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

Abstract

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.

Keywords

• ensino de física
• sensor de pressão
• instrumentação
• aquisição automática de dados