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8/17/2019 Slides 9ERM

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Desenvolvimento e Validação de umConversor Analógico/Digital para Aquisição e

Registros de sinais em Matrizes Multi

Eletrodo

!ul"o de #$%&

Francisco Fambrini – Faccamp

Orientador: prof. Dr. José Hiroki Saito


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Matriz MEA'$ padrão Multic"annel

()stems


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(oquete* primeiro protótipo +out #$%#,


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2ra1al"o anterior* (imulador MEA3(4• Desenvolvido e testado um simulador eletr5nico- microcontrolado- com o

mesmo padrão de pinos da MEA3'$ +setem1ro de #$%#,- MEA3(4*


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MEA3(4- versão .inal +março #$%&,


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2ra1al"o anterior* Ampli.icador para Matriz

Multi3eletrodo• Desenvolvido e implementado ampli.icador para sinais el6tricos em matriz

multi3eletrodo +dezem1ro de #$%#,*


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2estando o Ampli.icador• 7m canal .oi constru8do e testado em 1ancada + dez/aneiro #$%&,


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Montando o simulador no soquete


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(oquete e MEA3(4 em teste


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(inal Analógico e sinal digitalizado


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?ar@metros importantes do ADC%3Resolução

#32a


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?ar@metros do conversor AD


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Teorema da Amostragem de 0)quistB("annon•

7m (inal ou .unção 6 limitado em 1anda se não cont6m energia em.requncias maiores do que o limite de 1anda B

• ; teorema da amostragem assegura que as amostras discretas

uni.ormemente espaçadas são uma representação completa do sinal- sesua largura de 1anda 6 menos do que a metade da ta


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Conversor AD em rampa


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AD por Apro


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0osso protótipo preliminar• ?roposta* utilizar o conversor AD do microcontrolador ?GC%H'#$* %#

1its- sample rate ma


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Como enviar os dados para o computadorK


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irmLare gravado no microcontrolador

setadcc"annel +$,> //canal $

dela)us+#$,>M% N readadc+,> // .az a leitura do CJ$

set adc c"annel % canal %

dela)us+#$,>

M# N readadc+,> // .az a leitura do canal %

tecla N getc"+ ,> //espera o computador pedir o dadoi. +teclaNNOaO, print. +P?-Qu-$-Qu-$nP-M-M# ,> //envia


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iltros* Analógicos e Digitais• iltros analógicos são constru8dos utilizando3se "ardLare +indutores-

resistores- capacitores e ampli.icadores operacionais, iltros Digitaispodem ser implementados apenas por so.tLare ou em ?4As

iltro passa31ai


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7sando scripts do Matla1Q 333333333333333 (CRG?2 %0N%$$$>

s N serial +OC;M=O-OaudRateO-'$H$$-ODataitsO-H-O?arit)O-OnoneO-OloLControlO-OnoneO,>

.open+s,>

seq N %*0>) N zeros+%-0,> Q 2aman"o .iend.close+s,>

plot+seq-),> Q .unção lenta etitle+O(inal eletrico MEA'$ 3 am1rini U (aito DA: O,>1*


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Matla1 e DA: B registrando sinal de teste


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(cript % .uncionando


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Matla1 B script #• Esse script apresenta uma segunda .igura que mostra o contedo

espectral +no dom8nio da .requncia, do sinal amostrado pelo DAC-aplicando 2 +ast ourier 2rans.ormer, ; trec"o a1ai


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igura3# BContedo espectral


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(cript3# +Matla1,


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Analisador de Espectro10 Hz, 40 Hz 60 Hz, 80 Hz


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?lotando # canais simultaneamente• 7m terceiro script escrito em Matla1 6 capaz de plotar # canais do conversor

simultaneamente- em 1ai


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iltrando arte.atos; principal ru8do a ser .iltrado 6 o de .requncia igual a '$ Jz- proveniente da rede

el6trica Esse ru8do aparece mesmo quando se alimenta o sistema com 1aterias-pois o sistema capta a EMG +Gnter.erncia Eletromagn6tica, dos .ios pró


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iltro 0otc" por "ardLare

Re.* "ttp*//LLLticom/lit/an/s1.a$%#/s1.a$%#pd.


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iltro 0otc" por so.tLare] poss8vel economizar "ardLare- implementando3se um .iltro notc" por

so.tLare de modo muito simples no Matla1 ; trec"o de código a1ai


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iltro GGR no Matla1Gmplementando um .iltro passa31ai


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Código no Matla1- simula um sinal senoidal com ru8do paratestar os .iltros por so.tLare

IN%/#W%#1 N Ia N _% 3+%3I,`sN#$$> Q requencia de Amostragem

2sN%/s>0 Q numero de Amostrasn2N2sY+$*0

randn+OstateO-sum+%$$Ycloc,,> Qgerando sinal aleatorio com ruidonoiseNrandn+%-0 Q simulando ruidonoiseNnoise3mean+noise,>


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Aliasing

• Aliasing 6 o .en5meno atrav6s do qual sinaisde .requncias di.erentes se tornam

indistingu8veis quando amostrados atrav6s douso de um conversor AD

i d 0 i t Ali i


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requencia de 0)quist e Aliasing

E


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E


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iltros Anti3aliasing

• iltro RC passa31ai


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Como resolver o pro1lema da .requncia

imagem .& K• Resposta* usando3se .iltros anti3aliasing ativos- com maior ta


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tipos de .iltros ativos

utterLort" de b ordem C"e1)sev de &b ordem

essel de b ordem (allen3e) de #b ordem

Ru8do de quantização


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Ru8do de quantização•

; sinal +onda retangular, gerado internamente pelo .uncionamento doconversor AD su1trai3se por 1atimento do sinal que estS sendoamostrado- gerando um outro sinal que 6 o r$&do de '$a"tiza()o do AD*

( .t Sti A i i ã d d d


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(o.tLare grStis para Aquisição de dados

;scilloscope program li1rar)* Mic"ael ernstein- !u l #$$9"ttp*//LLLoscilloscope3li1com


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(o.tLare de Aquisição de dados rodando no

DA:


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E


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E


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?rotótipo do (istema Completo +!ul #$%&,

Videos no Xoutu1e mostrando os


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Videos no Xoutu1e mostrando os

testes do sistema% 3 2este do Conversor AD +am1rini e (aito DA:,"ttps*//LLL)outu1ecom/Latc"KvNX4=0#";


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Mel"orias a implementar no DA:

%3Aumentar a resolução do conversor AD- de %# 1its para %' ou# 1its>

#3Aumentar a velocidade de trans.erncia de dados entre o

Conversor AD e a porta 7(>&37sar microcontrolador com DMA +acesso direto a memória,>

3

de aquisição de dados>=3azer um so.tLare especi.ico +em CZZ ou Visual (tudio, para

registrar os dados- que sea mais leve e mais rSpido do que oMatla1

Re.erncias


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Re.erncias

%3Apostila so1re conversores AD on3line*"ttp*//paginapessoalut.predu1r/rosangela/lcd3e3adc/Dig#Cap3

ConversorQ#$DAQ#$eQ#$ADdoc/vieL

#3Comunicação Microcontrolador e Matla1*

"ttp*//r&lLordpresscom/#$$H/$'/#&/scope3Lit"3pic3microcontroller3and3matla1

&3(o.tLare gratuito de aquisição de dados*

"ttp*//LLLmsp&$launc"padcom/#$%$/%#/ncs3launc"scope3launc"pad3oscilloscope"tml

3DA:*

"ttp*//codegooglecom/p/daqdatalogger%%$f#$%$so"m/doLnloads/list


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