O Datalogger (coletor automático de dados ) e sensores elétricos Disciplina ACA 221 Instrumentos...

O Datalogger (coletor automático de dados )e sensores elétricos

Disciplina ACA 221 Instrumentos Meteorológicos e Métodos de ObservaçãoDepartamento de Ciências Atmosféricas / IAG/USPLaboratório de Clima e BiosferaHumberto Ribeiro da Rocha, Helber Freitas, Eduardo Gomesapoio à Aula Prática de Laboratório : Instrumentos meteorológicos automáticos

Material apresentado exclusivamente aos alunos da disciplina, com conteúdo referenciado da literatura e disponível na www – NÃO CIRCULAR

O que é isso?

Large Escale Biosphere Atmosphere Experiment in AmazoniaLBA – Ecologia (início em 1999...)

Experimento sobre corpos aquáticos

Notas de aula Disciplina ACA 221 Laboratório de Clima e BiosferaDepartamento de Ciências Atmosféricas / IAG/USP

Ambiente de operação

internoexterno (em gabinete isolado de radiação e água)

-25 a +50 ºC; UR até 100% sem condensação Sistema automático programável

para: aquisição; armazenamento e

processamento de dados; Tipos de sensores operados:

analógicos, digitais e de pulso

Tipos de sensor: analógicos

- sinal elétrico (corrente, tensão, período ou frequência de uma onda) => variável meteorológica

ativos ex: termistor;

passivos

ex: piranômetro;

Notas de aula Disciplina ACA 221 Instrumentos Meteorológicos e Métodos de ObservaçãoLaboratório de Clima e BiosferaDepartamento de Ciências Atmosféricas / IAG/USP

Tipos de sensor: sensor de pulso (excitado) : excitado e fornece pulso como respostaex: ploviômetro

digital (excitado):


ARQUITETURA do DATALOGGERMódulos funcionais

1. Interface com os sensores

Desenho esquemático dos módulos funcionais de um datalogger



1. Interface com os sensores



DIREÇÃO

VELOCIDADE

ANEMÔMETRO E PÁ DE VENTO

Single Ended (SE): usa logger como potencial de referênciaDifferential (Diff) :usa um dos terminais do sensor como referência

Datalogger com cabos de comunicação dos sensores

ligados nas portas ou canais

Alimentação 12 V


2. Processamento; 3. Interface com usuário




2. Processamento




3. Interface com usuário



Estação Base

PROGRAMAÇÃO


APLICAÇÃO (O que se quer monitorar?)

Taxa de aquisição (amostragem) e taxa de gravação: programável Taxa de aquisição

10 vezes / s (10 Hz) (ex: quandomedidas rápidas são necessárias)1 a 10 min (temperatura do ar, radiação)pulso (Precipitação) : independe da taxa de amostragem (conta somente quando há movimento da báscula)

Taxa de gravação: evento, ou médias, max, min, variância no período de :

0,1 s (ex : variáveis turbulentas com vento e CO2)

10, 30, 60, ... min (variáveis de uma estação meteorológica convencional)


Capacidade de armazenamento Gravar média horária de Temperatura (24 registros / dia)

um registro de dados (record) = 2 byespaço da memória = 1000 records = 2Kby (exemplo)

Taxa de gravação = 24 rec/dia = 48 by /dia

... período de dias disponível = 2Kby / (48 by /dia) = 41,6 dias

exemplos : Loggers mais antigos: 256Kb ou menorLogger moderno: até 2Mb


APLICAÇÃO (Qual informação guardar?)

Fonte de alimentação120 V AC rede convencional de energia

12 V DCbaterias (Pb-acido ou gel) com recarregador (ex: painel solar)

Exemplo para uma estação meteorológica:1 bateria 7 Ah, 1 painel solar 30 W


APLICAÇÃO (Qual a autonomia necessária?)

APLICAÇÃO (Exemplo de sistema em campo)

Gabinete com equipamentos e datalogger empregados em experimento micrometeorológico em um sítio experimental de cana-de-açúcar Laboratório de Clima e Biosfera Iag/Usp

Interface anemômetro sônico

Painel de energia

Computador portátil para aquisição de dados

Analisador de gás

Multiplexador de

canais

Coletor de dados (Datalogger)

Teclado para programação e visualização dos dados


APLICAÇÃO (Exemplo de sistema em campo)

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