INTRODUÇÃO A PLATAFORMA NI ELVIS

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INTRODUÇÃO À PLATAFORMA NI-ELVIS II

Resumo: A prática aqui apresentada tem por objetivo fazer com que tenhamos um primeiro contato com a plataforma NI-ELVIS II, devendo para tal experimentar alguns de seus principais recursos e fazer as devidas observações.

1. INTRODUÇÃO

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esenvolvida pela National Instruments, a plataforma NI-ELVIS II se trata de uma ferramenta de simulação bem completa, reunindo as funcionalidades de diversos instrumentos e se prestanto a aplicações da área educacional e de pesquisa.

Seu nome, ELVIS, como é popularmente conhecida, vem do inglês Educational Laboratory Virtual Instrumentation Suite (Conjunto de Laboratório de Instrumentação Virtual, em tradução livre). Tal plataforma de projetos e protótipos práticos integra um total de doze dos instrumentos utilizados com maior frequência, de maneira a reuní-los num formato compacto que a faz ideal para o uso tanto em laboratórios quanto em salas de aula.

A NI-ELVIS II, apresentada na figura abaixo, é conectada ao computador através de um cabo USB, permitindo uma exibição dinâmica dos dados e medições aferidos.

[pic 1]

Fig. 1.  Plataforma NI-ELVIS II

A ELVIS oferece a flexibilidade da instrumentação virtual ao fazer uso da interface do Labview, software de projeto gráfico de sistemas também da National Instruments, permitindo assim também personalizar sua aplicação. Mais que isso, ela também permite combinação com o ambiente de captura e simulação de circuitos NI Multisim.

A plataforma, que foi projetada justamente para fins educativos, se trata de uma ferramenta abrangente, podendo se prestar ao ensino de projetos de circuitos, instrumentação eletrônica, controle de processos, telecomunicações e de tecnologia embarcada/microcontroladores.

Em função disso, esta será uma ferramenta importantíssima ao longo do curso de Laboratório de Sistemas de Medição, já que abrange as funções de diversos aparelhos de medição imprescindíveis para as montagens e simulações que serão ministradas nessa disciplina, em um único aparelho compacto.

Conforme já apresentado no resumo, tal aula busca realizar um primeiro contato com esse equipamento, visando a naturalização para com funções básicas utilizadas na interface da plataforma. Para isso, realizar-se-ão atividades básicas, como montagem e medição de divisor de tensão, geração de sinais e filtro RC.

1. MATERIAL UTILIZADO

• Plataforma NI-ELVIS II;
• Computador;
• Multímetro Fluke 179;
• Voltímetro de bobina móvel.
• Resistores diversos e capacitor;
• Cabos e fios.

1. PROCEDIMENTOS DE MEDIÇÃO

Nessa seção apresentaremos os procedimentos adotados para fazer as medições, além de apresentar seus resultados e comentá-los devidamente.

Num primeiro momento, os valores especificados nos próprios componentes foram registrados, bem como sua respectiva tolerância. Os valores das resistências dos resistores foram verificados utilizando o DMM do ELVIS. Repetiu-se as medições utilizando, agora, o multímetro digital convencional.

Logo em seguida, foi implementado um circuito divisor de tensão no protoboard do ELVIS. Obteve-se um modelo matemático para a determinação da tensão entre os terminais de um dos resistores (mensurando V2) e avaliação da incerteza combinada. Essa tensão ainda foi medida utilizando-se o DMM do ELVIS, o multímetro digital convencional e o voltímetro de bobina móvel. Os resultados obtidos foram comparados com os valores esperados para o mensurando e analisados.

Utilizou-se também o gerador de sinais do ELVIS (FGEN),  de modo a visualizar e ajustar um sinal senoidal usando para isso a interface de osciloscópio.

Finalmente, implementamos um circuito RC série, a partir do qual se fez a análise da resposta em frequência com o auxílio da ferramenta de construção de Diagrama de Bode (Bode Analyzer). Os gráficos obtidos foram avaliados de acordo com o comportamento esperado para esse tipo de circuito.

3.1. Medição dos componentes

Inicialmente, determinou-se os valores nominais dos quatro resistores disponíveis, assim como suas respectivas tolerâncias através da identificação do cores. Os valores seguem abaixo:

Tabela 1.  Valores Nominais de Resistência

Valor Nominal (kΩ)	Tolerância
54	1%
100	5%
0,54	5%
1	5%

 O capacitor utilizado foi de 22nF, conforme especificado no próprio componente. Utilizando o multímetro digital, o valor de capacitância obtido foi 23nF. Com o ELVIS, se mediu o valor de 22,56nF.

Para realizar a medição das resistências, foram utilizados dois instrumentos, o DMM (Digital Multimeter) do ELVIS e o multímetro digital Fluke 179.

Na Tabela abaixo encontram-se dispostas as incertezas de cada instrumento nas escalas utilizadas:

Tabela 2.  Incerteza dos Instrumentos de Medição

Instrumento	Escala	Resolução	Precisão
ELVIS	100 kΩ	-	ppm da leitura + ppm da faixa
1 kΩ	-
FLUKE 179	600,0 Ω	0,1 Ω	0,9 % + 2
6,000 kΩ	0,001 kΩ	0,9 % + 1
60,00 kΩ	0,01 kΩ	0,9 % + 1
600,0 kΩ	0,1 kΩ	0,9 % + 1

Já os valores obtidos nas medições realizadas, bem como as respectivas incertezas associadas, calculadas usando a tabela anterior, encontram-se logo abaixo:

Tabela 3.  Resistências Medidas

Valor Nominal (kΩ)	Instrumento	Valor Medido (Ω)	Incerteza
54	Fluke 179	56,63 k	0,5197
54	DMM - ELVIS	56,589 k	0,00396
100	Fluke 179	98,4 k	0,9856
100	DMM - ELVIS	98,397 k	0,00689
1	Fluke 179	0,993 k	0,007937
1	DMM - ELVIS	0,9913 k	0,000069
0,54	Fluke 179	572,4	5,3516
0,54	DMM - ELVIS	0,57216 k	0,00004