Analógico para Digital        5

JUSTIFICATIVA        7

Objetivo        8

Introdução à Frequência        9

METODOLOGIA        10

CRONOGRAMA        13

Programação do Frequencimentro        14

BIBLIOGRAFIA        18

Introdução

O frequencímetro é uma ferramenta elétrica de medição, utilizada em: laboratórios eletrônicos, projetos, monitoramento de rede, entre outras aplicações, em que acha necessidade de medir a frequência de sinais elétricos periódicos, utilizando-se para a quantificação desses valores em Hertz(Hz).

Existem basicamente dois tipos de frequencímetros: os analógicos, nos quais o indicador poderá ser uma agulha, que corre numa escala subdividida e, os digitais, em que a indicação é feita através de dígitos.

No projeto ora apresentado desenvolveremos um frequencímetro do tipo digital, apresentando como ideia básica a contagem do número de ciclos do sinal a ser medido num determinado intervalo de tempo.

Sua precisão e escala dependem do número de dígitos no “display” e o “range” definido na projeção inicial, podendo, ainda, medir determinada faixa de frequência descrita numa segunda etapa do projeto, com infinitas possibilidades de aplicação, desde eu respeitadas as faixas de medidas de capacidade projetada.

O objetivo do projeto é desenvolver um protótipo básico para a avaliação acadêmica dos autores, ilustrar o funcionamento e aplicações do equipamento desenvolvido, bem como aprimorar o conhecimento de seus desenvolvedores.

Contudo, para melhor compreensão das etapas deste projeto deve-se ter o conhecimento básico do conceito de frequência elétrico e conversão de circuitos digitais para analógicos.

Conversor Analógico para Digital

Um conversor A/D transforma um sinal analógico, contínuo no tempo, num sinal amostrado, discreto no tempo, quantizado dentro de um número finito de valores inteiros, determinado pela resolução característica do conversor em bits (8, 10, 12, 16 etc). Por exemplo, num conversor de 8 bits, o sinal de entrada é transformado em amostras com os valores entre 0 e 255.

O sinal a ser convertido por um conversor A/D dificilmente se acomoda diretamente à faixa de tensão de entrada do conversor.  Ele precisa ser transformado adequadamente para isso. Para realizar essa adaptação muitas vezes é necessário realizar um condicionamento do sinal, tipicamente com auxílio de circuitos analógicos passivos ou ativos.

Após o condicionamento do sinal existe um elemento na entrada do conversor A/D que realiza uma amostragem periódica do sinal analógico e o mantém estável até que o conversor propriamente dito possa convertê-lo para um código digital. A Figura 1 representa o sinal analógico e digital sobrepostos:

Figura 1. Amostragem Sinal Analógico e Digital Sobrepostos

[pic 1]

Fonte: http://producao.virtual.ufpb.br/books/edusantana/old-arq/livro/images/fig2.png

A seguir é apresentado na figura 2, o diagrama do circuito elétrico proposto para o frequencímetro:

Figura 2. Diagrama do Circuito Proposto do Frequencímetro

[pic 2]

Fonte: http://www.newtoncbraga.com.br/images/stories/instrumentacao2/ins146_3.gif

JUSTIFICATIVA

A escolha desse tema para projeto de APS foi pela indicação do Professor Dr. Marcos A. Nascimento, onde, justificava-se ser um projeto com um grau de dificuldade alto que se teria como resultados um aprimoramento nos conhecimentos dos alunos envolvidos em quesito de instrumentação eletrônica, conhecimentos em medições de ondas de frequência que abordam uma parte bem complexa do curso de engenharia elétrica, elaboração de circuitos analógicos transformando as leituras dos sinais em digitais, com isso necessitará um amplo conhecimentos de diversas matérias no curso para que o projeto possa se desenvolver trazendo um conhecimento satisfatório e de alto nível no desenvolvimentos de circuitos e projetos.

Objetivo

O objetivo deste projeto além de aprimorar os conhecimentos em desenvolvimento de circuitos e instrumentação eletrônica, é demonstrar de forma prática a aplicação de um medidor de frequência e seu funcionamento tendo como desafio sua elaboração desde o início da montagem projetando toda sua parte estrutural até a aplicação final onde será feito a leitura de sinais periódicos com o instrumento projetado pelo grupo, visando demonstrar cada etapa do projeto de forma clara e didática para que haja uma fácil assimilação do conteúdo e entendimento de como foi elaborado cada fase do projeto.