Aquisição de dados entrada de microfone [email_address]   Profa. Marisa Almeida Cavalcante http://xviiisnefnovastecnologia...
<ul><li>coleta de dados se processa em tempos curtos permitindo que experimentos possam ser realizados em diferentes condi...
Dificuldades de implementação <ul><li>Construção de interfaces de aquisição </li></ul><ul><li>Desenvolvimento de softwares...
Objetivos deste módulo: <ul><li>Permitir a compreensão dos processos de conversão de sinais para a lógica computacional. <...
Mundo físico Temperatura Tensão Tradutor Linguagem binária ou digital Mundo analógico [email_address]
Comunicação meio externo e o microcomputador Como transformar sinais analógicos em “frases binárias”? Chips ou Circuitos i...
<ul><li>A lógica computacional utiliza apenas dois estados físicos de tensão:  </li></ul><ul><li>5,0 volts que corresponde...
Conversão sinal analógico para digital <ul><li>Sistemas de numeração binária </li></ul><ul><li>Base 10 : 11 corresponde à ...
Conversores A/D <ul><li>Vários parâmetros são importantes, dentre eles temos: </li></ul><ul><li>Velocidade de transmissão ...
Número de bits <ul><li>Para 03 bits por exemplo, quantas frases podemos ter? </li></ul>Se tivermos uma tensão total de 5 v...
5 volts dividido por 8 = 0,625volts 0,625  1,25  1,875  2,5  3,125  3,75  4,375  5,0  0,625  1,25  1,875  2,5  3,125  3,75...
[email_address]   numero de bits na saída canais resolução definição desta resolução 3 8 0,125 uma parte em 8 4 16 0,0625 ...
Alguns trabalhos nacionais <ul><ul><li>Montarroyos, E. e Magno, C. W.  Rev Bras. Ens. Fis, 23, 1, 57 - 62 (2001). </li></u...
Placa de som <ul><li>http://www.if.ufrgs.br/cref/ntef/index.html </li></ul>( M usical  I nstrument  D ata  I nterface).  [...
Exemplo de placa de som off-board. DSP (Digital Signal Processor) [email_address]   Rosa MIC Azul lin Line-In Verde Line-O...
Placa de som onboard – integradas a placa mãe Conexão para joystick e saídas microfone e caixas de som DSP (Digital Signal...
Porta Game - Joystick Digitais Analógicos [email_address]
Conector DB15 [email_address]
Neste módulo 2  Utilizamos a entrada de microfone Freqüência típica da entrada e saída de áudio das placas de som usuais v...
Taxa de amostragem com placas de som Sinal analógico de entrada Sinais de saída com taxas de amostragem diferentes [email_...
Software de análise sonora Versão freeware Audacity:  para baixar clique aqui Software que transforma a entrada de mic do ...
Determinação da aceleração de queda de corpos Lanterna ou ponteira laser Fototransistor desbloqueio Bloqueio tempo [email_...
Alguns resultados típicos: cm/s 2   [email_address]
2.Determinação da freqüência da rede elétrica período correspondente a 8,33 ms em media – freqüência correspondente 120 Hz...
Conservação da Quantidade de movimento linear A I [email_address]   I A Sensor 2 Sensor 1
Software utilizado Cool Edit- substituído pelo Audacity Exemplo de tela Sensor 1 antes Sensor 2 depois Sensor 1 depois [em...
Tabela Típica Obtida [email_address]
<ul><li>Experimentos selecionados </li></ul><ul><ul><li>Blog:Espectros Sonoros  </li></ul></ul><ul><ul><li>Plano de aula: ...
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  1. 1. Aquisição de dados entrada de microfone [email_address] Profa. Marisa Almeida Cavalcante http://xviiisnefnovastecnologias.blogspot.com/
  2. 2. <ul><li>coleta de dados se processa em tempos curtos permitindo que experimentos possam ser realizados em diferentes condições de contorno transformando as aulas num ambiente de investigação e pesquisa. </li></ul><ul><li>Levar tecnologia disponível para a sala de aula - Física do Cotidiano no século XXI </li></ul><ul><li>Tornam as aulas muito mais participativas </li></ul><ul><li>Permitem estudar fenômenos na região de milisegundos. </li></ul>Algumas vantagens associadas com relação a implantação de sistemas de aquisição informatizados de dados [email_address]
  3. 3. Dificuldades de implementação <ul><li>Construção de interfaces de aquisição </li></ul><ul><li>Desenvolvimento de softwares </li></ul><ul><li>A ausência, em geral, destes recursos nos cursos de formação de professores. </li></ul><ul><li>Compra de pacotes prontos alem de alto custo operam como “caixas pretas”. </li></ul>[email_address]
  4. 4. Objetivos deste módulo: <ul><li>Permitir a compreensão dos processos de conversão de sinais para a lógica computacional. </li></ul><ul><li>Mostrar que não é preciso conhecer eletrônica para implantar sistemas de aquisição nem tão pouco programar. Ufa!!!!!!!! </li></ul><ul><li>Basta utilizar a entrada de microfone dos microcomputadores e softwares com versões shareware e/ou free disponíveis na web </li></ul>[email_address]
  5. 5. Mundo físico Temperatura Tensão Tradutor Linguagem binária ou digital Mundo analógico [email_address]
  6. 6. Comunicação meio externo e o microcomputador Como transformar sinais analógicos em “frases binárias”? Chips ou Circuitos integrados Mundo físico computadores Tradutor [email_address] V Conversor Analógico /Digital Processador digital Códigos binários 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1
  7. 7. <ul><li>A lógica computacional utiliza apenas dois estados físicos de tensão: </li></ul><ul><li>5,0 volts que correspondente ao estado alto (conduz) que corresponde ao dígito 1 </li></ul><ul><li>0 volts (na prática mV) que corresponde ao estado baixo (não conduz) que corresponde ao digito 0. </li></ul><ul><li>Uma série de frases binárias podem ser formadas a partir destes dígitos e a base de conversão será a base 2. </li></ul><ul><li>Uma frase 1100, por exemplo corresponde a uma frase com 4 bits. </li></ul><ul><li>Ou seja teremos que: </li></ul><ul><li>1x2 3 +1x2 2 +0x2 1 +0x2 0 </li></ul>1 1 0 0 O algarismo decimal corresponde a esta frase é 8 + 4 + 0 + 0 = 12 [email_address]
  8. 8. Conversão sinal analógico para digital <ul><li>Sistemas de numeração binária </li></ul><ul><li>Base 10 : 11 corresponde à </li></ul><ul><li>1x( 10 1) +1x( 10 0 ) </li></ul><ul><li>Base 2: 11 corresponde à </li></ul><ul><li>1x( 2 3 )+0x( 2 2 )+1x( 2 1 )+1x( 2 0 ) </li></ul>8 2 1 + + = 11 1 0 1 1 Frase binária [email_address]
  9. 9. Conversores A/D <ul><li>Vários parâmetros são importantes, dentre eles temos: </li></ul><ul><li>Velocidade de transmissão </li></ul><ul><li>Número de bits na sua saída, que define a precisão na analise do impulso de entrada. </li></ul><ul><li>Canais de entrada </li></ul><ul><li>Tempo de resposta </li></ul><ul><li>Tensões de entrada </li></ul><ul><li>Tensões de saída...etc </li></ul>[email_address]
  10. 10. Número de bits <ul><li>Para 03 bits por exemplo, quantas frases podemos ter? </li></ul>Se tivermos uma tensão total de 5 volts, para dividir nestas frases, cada frase deve corresponder a um intervalo de tensão. Qual é este intervalo? [email_address] 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1
  11. 11. 5 volts dividido por 8 = 0,625volts 0,625 1,25 1,875 2,5 3,125 3,75 4,375 5,0 0,625 1,25 1,875 2,5 3,125 3,75 4,375 5,0 Frases tensão [email_address] 1 1 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0
  12. 12. [email_address] numero de bits na saída canais resolução definição desta resolução 3 8 0,125 uma parte em 8 4 16 0,0625 uma parte em 16 8 256 0,00390625 uma parte em 256 12 4096 0,000244141 uma parte em 4096 14 16384 6,10352E-05 uma parte em 16384 16 65536 1,52588E-05 uma parte em 65536
  13. 13. Alguns trabalhos nacionais <ul><ul><li>Montarroyos, E. e Magno, C. W. Rev Bras. Ens. Fis, 23, 1, 57 - 62 (2001). </li></ul></ul><ul><ul><li>Cavalcante, M. A. e Tavolaro, C.R.C. Física na Escola, 4, 29 - 30 (2003). </li></ul></ul><ul><ul><li>Aguiar, C.E. e Laudares, F. Rev Bras. Ens. Fis, 23, 4, 371-379 (2001). </li></ul></ul><ul><ul><li>Haag, R. Rev Bras. Ens. Fis, 23, 2, 176-183 (2001). </li></ul></ul><ul><ul><li>Magno, W. C. e Montarroyos,E. Rev Bras. Ens. Fis, 24, 4, 497- 499 (2002) </li></ul></ul><ul><ul><li>Cavalcante, M. A.; Silva E.; Prado, R. e Haag, R. Rev Bras. Ens. Fis 24, 2, 150-157 (2002). </li></ul></ul><ul><ul><li>Dionisio, G. Magno,W. Rev. Bras.Ens.Fis, 29, 2, 287-293 (2007) </li></ul></ul><ul><ul><li>Cavalcante,M. Bonizzia,A., Gomes, L.C.P. Rev. Bras.Ens.Fis, 30, 2, 2501 (2008) </li></ul></ul><ul><ul><li>Cavalcante,M. Bonizzia,A., Gomes, L.C.P Rev. Bras.Ens.Fis, 31, 4, 4501 (2009) </li></ul></ul>[email_address]
  14. 14. Placa de som <ul><li>http://www.if.ufrgs.br/cref/ntef/index.html </li></ul>( M usical I nstrument D ata I nterface). [email_address]
  15. 15. Exemplo de placa de som off-board. DSP (Digital Signal Processor) [email_address] Rosa MIC Azul lin Line-In Verde Line-Out Preto Speakers Laranja SPDIF (conexão com DVD e outros) e Subwoofer
  16. 16. Placa de som onboard – integradas a placa mãe Conexão para joystick e saídas microfone e caixas de som DSP (Digital Signal Processor) [email_address]
  17. 17. Porta Game - Joystick Digitais Analógicos [email_address]
  18. 18. Conector DB15 [email_address]
  19. 19. Neste módulo 2 Utilizamos a entrada de microfone Freqüência típica da entrada e saída de áudio das placas de som usuais varia entre 20 Hz e 20 kHz. Há placas que podem chegar a 44,1 kHz. Resoluções temporais 0,05 s à 23  s [email_address]
  20. 20. Taxa de amostragem com placas de som Sinal analógico de entrada Sinais de saída com taxas de amostragem diferentes [email_address]
  21. 21. Software de análise sonora Versão freeware Audacity: para baixar clique aqui Software que transforma a entrada de mic do PC em um osciloscópio Para baixar este software clique aqui [email_address]
  22. 22. Determinação da aceleração de queda de corpos Lanterna ou ponteira laser Fototransistor desbloqueio Bloqueio tempo [email_address]
  23. 23. Alguns resultados típicos: cm/s 2 [email_address]
  24. 24. 2.Determinação da freqüência da rede elétrica período correspondente a 8,33 ms em media – freqüência correspondente 120 Hz [email_address]
  25. 25. Conservação da Quantidade de movimento linear A I [email_address] I A Sensor 2 Sensor 1
  26. 26. Software utilizado Cool Edit- substituído pelo Audacity Exemplo de tela Sensor 1 antes Sensor 2 depois Sensor 1 depois [email_address]
  27. 27. Tabela Típica Obtida [email_address]
  28. 28. <ul><li>Experimentos selecionados </li></ul><ul><ul><li>Blog:Espectros Sonoros  </li></ul></ul><ul><ul><li>Plano de aula: http://optativafisicaufrgs.blogspot.com/2010/06/roteiro-8-tubos-sonoros-determinacao-da.html </li></ul></ul><ul><ul><li>Blog:Transmissão de informação sem fio  </li></ul></ul><ul><ul><li>Plano de aula: http://optativafisicaufrgs.blogspot.com/2010/06/roteiro-4-transmissao-de-sinais-sem-fio.html </li></ul></ul><ul><ul><li>Blog:Determinação da frequencia da rede elétrica </li></ul></ul><ul><ul><li>Plano de aula: http://optativafisicaufrgs.blogspot.com/2010/06/roteiro-7-determinacao-da-frequecia-da.html </li></ul></ul><ul><ul><li>Blog:Queda livre com fotosensor   </li></ul></ul><ul><ul><li>Plano de aula: http://optativafisicaufrgs.blogspot.com/2010/06/roteiro-5-queda-livre-com-plaa-de-som.html </li></ul></ul><ul><ul><li>Blog:Ondas em cordas  </li></ul></ul><ul><ul><li>Plano de aula: http://optativafisicaufrgs.blogspot.com/2010/06/roteiro-6-cordas-vibrantes-com-placa-de.html </li></ul></ul><ul><ul><li>Blog:Queda de um imã em bobinas </li></ul></ul><ul><ul><li>Plano de aula: http://optativafisicaufrgs.blogspot.com/2010/06/roteiro-3-queda-de-um-ima-atraves-da.html </li></ul></ul>[email_address]

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