Controle de Temperatura Ássima Slebie Atar da Costa, Dórian Conde Langbeck, Hélio Rebelo de Souza Junior, Regimara Silva de Oliveira. Instituto de Estudos Superiores da Amazônia. Av. Gov. José Malcher, 1148. Belém – Pará. Email:
[email protected] [email protected] - Este trabalho visa realizar o monitoramento da temperatura em um datacenter, onde a temperatura ambiente é crucial para o bom funcionamento e durabilidade dos computadores. Através de um software é feito a análise em tempo real da temperatura. Para captar o sinal analógico de temperatura, foi usado um sensor de precisão. Os sinais partem de um sensor e, em segundos, para um PIC e um micro controlador. Uma simulação foi feita para mostrar o funcionamento do sistema.
Resumo
Palavras-chaves
– temperatura, sensores, controle de
pois não necessita subtrair tensões da saída para que se obtenha a medição correta na escala Celsius, não necessita de calibração externa, tem baixa impedância de saída, saída linear e pode ser usado com fontes de 4 a 20 V de tensão contínua. O LM35 é um sensor de temperatura projetado para atuar entre 55º a 150º C. De acordo com a finalidade do projeto, o sensor é alimentado com 5V e retorna uma saída de 10mV/°C. Sendo assim, se ele retornar 245mV a temperatura será de 24,5°C.
temperatura. I. INTRODUÇÃO O projeto está baseado na medição da temperatura média do ambiente. A temperatura é analógica, ou seja, pode exercer qualquer valor em um determinado espaço de tempo. Será feita uma conversão através de CI de conversão analógico-digital, para facilitar o controle do usuário.
Conversor Analógico-Digital Um ADC (acrônimo para a expressão inglesa Analog-toDigital Converter), em português Conversor Analógico Digital, converte um valor analógico, neste caso, tensão, para um valor digital. Nesse trabalho foi usado o ADC do MC (microcontrolador) para converter a saída analógica do sensor LM35 para um valor digital, o qual será processado posteriormente pelo sistema. II. SENSORES O sensor pode ser definido como um dispositivo autônomo que supervisiona um determinado fenômeno atua no processo das informações e produz relatórios de medidas. Os sensores utilizados no projeto serão os caracterizados como detectores de temperaturas.
III. CÓDIGO-FONTE Foi utilizado o modulo ISIS da suíte Proteus para simulação do circuito antes da montagem para ganhar tempo de produção. O software usado no projeto é dividido em duas partes, uma embarcada no MC (firmware) responsável por Fig.1 – CI LM35 converter a saída analógica do sensor LM35 em digital para que possa ser processado e enviado para o computador através da porta serial, foi desenvolvido usando o compilador CCS (compilador C destinado a família de microcontroladores da Microchip). A segunda parte esta escrita em Java usa a API RXTX para fazer a leitura da porta serial na qual o MC esta enviando a temperatura atual. Como existe uma margem erro na precisão do sensor, como indicado no datasheet do próprio fabricante, um filtro simples foi usado para atenuar sutilmente as variações.
1) LM35 É um sensor de temperatura de precisão, cuja tensão de saída é linearmente proporcional a temperatura em graus Celsius. O circuito integrado LM35 tem uma vantagem em relação aos sensores calibrados na escala de graus Kelvin,
- O código-fonte embarcado no MC é ilustrado na imagem a seguir:
VI. MAX232 O MAX 232 é um circuito integrado conversor de nível, que converte sinais TTL em RS232 e vice-versa. Ele fornece uma ótima rejeição de ruído e é mais robusto a descargas e curto, ou seja, reduz possíveis interferências na comunicação e também serve para nivelar as tensões.
IV. PIC16F877A O PIC16F877A possui uma arquitetura chamada Harvard, com modelo de instruções RISC, que acessa as instruções do do programa diversas vezes no mesmo chip, o clock de freqüência até 20 MHz. No projeto, o microcontrolador foi usado juntamente com um cristal de 20 MHz, que envia a temperatura atual a cada 50us.
1 Fig. 2 – PIC16F877A
V. Cristal Esse componente é responsável pela geração de sinais de clock. No projeto achamos mais adequado a utilização do cristal de 20 MHz, pois quanto maior for a freqüência operacional do microcontrolador, maior será a quantidade de leituras por segundo que podem ser obtidas, permitindo assim uma melhor análise da variação da temperatura.
Fig. 4 – MAX 232
Através da simulação, temos o exemplo do uso do MAX232, seguido dos demais componentes citados anteriormente: O modulo ISIS usa um sistema de componentes vinculados a uma DLL que trata todas as entradas recebidas por um determinado componente e responde com uma saída adequada ao estado atual no decorrer do tempo de simulação. O modulo tem uma vasta biblioteca de componentes, dentre estes, foram usados: LM35, Cristal de quartz de 20 MHz, MAX232, resistor, capacitores eletrolíticos e cerâmicos. O componente que representa o sensor LM35 possui um controle que permite mudar a leitura que ele deve retornar para o MC processar, essa interface permitiu um ajuste na equação de conversão da temperatura, e também revelou uma falha na leitura efetiva em relação a temperatura lida, esta falha deve-se a perda de dados que ocorre durante a conversão AD e também devido a baixa precisão (8 bits) usada para a conversão.
Fig. 3 – Cristal de quartz
Fig. 2 – Simulação do no Proteus
VII. CONCLUSÃO Algumas dificuldades foram encontradas durante o desenvolvimento do sistema, tal como a falta de precisão durante a conversão AD. Futuras implementações podem ser feitas adicionando um sistema de controle linear para o controle paralelo do sistema de refrigeração do datacenter.
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