3.2 Resultados Práticos
3.2.3 Bloco de Controle
Tendo em vista que neste trabalho se faz o desenvolvimento inicial do projeto, para o bloco de controle foram realizadas duas etapas fundamentais: a variação de corrente na saída do circuito de corrente ajustável por PWM (dispensando-se o uso de potenciômetro) e leitura de corrente através do módulo ACS712, ambos realizados utilizando-se a placa de desenvolvimento Arduino.
É indispensável mencionar que para esta etapa a carga na saída do circuito uti-lizada foi de 40Ω e também utilizou-se um transistor NPN 2N3055, apesar de serem apresentados valores absolutos de corrente elétrica na saída menores que os anteriores (por causa do valor mais elevado da carga) os resultados apresentados são válidos.
Dessa forma, aplicou-se um sinal PWM na base do transistor BC559 (mesmo pino onde anteriormente se conectava o pino central do potenciômetro), realizando-se as medições através da porta serial do Arduino, pôde-se observar os valores esperados de corrente de saída.
Duty Cycle[%] Corrente de Emissor[mA] Tensão na base [V]
0 137.78 7,5
20 138.66 7,6
40 140 7,7
80 155.68 9,2
100 174 10,96
Tabela 3: Valores de Corrente de Saída e tensões na base do transistor 2N3055 relativos a variação no Duty Cycle do PWM.
De acordo com os dados obtidos pode ser inferido que:
∙ Quanto maior oDuty Cycle4maior a tensão na saída da regulador (por consequência
4 Porcentagem de um período (pré-determinado) em que um sinal está ativo.
48 Capítulo 3. Resultados e Discussão
maior a corrente na saída do regulador ) e então maior a corrente de saída no emissor do transistor de potência;
Logo, pode-se afirmar o fato de que o controle de corrente sobre a carga na saída da fonte pode ser realizado por PWM.
O código fonte relativo ao controle por PWM e leitura da corrente se encontra como anexo a este documento.
49
4 Conclusão
Os testes em bancada, inicialmente limitados pelas fontes de alimentação de ban-cada e posteriormente realizados com a implementação de um transformador adequado, explicitaram a eficácia da topologia de amplificação de corrente escolhida (coletor comum) para a realização de um equipamento de driver de termoablação à laser. Verificou-se que para pequenas quantidades de corrente na entrada da base do transistores de potência (entorno de algumas dezenas de mili Ampères) a amplificação da corrente para algumas unidades de Ampères, de modo que individualmente cada transistor apresentou um ganho máximo de 66,20 em experimento prático. Dessa forma, pode-se inferir que o ganho de corrente do equipamento se dá em múltiplos do ganho máximo observado, onde o ganho total é igual ao número de transistores multiplicado pelo ganho máximo (individual) ob-servado. Teoricamente o circuito pode fornecer quanta corrente elétrica seja necessário para a carga, no entanto, os componentes do circuito e suas características elétricas são fatores limitantes para o equipamento.
De maneira geral, os resultados práticos estavam de acordo com o que era esperado com a teoria e simulações realizadas previamente. Neste experimento, deve-se destacar a comprovação do ganho de potência elétrica, uma vez que, para uma perda de 7 Volts (para todos os transistores 2N3055, uma vez os mesmos se encontram em paralelo) devido a junção base-emissor, obteve-se correntes de saída com quase 70 vezes de ganho para cada transistor, como mencionado anteriormente.
No que diz respeito ao controle e leitura dos parâmetros do projeto, pode-se afirmar o sucesso na demonstração dos mesmos. Para as duas técnicas aplicadas (potenciômetro e modulação por comprimento de pulso) observou-se a resposta do circuito em um curto intervalo de tempo, é explicitado que a aplicação ótima se faz por meio digital através do controle por modulação de pulso utilizando-se o microcontrolador. Por sua vez, a leitura da corrente utilizando o microcontrolador e o módulo ACS712 foi a última etapa implementada neste trabalho, a leitura apresentou resolução e resposta satisfatória para a implementação.
Destaca-se que, primeiramente, não foram realizados até esta etapa testes com lasers de diodo de fato, todos os testes foram realizados com cargas resistivas, isto se deu por limitações de tempo e recursos para aquisição do laser dentro do prazo de entrega deste documento. Segundo, como consequência não foram realizados testes ex vivo com o laser, o que não invalida os resultados obtidos até o presente momento.
Finalmente, são propostos para o desenvolvimento futuro deste projeto, denomi-nado LAIS, alguns aspectos como: a aplicação prática de placas de circuito impresso
50 Capítulo 4. Conclusão
agregando maior durabilidade e confiabilidade ao equipamento, substituição das cargas resistivas utilizadas realizando aquisição do laser de diodo que satisfaça os parâmetros de termoablação para tumores hepáticos, aprimoramento do controle por retroalimenta-ção levando-se em consideraretroalimenta-ção os parâmetros (externos) desejados pelo usuário (como potência e temperatura, por exemplo) e comportamento interno dos mesmos parâmetros no equipamento, realização de testes ex vivo e aplicação dos circuitos de segurança não realizados até esta etapa.
51
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Anexos
55
ANEXO A – Código de Controle do Sinal PWM e Leitura da Corrente de Saída
int pwm = 255;
String inString;
void setup() {
Serial.begin(9600); } void loop() {
float average = 0;
for(int i = 0; i < 1000; i++) {
average = average + (.0264 * analogRead(A0) -13.51); delay(1);
}
Serial.print(average-2140);
Serial.println("mA");
while (Serial.available() > 0) { int inChar = Serial.read();
if (isDigit(inChar)) { inString += (char)inChar;
}
if (inChar == ’/n’) { pwm=inString.toInt();
analogWrite(2,pwm);
Serial.println(pwm);
} }
inString = ”;
}
57
ANEXO B – Layout da PCB proposta para o Circuito de Controle de Corrente Ajustável
Figura 27: Layout da camada superior da placa de circuito impresso.
Figura 28: Layout da camada inferior da placa de circuito impresso.
59
ANEXO C – Esquemático Geral do Circuito
60 ANEXO C. Esquemático Geral do Circuito
Figura 29: Esquemático Geral do Circuito