Aquisição e processamento de dados para sistemas eólicos.

U N I V E R S I D A D E F E D E R A L DA P A R A Í B A CENTRO DE C I Ê N C I A S E T E C N O L O G I A S CURSO DE MESTRADO EM E N G E N H A R I A E L E T R I C A

A Q U I S I Ç Ã O E PROCESSAMENTO DE DADOS PARA S I S T E M A S EÓLICOS

G e r a l d o M a j e l l a B . úe A r a ú j o .

CAMPINA GRANDE - PB DEZEMBRO - 1 9 8 9

GERALDO M A J E L L A BARROS DE A R A U J O

A Q U I S I Ç Ã O E PROCESSAMENTO DE DADOS PARA S I S T E M A S E Ó L I C O S

D I S S E R T A Ç Ã O APRESENTADA AO CURSO DE MESTRADO EM E N G E N H A R I A E L È T R I C A DA U N I V E R S I D A D E F E D E R A L DA P A R A Í B A , EM C U M P R I M E N T O AS E X I G Ê N C I A S PARA OBTENÇÃO DO GRAU DE M E S T R E .

ÁREA DE CONCENTRAÇÃO: PROCESSAMENTO DA INFORMAÇÃO

M I S A E L E L I A S D E M O R A I S o r1 e n t a d o r

T E L M O S I L V A DE A R A U J O c o - o r 1 e n t a d o r

R E S U M O O s a p a r e l h o s d e m e d i ç ã o a n a l ó g i c o s e-'ou d i g i t a l p a r a s i s t e m a s e ó l i c o s , d i f i c u l t a m u m a a n a l i s e m a i s d e t a l h a d a d o s d a d o s m e d i d o s , d e v i d o a s s u a s e s t r u t u r a s d e p r o j e t o , p o r n ã o a p r e s e n t a r e m c a p a c i d a d e d e m e m ô t r i a . O b j e t i v a - s e , p o r t a n t o a s u b s t i t u i p ã o d e s t e s a p a r e l h o s p o r u m s i s t e m a m i c r o c o m p u t a d o r1 z a d o , a p r o v e i t a n d o - s e d a c a p a c i d a d e d e s t e e m r e a l i z a r a q u i s i p Õ e s , p r o c e s s a m e n t o e a n á l i s e d e d a d o s , a l é m d a a p r e s e n t a p a o d o s r e s u l t a d o s e m f o r m a d e r e l a t ó r i o s e g r á f i c o s i m p r e s s o s . A p r e s e n t a - s e n e s t a d i s s e r t a p a o , o p r o j e t o e a i m p l e m e n t a ç ã o d e u m s i s t e m a d e a q u i s i p a c e p r o c e s s a m e n t o d e d a d o s u t i l i z a n d o m i c r o c o m p u t a d o r . È i m p l e m e n t a d a u m a b a s e d e d a d o s , a p a r t i r d a a q u i s i ç ã o d e p a r â m e t r o s m e t e r e o l ó g i c o s e p a r â m e t r o s q u e c a r a c t e r i z a m u m S i s t e m a d e C o n v e r s ã o d e E n e r g i a E ó l i c a ( S C E E ) , d a q u a l t e m - s e u m a m o n i t o r a p ã o p o r m i c r o c o m p u t a d o r d a s c a r a c t e r í s t i c a s d o r e g i m e d e v e n t o d i s p o n í v e l d e u m l o c a l , e o s e u m e l h o r a p r o v e i t a m n e t o p e l o S C E E . A s c a r a c t e r í s t i c a s d a s p a r t e s c o m p o n e n t e s d o s i s t e m a , f o r a m l e v a n t a d a s a p a r t i r d e e n s a i o s e m c a m p o a b e r t o e e m l a b o r a t ó t r i o , r e a l i z a d o s n a c e n t r a l d e t e s t e s d o N ú c l e o d e E n e r g i a - N E R G / U F P b , n o L a b o r a t ó r i o d e E n e r g i a S o l a r - L E 3 - ' U F P b , e t a m b é m n o L a b o r a t ó r i o d e H i d r á u l i c a - L H / U F P b . A b a s e d e d a d o s e f o r m a d a por u m c o n j u n t o d e a m o s t r a s , q u e c o n s i s t e m d a v e l o c i d a d e d o v e n t o , d i r e ç ã o d o v e n t o a s s o c i a d a , c o r r e n t e s e t e n s õ e s e l e t r i c a s d o g e r a d o r e d a c a r g a , q u e f o r a m a d q u i r i d a s s o b r e u m a l a r ^ a f a i x a d e v e l o c i d a d e d o v e n t o . A s a m o s t r a s i n d e s e j á v e i s s a c e l i m i n a d a s e a s a m o s t r a s r e s t a n t e s r e d u z i d a s a u m c o n j u n t o d e v a l o r e s d e 1 0 m i n u t o s . for m a n a o u m a p o p u l a p a o d e u m p e r í o d o .

N a a n a l i s e d e s t e s d a d o s u t i l i z a - s e u m a l g o r i t m o c o m f u n ç õ e s e s t a t í s t i c a s p a r a o l e v a n t a m e n t o d a s c o n d i ç õ e s d o r e g i m e d e v e n t o d e u m l o c a l , y e r i f i c a - s e o d e s e m p e n h o d a t u r b i n a u t i l i z a d a , a l é m d a s c a r a c t e r í s t i c a s d o g e r a d o r e d e C o n v e r s ã o d e E n e r g i a E l è t r i c a A c o p l a d o s a o m o n i t o r a d a s a t r a v é s d e g r á f i c o s e v i d e o e i m p r e s s o r a d e f o r m a " O F F - L I N E " t o d o o E s t a s t a b e l a s , S i s t e m a d e inf o r m a c o e s e m P a l a v r a s - c h a v e s : s i s t e m a s e ó l i c o s , a p a r e l h o s d e m e d i ç ã o , s i s t e m a s d e c o n v e r s ã o , m i c r o c o m p u t a d o r , s i s t e m a s d e a q u i s i ç ã o d e d a d o s e b a s e d e d a d o s .

A B S T R A C T T h e a n a l o g i c a n d ^ o r d i g i t a l m e a s u r i n g i n s t r u m e n t s , f o r w i n d s y s t e m s , m a k e í t d i f f í c u l t t o o b t a i n a m o r e d e t a i l e d a n a l y s i s o í t h e m e a s u r e d d a t a ; t h i s h a p p e n s d u e to t h e í a c t t h a t t h e i r o w n s t r u c t u r e of p r o j e c t a n d of t h e s y s t e m d o n o t h a v e m e m o r y c a p a c i t y . I t i s o u r g o a l t o r e p l a c e t h e s e I n s t r u m e n t s f o r a m i c r o c o m p u t e r i z e d s y s t e m , t a k i n g a d v a n t a g e s of t h e c a p a b i l i t y to m a k e a c q u i r e m e n t s , p r o c e s s m g s a n d d a t a a n a l y s i s ; n o t to m e n t i o n t h e e x h i b i t i o n of t h e d a t a í n w r i t t e n r e p o r t s a n d p r i n t e d g r a p h s . It i s s h o w n ín t h e s e p a p e r s t h e p r o j e c t a n d t h e b u i l d i n g s of a n a c q u i r e m e n t - a n d - d a t a p r o c e s s i n g s y s t e m t h r o u g h m i c r o c o m p u t e r s . Fr o m m e t e r e o l o g i c p a r a m e t e r s a n d p a r a m e t e r s w h i c h a r e r e l a t e d to a W i n d E n e r g y C o n v e r s i o n S y s t e m ( W E C S ) , i t i s o r g a n i z e d a d a t a b a s e . T h r o u g h t h i s d a t a b a s e i t i s p o s s i b l e to h a v e t h e c a r a c t e r 1 s 1 1 c s of t h e a v a i l a b l e w i n d r e g i m e ín g i v e n p l a c e . I t i s p o s s i b l e t o h a v e a b e t t e r e f f i c i e n c y of t h i s r e g i m e t h r o u g h t h e W E C S . T h e c h a r a c t e r 1 s 1 1 c s of t h e f o r m i n g p a r t s of t h e s y s t e m w e r e t a k e n t h r o u g h t e s t s í n t h e o p e n a i r a n d í n l a b o r a t o r1 e s ; t h e s e t e s t s w e r e m a d e ín t h e T e s t C e n t e r of E n e r g y - F e d e r a l U n i v e r s i t y of P a r a í b a S t a t e ( C e n t r a l d e T e s t e s d o N ú c l e o d e E n e r g i a N E R G ^ U F F b j , í n t h e S o l a r E n e r g y L a b o r a í o r y - F e d e r a l U n i v e r s i t y of P a r a í b a S t a t e ( L a b o r a t ó r i o d e E n e r g i a S o l a r - LES--'UFPb ) , a n d a l s o ín t h e H y d r a u l i c s L a b o r a t o r y - F e d e r a l U n i v e r s i t y of P a r a i b a S t a t e ( L a b o r a t ó r i o d e H i d r á u l i c a - U F P b ) . T h e d a t a b a s e i s f o r m e d b y a g r o u p of s a m p l e s w h i c h c o n s i s t of w i n d s p e e d , a s s o c i a t e d w i n d d i r e t i o n , e l e t r i c c u r r e n t s a n d t e n s i o n s f r o m t h e g e n e r a t o r s a n d r r o m t h e b a t e r y ; t h e s e d a t a w e r e t a k e n a t a l a r g e r a n g e o í w i n d s p e e d : ; . T h e u n n e c e s s a r y s a m p l e s a r e thr o w n a w a y ; t h e i e í t u n e s a r e a r r a n g t r d ín s u e n w a v to t o r m a d a t a g r o u p of 1 0 ( t e n j m i n u t e s w h i c h í o r m s a p o p u l a t i o n o í a g i v e n p e r í o d .

W h e n a n a l y s i n g t h e d a t a , it is u s e d a n a l g o r i t h r r . - t n i s a l g o r i t h m h a s s t a t i s t i c i a n í u n c t i o n s - ín o r d e r to k n o w t h e c o n d i t i o n s of t h e w i n d r e g i m e ín a g i v e n p l a c e ; i t is v e r i f i e t í t h e p e r f o m a n c e of t h e w o r k i n g t u r b i n e , t h e g e n e r a t o r c h a r a c t e r 1 s t i c s , a s w e l l a s t h e w h o l e c o u p l e d E l e c t r i c E n e r g y C o n v e r s i o n S y s t e m ; a f t e r k n o w m g t h e s e d a t a , it i s p o s s i b l e to c o n t r o l t h e m t r h o u g h g r a p h s a n d t a b l e s w h i c h a r e s h o w n b y t h e v í d e o a n d b y t h e p r i n t i n g m a c h i n e í n " O F F - L I N E " . K e y w o r d s : wind s y s t e m s , m e a s u r i n g I n s t r u m e n t s , c o n v e r s i o n s y s t e m s , m i c r o c o m p u t e r , d a t a - a c q u i s i t i o n s y s t e m s a n d d a t a b a s e .

Í N D I C E C A P Í T U L O 1 I N T R O D U Ç Ã O 1 . 1 - I n t r o d u p a o 1 1 . 2 - O b j e t i v o s d e s t e t r a b a l h o 1 1 . 3 - M e t o d o l o g i a 3 1 . 1 - A p r e s e n t a p a o 3 C A P Í T U L O 2 H A R D W A R E D O S I S T E M A D E A Q U I S I Ç Ã O E P R O C E S S A M E N T O D O S D A D O S 2 . 1 - I n t r o d u p a o ...5 2 . 2 - D e s c r i p a o o s i s t e m a d e a q u i s i ç ã o d e d a d o s 5 2 . 2 . 1 - I n t r o d u p i f i t .5 2 . 2 . 2 - D e s c r i p ã o g e r a l d o s i s t e m a d e p r o c e s s a m e n t o 13 2 . 3 - C o n v e r s ã o 15 2 . 3 . 1 - I n t r o d u p a o .15 2 . 3 . 2 - I n t e r f a c e 16 2 . 3 . 3 - A m o s t r a g e m A n a l ó g i c a 16 2 . 3. 4 - M u 1 1 1 p l e x a g e m A n a l ó g i c a . . 1 8

2 . 3 . 5 - C o n v e r s o r A n a lò g i c o ^ D 1 g i ta 1 18 2 . 3 . 6 - P o r t a d e E n t r a d a - ^ S a i d a . . . . 2 0 2 . 3 . 7 - C i r c u i t o T e m p o r i z a d o r 2 0 2 . 3 . 8 - C o n d i c i o n a d o r d e S i n a l 21 2. 4 - P r o t e p a o 2 4 2 . 5 - H e d i p ã o _{. 2 4} 2 . 5 . 1 - I n t r o d u p a o 2 4 2 . 5 . 2 - T r a n s d u t o r e s u t i l i z a d o s . . . 2 5 2 . 6 - P r o c e s s o 3 2 2 . 6 . 1 - S i s t e m a s E ó l i c o s 3 2 2 . 6 . 2 - C l a s s i f1 c a p ã o d o s s i s t e m a s e ó l i c o s 3 3 C A P Í T U L O 3 S O F T W A R E D E A Q U I S I Ç Ã O E P R O C E S S A H E N T O D E D A D O S 3 . 1 - I n t r o d u p a o 3 6 3 . 2 - S o í t w a r e d e A q u i s i p ã o _{3 6} 3 . 3 - A p l a n i l h a d e t r a b a l h o _{4 7}

C A P Í T U L O 4 F O R M A Ç Ã O E A N Á L I S E D A B A S E D E D A D O S 4 . 1 - I n t r o d u p a o . 5 4 4 . 2 - A q u i s i p a o d o s d a d o s 5 4 4 . 3 - R e q u i s i t o s d e u m a b a s e d e d a d o s 5 4 4 . 4 - D e terrni n a p a o a p a r t i r d o s d a d o s d a c u r v a d e p o t ê n c i a 5 5 4 . 5 - A n à t l i s e d a b a s e d e d a d o s 5 6 4 . 5 . 1 - A n á l i s e d e r e g i m e d o v e n t o 5 6 4 . 5 . 2 - A n á l i s e d e d e s e n p e n h o d e t u r b i n a s e ó l i c a s _.73 4 . 5 . 3 - A n á l i s e d o s i s t e m a d e c o n v e r s ã o d e e n e r g i a e ó l i c a . . . 8 1 4 . 5 . 4 - A n á l i s e d o c a s a m e n t o d e s i s t e m a s e ó l i c o s c o m r e g i m e s d e v e n t o 9 3 C A P Í T U L O 5 C O N C L U S Ã O 5 . 1 - I n t r o d u p a o 9 7 5 . 2 - S u g e s t õ e s 9 8

A P Ê N D I C E A A F E R I Ç Ã O D E I N S T R U M E N T O S A . l - A p r e s e n t a ç ã o d o s r e s u l t a d o s 9 9 A . 2 - S u p o r t e 1 0 6 A P Ê N D I C E B R E A L I M E N T A Ç Ã O C H A V E A D O R A D E F A S E A N A L Ó G I C A ( P L L - P H A S E L O C K E D L O O P ) B . l - P r i n c i p i e d e f u n c i o n a m e n t o d o P L L 107 B . l . l - A n á l i s e q u a l i t a t i v a 107 B . l . 2 - A n á l i s e q u a n t i t a t i v a 1 0 9 B . 2 - L i m i t a p õ e s 1 1 0 B . 2 . 1 - F r e q u ê n c i a c e n t r a l 110 B . 2 . 2 - F a i x a d e r e t e n ç ã o 111 B . 2 . 3 - F a i x a d e c a p t u r a 111 B . 3 - C a r a c t e r í s t i c a d e t r a n s f e r ê n c i a . .111 B . 4 - P L L i m p l e m e n t a d o c o m o m u l t i p l i c a d o r 113

A P Ê N D I C E C L E V A N T A M E N T O D O D E S E M P E N H O D A S T U R B I N A S C . l - A p r e s e n t a p a o d o s r e s u l t a d o s 115 A P Ê N D I C E D L E V A N T A M E N T O D A S C A R A C T E R Í S T I C A S D O G E R A D O R D . l - P r o c e d i m e n t o d o s t e s t e s e a p r e s e n t a p ã o d o s r e s u l t a d o s 127 D . 2 - R e t a d e c a r g a 131 D . 3 - T e s t e e m c u r t o 1 3 2 D . 4 - T e s t e c o m c a r g a 1 3 4 A P Ê N D I C E E S O F T W A R E D O S I S T E M A D E A Q U I S I Ç Ã O D E D A D O S E . l - A p r e s e n t a ç ã o d o s r e s u l t a d o s 1 3 8 B I B L I O G R A F I A

L I S T A D E F I G U R A S C A P Í T U L O 2 F i g u r a 2 . 1 . a - D i a g r a m a e m b l o c o s d o " h a r d w a r e " d a a q u i s i p a o d e d a d o s p a r a s i s t e m a s e ó l i c o s 7 F i g u r a 2 . l . b - D i a g r a m a e m b l o c o s d e t a l h a d o d o " h a r d w a r e " d e a q u i s i ç ã o d e d a d o s p a r a s i s t e m a s e ó l i c o s 8 F i g u r a 2 . 2 . a - S u p o r t e d o s i s t e m a d e a q u i s i ç ã o e P r o c e s s a m e n t o d o s d a d o s p a r a s i s t e m a s e ó l i c o s . 9 F i g u r a 2.2.15 - D i a g r a m a e m b l o c o s d a a r q u i t e t u r a i n t e r n a d e u m I B M - P C 1 0 F i g u r a 2 . 3 - D i a g r a m a e m b l o c o s d o s i s t e m a d e p r o c e s s a m e n t o ( I B M - P C C o m p a t í v e l ) 14 F i g u r a 2.4 - D i a g r a m a e m b l o c o s d a i n t e r f a c e d e a q u i s i p a o d e d a d o s 17 F i g u r a 2 . 5 - C i r c u i t o d e a m o s t r a g e m e r e t e n ç ã o 17 F i g u r a 2 . 6 - C i r c u i t o d e m u i t i p l e x a g e m a n a l ó g i c a 19 F i g u r a 2 . 7 - D i a g r a m a e m b l o c o s d o c o n v e r s o r A ^ D p o r a p r o x i m a ç õ e s s u c e s s i v a s 19 F i g u r a 2 . 8 - M o d e l o d e v i a d o m ó d u l o c o n d i c i o n a d o r 2 2

F i g u r a 2 . 9 - D i a g r a m a e m b l o c o s d o m o d u l o c o n d i c i o n a d o r 2 2 F i g u r a 2 . I O - D i a g r a m a e m b l o c o s d o c o n d i c i o n a d o r d e s i n a l p a r a o d i r e t o r 2 3 F i g u r a 2 . 1 1 - C i r c u i t e d o c o n d i c i o n a d o r d e s i n a l p a r a o d i r e t o r 2 3 F i g u r a 2 . 1 2 - C i r c u i t o d o t r a n s d u t o r d e v e l o c i d a d e 27 F i g u r a 2 . 1 3 - C i r c u i t o d o t r a n s d u t o r d e d i r e p a o .27 F i g u r a 2 . 1 4 - D i a g r a m a e m b l o c o s d o e s q u e m a d e a f e r i ç ã o 2 8 F i g u r a 2 . 1 5 - T o r r e d o s i n s t r u m e n t o s d e m e d i p a o d o s i s t e m a d e a q u i s i ç ã o 3 0 F i g u r a 2 . 1 6 - D i a g r a m a e m b l o c o s d e u m s i s t e m a e ó l i c o _{3 4} F i g u r a 2 . 1 7 - S i s t e m a e ó l i c o u t i l i z a d o 3 4 F i g u r a 2 . 1 8 - T o r r e d a t u r b i n a e ó l i c a u t i l i z a d a 3 5 C A P Í T T T L O 3 F i g u r a 3 . 1 - D i a g r a m a e m b l o c o s d o " s o f t w a r e " d o s i s t e m a d e a q u i s i ç ã o e a n á l i s e d o s d a d o s _{. 3 8} F i g u r a 3 . 2 - M a p a d e c o m a n d o s d o s i s t e m a d e a q u i s i p ã o d e d a d o s 3 9 F i g u r a 3 . 3 - D i a g r a m a e m b l o c o s d o s i s t e m a d e p r o c e s s a m e n t o C I B M - P C C O M P A T Í V E L ) 4 0

F i g u r a 3 . 3 . a - M o d u l o P r i n c i p a l ' A p r e s e n t a ç ã o e D a t a . . . 4 1 F i g u r a 3.3.1) - M o d u l o P r i n c i p a l / A p r e s e n t a ç ã o e H o r a 41 F i g u r a 3 . 4 . a - M o d u l o d e A f e r i ç ã o / A p r e s e n t a ç ã o 4 2 F i g u r a 3 . 4 . b - M o d u l o d e A f e r i ç ã o F u n ç ã o d e T r a n s f o r m a ç ã o 4 2 F i g u r a 3 . 4 . c - M o d u l o d e A f e r i ç ã o / E n t r a d a d e D a d o s _{4 3} F i g u r a 3 . 5 - M o d u l o d e A q u i s i ç ã o . . 4 3 F i g u r a 3 . 6 . a - M o d u l o d e R e s u l t a d o s 4 5 F i g u r a 3.6.1) - M o d u l o d e R e s u l t a d o s / N o m e a ç ã o d o A r q u i v o 4 5 F i g u r a 3 . 7 - M o d u l o d e U t i l i t á r i o s . . . 4 8 F i g u r a 3 . 8 . a - M o d u l o d e U t i l i t á r i o s s H e l p 4 9 F i g u r a 3.8.1) - M o d u l o d e U t i l i t á r i o s ' H e l p - c o n_{1 1 n u a c ã o 4 9} F i g u r a 3 . 9 - M o d u l o d e U t i l i t á r i o s / D i r e t ò r í o 5 0 F i g u r a 3 . 1 0 - M o d u l o d e U t i l i t á r i o s * D i r e tór 10 _ . . 5 0 F i g u r a 3 . 1 1 - M a p a d e c o m a n d o s d o s i s t e m a d e a n á l i s e d e d a d o s 51

C A P Í T U L O 1 I N T R O D U Ç Ã O 1.1 - I N T R O D U Ç Ã O A p a r t i r d o e s t u d o d e u m S C E E , e d o s i n s t r u m e n t o s d e m e d i p a o u t i l i z a d o s n a C e n t r a l E ó l i c a d o N E R G , n o c a s o , a n e m ó m e t r o s , d i r e t o r d e v e n t o , v o l t í m e t r o s , a m p e r í m e t r o s , e t c . . . , o b s e r v o u - s e q u e o m o d o c o m o o s d a d o s e r a m o b t i d o s l i m i t a v a m a r e p r e s e n t a ç ã o d o s f e n ó m e n o s f í s i c o s o b s e r v a d o s , d e v i d o p r i n c i p a l m e n t e a n ã o m e m o r i z a ç ã o d e s t e s d a d o s . D e s t e m o d o , p r o p o e - s e a u t i l i z a p ã o d e u m s i s t e m a m i c r o c o m p u t a d o r i z a d o , u m a v e z q u e e s t e t e m a c a p a c i d a d e e m a d q u i r i r u m a m a i o r q u a n t i d a d e d e d a d o s e m u m p e r í o d o p r è - d e t e r m i n a d o , a r m a z e n a - l o s e m d i s q u e t e e a p r e s e n t a r e s t e s d a d o s n a f o r m a d e r e l a t ó r i o s e ^ o u g r á f i c o s . P a r a a i m p l e m e n t a ç ã o d e s t e s i s t e m a , f o i n e c e s s á r i a a u t i l i z a p ã o d e u m a p l a c a d e a q u i s i ç ã o d e d a d o s , o d e s e n v o l v i l m e n t o d o s o f t w a r e d e a q u i s i ç ã o d e d a d o s , u m d i r e t o r d e v e n t o e d o i s a n e m ó m e t r o s j á p r o j e t a d o s , s e n d o a f e r i d o s e s t e s ú l t i m o s n o T ú n e l d e V e n t o d o L a b o r a t ó r i o d e H i d r á u l i c a - U F P b , u m m o d u l e c o n d i c i o n a d o r d e s i n a l , a c o n s t r u p ã o d e u m t u r b i n a e ó l i c a , a r e c u p e r a p ã o d e u m g e r a d o r d e c o r r e n t e c o n t i n u a ( D í n a m o ) e a c o n s t r u ç ã o d e u m s u p o r t e e s t r u t u r a l p a r a a s u a i n s t a l a ç ã o , a l e m d o s o f t w a r e d e p r o c e s s a m e n t o e a n á l i s e D O S d a d o s c o l e t a d o s . T o d a s e s t a s p a r t e s f o r a m i n t e r l i g a d a s d e m o d o a s a t i s f a z e r a s e x i g ê n c i a s d e p r o j e t o d o s i s t e m a c o m o u m t o d o . 1.2 - O B J E T I V O S D E S T E T R A B A L H O O o b j e t i v o d e s t e t r a b a l h o e o d e s e n v o l v i m e n t o d e u m s i s t e m a m i c r o c o m p u t a d o r i z a d o p a r a a q u i s i ç ã o e p r o c e s s a m e n t o d e i n f o r m a ç õ e s n a C e n t r a l E ó l i c a d o N E R G - U F P b . A l g u n s f a t ô r e s d e t e r m i n a r a m a e s c o l h a d o m i c r o c o m p u t a d o r e m p r e g a d o n e s t e s i s t e m a : c a p a c i d a d e d e m e m ó r i a , a d e q u a ç ã o a u t i l i z a ç ã o d e v a t r i o s s e n s o r e s s i m u l t a n e a m e n t e , p o s s i b i l i d a d e s d e p r è - d e t e r m i n a ç ã o d o p e r í o d o d e a q u i s i ç ã o , f a c i l i d a d e d e o p e r a ç ã o , e c a p a c i d a d e de a p r e s e n t a ç ã o g r á f i c a d o s r e s u l t a d o s .

O s i s t e m a d e a q u i s i p a o e c o m p o s t o p o r u m m i c r o c o m p u t a d o r I B M - P C , u m m o d u l o c o n d i c i o n a d o r d e s i n a l , e u m c o n j u n t o d e t r a n s d u t o r e s r e m o t o s . E s t e s r e a l i z a m m e d i ç ã o ' d o r e g i m e d e v e n t o l o c a l , a t r a v é s d e u m d i r e t o r d e v e n t o e d o i s a n e m ó m e t r o s , e d a s c a r a c t e r í s t i c a s d o s i s t e m a e ó 11 c o / e l ê t r i c o C T u r b 1 n a ^ G e r a d o r / B a t e r i a ) , a t r a v é s d e u m v o l t í m e t r o , u m a m p e r í m e t r o e d e u m m e d i d o r d e r o t a ç ã o . E s t a s i n f o r m a ç õ e s c o l e t a d a s s ã o e n v i a d a s v i a m o d u l o c o n d i c i o n a d o r d e s i n a l a o m i c r o c o m p u t a d o r . A i n t e r f a c e h o m e n - m a q u i n a c o m p r e e n d e u m t e r m i n a l d e v í d e o g r á f i c o p r e t o e b r a n c o , u m t e c l a d o a lf a n u m ê tr í c o e u m a i m p r e s s o r a g r á f i c a . _ A s f u n ç õ e s b á s i c a s d o m i c r o c o m p u t a d o r s ã o : a q u i s i ç ã o , p r o c e s s a m e n t o e a n á l i s e d o s d a d o s c o l e t a d o s d e f o r m a " O F F - L I N E " . A t r a v é s d e c o m a n d o s r e c e b i d o s v i a t e c l a d o d o t e r m i n a l âfc v i ó s c , Q m i c r o c o m p u t a d o r r e a l i z a a l e i t u r a d o s s e n s o r e s u t i l i z a d o s , . a r m a z e n a e s t a s i n f o r m a ç õ e s e a s t r a n s f e r e p a r a o t e r m i n a l d e v í d e o e / o u p a r a a i m p r e s s o r a . A s i m a g e n s d o t e r m i n a l d e v í d e o s a o m o s t r a d a s a p e d i d o d o o p e r a d o r v i a t e c l a d o . O s i s t e m a i m p l e m e n t a d o a t e n d e a s e s p e c i f i c a ç õ e s e s t a b e l e c i d a s p e l o s p e s q u i s a d o r e s T e l m o S i l v a d e A r a ú j o e F r a n c i s c o S i m o e s N E R G - T J F P b , r e s p o n s á v e i s p e l o s e s t u d o s d o S C E E e o p r o j e t o d e u m a c o n f i g u r a ç ã o p a r a os i n t r u m e n t o s d e m e d i ç ã o u t i l i z a d o s . T r a t a - s e p o r t a n t o , d e u m t r a b a l h o d e d e s e n v o l v i m e n t o d e u m s i s t e m a , l e v a n d o - s e e m c o n t a a i n t e g r a ç ã o d a s p a r t e s j á e x i s t e n t e s d o p r o j e t o c o m a s d e s e n v o l v i d a s n e s t e t r a b a l h o . O s t r a n s d u t o r e s ( a n e m ó m e t r o s , d i r e t o r d e v e n t o ) j á p r o j e t a d o s p e l o s t é c n i c o s M a n u e l d o C a r m o e F r a n c i s c o C a n d i d o d a S i l v a , f o r a m u t i l i z a d o s , j u n t a m e n t e c o m t r ê s t u r b i n a s q u e f o r a m c o n s t r u í d a s e t e s t a d a s p e l o s t é c n i c o s J o s e P o l i c a r p o e J o r g e E . S e r e y , e e s c o l h i d a a d e m e l h o r r e n d i m e n t o , f o i u t i l i z a d a c o m u m g e r a d o r d e c o r r e n t e c o n t i n u a , q u e f o i r e c u p e r a d o p e l o s t é c n i c o s G e r v á s i o G o m e s e M a n u e l A d a l b e r t o . e l e v a n t a d a s u a s c a r a c t e r í s t i c a s c o m o a p o i o d o s p e s q u i s a d o r e s P i e r r e M a c e d o e J u r a c i r , e c o n s t r u í d o c s u p o r t e e s t r u t u r a l Ç T o r r e - ^ C a b e a c ã o ) p a r a s e r p o s t o e m o p e r a ç ã o . E s t e s p r o c e d i m e n t o s f o r a m r e a l i z a d o s n o s L a b o r a t ó r i o s e n a C e n t r a l E ó l i c a d c N E R G - T J F P b .

U m a p l a c a d e a q u i s i ç ã o d e d a d o s f o i d e s e n v o l v i d a p e l o s p e s q u i s a d o r e s H a m i l t o n S o a r e s d a S i l v a e L u i s C a r l o s d e C a r v a l h o , e s e u s o f t w a r e d e o p e r a ç ã o , f o i d e s e n v o l v i d o p e l o s a l u n o s d e g r a d u a ç ã o e m I n f o r m á t i c a - C a m p u s I, G u i d o L e m o s d e S o u z a F i l h o , G l e d s o n E l i a s d a S i l v e i r a e J a i r C a v a l c a n t e L e i t e , n o s l a b o r a t ó r i o s d e T e c n o l o g i a B i o m é d i c a - N E T E B - U F P b . A a f e r i ç ã o d o s a n e m ó m e t r o s f o i r e a l i z a d a n o T ú n e l d e V e n t o d o L a b o r a t ó r i o d e H i d r á u l i c a - U F ? b , C a m p u s I c o m o a p o i o d o p r o f e s s o r e s A l a i n M a r i e P a s s e r a t . O m ó d u l o c o n d i c i o n a d o r d e s i n a l , e o s a j u s t e s n o s t r a n s d u t o r e s f o r a m d e s e n v o l v i d o s n o L a b o r a t ó r i o d e E n e r g i a S o l a r - L E S / U F P b , p e l o s p e s q u i s a d o r e s F r a n c i s c o B e l l o e J a i r C a v a l c a n t e L e i t e e c a p o i o t é c n i c o d e L u i s . O s o f t w a r e d e a n á t l i s e d o s d a d o s f o i d e s e n v o l v i d o , e t o d a a b a t e r i a d e t e s t e s p a r a a 1 n t e gr a 1 i z a ç ã o d e t o d a s a s p a r t e s d o s i s t e m a f o r a m i m p l e m e n t a d a s e e x e c u t a d a s n o s l a b o r a t ó r i o s d c N E R G ^ U F P b . O s d e t a l h e s d e o p e r a ç ã o d o s i s t e m a p r o p o s t o e s u a s c a r a c t e r í s t i c a s s ã o d e s c r i t a s n o s c a p í t u l o s a s e g u i r . 1.3 - METODOLOGIA O s e s t u d o s p a r a o d e s e n v o l v i m e n t o e a i m p l e m e n t a ç ã o d o p r o j e t o f o i r e a l i z a d o a p a r t i r d e u m e s t r u t u r a ç ã o m o d u l a r d a s p a r t e s c o m p o n e n t e s d e t o d o o s i s t e m a . E s t e s s u b s i s t e m a s f o r a m d e f i n i d o s , d e s e n v o l v i d o s e i m p l e m e n t a d o s s e p a r a d a m e n t e a p a r t i r c e t e s t e s r e a l i z a d o s e m l a b o r a t ó r i o e e m c a m p o . A p l i c a n d o t a l m e t o d o l o g i a d e t r a b a l h e , r e a l i z o u - s e u m a a n á l i s e t e ó r i c a d e c a d a s u b s i s t e m a , c o m p r o c e d i m e n t o s d e t e s t e p a r a o l e v a n t a m e n t o d e s u a s c a r a t e r í s 11 c a s , q u a n d o n e c e s s á r i o . D e f i n i d o o s s u b s i s t e m a s , d e t e r m i n o u - s e u m c o n f i g u r a ç ã o p a r a o f u n c i o n a m e n t o d o s i s t e m a . 1.4 - A P R E S E N T A Ç Ã O O p r e s e n t e t r a b a l n c , d e s c r e v e u m s i s t e m a d e a q u i s i c ã c d e d a d o s p a r a s i s t e m a s e ó l i c o s . s u b d i v i d i d o e m c a p í t u l o s e a p ê n d i c e s , a s e g u i r d e s c r i t o s .

N c c a p i t u l o i , t e m - s e u m a i n t r o d u ç ã o c o m u m a d e s c r i ç ã o g e r a l d o t r a b a l h o , a l e m d a m e t o d o l o g i a a p l i c a d a . N o c a p i t u l o 2 , d e s c r e v e - s e o " h a r d w a r e " d o s i s t e m a d e a q u i s i ç ã o e p r o c e s s a m e n t o d o s d a d o s , c o m u m a d e s c r i ç ã o g e r a l d o s i s t e m a d e p r o c e s s a m e n t o e d a i n t e r f a c e d e c o n v e r s ã o . C i t a - s e a l g u m a s m e d i d a s d e p r o t e ç ã o a o s d a d o s e a o s i s t e m a . o s t r a n s d u t o r e s u t i l i z a d o s , a i ê m d a s c a r c t e r i s t i c a s d o p r o c e s s o a s e r m o n i t o r a d o . N o c a p i t u l o 3 , d e s c r e v e - s e o " s o f t w a r e ' d e a q u i s i ç ã o e p r o c e s s a m e n t o d o s d a d o s , c o m u m a d e s c r i ç ã o d e t a l h a d a d o s m ó d u l o s d o " s o f t w a r e " d e a q u i s i ç ã o e d a f o r m a ç ã o d a b a s e d e d a d o s . A a q u i s i ç ã o è e x e c u t a d a a t r a v é s d e m e n u s e m v i d e o , c o m m ó d u l o s c a r a c t e r i z a n d o a a f e r i ç ã o , a a q u i s i ç ã o , e a a p r e s e n t a ç ã o d o s d a d o s 'em v i d e o e i m p r e s s o r a . N a p l a n i l h a d e t r a b a l h o , r e a l i z a - s e a e s t r u t u r a ç ã o d o s d a d o s c o i e t a d o s e p o s t e r i o r a n a l i s e , c o m a a p r e s e n t a ç ã o g r á f i c a e e m t a b e l a d o s r e s u l t a d o s . N o c a p i t u l o 4 , t e m - s e o s r e q u i s i t o s n e c e s s á r i o s p a r a a f o r m a ç ã o d e u m a b a s e d e d a d o s . N a a n á l i s e d o s d a d o s , c a r a c t e r i z a -s e o r e g i m e d c v e n t o , o d e -s e m p e n h o d a t u r b i n a e ó l i c a u t i l i z a d a , o f u n c i o n a m e n t o d o s i s t e m a d e c o n v e r s ã o d e e n e r g i a e ó l i c a , e p o r f i m , a a n á l i s e d o c a s a m e n t o d a s c a r a c t e r í s t i c a s d o s i s t e m a e ó l i c o c o m a s c a r a c t e r í s t i c a s d o r e g i m e d e v e n t o . N o c a p i t u l o 5 , c o n c l u i n d o , c i t a m - s e a s r e s t r i ç õ e s e o u l i m i t a ç õ e s e n c o n t r a d a s n o d e s e n v o l v i m e n t o d o t r a b a l h o e m " h a r d w a r e ^ s o f t w a r e " . A l e m d i s s o , o s r e s u l t a d o s o b t i d o s c o m a l g u m a s s u g e s t õ e s p a r a t r a b a l h o s f u t u r o . N o a p ê n d i c e A , d e t a l h e s d o p r o c e d i m e n t o d e a f e r i ç ã o d o s a n e m ó m e t r o s . N o a p ê n d i c e B , a d e s c r i ç ã o d e u m c i r c u i t o c o m r e a 1 i m e n t a ç ã c c h a v e a d o r a d e f a s e a n a l ó g i c a , ( P L L - P h a s e L o c k e d L o o p ) . N o a p ê n d i c e C , o l e v a n t a m e n t o d o d e s e m p e n h o d a s t u r b i n a s t e s t a d a s n o s i s t e m a e ó l i c o . N o a p ê n d i c e D , o l e v a n t a m e n t o d a s c a r a c t e r í s t i c a s d c g e r a d o r . N o a p ê n d i c e E , o s m o d o s d e a p r e s e n t a ç ã o d o s r e s u l t a d o s d o s i s t e m a d e a q u i s i ç ã o d e d a d o s . E , p o r f i m , u m l e v a n t a m e n t o b i b l i o g r á f i c o .

C A P Í T U L O 2 H A R D W A R E D O S I S T E H A D E A Q U I S I Ç Ã O E P R O C E S S A M E N T O D O S D A D O S 2 . 1 - I N T R O D U Ç Ã O A a q u i s i ç ã o e o p r o c e s s a m e n t o d e d a d o s d e u m p r o c e s s o f o i i m p l e m e n t a d o a p a r t i r d o " h a r d w a r e " d e s c r i t o e m d i a g r a m a s d e b l o c o s c o m o m o s t r a a F i g . 2.1.a e a F i g . 2 . 1 . b . O d e s e n v o l v i m e n t o d e t o d o o s i s t e m a f o i r e a l i z a d o p o r p a r t e s , t e n d o c o m o o p r o c e s s o a s e r m o n i t o r a d o , u m S i s t e m a E Ò 1 í c o / E l è t r1 c o . A m e d i ç ã o d e p a r â m e t r o s c a r a c t e r i z a n d o o s i s t e m a e ó l i c o e a m e d i ç ã o d e p a r â m e t r o s e x t e r n o s f o r a m r e a l i z a d o s a t r a v é s d e s e n s o r e s . F o r a m e s t u d a d a s a a p l i c a ç ã o d e a l g u m a s r e c o m e n d a ç õ e s q u a n t o a p r o t e ç ã o d a c a b e a ç ã o d o s s e n s o r e s a o m i c r o c o m p u t a d o r , p a r a a v a l i d a ç ã o d o s d a d o s a d q u i r i d o s . U m m o d u l o d e c o n v e r s ã o f o i u t i l i z a d o , c o m p o s t o p o r c i r c u i t o s c o n d i c i o n a d o r e s d e s i n a l , a d e q u a n d o a o c o n v e r s o r a n a l ó g i c o / d i g i t a l ( A ^ D ) o s v á r i o s s e n s o r e s u t i l i z a d o s . E . p o r f i m , o p r o c e s s a m e n t o d o s d a d o s , r e a l i z a d o p o r u m m i c r o c o m p u t a d o r I M E - P C e u m a i m p r e s s o r a g r á f i c a . A s e g u i r s e r ã o a p r e s e n t a d o s e m d e t a l h e s , a s p a r t e s c o m p o n e n t e s d o " h a r d w a r e " d o s i s t e m a d e a q u i s i ç ã o e p r o c e s s a m e n t o d o s d a d o s . 2 . 2 - D E S C R I Ç Ã O D O S I S T E M A D E A Q U I S I Ç Ã O E P R O C E S S A M E N T O D O S D A D O S 2 . 2 . 1 - I N T R O D U Ç Ã O N a a q u i s i ç ã o e p r o c e s s a m e n t o d o s d a d o s , u t i l i z a - s e u m m i c r o c o m p u t a d o r I B M - P C , A o r g a n i z a ç ã o d e h a r d w a r e i n t e r n a d e s t e s m i c r o c o m p u t a d o r e s d e 1 6 b i t s , a l é m d o s d i s p o s i t i v o s l i g a d o s a e l e s e r a d e s c r i t a a s e g u i r C V e r F i g u r a 2 . 2 . a 3 .

ARQTJITETTJRA D E V I A

C o m o m o s t r a o d i a g r a m a e m b l o c o s d a f i g u r a 2 . £ . b , t e m - s e u m a v i a p r i n c i p a l c o m d i v e r s o s d i s p o s i t i v o s l i g a d o s a e l a .

A v i a p r i n c i p a l d e u m c o m p u t a d o r è d i v i d i d a e m d i v e r s a s s u b v i a s : a l i m e n t a ç ã o , c o n t r o l e , e n d e r e ç o s e d a d o s .

UNIDADE SI CISCO COMEI ClONfiDOK || i SINAL lxi« M C R O MODULO DE CONDICIONADOR DI SINAL COMPUTADOR CONVERSÃO S/D CONDICIONADOR DI SINAL V i t 4 i UNIDADE DI ₁ CONDICIONADOR DI SINAL wii>rc ! CONDICIONADOR DI SINAL :Xi«-ANIHCHEIRO; Í X N DIRETOR á C O P P E N T E SISTEKP TEN3AO (DC) ECLICO TECLADC IMPRESSORA GRÁFICA CCHDICIONADOR DI SINAL 1X14-LXPAHSAC CORRENTE l T D C A O iro BANCO DI BATERIAS 4 CORRENTE l T D C A O iro BANCO DI BATERIAS

FI39RA l.l.i - :i*5Js--a E" SLDCOS DO WF:i:?t Iv $!•"£"- :E TE stòJi

TURBINA EOUCA GERADOR D.C CARGA ANEMÓMETRO CONDICIONADOR DE SINAL DIRETOR DE VENTO CONDICIONADOR DE SINAL SENSOR DE CORRDITE CONDICIONADOR DE SINAL SENSOR DE VOLTAGEM CONDICIONADOR 2E SINAL SENSOR DE CORRENTE CONDICIONADOR DE SINAL SENSOR DE VOLTAGEM CONDICIONADOR TE SINAL '.}'' • iEHDP.it I I I I i I I • ! 1 T T M t t t ri CONSOLE IMPRESSORA E/r PROM EXRON/RAM cre IIITtF S/H W J L T i r L E X B D O R ANALÓGICO CAD 12 bits DISCO E/S L7S VIP

• £L!TE'!T-'-" EXTERNA FONTE DE ALIMENTAÇÃO cru HEXORiP. CONTROLADOR DO SISTEMA DNfl/ItríESRUFCAC CONTROLADO! DE D I S P O S I T I V O D I S P O S I T I V O V I D E O CONTROLADOF D I S P O S I T I V O D I S P O S I T I V O D I S C O C O N T R O L A D O R D I S P O S I T I V O II D I S P O S I T I V O T E C L A D O CONTROLADOR DISPOSITIVO DISPOSITIVO IMPRESSORA

C A P Í T U L O 4 F i g u r a 4 . 1 . a - C i c l o D i á r i o d e v e l o c i d a d e ' O l / A p o - Ô ' 5 5 7 F i g u r a 4 . 1 . 1 ) - C i c l o D i á r i o d e v e l o c i d a d e / 0 2 / A g o / 8 9 57 F i g u r a 4 . l . c - C i c l o D i á r i o d e v e l o c i d a d e / 0 3 / A g o / 8 9 5 8 F i g u r a 4 . 1 . d - C i c l o D i á r i o d e v e l o c i d a d e / 3 0 / A g o / 8 9 5 8 F i g u r a 4 . 2 - V e l o c i d a d e m e d i a [ C i c l o D i á r i o ] 59 F i g u r a 4 . 3 - P o t ê n c i a m e d i a h o r á r i a [ C i c l o D i á r i o 3 61 F i g u r a 4 . 4 . a - V e l o c i d a d e m e d i a h o r á r i a C S e r i e M e n s a l ] - A g o / 8 9 l h 6 2 F i g u r a 4 . 4 . 1 ) - V e l o c i d a d e m é d i a h o r á r i a [ S é r i e M e n s a l ] - A g o / 8 9 2 h 6 3 F i g u r a 4 . 4 . c - V e l o c i d a d e m é d i a h o r á r i a [ s é r i e M e n s a l 3 - A g o / 8 9 3 h 6 3 F i g u r a 4 . 5 - V e l o c i d a d e m é d i a h o r á r i a [ S e r i e M e n s a l 3 - A g o / 8 9 2 4 h 6 4 F i g u r a 4 . 6 - V e l o c i d a d e m é d i a d i á r i a C s é r i e M e n s a l 3 6 4

FifcTura 4 . 7 - P o t ê n c i a mèciia d i á r i a [ S e r i e M e n s a l ] 6 6 F i g u r a 4 . 8 - H i s t o g r a m a d a D i s t r i b u i ç ã o d e F r e q u ê n c i a s 6 8 F i g u r a 4 . 9 - H i s t o g r a m a d a D i s t r i b u i ç ã o C u m u l a t i v a . . . .68 F i g u r a 4 . 1 0 - H i s t o g r a m a d e D i s t r i b u i ç ã o d e D u r a ç ã o 6 9 F i g u r a 4 . 1 1 - F u n ç ã o d e D e n s i d a d e d e P r o b a b i l i d a d e . . . 7 1 F i g u r a 4 . 1 2 - F u n ç ã o d e D i s t r i b u i ç ã o d e p r o b a b i l i d a d e 71 F i g u r a 4 . 1 3 - D i r e ç ã o c o m v e l o c i d a d e a s s o c i a d a N o r t e / N o r d e s t e / L e s t e / S u d e s te - N / N E / L / S E - 7 4 F i g u r a 4 . 1 4 - D i r e ç ã o c o m v e l o c i d a d e a s s o c i a d a S u l / S u d o e s t e / O e s t e / N o r o e s t e - S/SO/O/NO - 7 4 F i g u r a 4 . 1 5 - H i s t o g r a m a d e F r e q u ê n c i a s R e l a t i v a d e D i r e ç ã o M e n s a l 7 5 F i g u r a 4 . 1 6 - R e l a ç ã o d e A c o p l a m e n t o 82 F i g u r a 4 . 1 7 - C a r a c t e r í s t i c a d a t u r b i n a - P t ( W ) 86 F i g u r a 4 . 1 6 - E s q u e m a d e u m g e r a d o r C . C - D í n a m o 8 7 F i g u r a 4 . 1 9 - D i a g r a m a e m b i o c o s d c e s q u e m a d e g e r a ç ã o e le t r i c a c o m g e r a d o r C . C 8 9

F i g u r a 4 . 2 0 - C o n j u n t o g e r a d o r - c a r g a 9 0 F i g u r a 4 . 2 1 - C u r v a d e p o t e n c i a _{9 0} F i g u r a 4 . 2 2 - C a r a c t e r í s t i c a s d a c a r g a 9 1 F i g u r a 4 . 2 3 - D i s t r i b u i ç ã o d e f r e q u ê e n c i a s 9 2 F i g u r a 4 . 2 4 - H i s t o g r a m a d a D i s t r i b u i p a o d e F r e q u ê n c i a s _{9 5} F i g u r a 4 . 2 5 - C a r a c t e r í s t i c a d o S i s t e m a 9 5 F i g u r a 4 . 2 6 - D i s p o n i b i l i d a d e d e E r . e r g i a 9 6 A P Ê N D I C E A F i g u r a A . l - l a . A f e r i ç ã o : A n e m ó m e t r o N o . 1 101 F i g u r a A . 2 - 2 a . A f e r i ç ã o : A n e m ó m e t r o N o . 1 , . , . 1 0 1 F i g u r a A . 3 - 3 a . A f e r i ç ã o : A n e m ó m e t r o N o . 1 103 F i g u r a A . 4 - l a . A f e r i ç ã o : A n e m ó m e t r o N o . 3 . . . . . 1 0 3 F i g u r a A . 5 - 2 a . A f e r i ç ã o : A n e m ó m e t r o N o . 3 _. . .105 F i g u r a A . 6 - 3 a . A f e r i ç ã o : A n e m ó m e t r o N o . 3 _{1 0 5} A P Ê N D I C E E F i g u r a E . l - D i a g r a m a e m b l o c o s u a s i c o s d e u m P L L a n a l ó g i c o 1 0 8 F i g u r a E . 2 - S e r v o m e c a n i s m o d o P L L 108 F i g u r a E . 3 - C a r a c t e r í s t i c a s d e t r a n s f e r ê n c i a : T e n s a : x F r e c u e n c i a c ; u m P L L . 1 1 2

F i g u r a B . 4 - C i r c u i t o P L L i m p l e m e n t a d o c o m o m u l t i p l i c a d o r 1 1 4 A P Ê N D I C E C F i g u r a C . l - C a ) C u r v a d e e v o l u ç ã o d a r o t a ç ã o n o t e m p o _{1 2 0} C b ) a c e l e r a ç ã o d a t u r b i n a 1 2 0 F i g u r a C . 2 - D e s e m p e n h o d a t u r b i n a C r a i o - 1 . 0 6 m ] ( a ) E f i c i ê n c i a - Cp(Ov) 1 2 1 C D ) T o r q u e - C q C X ) _{1 2 1} F i g u r a C . 3 - C a ) C u r v a d e e v o l u ç ã o d a r o t a ç ã o n o t e m p o 1 2 5 C b ) A c e l e r a ç ã o da t u r b i n a 1 2 5 F i g u r a C . 4 - D e s e m p e n h o d a t u r b i n a C r a i o - 1.2 to 1 C a ) E f i c i ê n c i a - C p C Ã ) 1 2 6 C b ) T o r q u e - CqCfc) 1 2 6 A P Ê N D I C E D F i g u r a D . l - E s q u e m a d e l i g a ç ã o : t e s t e e m v a z i o 1 2 9 F i g u r a D . 2 - E s q u e m a d e l i g a ç ã o : t e s t e e m c u r t o 1 2 9 F i g u r a D . 3 - C a r a c t e r í s t i c a s d o g e r a d o r - t e s t e e m v a z i o - D í n a m o 1 3 0

F i g u r a D . 4 - C a r a c t e r í s t i c a s d o g e r a d o r - t e s t e e m c u r t o - D í n a m o 1 3 3 F i g u r a D . 5 - E s q u e m a d e l i g a ç ã o : t e s t e c o m c a r g a .135 F i g u r a D . 6 - C a r a c t e r í s t i c a s d o g e r a d o r - t e s t e c o m c a r g a N o . l - D í n a m o ₁₃₇ F i g u r a D . 7 - C a r a c t e r í s t i c a s d o g e r a d o r - t e s t e c o m c a r g a N o . 2 - D í n a m o 137 L I S T A D E T A B E L A S A P Ê N D I C E A T a b e l a A . l - l a . A f e r i ç ã o : A n e m ó m e t r o N o . 1 1 0 0 T a b e l a A . 2 - 2 a . A f e r i ç ã o : A n e m ó m e t r o N o . 1 1 0 0 T a b e l a A . 3 - 3 a . A f e r i ç ã o ; A n e m ó m e t r o H o . 1 1 0 2 T a b e l a A . 4 - l a . A f e r i ç ã o : A n e m ó m e t r o N o . 3 102 T a b e l a A . 5 - 2 a . A f e r i ç ã o : A n e m ó m e t r o N o . 3 . . . 1 0 4 T a b e l a A . 6 - 3 a . A f e r i ç ã o : A n e m ó m e t r o N o . 3 104 A P Ê N D I C E D T a b e l a D . l - T e s t e e m v a z i o - v a l o r e s m e d i d o s 128 T a b e l a D . 2 - T e s t e e m c u r t o - v a l o r e s m e d i d o s 1 3 2 T a b e l a D . 3 - T e s t e c o m c a r g a N o . 1 / s v a l o r e s m e d i d o s 1 3 6 T a b e l a D . 4 - T e s t e c o m c a r g a N o . 2 / s v a l o r e s m e d i d o s 1 3 6

L I S T A D E S Í M B O L O S V j : v e l o c i d a d e m é d i a d o v e n t o . Pj : p o t ê n c i a m é d i a d o v e n t o . V j j : m é d i a d e 1 0 m i n u t o s d a v e l o c i d a d e d o v e n t o n o s 1-és i m o s i n t e r v a l o s . P j j : m é d i a d e 1 0 m i n u t o s d a p o t ê n c i a n o s i - ê s i m o s i n t e r v a l o s . n; : n u m e r e d e d a d o s d o c o n j u n t o n o i - ê s i m c i n t e r v a l e . fi : m a s s a e s p e c í f i c a d o a r . N(j : n u m e r e d e d i a s . Vn (j : v e l o c i d a d e d o v e n t o n a h o r a h d o d i a d . Vft : v e l o c i d a d e h o r á r i a d c v e n t e . Nn : n u m e r o d e h o r a s . V(j : v e l o c i d a d e m é d i a d i á r i a d c v e n t o . K : p a r â m e t r o d e f o r m a d e W e i b u l l . C : p a r â m e t r o d e e s c a l a d e w e i b u l l . X : r e l a c ã o d e v e l o c i d a d e . R : r a i o d c r o t o r . v : v e l o c i d a d e r o t a c i o n a l . C p : c o e f i c i e n t e d e p o t ê n c i a . Cc : c o e f i c i e n t e d e c o n j u g a d o .

a : s o l i d e z d o r o t o r . m n : n u m e r o d a s p à s . c : c o r d a d e 0 . 7 d o r a i o d a s p à s . D : d i â m e t r o d o r o t o r . I £ l s l : m o m e n t o d e i n é r c i a d o s i s t e m a . 1 tur b '• m o m e n t o d e i n é r c i a d a t u r b i n a . R : r a i o d o t a m b o r . P : p e s e a p l i c a d o . h : a l t u r a d e q u e d a l i v r e . t : t e m p o d e q u e d a . Vc : v e l o c i d a d e m í n i m a d e o p e r a ç ã o . Vr : v e l o c i d a d e n o m i n a l d e o p e r a ç ã o . : v e l o c i d a d e d e c o r t e . Tl : p o t ê n c i a e x t r a i v e l ( a p r o v e i t á v e l ) Pw : p o t ê n c i a d i s p o n í v e l . Z-v : t e n s ã o d a b a t e r i a e m v a z i c . r : r e s i s t ê n c i a i n t e r n a d a b a t e r i a . R : r e s i s t ê n c i a d a c a r g a . Tj : f o r ç a e l e t r o m o t r i z d o d í n a m o . R : r e s i s t ê n c i a d o i n d u t o r , i : c o r r e n t e f o r n e c i d a a c a r g a . wr, : f r e q u ê n c i a d e l i v r e o s c i l a ç ã o .

V ^ c t ) : t e n s ã o d e e r r o . G ( s ) : f u n p ã o d e t r a n s f e r ê n c i a d o s i s t e m a e m m a l h a a b e r t a . H ( s ) : f u n p a o d e t r a n s f e r ê n c i a d o s i s t e m a e m m a l h a f e c h a d a . F ( s ) : c a r a c t e r í s t i c a d o f i l t r o p a s s a - b a i x a . K : f a t o : d e c o n v e r s ã o . Kv f a t o r d e c o n v e r s ã o . Kc : g a n h o d o o s c i l a d o r c o n t r o l a d o p o r t e n s ã o . f ^ : f r e q u ê n c i a d e r e f ê n c i a I-f : c o r r e n t e d e c a m p o . vs a í d s : t e n s ã o d a s a í d a . J w : r e s i s t ê n c i a d e c a m p o . I- : c o r r e n t e d e s a í d a . CL A B R E V I A T U R A S V C O : O s c i l a d o r C o n t r o l a d o p o r T e n s ã o . S C E E : S i s t e m a d e C o n v e r s ã o d e E n e r g i a E ó l i c a . N E R G : N ú c l e o d e E n e r g i a L E S : L a b o r a t ó r i o d e E n e r g i a S o l a r - L E S / U F P b L K : L a b o r a t ó r i o d e H i d r á u l i c a P L L : C i r c u i t o c o m P. e a 1 i m e n

tapa

A L I M E N T A Ç Ã O A s u b v i a d e a l i m e n t a ç ã o l e v a a c o r r e n t e e l è t r i c a d a f o n t e d e a l i m e n t a ç ã o a o s d i v e r s o s c o m p o n e n t e s d o c o m p u t a d o r . E s t a s u b v i a c o n s i s t e d e a p e n a s d o i s f i o s : a f o n t e d e 5 v o l t s e o t e r r a . C O N T R O L E A s u b v i a d e c o n t r o l e l e v a i n f o r m a ç õ e s t a i s como t e m p o r i z a ç ã o ( o s i n a l d o r e l ó g i o d o s i s t e m a ) , c o m a n d o s ( m e m ó r i a o u a c e s s o d e E / S ) , d 1 r e c i o n a m e n t o d e d a d o s ( ler v e r s u s e s c r e v e r ) , s i n a i s d e o c u p a d o e i n t e r r u p ç õ e s . E N D E R E Ç O A s u b v i a d e e n d e r e ç o l e v a s i n a i s d e c o n t r o l e e s p e c i a i s q u e l e v a m i n f o r m a ç õ e s d e s e l e ç ã o p e l o c o m p u t a d o r . E s t a i n f o r m a ç ã o è u t i l i z a d a p a r a d i s t i n g u i r os d i v e r s o s d i s p o s i t i v o s d e E / S c o m o t a m b é m e n d e r e ç a r a s c é l u l a s d e m e m ó r i a n o c o m p u t a d o r . • D A D O S A s u b v i a d e d a d o s l e v a a i n f o r m a ç ã o p r o p r i a m e n t e d i t a p e l o c o m p u t a d o r . N a s m á q u i n a s d e 1 6 b i t s Ç I B M - P C ) , a v i a d e d a d o s t e m 1 6 t r i l h a s c a r r e g a n d o 1 6 s i n a i s e m p a r a l e l o . O s d i s p o s i t i v o s l i g a d o s a v i a p r i n c i p a l s ã o : a f o n t e d e a l i m e n t a ç ã o , a u n i d a d e c e n t r a l d e p r o c e s s a m e n t o , a m e m ó r i a e o s c o n t r o l a d o r e s d e d i s p o s i t i v o s . F O N T E D E A L I M E N T A Ç Ã O O t r a b a l h o d a f o n t e d e a l i m e n t a ç ã o é c o n v e r t e r a p o t ê n c i a e l ê t r i c a e x t e r n a ( 2 2 0 V C A , 6 0 H z ) n o s t i p o s n e c e s s á r i o s a v i a d e a l i m e n t a ç ã o . U N I D A D E C E N T R A L D E P R O C E S S A M E N T O ( C P U ) A u n i d a d e c e n t r a l d e p r o c e s a m e n t o f o r m a o c e n t r o d e c o n t r o l e d e u m c o m p u t a d o r . A C P U e s t a p e n d u r a d a n a v i a p r i n c i p a l , a 1 i m e n t a n d o - s e p e l a s u b v i a d e a l i m e n t a ç ã o , e n v i a n d o e r e c e b e n d o s i n a i s d e c o n t r o l e p e l a s u b v i a d e c o n t r o l e , e n v i a n d o e n d e r e ç o s p e l a s u b v i a d e e n d e r e ç o s e t r a n s f e r i n d o d a d o s p e l a s u b v i a d e d a d o s . 1 1

M E M Ó R I A A m e m o r i a d e u m c o m p u t a d o r ê o u t r o d i s p o s i t i v o l i g a d o a v i a p r i n c i p a l . T e n d o c o m o t a r e f a a r m a z e n a r d a d o s e p r o g r a m a s , n o r m a l m e n t e d e f o r m a t e m p o r á t r i a . A m e m ó r i a c o n s t i t u i - s e d e u m a c o l e p ã o d e c é l u l a s i n d i v i d u a i s , o n d e a c a d a u m a a t r i b u i - s e u m e n d e r e c o . U m a d e t e r m i n a d a c é l u l a n ã o a r m a z e n a e s t e e n d e r e c o , e m v e z d i s t o , a C P U e o c i r c u i t o d e c o n t r o l e n a m e m o r i a u t i l i z a m e s t e e n d e r e c o p a r a s e l e c i o n a r u m a d e t e r m i n a d a c é l u l a d e m e m o r i a . A s t r a n s f e r ê n c i a s d e d a d o s d e c é l u l a a c é l u l a o u e n t r e a s c é l u l a s e a C P U s ã o f e i t a s p e l a v i a d e d a d o s , u t i l i z a n d o a v i a d e e n d e r e ç o s c o m f i n a l i d a d e s d e s e l e ç ã o e a v i a d e c o n t r o l e p a r a i n i c i a r e m o n i t o r a r o p r o c e s s o . A t r a n s f e r ê n c i a d e u m a c é l u l a d e m e m o r i a a o u t r a ( t r a n f e r ê n c i a d e m e m o r i a a m e m ó r i a e m o p o s i ç ã o a C P U a m e m ó r i a o u a m e m ó r i a a C P U ) ê r e a l i z a d a p o r m e i o d e u m m o d o d e n o m i n a d o a c e s s o d i r e t o a m e m ó r i a C D M A ) . D e s t e m o d o , a C P U c o l o c a o c o n t r o l e d a v i a p r i n c i p a l s o b r e s p o n s a b i l i d a d e d e u m d i s p o s i t i v o d e n o m i n a d o c o n t r o l a d o r D M A . O S C O N T R O L A D O R E S D O S I S T E M A O s c o n t r o l a d o r e s d e s i s t e m a r e a l i z a m d e t e r m i n a d a s f u n ç õ e s c o m o a t r a n s f e r e n c i a d e b l o c o s d e i n f o r m a ç õ e s d e u m l u g a r a o o u t r o ( t r a n s f e r ê n c i a D M A ) o u c o n t r o l e d a s i n t e r r u p ç õ e s d e E / S . E s t e s d i s p o s i t i v o s l i b e r a m a C P U d a d e m o r a d e d e t e r m i n a d a s t a r e f a s p e l a d i s t r i b u i ç ã o d a i n t e l i g ê n c i a d o s i s t e m a e m l o c a i s e x t e r n o s a C P U . O S C O N T R O L A D O R E S D E D I S P O S I T I V O S N u m s i s t e m a d e c o m p u t a ç ã o , t e m - s e u m d e t e r m i n a d o n u m e r o d e d i s p o s i t i v o s t a i s c o m o : t e c l a d o s , m o n i t o r e s d e v i d e o , d i s c o s f l e x i v e i s e i m p r e s s o r a s l i g a d o s a o c o m p u t a d o r . E s t e s d i s p o s i t i v o s d e e n tr a d a - ^ s a i d a n u m c a s ã o l i g a d o s d i r e t a m e n t e a v i a d o c o m p u t a d o r . E m v e z d i s t o , c a d a u m d o s d i s p o s i t i v o s t e m a l g u m t i p o d e c a b o q u e o l i g a a o s e u p r ó p r i o c o n t r o l a d o r d e d i s p o s i t i v o q u e p o r s u a v e z s e l i g a a v i a p r i n c i p a l .

D e s t e m o d o , o c o n t r o l a d o r d e d i s p o s i t i v o f a z i n t e r f a c e e n t r e o s d i s p o s i t i v o s e o c o m p u t a d o r , a o p a s s o q u e o s c o n t r o l a d o r e s d e s i s t e m a e x e c u t a m f u n p Õ e s i n t e r n a s . 2.2.2 - D E S C R I Ç Ã O G E R A L D O S I S T E M A D E P R O C E S S A M E N T O O s i s t e m a m í n i m o c o m o m o s t r a o d i a g r a m a e m b l o c o s g e r a l d o I B M - P C , v i s t o n a F i g u r a 2 . 3 è c o m p o s t o d e : - u m a P l a c a P r i n c i p a l ; - u m a P l a c a M u l t i E / S ; - u m a P l a c a C o n t r o l a d o r a d e G r á f i c o C o l o r i d o ; - u m T e c l a d o ; - d o i s D r i v e r s ; - u m M o n i t o r d e V i d e o ; e - u m a F o n t e d e A l i m e n t a ç ã o . A p l a c a p r i n c i p a l p o s s u i u m b a r r a m e n t o n e c e s s á r i o p a r a c o n e x ã o d e o u t r a s p l a c a s , u m p r o c e s s a d o r 8O88 c o m t o d o s o s c h i p s s u p o r t e s p a r a o s e u f u n c i o n a m e n t o , u m c o - p r o c e s s a d o r 8 0 8 7 ( o p c i o n a l ) , u m a m e m ó r i a R O M , u m a m e m ó r i a R A M , s a i d a p a r a a u t o -f a l a n t e , e n t r a d a p a r a o t e c l a d o , e n t r a d a d e a l i m e n t a ç ã o e u m a s é r i e d e p e q u e n a s c h a v e s ( D I P S W I T C H ) p a r a c o n f i g u r a ç ã o d o s i s t e m a . A p l a c a M u l t i E-^S p o s s u i d u a s i n t e r f a c e s d e c o m u n i c a ç ã o s e r i a l e u m a i n t e r f a c e p a r a l e l a , c o n t r o l a d o r a d e a t é A d r i v e r s 5 1/-T'. A i n t e r f a c e s e r i a l é u t i l i z a d a p a r a s e c o n e c t a r a i m p r e s s o r a . A p l a c a c o n t r o l a d o r a d e g r á f i c o c o l o r i d o g e r a o s s i n a i s p a r a u m m o n i t o r m o n o c r o m á t i c o o u c o l o r i d o ; e l a p o s s u i 1 6 K d e R A M d e s t i n a d o s a m e m ó r i a d e v i d e o q u e é c o m p a r t i l h a d a c o m o 8 0 8 8 , u m c o n t r o l a d o r d e v i d e o , u m g e r a d o r d e c a r a c t e r e s , u m g e r a d o r d e c o r e s c o m p o s t a s e u m g e r a d o r d e t e m p o r i z a ç ã o . A l é m d a s c i t a d a s , u m a s é r i e d e p l a c a s a d i c i o n a i s p o d e m s e r c o n e c t a d a s a o b a r r a m e n t o d o P C , p o r e x e m p l o : p l a c a c o n t r o l a d o r a d e W i n c h e s t e r , e x p a n s ã o d e m e m ó r i a , g r a v a d o r e s d e E P R O M , i n t e r f a c e s d e a q u i s i ç ã o . 1 3

. — 1 ( — I CPU GFFAD0R 51 CL0CK FDN CONTROLADOR TE VIA EUfíEk PUFFF.R I flTCH DE DE DE

ENDEREÇOS ENDEREÇOS ENDEREÇOS

IRANSCEP-TOFES DE DADOS CCKIROLADCR PROCRAMAVEL DE INIERRUPCAO CONTROLADOR FRCGRAMAVEL DE DMA CONTROLADOR FRCGRAMAVEL DE DMA CONTROLADOR FRCGRAMAVEL DE DMA CONTROLADOR FRCGRAMAVEL DE DMA RAM RAM RAM RAM l! 3 I I TECLADO INTERFACE PARALELA FROGRAMAVEL

HF

O t e c l a d o e c o n e c t a d o n a p l a c a p r i n c i p a l a t r a v é s d e um c a b o e um c o n e c t o r D I N , n a p l a c a p r i n c i p a l t e m o s uma i n t e r f a c e s e r i a l q u e p e r c e b e o c ó d i g o A S C I I , v i n d o d e u m a t e c l a p r e c i o n a d a . A f o n t e d e a l i m e n t a ç ã o n u t r e a p l a c a p r i n c i p a l , o s d r i v e r s e a s d e m a i s p l a c a s c o n e c t a d a s n o s s l o t s . 2 . 3 - C O N V E R S Ã O 2 . 3 . 1 - I N T R O D U Ç Ã O P a r a a a q u i s i p a o d e d a d o s d o s i s t e m a E Ò l i c a / E l ê t r i c o f o i d e s e n v o l v i d o e i m p l e m e n t a d o n o N E T E B - U F P b , um c a r t ã o d e i n t e r f a c e p a r a s e r u t i l i z a d o p o r m i c r o c o m p u t a d o r e s I B M - P C , t a l c a r t ã o c o n s t i t u i - s e d e : - um c i r c u i t o d e a m o s t r a g e m e r e t e n ç ã o . - um c i r c u i t o d e m u l t i p l e x a g e m a n a l ó g i c a . ' - um c o n v e r s o r a n a l ò g i c o - d 1 g i t a 1. - u m a p o r t a d e e n t r a d a - s a i d a ( P I O ) . - um c i r c u i t o t e m p o r i z a d o r . - b u f f e r s d e d a d o s . - ttítm Iseifc?» de d e a o d i f i c a r ã o . - um c i r c u i t o d e t e s t e s . E t a m b é m , c i r c u i t o s c o n d i c i o n a d o r e s d e s i n a l , em m ó d u l o s i n d e p e n d e n t e s q u e i n t e r l i g a m o s t r a n s d u t o r e s a p l a c a d e c o n v e r s ã o . P a r a r e a l í z a r - s e a a q u i s i p a o d o s v a l o r e s d a s v a r i á v e i s q u e c a r a c t e r i z a m um p r o c e s s o e x t e r n o , è n e c e s s á r i o s e d i s p o r p r i n c i p a l m e n t e d e um c o n v e r s o r . No c a s o d e s t e s d a d o s s e r e m s i n a i s a n a l ó g i c o s , u t i l i z a - s e um c o n v e r s o r a n a l ó g i c o - d i g i t a l q u e t r a n s f o r m a a s g r a n d e z a s d e f o r m a a n a l ó g i c a em uma r e p r e s e n t a p a o d i g i t a l . 1 5

2 . 3 . 2 - I N T E R F A C E A p l a c a d e i n t e r f a c e u t i l i z a d a , c u j o d i a g r a m a em b l o c o s o b s e r v a - s e n a f i g u r a 2 . 4 , u s a um m u i t í p l e x a d o r a n a l ó g i c o p a r a a v a r r e d u r a e s e l e p a o d o s c a n a i s d e e n t r a d a d o s d a d o s , a l é m d e c i r c u i t o s d e a m o s t r a g e m e r e t e n p ã o n o s t r ê s ú l t i m o s c a n a i s , um a m p l i f i c a d o r o p e r a c i o n a l p a r a i s o l a r a e n t r a d a a n a l ó g i c a d o c o n v e r s o r A^D, q u e a o p e r c e b e r um c a n a l d e d a d o s s e l e c i o n a d o , e r e c e b e r um s i n a l d e c o n v e r s ã o , g e r a uma p a l a v r a d i g i t a l d e 1 2 b i t s e um s i n a l d e f i m d e c o n v e r s ã o , e n v i a d o s a P I O , o n d e s e r á g e r a d o um n o v o e n d e r e p o d e c a n a l d e d a d o s p a r a a p r ó x i m a c o n v e r s ã o . Uma l ó g i c a d e d e c o d i f í c a p ã o p r o v i d e n c i a a s e l e p ã o d a P I O e o e n v i o d e p e d i d o d e i n t e r r u p p ã o , p a r a q u e o c o r r a a t r a v é s d e um b a r r a m e n t o d e d a d o s b u f f e r i z a d o , a t r a n s f e r ê n c i a d o s d a d o s p a r a o m i c r o p r o c e s s a d o r . Um l a t c h , q u e r e c e b e d u a s p a l a v r a s d i g i t a l a t r a v é s d o b a r r a m e n t o d e d a d o s d e 8 b i t s , c u j a s a í d a e s t á l i g a d a a um c o n v e r s o r d i g i t a 1 - a n a l ó g i c o , p a r a t e s t e s d o s i s t e m a . A t r a v é s d e m o n i t o r a p ã o em o s c i l o c ó p i o o u p a r a p o s s i b i l i t a r l i g a p ã o c o m um t r a p a d o r g r á f i c o . 2 . 3 . 3 - C I R C U I T O D E AMOSTRAGEM E R E T E N Ç Ã O Um c i r c u i t o d e A m o s t r a g e m e R e t e n p ã o ê um c i r c u i t o t e n d o u m a e n t r a d a , u m a s a í d a , e u m a e n t r a d a d e c o n t r o l e , c o m o v e r i f i c a - s e n a f i g u r a 2 . 5 . E s t e c i r c u i t o f u n c i o n a em d o i s m o d o s d e o p e r a p ã o : No m o d o d e A m o s t r a g e m , era q u e a d q u i r e e a m o s t r a o s i n a l d e e n t r a d a q u ã o r a p i d a m e n t e q u a n t o p o s s í v e l e o modo d e R e t e n p ã o , em q u e o s i n a l a m o s t r a d o é m a n t i d o c o n s t a n t e n a s a í d a d o c i r c u i t o . A f i n a l i d a d e d e s t e c i r c u i t o ^ n a p l a c a é o d e p o s s i b i l i t a r a a q u i s i p a o s i m u l t â n e a d e t r ê s c a n a i s em a l t a v e l o c i d a d e , u m a v e z q u e n o m o d o d e r e t e n p ã o o s v a l o r e s a n a l ó g i c o s c o r r e s p o n d e n t e s a s t r ê s e n t r a d a s s e r i a m a r m a z e n a d o s n o m e s m o i n s t a n t e d e t e m p o . O c i r c u i t o d e A m o s t r a g e m e R e t e n p ã o u s u a l m e n t e a p r e s e n t a g a n h o u n i t â t r i o e s ã o n ã o - i n v e r s o r e s . A s e n t r a d a s d e c o n t r o l e s ã o o p e r a d a s p o r n í v e i s l ó g i c o s , c o m p a t í v e i s c o m o p a d r ã o T T L . A l ó g i c a " 1 " c o m a n d a o modo d e A m o s t r a g e m e a l ó g i c a "O" c o m a n d a o m o d o d e R e t e n p ã o .

".OHTROLE CONTROLE LÓGICA M DECODIfl-CACAO L5138 E N Ir DE Cn 1 PIO DAI .: PIO ' i' c t' : 8255

r r

DISPARA CONVERSÃO -V. us'

CONTROLE

ENTRADA

FIGURA 2.4 - DIAGRAMA EH BLOCOS DA 1NIERFACF. DE AQUISIÇÃO DF DADOS.

AMOSTRADOR/ SEGURADOR -+ SAITf 3 ui LOC-ICA DE CONTROLE A — ' AHOSTRA ! --! :f-UP.A

FIGURA 2.5 - CIRCÍITO DE AH0STRA5EN E RETENÇÃO ' S'N ».

2 . 3 . 4 - C I R C U I T O D E H U L T I P L E X A G E H A N A L Ó G I C A A f i g u r a 2 . 6 , m o s t r a um m é t o d o d e m u i t 1 p l e x a g e m a n a l ó g i c a d e d a d o s , u t i l i z a n d o c i r c u i t o s d e a m o s t r a g e m e r e t e n p ã o . O c o r r ê n c i a s p u l s a d a s , o n d e m u i t a s l e i t u r a s d e v e m s e r r e a l i z a d a s m u i t o p r ó x i m a uma d a s o u t r a s u t i l i z a m - s e s i s t e m a s d e a m o s t r a g e m e r e t e n p ã o . A p ó s o s c i r c u i t o s d e a m o s t r a g e m e r e t e n p ã o t e r e m s i d o a c i o n a d o s , a c o n v e r s ã o l e v a l u g a r num m o d e l o m u l t i p l e x a d o p r i o r i z a n d o o p r ó x i m o e v e n t o . No c a s o d o c o n v e r s o r A^D u t i l i z a d o n o s i s t e m a d e a q u i s i p a o d e d a d o s , f o r a m u t i l i z a d o s c i r c u i t o s d e a m o s t r a g e m e r e t e n p ã o n o s t r ê s ú l t i m o s c a n a i s ( C A N A L 1 4 , C A N A L 1 5 e C A N A L 1 6 ) , r e s e r v a d o s p a r a s i n a i s c o m a l t a t a x a d e o c o r r ê n c i a d e p u l s o s . 2 . 3 . 5 - C O N V E R S O R A N A L Ó G I C O / D I G I T A L - C A D Na i m p l e m e n t a p ã o d a p l a c a do c o n v e r s o r A/D, a d o t o u -s e um c o n v e r -s o r i n t e g r a d o d i -s p o n í v e l n o c o m e r c i o ( AD 5 7 4 ) . E s t e c i r c u i t o i n t e g r a d o u t i l i z a a t é c n i c a d e a p r o x i m a p ã o s u c e s s i v a p a r a r e a l i z a r a c o n v e r s ã o d o s i n a l a n a l ó g i c o n u m a p a l a v r a b i n á r i a d e 1 2 b i t s . A s m a i o r e s r a z o e s p e l a s a s q u a i s a t é c n i c a d e a p r o x i m a p ã o s u c e s s i v a ê u t i l i z a d a u n i v e r s a l m e n t e p e l o s s i s t e m a s d e c o n v e r s ã o d e d a d o s , s ã o a b o a q u a l i d a d e d a t é c n i c a d e c o n v e r s ã o , a f a c i l i d a d e c o m q u e a m o n o c i d a d e é e n c o n t r a d a , e a i n e r e n t e a l t a v e l o c i d a d e d e c o n v e r s ã o d o s d a d o s . A T É C N I C A A o p e r a p ã o d o c o n v e r s o r ê b a s e a d a em " n c o m p a r a p o e s s u c e s s i v a s e n t r e a e n t r a d a a n a l ó g i c a V i n , e a v o l t a g e m d e r e a 1 i m e n t a p ã o V f , s e n d o a n á l o g o a o p r o c e s s o d a b a l a n p a , em q u e u m a q u a n t i d a d e d e s c o n h e c i d a e c o m p a r a d a c o m u m a q u a n t i d a d e d e r e f e r ê n c i a . A p r i m e i r a c o m p a r a p ã o d e t e r m i n a s e V i n ê m a i o r o u m e n o r q u e 1 / 2 Vmax, o n d e V m a x ê o v a l o r m á x i m o p o s s í v e l d e e n t r a d a d o c o n v e r s o r A^D. O p r ó x i m o p a s s o d e t e r m i n a em q u e q u a r t a p a r t e d a f a i x a V i n s e e n c o n t r a , c a d a p a s s o s u c e s s i v o e s t r e i t a a f a i x a d e p o s s í v e l r e s u l t a d o p o r um f a t o r d e 2 .

CANAL 8 k _{CANAL 1 CANAL 1} Lí-+ — — ! k S/M CANAL 15 i S/M CANAL 15 MUX ANALÓGICO ENDEREÇOS 1'irpçno A11'A DE DADO! «OCO

FIÇBRA l.i - CIRCUITO DE NUITIPLEXA6EH AN5LC5ICA.

INICIAR RELÓGIO LÓGICA DE PROGRAMAÇÃO ENTRADA 4MAL0C-IC COflPAP.ADOR REGISTRADOR DE DESLOCAMENTO T t REGISTRADOR DE ARMAZENAGEM CONVERSOR D/A -¥ "AIDA DI3ITAL

FICOM 2." - CONVERSOR A.D FOR AFRO/INACOES SUCESIWAS.

Os p r i n c i p a i s c o m p o n e n t e s d e um c o n v e r s o r A/D p o r a p r o x i m a ç õ e s s u c e s s i v a s s ã o m o s t r a d o s n o d i a g r a m a em b l o c o s d a f i g u r a 2 . 7 . E s s e n c i a l m e n t e um c i r c u i t o c o m r e a 1 i m e n t a p a o , em q u e a s a i d a d i g i t a l è c o n v e r t i d a em uma q u a n t i d a d e a n a l ó g i c a V f n a e a l i m e n t a p a o , e e c o m p a r a d a com a uma t e n s ã o d e e n t r a d a d e s c o n h e c i d a V i n . A a d i p ã o d e um r e g i s t r a d o r d e d e s l o c a m e n t o e u m a l ó g i c a p r o g r a m á v e l , c a p a c i t a o c i r c u i t o a d e c i d i r o p r ó x i m o p a s s o d a m e d i p ã o . 0 c o n v e r s o r A/D p o r a p r o x i m a ç õ e s s u c e s s i v a s i n c r e m e n t a o u d e c r e m e n t a c o m o um r e s u l t a d o d a d e c i s ã o r e a l i z a d a p e l o c o m p a r a d o r e e x e c u t a d a p e l a l ó g i c a a p ó s a m e d i p ã o . C o n v e r s o r e s p o r a p r o x i m a p o e s s u c e s s i v a s s ã o b a s i c a m e n t e u s a d o s o n d e c a d a um s i n a l d e e n t r a d a e s t á c o n t i n u a m e n t e v a r i a n d o em a l t a v e l o c i d a d e o u o n d e u m a s u c e s s ã o d e e n t r a d a s s ã o m u l t i p l e x a d o s em a l t a v e l o c i d a d e p a r a o c o n v e r s o r a n a l ó g i c o / d i g i t a l . 2 . 3 . 6 - P O R T A D E E N T R A D A - S A Í D A C P I O ) A s i n t e r f a c e s d e e n t r a d a / s a í d a s ã o c i r c u i t o s p r o j e t a d o s p a r a a c o m u n i c a p ã o d e d a d o s e n t r e a TJCP e o s d i s p o s i t i v o s d e e n t r a d a e s a i d a . A s s i m , um d a d o p r o v e n i e n t e d e um d i s p o s i t i v o d e e n t r a d a / s a í d a é a r m a z e n a d o p a r a p o s t e r i o r l e i t u r a p e l a TJCP o u v i c e - v e r s a . N e s t a a p l i c a p ã o , o s d a d o s d a c o m u n i c a p ã o s ã o f o r m a d o s p o r d i v e r s o s b i t s q u e s ã o t o d o s t r a n s f e r i d o s s i m u l t a n e a m e n t e . A s s i m u t i l i z o u - s e a I n t e r f a c e d e C o m u n i c a p ã o P a r a l e l a 8 2 5 5 , P r o g r a m á v e l , t r a b a l h a n d o n e s t e s i s t e m a c o m o m i c r o p r o c e s s a d o r 8 0 8 8 . 2 . 3 . 7 - C I R C U I T O T E H P O R I Z A D O R O s c i r c u i t o s p e r i f é r i c o s b a s i c a m e n t e r e a l i z a m t a r e f a s , t a i s c o m o : c o n t r o l a m a s p r i o r i d a d e s d a s i n t e r u p p õ e s , p e r m i t e m um a c e s s o d i r e t o d e um d i s p o s i t i v o d e e n t r a d a o u s a í d a c o m a m e m ó r i a , e x e c u t a m c o n t a g e n s , e t c . No c a s o d e um s i s t e m a d e a q u i s i p a o , é n e c e s s á r i o a r e a l i z a p ã o d o c o n t r o l e d o s i n t e r v a l o s d e t e m p o , q u e e x i g e r o t i n a s e s p e c i a i s q u e p r e n d a m o m i c r o p r o c e s s a d o r , i m p e d i n d o - o d e e x e c u t a r o u t r a s f u n p Õ e s , a l é m d e a u m e n t a r a c o m p l e x i d a d e d o s o f t w a r e .