3.1.2 – PROGRAMA COMPUTACIONAL DESENVOLVIDO

Para o controle e aquisição dos dados pelo equipamento construído foram desenvolvidos dois programas computacionais escritos em Visual Basic 6.0

(Microsoft). Esses programas permitem o controle dos diferentes dispositivos que constituem o equipamento desenvolvido, tais como a fonte de alimentação dos filamentos, válvula solenóide, trigger externo para iniciar a aquisição de dados pelo sistema echelle/ICCD e acionamento/aquisição de dados do sistema AOTF/PMT. Os controles foram realizados através da porta serial RS-232 do computador e de uma interface USB. A programação dos parâmetros da câmera ICCD foi feita com o próprio programa computacional do fabricante, sendo que o momento de iniciar a aquisição dos dados é definido por um sinal TTL (do inglês, Transistor-Transistor

Logic) (trigger) gerado pelo programa desenvolvido, através da interface USB.

O fluxograma do primeiro programa computacional desenvolvido é mostrado na Figura 33.

Ao ser iniciado, o programa computacional desenvolvido ativa o fluxo da mistura gasosa Ar/H2 (90:10 v v-1) proveniente de um cilindro cuja vazão de 1,0 L mim-1 (denominada de vazão alta) é controlada por um fluxímetro. Posteriormente, é realizada a configuração dos parâmetros da câmera ICCD (programa comercial) a serem empregados nas medidas. Os seguintes parâmetros foram definidos:

 Temperatura da câmera ICCD: -10 oC;  Modo de aquisição de dados: Single Scan;

 Tipo de acionamento da câmera: Trigger externo;  Ganho do MCP: 100;

 Tempos de atraso (i.e. tempo em que o ICCD aguarda para iniciar a aquisição de dados após ter recebido o trigger externo) e de integração (i.e. tempo em que a câmera realiza medida), os quais foram variados ao longo das medidas;

 Além de definir o nome e destino do arquivo a ser armazenado.

Figura 33. Fluxograma do primeiro programa computacional para controle do

sistema echelle/ICCD.

Após definir os parâmetros desejados, ativa-se o início da leitura no programa computacional da câmera ICCD, a qual fica aguardando o trigger externo para iniciar, efetivamente, a aquisição dos dados (i.e. espectro). Na Figura 34 é ilustrado o programada da câmera ICCD.

Em seguida, é necessário configurar os parâmetros do programa de aquecimento dos filamentos utilizando o programa computacional desenvolvido. Neste caso o usuário pode definir:

 As DDP que serão aplicadas ao filamento, com incrementos de 0,1 V;  Tempo de aplicação da DDP, com incrementos de ns;

 Etapas que serão efetivamente aplicadas ao sistema, selecionando os

 Momento em que o trigger será enviado à câmera ICCD durante o programa de aquecimento, selecionando-o no box da coluna Trig. (Trigger).

Basicamente, o programa controla, através da interface padrão RS-232, a fonte que aplica a DDP nos filamentos e gera o trigger através da interface USB. A Figura 35 mostra a janela principal do programa. Nos estudos empregados neste trabalho não foram utilizadas rampas de DDP (Poti ≠ Potf) e variação da DDP em função do tempo (i.e. taxa), mas somente valores de pulso de DDP aplicados sobre o(s) filamento(s). O gráfico contido na Figura 35 mostra um exemplo de um diagrama de pulso de DDP (i.e. aquecimento dos filamentos) sendo que neste caso o usuário define o mesmo valor para a DDP inicial e final (Poti = Potf).

Como é possível observar na Figura 35, as duas fontes podem ser configuradas de forma independente. Pode-se ativar apenas a fonte A, apenas a fonte B, ou ambas durante programas de aquecimentos diferentes. Para tal, basta que o usuário marque os boxes na coluna Sel.

Figura 34. Interface gráfica do programa da câmera ICCD.

Em seguida, pode-se ou não alterar como se comportará a vazão de gás ao longo do programa de aquecimento. Para tal, basta selecionar os boxes apropriados na régua “fluxo de gás”. A condição padrão é manter a vazão constante e alta ao longo de todo o programa de aquecimento. As outras três configurações possíveis são:

 Fluxo baixo Default: torna padrão a liberação do fluxo de gás oriundo do fluxímetro de menor faixa de vazão (i.e. 20 a 200 mL min-1);

 Fluxo Baixo Aquecimento: mantém como padrão a vazão alta, porém, altera a vazão para baixa assim que é iniciado o programa de aquecimento, posteriormente retornando para alta ao fim do programa de aquecimento;

 Fluxo Baixo Atomização: Apenas na etapa de atomização a vazão é mantida baixa.

Definidos todos os parâmetros da câmera de ICCD e da fonte, é feita a introdução da amostra no(s) filamento(s) de tungstênio e, posteriormente, inicia-se a execução do programa acionando-se executar. Após receber o trigger, a câmera dá início à obtenção do espectro que é prontamente armazenado no disco rígido.

Para o controle e aquisição de dados no sistema AOTF/PMT, foi necessário escrever um novo programa computacional tendo como base o anterior. As principais modificações estão associadas ao seletor de comprimento de onda (AOTF) e ao detector (PMT), os quais não apresentam programas comerciais. Na Figura 36 é apresentado o fluxograma descrevendo as etapas deste novo programa, enquanto que na Figura 37, observa-se a sua janela principal.

Ao iniciar o programa, o fluxo de gás é ativado da mesma maneira. Porém, diferentemente do programa anterior, só é possível alterar a vazão do gás ao longo do programa de aquecimento durante a etapa de atomização. Dessa maneira, só é possível manter a vazão sempre alta ou baixa, ao longo de todo o programa de aquecimento, ou alterá-la na etapa de atomização. Novamente, a vazão alta é a padrão, devendo ser ativado o box Fluxo Baixo (caso a vazão baixa seja objeto de estudo), ou ativar o box da opção Atomização Fluxo Baixo (caso a alteração da vazão do gás durante a atomização seja estudada).

Figura 35.Interface gráfica do programa computacional escrito em Visual Basic

6.0 para o sistema echelle/ICCD. Programação meramente ilustrativa.

Posteriormente, é necessário a configuração das condições que serão empregadas para a aquisição de dados. Primeiro programa-se a PMT:

 DDP (de 0 a 1000 V);

 Tempo de integração (0,04 a 500 ms);  Tempo morto (0,01 a 500 ms);

 Número de leituras sequenciais (1 a 127). Então, programa-se o gerador de RF:

 Comprimento de onda em que as medidas serão realizadas, entre 271 e 453 nm, com incrementos da ordem de 0,05 nm;

 Potência que será aplicada ao AOTF pelo gerador de RF.

A seguir, define-se o número de filamentos que serão empregados, ativando- se o box da opção Fonte A = Fonte B, caso se deseje empregar dois filamentos. Por

não ter sido programado, não é possível empregar dois programas de aquecimento independentes ao se utilizar dois filamentos no programa de aquecimento (essa programação encontra-se em desenvolvimento). Neste caso, quando os dois filamentos forem empregados, ambos terão o mesmo programa de aquecimento (i.e. aplicarão as mesmas DDP e com a mesma duração em todas as etapas do programa de aquecimento).

Figura 36. Fluxograma do programa para controle do sistema empregando

echelle/ICCD

Então, da mesma maneira que anteriormente, programam-se as etapas que serão empregadas no programa de aquecimento. No caso do emprego de dois filamentos, é apenas necessário configurar os parâmetros da fonte A. Os parâmetros a serem configurados são:

 Tempo de aplicação da DDP, na coluna Tempo, com incrementos da ordem de ns;

 Número de etapas, ativando-se os boxes na coluna Sel.;

 Na coluna Trig., define-se, ao selecionar um dos boxes, em qual etapa do programa de aquecimento será enviado o sinal de TTL para que se inicie a aquisição de dados pela PMT.

Em seguida, depois de introduzida a amostra, executa-se a programação como mencionado anteriormente. Diferentemente do programa anterior, o sinal de TTL é enviado no início da etapa (DDP e tempo) configurada na mesma linha em que foi selecionado o box para o seu envio. Ao ser enviado o sinal TTL, a PMT inicia a obtenção dos dados, até que o número de leituras pré-estabelecido seja realizado. Cada leitura corresponde ao somatório de tempo morto (i.e. tempo entre uma medida e outra) e do tempo de integração. Ao finalizar a execução da programação, abre-se uma caixa de diálogo, na qual o usuário define se deseja ou não salvar o arquivo, assim como estabelecer um nome para tal. Esses dados são salvos em uma pasta definida ao longo da programação.

É importante esclarecer que embora na Figura 37 haja um espaço para se configurar o delay, essa ferramenta encontra-se em desenvolvimento. Também, no canto superior direito da figura, há uma caixa de ferramentas que são utilizadas

offline, para ajustes do equipamento. No canto inferior direito, há ferramentas para

Figura 37. Interface gráfica do programa escrito em Visual Basic 6.0 para o

sistema AOTF/PMT. Programação meramente ilustrativa

No documento Construção de um espectrômetro de absorção atômica e estudos de formação e evolução da nuvem atômica com atomização eletrotérmica em sistema de duplo filamento de tungstênio (páginas 87-96)