Projeto em Sistemas Eletrônicos Embarcados: Sensores e Atuadores

Conte´udo

1 Introdu¸c˜ao 2

1.1 Os sensores do carro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

1.2 Classifica¸c˜ao geral dos sensores e tipos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

1.3 Uma sintese dos amplificadores operacionais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

2 Sensores de Temperatura 3

2.1 Aplica¸c˜ao no carro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

2.2 Sensores resistivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

2.3 Sensor de temperatura a partir de dispositivos semi condutores . . . . . . . . . . . . . . . . 8

2.4 Sensor Integrado LM35 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

3 Sensor de press˜ao 16

3.1 O sensor de press˜ao no carro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

3.2 Tipos de sensores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5 Sensores de rota¸c˜ao 38

5.1 Tipos e aplica¸c˜oes no carro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

5.2 Sensor de relutˆancia ou indutivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

5.3 Exemplo de sensores de relutˆancia com uso automotivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

5.4 Sensor efeito hall . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

5.5 Exemplo de sensor Hall com aplica¸c˜ao automotiva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

6 Medidor de fluxo de massa de ar (MAF) 51

6.1 Aplica¸c˜ao no carro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

6.2 Princ´ıpio de funcionamento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

6.3 Exemplo de sensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

7 Sonda Lambda (Sensor de oxigˆenio) 55

7.1 Aplica¸c˜ao no carro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

7.2 Principio de funcionamento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

7.3 Aspectos pr´aticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

7.4 Exemplo de sonda λ fabricada pela Bosch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

Bibliografia 61

1

Cap´ıtulo 1

Introdu¸c˜ao

1.1 Os sensores do carro

Diversos ensaios sobre o conceito e a importˆancia desenvolvida...

1.2 Classifica¸c˜ao geral dos sensores e tipos

Diversos ensaios sobre o conceito e a importˆancia desenvolvida...

1.3 Uma sintese dos amplificadores operacionais

Diversos ensaios sobre o conceito e a importˆancia desenvolvida...

2

Cap´ıtulo 2

Sensores de Temperatura

2.1 Aplica¸c˜ao no carro

Inicialmente destacamos os sensores resistivos (NTC e PTC) utilizados no motor, respectivamente para

medida da temperatura do ar admitido e da ´agua de refrigera¸c˜ao (utilizada para indicar a temperatura do

motor). Outras aplica¸c˜oes em carros mais luxuosos s˜ao para medir temperatura do ar no compartimento

de passageiros, temperatura externa, medida de temperatura do g´as de exaust˜ao, as vezes antes e depois do

catalizador, temperatura do combust´ıvel e do ´oleo lubrificante. (1) Considerando o range de temperatura

necess´ario, podemos dividir os sensores em dois grupos: o primeiro no intervalo de −40◦C `a 170◦C onde a

maioria dos carros utiliza sensores NTC (Negative Temperature Coeficient). As outras tecnologias menos

utilizadas s˜ao: resistores PTC, Pt1000 e CIs com sa´ıda de tens˜ao linear. Outro grupo abrangendo o

intervalo de −40◦C `a 760◦C para motores Diesel e at´e 1200◦C para motores a gasolina ´e demandado em

fun¸c˜ao das r´ıgidas normas de emiss˜ao e neste caso os resistores de platina s˜ao os mais utilizados.

2.2 Sensores resistivos

A tabela (2.1), mostra os valores de resistˆencia para um resistor NTC, com a temperatura variando de

−40◦C `a 120◦C cujo o comportamento pode ser visualizado na figura (2.1).

Um exemplo mais ilustrativo ´e dos sensores NTC da Bosch (280 130 026/093/170), que pode ser

visualizado na figura (2.2) e (2.4) e na tabela (2.2)

Notemos que o gr´afico R(v) e a tabela permite obtermos o valor do resistor a partir da temperatura. Um

outro exemplo mais preciso pode ser visualizado no data sheet d

Temperatura Resistˆencia Temperatura Resistˆencia

◦C Ω

◦C Ω

-40 75501 40 1199

-35 54495 45 983,4

-30 39764 50 810,9

-25 29319 55 672,2

-20