62ª Reunião Anual da SBPC

B. Engenharias - 1. Engenharia - 14. Engenharia

MONTAGEM DE MÓDULOS SENSORIAIS MICROCONTROLADOS PARA MONITORAMENTO AMBIENTAL DE PARAMETROS FÍSICO-QUÍMICOS

Leandro Siqueira Glória 1 Leonam Pecly da Silva 1 Josué Rodrigues Santa Rita 1

1. Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia Fluminense IFF-Campus Campos

INTRODUÇÃO:

Este trabalho está sendo desenvolvido com o objetivo de construir módulos sensoriais de baixo custo, fácil aprendizagem e com componentes de fácil aquisição no mercado a serem utilizados em sistemas automatizados de forma aplicá-los ao meio ambiente para um melhor monitoramento de poluições, agressões e alterações ecológicas causadas a ele. Paralelamente a isto, auxiliar alunos, professores e profissionais da área em estudo e possibilitar a obtenção de dados científicos. Estes módulos irão coletar dados de parâmetros físico-químicos, como temperatura, índice pluviométrico e pH (potencial hidrogeniônico). Juntamente com esses módulos, foi desenvolvido, com um microcontrolador da família PIC, um sistema de gerenciamento e processamento destes sinais.

METODOLOGIA:

Para maior praticidade, cada módulo foi separadamente desenvolvido, sensoriando somente um parâmetro físico-químico e conectando-se ao microcontrolador PIC16F877 e, através de um software MikroC, programamos o conversor A/D interno do PIC para processar os sinais obtidos enviando-os para um LCD(display de cristal líquido). Este display, com comunicação paralela de oito bits, ajuste de contraste, de dezesseis colunas e duas linhas, possui um controlador HD44780 que é ligado diretamente aos pinos do PIC. O módulo de temperatura constitui-se de um circuito integrado (CI), LM35DZ, com revestimento metálico para proteção, possibilitando a atuação na água ou ar e cada grau Celsius ele envia 10mv. Para criação do pluviômetro utilizou-se o componente MPX5010DP ao qual é conectado a um tubo de PVC que irá coletar a água das chuvas. Variando a altura de líquido no tubo e seu diâmetro fixo o volume é encontrado com cálculos pré-estabelecidos no 16F877. A tensão de alimentação utilizada para todos os circuitos é de 5 Volts. A conversão efetuada pelos módulos é sempre linear com parâmetro medido. A implantação do monitoramento de pH se dará através do módulo de pH com uso de um sensor apropriado (eletrodo ELTEX) enviando sinal de tensão (do monitoramento) para a porta analógica do PIC.

RESULTADOS:

O revestimento do sensor LM35DZ permitiu ótima vedação na água. O módulo de temperatura foi testado contra um termômetro comercial da marca Incoterm em um ambiente aquático, obtendo-se valores idênticos, assim demonstrando a sua viabilidade. O módulo pluviométrico mediu com erro menor que 5% o volume de água adquirido em relação a um recipiente de mesma quantidade volumétrica. A cada 10 segundos visualizaram-se, mesmo a noite, valores de temperatura (ºC) da água e do índice pluviométrico (mm) no LCD, podendo este tempo ser alterado via programação. A medição de pH ainda se encontra em fase de implantação, pois se observou um alto custo para a criação deste módulo e a dificuldade do eletrodo ficar submerso por longos períodos de tempo, mas havendo a possibilidade de acrescentar este módulo futuramente ao sistema.

CONCLUSÃO:

Os módulos sensoriais funcionaram da maneira esperada possibilitando futuramente expandir suas aplicações a outros trabalhos. O uso do PIC e a linguagem de programação MikroC permitiu uma fácil interação dos sensores com o microcontrolador. Com LCD permitiu uma rápida visualização dos parâmetros monitorados e grande auxilio na análise da validade dos módulos sensoriais. O desenvolvimento deste trabalho permitiu o amadurecimento prático e teórico dos conhecimentos nas áreas de eletrônica, PIC16F877, programação computacional, construção de PCI (placas de circuito impresso), etc. A modularização do sistema permite rapidez e eficiência em sua manutenção, locomoção ao local onde será utilizado e em casos de acidentes sua substituição. A utilização de tecnologia integrada permitiu a obtenção de sistemas de baixo custo e fácil manuseio, como ferramenta de monitoramento ambiental possibilitando, inclusive, alunos que desejam se aprofundarem mais na área de desenvolvimento tecnológico uma forma educacional de se aprimorar.

Instituição de Fomento: Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPQ

Palavras-chave: Meio ambiente, Microcontrolador, Baixo custo.