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TESTES E AJUSTES DO KIT FOTODUINO 

No documento Produto Educacional (páginas 57-62)

 

Com o amperímetro montado, os programas carregados e rodando, é        necessário realizar uma série de teste e ajuste para o correto funcionamento do kit        FOTODUINO. 

 

Sempre é prudente conetar ou desconectar qualquer placa ou                  caixa de lâmpadas no kit com o amperímetro desligado e o                      cabo USB desconectado para evitar danos aos componentes                eletrônicos devido a descargas eletrostáticas. 

   

O primeiro indicativo de funcionamento pode ser percebido logo que se        conecta o amperímetro no computador, com o cabo USB, ouve­se um zumbido        característico do indutor da fonte de alta tensão. Este zumbido é perceptível mas        deve ser não muito elevado. Se você ouvi­lo, provavelmente       a fonte de alta tensão          está oscilando e gerando a tensão necessária ao perfeito funcionamento do        amperímetro. Para ter certeza de que está tudo correto, faça um       teste (   ​Cuidado  com choques elétricos

    ) com um voltímetro entre o aterramento (ponta negativa) e       

o catodo do diodo retificador da fonte (ponta positiva). O catodo é o terminal ligado        ao resistor de 4,7 MΩ, na figura abaixo detalhamos essa conexão.  

 

 

Figura 95 ­ Detalhe do ponto de medição de alta tensão. 

Abaixo detalhamos o catodo do diodo no diagrama esquemático facilitando        a identificação de terminal. O fio preto é ligado ao aterramento e serve de conexão        para o terra do multímetro.      Figura 96 ­ Detalhe do catodo do diodo (ponto de medição de AT)     

Pode ser necessário testar mais de um indutor ou transistor de        chaveamento antes da montagem final. Para isso recomenda­se a montagem em       

protoboard que facilita a troca dos componentes. A figura abaixo mostra um teste       

feito com um Arduino Nano e um multímetro digital na escala de 1000V. Neste teste        conseguiu­se tensões próximas a 300V o que é suficiente para o experimento        desejado.  

  

 

Figura 97 ­ teste de uma fonte AT em ​protoboard. 

 

Nesse teste é possível alterar os parâmetro de configuração do pulso PWM        de modo a conseguir modificar, aumentando ou diminuindo, a tensão de saída. Para        isso altera­se os número associados às variáveis OCR2A e OCR2B na parte do        código representada abaixo. 

 

TCCR2B = _BV(CS22); 

OCR2A = 180; //variaveis de configuracao de pwm altere para modificar a tensao  OCR2B = 50; 

 

Substituindo os valores 180 e 50 por outros valores e recarregando o        código no Arduino pode­se gerar configurações mais eficientes. Para mais        informações acerca da configuração das portas PWM do Arduino Uno verifique o        sítio https://www.arduino.cc/en/Tutorial/SecretsOfArduinoPWM . 

Com a fonte AT funcionando, podemos verificar a leitura do amperímetro.        Para isso desconecte o cabo USB e certifique­se que a chave do amperímetro está        na posição desligado. Inicialmente conecte a grade e a placa nos respectivos        conectores e reconecte o amperímetro na USB, ligando­o. Inicie o aplicativo e        aguarde a estabilização do sinal e clique no auto ajuste. A linha no gráfico deve ficar        aproximadamente constante. Em seguida insira um fósforo aceso entre a grade e a        placa. A presença dos íons e a diferença de potencial entre as placas deve elevar        da linha do gráfico indicando há corrente entre a grade e a placa. Se isso ocorrer o        amperímetro e a fonte estão funcionando corretamente. 

A figura abaixo mostra o comportamento da linha com a colocação do        fósforo e posterior retirada. percebe­se que a presença do plasma é detectada com        facilidade (guia no apêndice C). As pequenas oscilações à esquerda e à direita da        figura são oscilações do campo eletrostático em volta das placas e interferências        eletromagnéticas. 

 

 

Figura 98 ­ Comportamento da curva no experimento com plasma. 

 

O teste do plasma demostra o funcionamento da fonte AT, do        amperímetro, do Arduino e de parte da interface gráfica. para testar o       

funcionamento das lâmpadas realiza­se o teste com o roteiro do efeito fotoelétrico        (apêndice C) descrito a seguir. 

 

Obs: A umidade é crítica em experimentos com eletricidade.                  Aqui  em  especial  promove  fugas  de  corrente  que  comprometem as medidas e induzem o operador a pensar que                    o aparelho não funciona. Para evitar problemas sugere­se o                  uso de um secador de cabelos ou soprador térmico em todas                      as partes, principalmente o amperímetro, antes do uso. 

   

Como último teste, desligue e desconecte tudo que possa estar ligado,        monte a caixa das lâmpadas no suporte e conecte o cabo de alimentação das        lâmpadas, retire e lixe a placa e a grade para limpar as impurezas deixadas pelo        plasma, monte­as novamente, reconecte o cabo USB, religue o amperímetro e        reinicie o aplicativo. Ligue e desligue cada uma das lâmpadas observando seu        funcionamento.  

Com o amperímetro testado e funcionando é recomendável que o        professor realize os experimentos antes dos alunos para ter certeza que tudo        funcionará bem. Para isso e, a título de orientação, apresentamos os resultados        típicos dos experimentos propostos. As imagens a seguir mostram o aspecto da        curva obtida em um experimento com o plasma ionizado (apêndice C), na primeira,        sem o ajuste automático de escala e, na segunda, com o ajuste automático. O        ajuste automático de escala é feito com um clique na palavra auto e produz um        zoom

 na curva do gráfico. como efeito colateral temos o aumento do efeito da       

interferência, pequenas oscilações. A primeira imagem mostra apenas o momento        em que o fósforo aceso é colocado entre as placas (observado na subida da curva).        Na segunda temos a subida e a descida, momento em que se põe e depois se tira o        fósforo ou a chama se apaga. 

   

    Figura 99 ­ Subida da curva obtida em um experimento com plasma ionizado,   sem o ajuste automático, momento em que o fósforo é inserido.      Figura 100 ­ Comportamento da curva no mesmo experimento, com o ajuste automático,   no momento em que o fósforo é inserido e depois retirado.   

No experimento com o efeito fotoelétrico o comportamento da curva é        semelhante, elevando­se no momento em que se acende e, descendo, no momento        que se apaga a lâmpada UVC. Nas demais lâmpadas não se espera nenhuma        alteração além das flutuações causadas pelas fontes de interferência. A figura        acima mostra bem essas pequenas flutuações. 

Caso algum problema seja detectado durante os testes, elencamos        algumas possibilidades de solução no capítulo seguinte. Confiantes em seu        sucesso, se tudo estiver funcionando perfeitamente é possível adiantar­se para a        sequência didática mais abaixo. 

     

No documento Produto Educacional (páginas 57-62)