Saber Eletronica 472, Notas de estudo de Engenharia Elétrica

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4 I SABER ELETRÔNICA 464 I Setembro/Outubro 2012

índice

22

Editorial

Acontece

03 06 Curso Saber ..................................................... 05 Circuit Design .................................................... 07 Macnica ................................................................ 09 Tato .................................................................... 11 Mecatrônica Atual ............................................. 15 Patola .................................................................. 15 Renesas ................................................................... 17 Texas Instruments ...................................................... 17 Telit ....................................................................... 27 Mouser .............................................................. 2ª Capa ESC ......................................................................... 3º Capa CIKA ....................................................................... 4º Capa Índice de anunciantes

06 ABB Fornece Equipamentos para Parque Eólico

da Eletrosul

06 Texas Instruments traz Especialista em Soluções

para Sistemas Embarcados para a ESC Brasil 2013

07 SmartCore traz ao Mercado a SARA-G3xx: Nova

Família de Modems GSM/GPRS u-blox

08 Participe do “Kinetis L MCU Brazil Challenge” e

Concorra a um Vaga para Assistir ao FTF 2014 em

Dallas, Texas, Em Abril de 2014

08 Leef Technology Apresenta Bridge, o Pendrive

para Smartphones e Tablets

09 Estudantes Podem Desenvolver Sistemas

Sofisticados em um Semestre, com o NI myRIO

10 Relé de Monitoramento de Sequência e Falta de

Fase, tipo 70,62, da Finder

10 Reguladores TinyBuck de Última Geração

11 Philips Lança Lâmpada LED para Uso Residencial

com Custo Reduzido

Instrumentação

12 Por que Trocar seu Instrumento Tradicional para uma

Plataforma Modular PXI?

18 Teste de Semicondutores: Validação Paramétrica DC

de Semicondutores com NI PXI

Desenvolvimento

22 BeagleBone Black

28 Aplicando o MOSFET de Forma a Reduzir Indutâncias

e Capacitâncias Parasitas em Dispositivos Eletrônicos

• Parte Final

Componentes

35 Geração de Onda Senoidal com o DDS AD

40 Regulador Micromodular e Supercapacitor para

Fonte de Alimentação Reserva

42 Como Projetar um Sistema de Controle: Método de

Projeto Usando Espaço de Estados para Sistemas de

Controle – Parte 5

28 35

Os novos módulos de comunicação celular

u-blox 2G (LEON), 3G (LISA) e 4G LTE

(TOBY) permitem criar um layout de PCB

para que no momento da montagem você

escolha qual tecnologia irá utilizar.

Apresentam tamanho reduzido, baixo con-

sumo (< 0,90 mA standby ) e temperatura

automotiva (-40 ºC a +85 ºC). Com stack

TCP/IP, HTTP, FTP, SMTP e outros, facili-

tam o desenvolvimento de seu projeto.

Além da porta UART, possuem uma porta

I2C para conexão ao GPS u-blox, permi-

tindo que, através de uma única porta

UART, seu microcontrolador controle o

modem e o GPS.

A nova antena multibanda da Taoglas, mo-

delo PCS.07, apresenta montagem SMD,

alta eficiência e baixo custo. Produtos que

demandem aplicação de comunicação ce-

lular 2G e 3G podem se beneficiar deste

produto que possui apenas 35 mm x 7 mm.

As novas placas CM-T335 Compulab são

“mini-PC / Computer on Module” que

ocupam 68x30 mm. Baseado no proces-

SmartCore traz ao mercado a SARA-G3xx, nova família de modems GSM/GPRS u-blox

sador Cortex-A8 AM335x, permitem uma

grande gama de interfaces como UART,

WiFi, Bluetooth, GPIO, SPI, CAN, I2C,

audio, Gigabit Ethernet etc.

A nova família de GPS/GNSS u-blox 7

suporta constelações e apresenta baixo

consumo (9 mW) e suporta constelações

GPS, Glonass e outras. Além da porta

UART possuem porta I2C para fácil in-

tegração aos módulos 2G/3G/4G LTE

u-blox. O recurso AssistNow Autonomous

faz a projeção da constelação, reduzindo

o time to first fix do GPS.

Os módulos ZigBee ETRX357 Telegesis

estão no padrão ZigBee PRO. Possuem

todo stack embarcado, de forma que você

não precisa se preocupar com a camada

de comunicação ZigBee.

A integração com seu microcontrolador é

fácil e feita por comandos AT. São compac-

tos (20x25 mm), soldáveis SMD, e operam

de -40 a + 85 ºC.

2013 I Agosto I SABER ELETRÔNICA 472 I 7

acontece

Crie uma aplicação focada em uma das

tendências de mercado: “Health & Sa-

fety”, “Net Effect” ou “Going Green”,

usando a Plataforma de Desenvolvimen-

to Freescale Freedom (FRDM-KL25Z)

para os microcontroladores Kinetis L.

Cadastre-se e envie sua inscrição antes

de 1° de Outubro de 2013. Conheça os

detalhes e as regras do concurso: www.

community.freescale.com/docs/

doc-

A seleção do ganhador será durante o “De-

signing with Freescale Seminar Series” em

São Paulo, no dia 24 de Outubro de 2013.

Veja alguns dos projetos feitos com

a Plataforma de Desenvolvimento

Freedom no blog , como este exemplo

que a utiliza como um “USB Mouse”:

mcuoneclipse.com

Participe do "Kinetis L MCU Brazil Challenge" e concorra a uma vaga para assistir ao FTF 2014 em Dallas, Texas, em Abril de 2014 8 I SABER ELETRÔNICA 472 I Agosto I 2013

acontece

Produtos

A Leef Technology acaba de anunciar

o produto Leef BridgeTM, o flash

drive USB para compartilhamento de

arquivos entre smartphones e tablets

com plataformas Android, Mac e PC. O

Leef Bridge é um “pen drive” simples

e inovador que permite aos usuários

transferir facilmente arquivos para

outros dispositivos sem necessidade

de cabos, serviços de computação

em nuvem, Wi-Fi ou qualquer tipo de

conexão de dados.

Através de conexão USB, o Leef Bridge

permite que os usuários compartilha-

rem conteúdo, fotos, vídeos, músicas e

documentos para qualquer dispositivo

compatível.A memória utilizada dentro

do Leef Bridge possui velocidades de

leitura e escrita bastante rápidas

para garantir excelente reprodução

de vídeos e músicas diretamente do

drive USB, sem as interrupções ou

atrasos que acompanham produtos

com “flash drive USB” de baixa qua-

lidade. Projetado na Califórnia pela

equipe de design da Leef, o Bridge

Leef Technology apresenta Bridge, o pendrive

para smartphones e tablets

se destaca também pelo seu design

exclusivo, apresentando uma bandeja

slide-and-lock (desliza e trava), que

permite ao usuário trocar facilmente

para o conector USB apropriado para

conexão de seus dispositivos.

“O Leef Bridge é uma importante reali-

zação técnica”, afirmou Jonny Anderson,

sócio e diretor de design de produtos da

Leef.“Como todos os nossos produtos,

queremos que ele seja um objeto de

desejo para as pessoas, algo que o usu-

ário queira possuir por sua funcionali-

dade, design e estilo. O Leef Bridge torna

o gerenciamento de conteúdo em um

telefone tão simples quanto conectar

um pendrive. É realmente um produto

revolucionário”, completa.

10 I SABER ELETRÔNICA 472 I Agosto I 2013

acontece

Os relés Série 70, da Finder, são ideais para

monitorar a tensão de alimentação de

máquinas, equipamentos e instalações

elétricas, onde sua falha ou variação fora

dos limites aceitáveis pode resultar em

danos materiais, risco à vida, interrupção

de processos ou procedimentos críticos

e perigosos.

A empresa expandiu a sua gama de pro-

dutos para monitoramento de tensão,

com o lançamento do novo relé Tipo

70.62 para o monitoramento de sequ-

ência e falta de fase. O novo tipo possui

2 contatos de saída com capacidade de

comutação de 8 A em 250 VAC e ten-

Relé de Monitoramento de Sequência e Falta de Fase, tipo 70.62, da Finder

são nominal de 208...480 VAC (50/

Hz), com campo de funcionamento de

170...520 VAC. O código do Tipo 70.

completo é 70.62.8.400.0000.

Principais características técnicas:

• Tensão nominal de 208... 480 VAC

(50/60 Hz), com campo de funcio-

namento de 170...520 VAC;

• 2 contatos reversíveis com ca-

pacidade de comutação de 8A /

250 VAC;

• Monitoramento de sequência e

falta de fase;

• Modular, largura de 22,5mm (como

a série 83), com LED indicador.

Reguladores TinyBuck de Última Geração

A família dos reguladores-buck síncronos

de última geração “TinyBuck”, da Fairchild,

propicia um rendimento mais alto para o

sistema, o que auxilia os projetistas a en-

contrarem padrões flexíveis de energia e a

aumentarem o tempo de vida das baterias.

Os reguladores-buck síncronos permi-

tem aplicações para o usuário final que

alcançam um rendimento superior a 96%

sobre um range muito grande de cargas.

Isso foi conseguido através de múltiplas

otimizações:

• Circuitaria com “gate driver” sin-

tonizado, com corrente e tempos

“mortos” otimizados para cada Part

Number específico, oferecendo ren-

dimentos 2% mais altos;

• Arquitetura “on-time” constante

com modulação de frequência de

pulsos (PFM).

Otimizações adicionais contribuíram para

melhorar o desempenho térmico:

• Um reduzido zumbido de “ switch

node ” e um largo “ duty cycle ” otimi-

zado são obtidos com a utilização

dos MOSFETs Power Trench Fairchild

dotados de tecnologia Shielded Gate ;

• Uma avançada tecnologia de en-

capsulamento para minimizar as

indutâncias e resistências parasitas.

Esquema elétrico com FAN23xx

2013 I Agosto I SABER ELETRÔNICA 472 I 11

acontece

A Philips do Brasil traz para o país a última

inovação em lâmpadas LED com custo

reduzido. Além do preço, os diferenciais

da Philips LED Bulb são a economia de

energia (mais de 80%), a qualidade de luz

e a vida útil de 15 anos, ou 15.000 horas,

o que equivale a 15 vezes a vida de uma

lâmpada incandescente comum.

As lâmpadas Philips LED Bulb substituem as

lâmpadas incandescentes, pois seu forma-

to e tamanho são idênticos, permitindo o

uso em luminárias e soquetes existentes,

sem nenhum problema de encaixe.

Disponíveis nas opções de luz branca e suave,

as LED Bulbs oferecem ótima qualidade

de iluminação e representam uma escolha

sustentável, porque também não contêm

substâncias nocivas ao meio ambiente.

A iluminação responde por quase 20% de

todo o consumo de energia elétrica no

país. O uso dessa energia vem crescendo

rapidamente, representando um grande

desafio para a sustentabilidade do pla-

neta. De acordo com o Banco Mundial,

Philips lança lâmpada LED para uso residencial com custo reduzido

o Brasil é o sétimo país em consumo

de energia. “Medidas simples, como a

utilização de uma iluminação eficiente,

podem ajudar na busca pelo equilíbrio.

A LED Bulb chega justamente como uma

opção acessível para o consumidor bra-

sileiro”, ressalta Marina Steagall, diretora

de Marketing e Produtos da Philips LA.

A Philips investe globalmente 8% das de suas

vendas em pesquisa e desenvolvimento.

A executiva ainda avalia que, nos últimos

anos, o mercado de LED tem crescido uma

média de 30% ao ano e que o avanço tec-

nológico tem proporcionado o aumento

da eficácia e redução de custos.

As lâmpadas LED Bulb possuem diversas

potências que substituem os modelos de

incandescentes até 75 W, trazendo gran-

de economia de energia e diminuindo

o custo de manutenção sem qualquer

impacto na qualidade da luz. As LED

Bulbs são ideais para criar uma atmosfera

acolhedora, sendo uma ótima opção para

aplicações de iluminação residencial.

2013 I Agosto I SABER ELETRÔNICA 472 I 13 chassis PXI da National Instruments em comparação com o de outro fornecedor. Essa diferença é avaliada com base na temperatura média dos componentes instalados no chassi de um módulo PXI. O chassi NI PXIe-1075 pode oferecer o mesmo resfriamento utilizando a velo- cidade Auto da ventoinha, e um melhor resfriamento na velocidade High. Os chassis PXI Express da National Instruments podem resfriar 38,25 W em cada slot. É muito importante observar que essa especificação é válida para um chassi totalmente preenchido por módu- los, onde cada módulo requer 38,25 W de dissipação de potência. O mesmo não é verdadeiro para os chassis oferecidos por outros grandes fornecedores. Esses fabricantes alegam poder fornecer potên- cia e resfriamento superiores a 38,25W, mas esse valor não é obtido em todos os slots, o que muitas vezes obriga o chassi a trabalhar sob restrições que limitam ou dificultam o seu uso. Por fim, como mostrado na tabela 2, acima, com capacidade de resfriamento de 38,25 W em cada slot, os chassis PXI Express podem oferecer um melhor res- friamento que os de outros fornecedores, que especificam um resfriamento superior a 38,25 W. Dessa forma, podemos concluir que um chassi PXI Express da National Instruments pode ser configurado para oferecer uma capacidade de resfriamento superior a 38,25 W.

Acústica

Apesar de sua alta capacidade de resfriamento, os chassis PXI da National Instruments são projetados para redu- zir ao mínimo as emissões acústicas do sistema. Essa é uma característica im- portante, pois os sistemas PXI podem ser usados em ambientes automatizados de validação de teste que são montados em rack e bancada, com diferentes requisitos de emissões acústicas. Combinando o controle da velocidade da ventoinha, o tipo da ventoinha utilizada e o método de montagem da ventoinha, podemos otimizar o resfriamento e minimizar o ruído acústico emitido. Vários chassis PXI da National Ins- truments permitem a seleção entre duas velocidades de ventoinha, High ou Auto, através de uma chave de seleção. Em Auto, a velocidade da ventoinha do chassi é controlada de maneira proporcional à temperatura ambiente do ar, lida na entrada da ventoinha no chassi. Com leituras de temperatura abaixo de 30 °C, o sistema de resfriamento do chassi opera de forma a minimizar as emissões acústicas. Se a temperatura ambiente medida ultrapassar 30 °C, a velocidade da ventoinha de resfriamento do chassi será aumentada proporcionalmente. Se a velocidade da ventoinha estiver em High, o chassi fornecerá o fluxo de ar máximo, independentemente da temperatura am- biente. Esse modo é o mais apropriado para aplicações nas quais o ruído acústico não é problema. Nesses casos, você pode estender a vida útil dos módulos PXI do sistema, aumentando o resfriamento. Observe a tabela 3. A National Instruments controla a ventoinha por modulação de largura de pulso (PWM) em muitos de seus chassis PXI para reduzir as emissões acústicas, quando comparado com o controle tra- dicional das ventoinhas por tensão. O controle de sinais PWM da ventoinha permite que o projetista de chassis da National Instruments use um maior nú- mero de valores de RPM, possibilitando um ajuste fino das emissões acústicas e do resfriamento do chassi. Para cumprir (e ultrapassar) os requi- sitos de resfriamento da especificação PXI, as ventoinhas selecionadas para serem im- plantadas em um chassi PXI precisam ter alta potência. Muitos chassis da National Instruments usam suportes de montagem construídos com materiais que amortecem as vibrações. Esses materiais evitam que as vibrações mecânicas das ventoinhas sejam transmitidas para a estrutura do chassi, o que reduz ainda mais o ruído acústico. Em muitos de nossos chassis PXI esses suportes e suas ventoinhas são colocados na parte traseira, o que ajuda a reduzir ainda mais o ruído elétrico (EMI) transmitido aos módulos PXI. Os chassis PXI da National Instru- ments são projetados de forma a mini- mizar as emissões acústicas do sistema e oferecer uma excelente capacidade de resfriamento. Na tabela 3 , que compara as especificações do NI PXIe-1075 com as do produto do fornecedor A, você pode ver uma diferença de 12 dBA. É impor- tante observar que 10 dBA corresponde a uma diferença de ruído percebida de 2x. Essa informação, em conjunto com as vantagens do projeto de resfriamento, indicam que o NI PXIe-1075 é capaz de fornecer mais resfriamento por slot, emi- tindo menos ruído que um chassi similar oferecido pelo fornecedor A.

Fontes de alimentação

A National Instruments é proprietária dos projetos das fontes de alimentação para instrumentação usadas em muitos de seus chassis PXI e PXI Express de 8 slots ou mais. Como resultado, a empresa pode garantir a disponibilidade a longo prazo dessas fontes de alimentação e menos mudanças em seus chassis impostas por mudanças introduzidas por outros fabricantes em suas fontes de alimentação. Outros fornecedores de PXI, que contam somente com uma fonte de alimentação padrão para PC, têm pouco ou nenhum controle sobre a qualidade de suas fontes de alimentação. As fontes de alimentação para ins- trumentos implementadas no chassi PXI da National Instruments são otimizadas para atender os requisitos exclusivos de alimentação do PXI, diferentemente das fontes de alimentação ATX, projetadas Average PXI Module Component Temps, NI Cooling Gauntlet, ºC Fan Setting Vendor A NI PXIe-1075 Compare Auto (23 ºC ambient) 45.3 45.4 -0.2% High (55 ºC ambient) 90.7 81.4 11.4% Sound Pressure Level (dBA) Ambient Temperature (ºC) NI PXIe-1062Q NI PXIe-1082 NI PXIe-1075 Vendor A Chassis (^0) 43.6 43.6 45 57 30 43.6 43.6 45 57 55 62 62 63.3 68 T3. Compara- ção do nível de pressão sonora do chassi. T2. Compara- ção entre os resfriamento do chassi.

14 I SABER ELETRÔNICA 472 I Agosto I 2013 Instrumentação para uso geral em computadores pes- soais. Nossas fontes foram projetadas especialmente para os chassis da National Instruments e ultrapassam os requisitos mínimos de potência da especificação PXI. Com essas fontes de alimentação, o chassi PXI Express da National Instruments pode fornecer 38,25 W em todos os mó- dulos de um chassi totalmente ocupado. Atente para a tabela 4. Em sua documentação de produto, a National Instruments especifica a potência total que a fonte de alimentação do chassi coloca à disposição dos módulos. Outros fornecedores especificam somente a saída da fonte de alimentação. Subtraindo a potência consumida pelos componentes do chassi, como ventoinhas e backplane , da potência total fornecida pela fonte de alimentação, teremos a potência restante disponível para a controladora e os módu- los. Os manuais do chassi PXI da National Instruments indicam claramente a corrente em cada trilho de tensão e a dissipação máxima de potência por slot. As especificações da plataforma PXI, definidas pela PXI Systems Alliance, exi- gem que um chassi PXI Express forneça 650 W de potência nos trilhos de 3,3 V e +12 V do backplane para alimentar os slots de controladora e o módulo do sistema. O NI PXIe-1075 vai além desse mínimo, fornecendo 791 W de potência ao backplane. Na comparação de chassis PXI de diferentes fornecedores, é impor- tante usar a especificação de “potência fornecida ao backplane” (ou similar), não apenas a potência total ou a potência por slot. A National Instruments sempre define suas especificações de potência de maneira realista e consistente, seja potência total, potência fornecida ao backplane ou potência por slot. Outros fornecedores muitas vezes divulgam especificações de potência que induzem ao erro e que não podem ser obtidas em ambientes normais de instalação/operação. Há uma demanda cada vez maior nas novas aplicações de sistemas PXI pela operação em ambientes de altas temperaturas (até 55 °C). O chassi PXI da National Instruments pode atender essa demanda com mínima redução de potên- cia. Redução de potência refere-se à perda de potência fornecida aos slots do chassi quando colocados em operação em altas temperaturas ou outras especificações ambientais extremas. Muitos chassis PXI de outros fornecedores atendem a espe- cificação PXI necessária para potência disponível a temperaturas de operação ambiente mais baixas (20 – 35 °C), mas podem se tornar instáveis ou inoperantes a temperaturas mais altas (> 40 °C). Ob- serve a figura 2. Os chassis PXI da National Instru- ments utilizam fontes de alimentação próprias para instrumentos; dessa forma, podem fornecer a potência mínima exi- gida por toda a faixa de temperatura de operação especificada (0 – 50/55 °C) sem sofrer redução de potência. Vale a pena lembrar: usando o chassi PXI da National Instruments, você pode operar um chassi totalmente preenchido por módulos na temperatura mais alta especificada no datasheet (veja as faixas de temperatura de operação de cada modelo de chassi PXI da National Instruments nos manuais dos produtos). O ruído elétrico gerado pelas partes mecânicas móveis no chassi, especialmente ventoinhas de resfriamento, pode degradar a exatidão da medição dos módulos perifé- PXI Express Spec Minimum Required Current Current Provided by NI PXI Express 5 V System 9A 9A Peripheral N/A N/A Hybrid 2A 2.5A PXI-1 2A 2.5A 3.3 V System 9A 9A Perpheral 3A 6A Hybrid 3A 3A PXI-1 2A 2A + 12 V System 11A 11A Perpheral 2A 3A Hybrid 2A 3A PXI-1 0.5A 0.5A

- 12 V System N/A N/A Perpheral N/A N/A Hybrid 0.25A 0.25A PXI-1 0.25A 0.25A F2. O PXI da National Instruments fornece a potência especificada ao backplane em toda a faixa de temperatura. T4. Os chassis NI PXI Express são projeta- dos para ultrapassar a especificação PXI de corrente mínima.

16 I SABER ELETRÔNICA 472 I Agosto I 2013 Instrumentação F4. Compare o desempenho com clock de referência do PXI Express. F5. Possível arquitetura de monitoramento com a API NI System Monitor LabVIEW. de fácil substituição, que pode ser usado na maior parte de seus chassis de 8 ou mais slots, para o caso de haver falha na fonte de alimentação. Esse conjunto pode ser substituído pela parte de trás do chas- si. Para retirar o conjunto defeituoso, retire os parafusos que prendem o conjunto de fonte de alimentação e retire-o do chassi. Para instalar o conjunto substituto, faça-o deslizar para dentro do chassi e prenda os parafusos que seguram o conjunto no lugar. Esse projeto reduz o tempo médio de reparo (MTTR) da fonte de alimentação a menos de cinco minutos. Se o chassi estiver instalado em rack que permita acesso pela parte de trás do chassi, você poderá substituir o conjunto de fonte de alimentação e ventoinha sem ter de remo- ver módulos ou reconectar qualquer E/S.

Qualidade de temporização

e sincronização

Uma grande vantagem de um siste- ma PXI são seus recursos de integração de temporização e sincronização. Para oferecer temporização e sincronização avançadas, o chassi PXI contém um clock de referência de sistema dedicado de 10

2013 I Agosto I SABER ELETRÔNICA 472 I 17 E MHz, barramento de trigger PXI , barra- mento de trigger em estrela e barramento local entre slots, enquanto que o chassi PXI Express inclui um clock de sistema diferencial de 100 MHz, sinalização dife- rencial e triggers diferenciais em estrela. Atente para a figura 3. O ruído de fase e a estabilidade dos clocks de referência do sistema do ba - ckplane são características importantes do chassi PXI, pois eles indicam a con- fiabilidade que você pode esperar na sincronização de módulos no sistema. Com as opções de componentes e pro- jeto de backplane do PXI da National Instruments, o ruído de fase do clock do sistema diferencial de 100 MHz do PXI Express no chassi de 18 slots NI PXIe- é aproximadamente 1000x (30 dB) melhor que a dos chassis da mesma categoria de outros fornecedores. Você pode colocar os clocks de refe- rência do sistema de 10 MHz e 100 MHz em uma malha de controle de fase (PLL) para obter uma fonte de clock de maior estabilidade do que a fornecida no back- plane do chassi. Isso ajuda os módulos PXI com maiores taxas de amostragem a alinhar melhor suas amostras entre vários instrumentos. Os circuitos eletrônicos de PLL do chassi PXI da National Instru- ments foram projetados para suprimir uma maior quantidade de ruído quando alinhados a uma referência externa, per- mitindo uma transmissão mais limpa da fonte de clock de maior estabilidade. Nos chassis de outros fornecedores, depen- dendo do ruído de fase da fonte de clock exigido pela aplicação, talvez você precise sincronizar o clock de referência externo a cada módulo individualmente, em vez de fazê-lo para todo o sistema no backplane do chassi, o que resulta em um aumento da complexidade e custo do sistema. Acompanhe na figura 4.

Suporte ao monitoramento

do sistema

Em aplicações que exigem alta dispo- nibilidade do sistema PXI, é importante ser capaz de monitorar os diversos com- ponentes do sistema. Com o software NI System Monitor, disponível em muitos chassis PXI e PXI Express da National Instruments, você pode monitorar os parâmetros de operação dos chassis e controladoras PXI de um sistema PXI por meio de uma API, tanto pelo software ANSI C quanto pelo NI LabVIEW. Com essa API gratuita, você pode coletar os valores dos componentes de maneira pro- gramática, dando-lhe também a liberdade de processar os valores necessários para diagnosticar a integridade do sistema. O NI System Monitor monitora os seguintes parâmetros:

• Temperatura de entrada no chassi;
• Temperatura de exaustão no chassi;
• Velocidade da ventoinha no chassi;
• Integridade da ventoinha no chassi;
• Tensões da ventoinha no chassi;
• Informações do chassi;
• Informações da controladora;
• Utilização da CPU;
• Utilização da memória;
• Temperatura da CPU da contro- ladora. Dessa maneira, você terá tal flexibili- dade no gerenciamento do sistema que poderá monitorar os recursos do sistema enquanto desenvolve uma aplicação e, se necessário, ampliar o desenvolvimento para ter maior estabilidade na operação dos recursos. Veja a figura 5.

2013 I Agosto I SABER ELETRÔNICA 472 I 19 adiciona recursos mecânicos, elétricos e ferramentas de software que complemen- tam os sistemas de teste e medição, aqui- sição de dados e aplicações de produção. Esses sistemas são aplicados em testes de fabricação militar e aeroespacial, mo- nitoramento de máquinas, automotivos e testes industriais, como por exemplo, teste de semicondutores.

Arquitetura de Hardware

Os sistemas PXI são compostos por três componentes básicos: Chassi, Con- trolador e Módulos de Periféricos. Veja a figura 2.

As vantagens que a controladora

embarcada oferece ao projeto

Com as controladoras embarcadas PXI da National Instruments, você tem à disposição uma solução com compu- tador embarcado de alto desempenho e tamanho compacto para o seu sistema de medição PXI. Essas controladoras embarcadas são fornecidas com recursos- -padrão, como E/S periféricas integradas, Microsoft Windows e todos os drivers de dispositivo já instalados.

Vantagens com relação a

temporização e sincronização

Com temporização e sincronização compartilhada, você pode melhorar con- sideravelmente a exatidão das medições, aplicar esquemas avançados de trigger ou sincronizar vários dispositivos de forma que eles atuem como um só em aplicações com quantidades extremamente grandes de canais.

Opções para um armazenamento

de dados rápido e flexível

A National Instruments oferece uma ampla linha de dispositivos de data streaming em alta velocidade, que inclui desde produtos portáteis e de montagem em chassis até soluções externas de mon- tagem em rack, podendo ainda incluir recursos para atender às necessidades de aplicações de maior complexidade, como a gravação e reprodução de RF e o streaming de FI ou banda-base.

Líderes em inovação

Desde a introdução da plataforma PXI no mercado, em 1997, a National Instru- ments tem criado paradigmas, tecnologias e produtos inovadores para o mercado de teste, medição e controle. Conceitos como instrumentação virtual e projeto gráfico de sistemas e tecnologias (entre eles PCI Express e FPGA) já ajudaram um número incontável de engenheiros e cientistas a criar sistemas de alta capacidade e exce- lente custo-benefício para aplicações, tais como o teste automatizado da produção e sistemas de controle industrial com loop de controle de alta velocidade.

Componentes de hardware

necessários para o teste de

semicondutores

A implementação do teste de circuito aberto e curto-circuito em semiconduto- res requer os dispositivos mostrados na tabela 1. A plataforma PXI é adequada para a validação paramétrica DC de semicon- dutores. A sua ampla oferta de produtos (mais de 1500 produtos) e arquitetura modular adicionam escalabilidade e flexibilidade ao sistema. A incorporação de pontos de teste adicionais é tão fácil quanto adicionar um módulo de switch em um slot disponível. A redução do tempo de teste também é possível por meio da adição de instrumentos como, por exemplo, SMU ou um dispositivo digital de alta velocidade, além da realização de medições em paralelo. Esse sistema de teste de validação DC de semicondutores é arquitetado usando o chassi de 18 slots PXI-1045 e a controla- dora embarcada “dual core” de 2.0 GHz PXI-8105. O chassi de 18 slots é particular- mente útil na construção de um sistema de teste para validação de semicondutores, pois pode abranger diversos instrumen- tos, como placas de RF, digitalizadoras, geradoras de forma de onda arbitrária e produtos digitais de alta velocidade, que também estão disponíveis no formato PXI. Esse sistema, que é projetado para testar os parâmetros DC em 128 pinos de um único chip , usa três componentes principais, a Source Measure Unit PXI- 4130, o analisador/gerador de forma de onda digital PXI-6552 e a matriz de chave- amento FET de 544 pontos de cruzamento PXI-2535. A placa PXI-4130 da National Ins - truments é uma Source-Measure Unit (SMU) programável de alta potência em um módulo PXI de um único slot 3U. A placa NI PXI-4130 tem um único canal de SMU isolado que oferece uma Componente Modelo Descrição Chassi PXI PXI-1045 Chassi PXI de 18 slots 3U com fonte de alimentação CA universal Controladora PXI PXI-8105 Controladora embarcada PXI Dual-core 2.0 GHz SMU PXI-4130 Source Measure Unit Switch PXI-2535 Matriz de chaveamento FET de 544 pontos de cruzamento Digital de alta velocidade PXI-6552 Gerador/analisador de forma de onda digital de 100 MHz Cabo do switch SHC68-68 Cabo de 68 pinos VHDCI para SCSI Bloco terminal do switch TBX-68 Bloco terminal de 68 pinos externos T1. Componentes de hardware necessários para teste de circuito aberto e curto-circuito em PXI. F2. A plataforma PXI possui uma arquitetura modular e escalável.

20 I SABER ELETRÔNICA 472 I Agosto I 2013 Instrumentação saída de ± 20 V de quatro quadrantes e que incorpora sensoriamento remoto ( fios). Esse canal é capaz de fornecer até 40 W nos quadrantes I e III, e drenar até 3 W nos quadrantes II e IV. Com cinco faixas de corrente disponíveis oferecen- do resolução de medição de 1 nA, essa fonte de precisão é ideal para aplicações que requerem varredura e fornecimento programático, além de medições de alta precisão, como aquelas necessárias para testes de validação de semicondutores. Observe a figura 3. A placa PXI-6552 da National Instru- ments é um gerador/analisador de forma de onda digital de 100 MHz. Ela possui 20 canais com níveis de tensão programáveis e controle de direção por ciclo de clock e por canal. O módulo contém memória onboard com trigger e sequenciamento de padrões. Ele é usado para programar o chip CMOS para um estado conhecido. Atente para a figura 4. A placa matriz de chaveamento FET de alta densidade PXI-2535 da National Instruments possui 544 pontos de cruza- mento em um formato compacto, de um slot 3U PXI. Ela é configurada como uma matriz 4x136 de um fio. Devido ao fato da placa PXI-2535 usar a tecnologia de chaveamento com transistor de efeito de campo (FET), ela oferece benefícios úni- cos como tempo de vida mecânico ilimi- tado, conexões simultâneas de pontos de cruzamento ilimitadas e velocidades de chaveamento de 50000 pontos de cruza- mento por segundo. Essas características tornam este switch ideal para o teste de dispositivos produzidos em massa como chips semicondutores. Nesse sistema, a placa PXI-2535 age como um front-end para a Source Measure Unit PXI-4130. Figura 5. Outros componentes importantes des- se sistema de teste incluem cabos e blocos conectores que facilitam as conexões dos sinais ao switch. As conexões à placa PXI-2535 podem ser feitas usando um bloco conector externo e cabos VHDCI. Os dois conectores de cima na matriz 4x PXI-2535 são usados para as conexões das 136 colunas. Você precisará de dois cabos VHDCI e dois blocos terminais TBX- para poder fazer conexões a todas as 136 colunas. O conector de baixo, na esquerda, pode ser usado para conectar sinais às fi- leiras. Você precisará de um cabo VHDCI e um bloco terminal TBX-68 para fazer essa conexão. Acompanhe na figura 6. O conector de baixo também fornece acesso às fileiras da matriz e facilita a expansão dela. A construção de grandes matrizes com a placa PXI-2535 é muito sim- ples e pode ser feita ligando os conectores de baixo de dois módulos usando um cabo VHDCI. Veja a figura 7. F3. Source Measure Unit PXI-4130. F4. O gerador/analisador de forma de onda digital de 100 MHz PXI-6552. F5. A matriz de chaveamento FET de 544 pontos de cruzamento PXI-2535. F6. Conectando os sinais à placa PXI-2535. F7. Construindo uma matriz 4x272 com dois módulos de matriz de FET PXI-2535. E