MÓDULO DIDÁTICO DE PROCESSO TÉRMICO PARA O ENSINO DE TEORIA DE CONTROLE COM BAIXO CUSTO

INTRODUCAO O presente trabalho surge no sentido de suprir a necessidade de possibilitar a realizacao de atividades praticas com os alunos das disciplinas de Controle I e Controle II, do bacharelado em Engenharia Eletrica. A universidade, presentemente, nao possui um laboratorio didatico para sistemas de controle, de modo que as disciplinas acabam sendo ministradas apenas no campo teorico com aulas expositivas e algum suporte de simulacoes computacionais. Para suprir a carencia de atividades praticas desenvolveu-se um modulo didatico de um processo termico apto a trabalhar em conjunto com sistemas de hardware e software livre. OBJETIVO Este estudou buscou propor uma solucao de baixo custo para um modulo didatico para o ensino de sistemas de controle que seja capaz de se integrar a plataformas de hardware e software livre. MATERIAL E METODO O modulo proposto foi construido no formato Arduino Shield , isto e, uma placa que se encaixa e expande a funcionalidade de uma placa de desenvolvimento Arduino UNO ou outra compativel. Esta escolha se da por tratar-se de uma plataforma livre, cuja comunidade internacional incentiva a producao e o desenvolvimento de conhecimento e tecnologia. Neste sentido, outra vantagem do formato e a compatibilidade do hardware Arduino com o software de calculo numerico Scilab, que tambem e uma plataforma livre. O Scilab compreende o ambiente visual XCOS, utilizado para simulacao numerica. A placa desenvolvida conta com um elemento de aquecimento, um sensor de temperatura, uma chave semicondutora, bornes para alimentacao externa e um LED indicador de alimentacao. O elemento de aquecimento escolhido, para baratear o custo do modulo, foi uma resistencia de chuveiro. A mudanca na temperatura e mensurada um circuito integrado LM35, um sensor termico centigrado de precisao. Para chavear o elemento de aquecimento, controlando a potencia dissipada, foi usado um MOSFET canal-n tipo enriquecimento. RESULTADO E DISCUSSAO O modulo obtido pode ser conectado a um Arduino UNO ou similar, o qual, por sua vez, e conectado por um cabo USB a um PC rodando o Scilab. Essa configuracao permite utilizar o ambiente XCOS para realizar a analise e o projeto de um sistema de controle em malha fechada, aplicando diversos conteudos das ementas de Controle I e Controle II, tais como modelagem no dominio do tempo e no dominio da frequencia, resposta no tempo, diagrama de blocos, realimentacao, resposta em frequencia, estabilidade, observabilidade, controlabilidade, projeto pelo lugar das raizes, projeto pela resposta em frequencia, entre outros. O modulo requer, ainda, uma fonte de alimentacao externa. O custo de montagem fica na faixa de R$ 30,00, em contraste com equipamentos didaticos mais tradicionais que custam, pelo menos, vinte vezes mais. CONSIDERACOES FINAIS Com a producao de alguns modulos como o proposto aqui, versatil e barato, e possivel ministrar aulas praticas para complementar as aulas teoricas de varios conteudos de Controle I e II, contribuindo para superar a ausencia de um laboratorio estruturado.