Sistemas técnicos – entrada, processamento, saída e realimentação
TecnologiaDesenho técnico e projetoIdades 15–16
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Diagrama de blocos em tempo real de um sistema técnico conhecido (aquecedor de água, ar-condicionado, panela elétrica de arroz ou caixa-d'água com boia): um bloco de ajuste, um bloco de controle, o objeto controlado e sua saída, além de um caminho de realimentação que leva o valor medido de volta ao controlador. Os alunos definem o valor desejado, ligam ou desligam a malha de realimentação, pressionam Pôr perturbação para deixar entrar água fria ou abrir a porta do quarto e comparam duas curvas: o sistema em malha fechada acompanha de perto o valor de referência, enquanto o sistema em malha aberta se afasta muito e perde o controle.
Aula: Sistemas técnicos: elementos de entrada, elementos de processamento e controle, elementos de saída e relações de realimentação
O que mostra
Um sistema técnico pode ser descrito em blocos: um elemento de entrada, onde se define o valor desejado, um elemento de processamento e controle, que decide o que fazer, e um elemento de saída, que atua sobre o objeto controlado. Com realimentação, um sensor mede a saída e a envia de volta ao controlador, que a compara com o valor de referência: é um sistema em malha fechada. A simulação usa controle liga–desliga, então a saída oscila numa faixa estreita em torno da referência. Sem realimentação, o sistema em malha aberta continua fornecendo energia e se afasta muito do alvo.
Como usar
Escolha um Sistema técnico, defina o Valor de referência e clique em Iniciar com a realimentação ligada; veja a curva subir e depois oscilar perto da referência. Clique em Pôr perturbação, por exemplo abrir a torneira de água fria, e observe o controlador corrigir. Depois clique em Desligar realimentação e repita, pedindo antes que os alunos prevejam o resultado. Clique em cada bloco do diagrama para ler sua função e compare os quatro sistemas para identificar seus sensores.
Parâmetros que você pode mudar
- Sistema técnico Aquecedor de água de 20 litros – 2.500 W, Ar-condicionado de quarto – 2.500 W, Panela elétrica de arroz – 700 W, Caixa-d'água no telhado com boia
- Valor de referência (temperatura ou nível da água) 16–110 °C ou cm
- Malha de realimentação ativa (malha fechada)
- Nível de perturbação externa 0–100 %
- Velocidade da simulação 0,2–5 min/s
Perguntas para explorar
- Na caixa-d'água com boia, que peça funciona como sensor da malha de realimentação?
- O que acontece com a temperatura do aquecedor de água quando a realimentação é desligada, e por quê?
- Por que a saída do sistema em malha fechada oscila em torno da referência em vez de ficar exatamente nela?
