Desenvolvimento de um Sistema Bell Jar para Monitoramento de Sistema Bentônico Acoplado com Eletrônica Microcontrolada Multiparamétrica Embarcada

por Ricardo de Oliveira publicado 25/09/2020 16h26, última modificação 20/10/2023 16h30

Prof. Renato Gomes Sobral Barcellos

Este projeto tem o foco no desenvolvimento de um sistema de eletrônica embarcada com arquitetura microcontrolada acoplada a uma câmara bentônica. O sistema foi projetado para realizar medições e coletas de dados multiparamétricos, como: pH, temperatura, etc. de forma autônoma e armazená-los, como um data logger. O dispositivo é um sistema embarcado, baseado em uma arquitetura de código aberto e fácil escalabilidade, contendo sensores, microcontroladores e um encapsulamento. A eletrônica foi testada em laboratório com soluções de pH com valores predeterminados, a fim de estabelecer a curva de resposta do sensor de pH e sua equação característica. No software foi implementado um algoritmo para a automatização de coleta de dados, armazenamento, registro de data e hora e transmissão de dados via servidor web. O software contém a equação característica do sensor de pH para fazer as correções necessárias nas leituras e o servidor web para monitoramento das variáveis através de dispositivos móveis. O sistema completo foi testado em campo na Lagoa de Travessão, onde duas campanhas de coleta de dados foram realizadas. Cada campanha teve uma hora de duração. Na primeira foi medido o pH da Lagoa sem nenhuma interferência e na segunda campanha foi inserido ácido acético dentro do bell jar para modificar o pH no interior do sistema. Os testes mostraram que o sistema funciona de acordo com o proposto, realizando medições e armazenando-as para análise posterior. As amostras coletadas confirmam o funcionamento do sistema e sua confiabilidade (aproximadamente 90%), respondendo as expectativas e cumprindo os objetivos de ser escalável, possuir um baixo custo relativo e eficiência.

Palavras-chaves: Sistemas Microcontrolados, Sistemas Embarcados, Bell Jar, Sistemas Autônomos, pH, Temperatura.

This project focuses on the development of an embedded electronics system with microcontrolled architecture coupled to a benthic chamber. The system is designed to perform measurements and data collection multiparametric, such as: pH, temperature, etc. And store them as a data logger. The device is an embedded system, based on an open source, scalable architecture, containing sensors, micro-controllers, and an encapsulation. The electronics were tested in the laboratory with pH solutions with predetermined values in order to establish the pH sensor response curve and its characteristic equation. In software, an algorithm was implemented for the automation of data collection, storage, time and date recording and data transmission via web server. The software contains the characteristic equation of the pH sensor to make the necessary corrections in the readings and the web server to monitor the variables through mobile devices. The complete system was field tested in the Travessão Lagoon, where two data collection campaigns were carried out. Each campaign lasted an hour. In the first one the pH of the Lagoon was measured without any interference and in the second campaign acetic acid was inserted inside the bell jar to modify the pH inside the system. The tests showed that the system works according to the proposed one, making measurements and storing them for later analysis. The collected samples confirm the operation of the system and its reliability (approximately 90 %), meeting the expectations and fulfilling the objectives of being scalable, have a low relative cost and efficiency.

Key-words: Microcontrolling Systems, Embedded Systems, Bell Jar, Autonomous Systems, pH, Temperature

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