Resumo |
As medições de deformação em estruturas estão comumente associadas a ensaios experimentais que demandam alta precisão, equipamentos complexos e de custo elevado. Considerando esses aspectos, buscou-se desenvolver um equipamento capaz de medir essas deformações de forma simples, fácil de ser utilizado e com um custo financeiro reduzido para dar apoio a ensaios didáticos em aulas práticas e aplicações em projetos de pesquisa na área de Estruturas. Foi desenvolvido um equipamento utilizando uma placa microcontroladora Arduíno, um módulo conversor ADC (Analog to Digital Converter) e extensômetros elétricos de resistência. O extensômetro é um componente capaz de variar sua resistência elétrica a partir de uma deformação física. Com este componente foi montado um circuito conhecido como ponte de Wheatstone, de modo a manter três extensômetros em posições fixas (livre de deformações), e um deles colado na estrutura, para medição das deformações. Ao se aplicar uma carga na estrutura, e consequentemente gerar uma deformação, ocorre uma variação no valor da resistência do extensômetro, criando assim uma diferença de potencial entre os pontos centrais da ponte, que por sua vez são lidos, amplificados e convertidos em um sinal digital através do módulo conversor ADC HX711. Este módulo é um conversor ADC geralmente utilizado para medição de pesos e cargas, mas atende bem às necessidades desse projeto e possui um reduzido custo financeiro. Feito isso, este sinal é enviado à microcontroladora Arduíno Uno e passa por um algoritmo para remover algumas variações indesejadas até que seu valor seja estabilizado. Finalmente, o programa transforma este sinal no valor de deformação correspondente ao aplicado à viga. Foi adicionado também um display para facilitar ainda mais a utilização do equipamento, não precisando de um computador para observar os valores obtidos, e um botão com a finalidade de permitir ao usuário regular o valor zero de referência do equipamento caso desejado. O equipamento obtido se mostrou de uso fácil e intuitivo. Os resultados foram comparados aos obtidos por meio de um equipamento comercial de elevada precisão e demonstraram aproximação satisfatória. |