Projeto de um sensor de pressão manométrica para ensino de física em tempo real



Título del documento: Projeto de um sensor de pressão manométrica para ensino de física em tempo real
Revista: Caderno brasileiro de ensino de fisica
Base de datos: PERIÓDICA
Número de sistema: 000399105
ISSN: 1677-2334
Autors: 1
2
Institucions: 1Universidade Federal de Pelotas, Centro de Desenvolvimento Tecnologico, Pelotas, Rio Grande do Sul. Brasil
2Universidade Federal do Pampa, Bage, Rio Grande do Sul. Brasil
Any:
Període: Abr
Volum: 31
Número: 1
Paginació: 124-148
País: Brasil
Idioma: Portugués
Tipo de documento: Artículo
Enfoque: Experimental, analítico
Resumen en inglés We present the design of a gauge pressure sensor aimed at teaching experimental Physics. This device enables reading the pressure of a gaseous system in comparison to local atmospheric pressure. The sensor consists of a piezoresistive pressure transducer and Arduino development board for digitizing analog readings from the transducer, data processing and digital communication via the USB interface. The pressure sensor provides real time numerical data (Real Time Physics – RTP) for measuring pressure through tables and graphs using the PLX-DAQ data acquisition tool and the Excel spreadsheet. We show the physical and operational characteristics of the MPX4250GP transducer, the general aspects of the Arduino board and we detail the computer programming involved in the entire project. We discuss the performance and limitations of this sensor when compared to a commercial sensor GPS-BTA Vernier brand. The reader can use this device in a practice with illustrative latex balloons arranged in a physical system that can be easily reproduced in an experimental Physics laboratory or even in an ordinary classroom situation. The pressure sensor performance was similar to the commercial sensor GPS-BTA, and it shows promise for the use in Physics teaching practices that seek innovation in the teaching laboratory, the possibility of using the RTP resource with class demonstrations, or the involvement of students in interdisciplinary projects
Resumen en portugués Apresentamos o projeto de um sensor de pressão manométrica voltado ao ensino de física experimental. Este dispositivo permite a medida da pressão de um sistema gasoso em comparação com a pressão atmosférica local. O sensor é composto de um transdutor de pressão piezoresistivo e uma placa de desenvolvimento Arduíno para digitalização de leituras analógicas do transdutor, tratamento dos dados e comunicação digital através da interface USB. O sensor de pressão permite que os dados de pressão possam ser transferidos a um computador e acompanhados ao longo da execução de um experimento, com a apresentação de tabelas e gráficos em tempo real (Física em Tempo Real – FTR), utilizando a ferramenta de aquisição de dados PLX-DAQ e a planilha eletrônica Excel. Apresentamos, inicialmente, as características físicas e operacionais do transdutor MPX4250GP, aspectos gerais da placa Arduíno e detalhamos a programação computacional envolvida em todo o projeto. Discutimos o desempenho e limitações deste sensor quando comparado a um sensor comercial GPS-BTA da marca Vernier. Apresentamos a possibilidade de uso deste dispositivo em uma prática ilustrativa com balões de látex dispostos num sistema físico que pode ser facilmente reproduzido em um laboratório didático de física experimental ou mesmo numa sala de aula comum. O sensor de pressão apresentou desempenho similar ao sensor comercial GPS-BTA, e seu uso se mostra promissor em práticas de ensino de física que busquem a inovação no laboratório didático, a possibilidade de utilizar o recurso da FTR com uma classe demonstrativa, ou pelo envolvimento de estudantes em projetos interdisciplinares
Disciplines Educación,
Física y astronomía
Paraules clau: Didáctica,
Física,
Enseñanza de la física,
Sensores de presión
Keyword: Education,
Physics and astronomy,
Didactics,
Physics,
Physics education,
Pressure sensors
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