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. Plataformas de Coletas de Dados
- PCD |
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As
PCDs são equipamentos completamente automáticos,
dispondo de sensores eletrônicos capazes de medir
precipitação, pressão atmosférica,
radiação solar, temperatura e umidade do
ar, direção e velocidade do vento e nível
de corpos de água. Os
dados são coletadas através dos satélites
brasileiros SCD1
e SCD2,
e transmitidos para o Centro
de Recepção do INPE em Cuiabá -
MT e Natal - RN, sendo então retransmitidos
para o Centro da Missão de Coleta de dados do
INPE, em Cachoeira Paulista - SP, de onde são
divulgados aos usuários, via Internet: www.cmcd.inpe.br.
A disponibilidade dos satélites brasileiros de
comunicação vem permitindo a recepção
dos dados a custo zero, visto ser essa comunicação
mantida pelo MCT.
Esse
sistema de aquisição de dados via satélite
permite coletar informações a cada 100
minutos, estando os dados disponíveis aos usuários
de 3 a 6 horas após sua coleta, com a vantagem
de não necessitar de intervenção
humana. |
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Descrição Técnica das PCDs |
As PCDs são controladas pela Unidade Controladora,
composta de uma placa mãe, sendo responsável
pelo controle dos sensores e, pelo gerenciamento das comunicações
e da energia.
Essa Unidade é alojada em uma caixa de aço
ambientalmente selada segundo padrões NEMA-4, dispondo
de conectores externos militares. Todos os sinais de entrada
transitam por uma placa de proteção contra
surges elétricos, do tipo diodos supressores TransZorb,
combinados com tubos de descargas de gás.
 A
programação, estabelecida pelo usuário,
é armazenada numa memória não volátil
que orienta a coleta e processamento de dados ambientais,
retransmitindo - os automaticamente, através dos
satélites brasileiros SCDs, ou opcionalmente, sob
solicitação, através de linha telefônica.
A aquisição de dados é efetuada a
cada segundo e, a transmissão de dados para o satélite
é efetuada a cada 90 segundos. Além de transmitir,
parte dos dados são ainda armazenados em uma placa
de memória RAM PCMCIA de 128 Kbytes.
A PCD hidrológica é equipada, também
com cartão de modem PCMCIA de 33.6 kbps, para a
conecção através de linha telefônica,
permitindo a recuperação de dados em tempo
real a qualquer momento, bem como efetuar alterações
na sua programação.
A energia é fornecida por uma bateria selada de
12 V, 26 AH, tipo gelatinosa, de ácido de chumbo,
recarregada através de um painel solar. Esta bateria
possui capacidade de prover alimentação
ao sistema por um período mínimo de 21 dias,
sem recarga pelo painel solar. Além da bateria
principal, existe uma outra bateria de lítio destinada
a proteção dos dados, em caso de falha da
bateria principal. |
Esse sensor de capacitância variável é
constituído de uma cápsula simétrica
de cerâmica que sofre deformações
proporcionalmente à pressão sofrida.
O capacitor é constituído de eletrodos revestidos
de ouro acoplados à superfície interna das
capsulas. A medida que a pressão aumenta os eletrodos
se aproximam aumentando a capacitância. A acurácia
das medidas é de 0.005% em todo o intervalo de
medida
O barômetro é instalado dentro do compartimento
da PCD, usando uma válvula de pressão externa
para medir a pressão ambiental.. |
O pluviômetro é do tipo basculante, com capacidade
de medir a precipitação líquida em
incrementos de 0.25 mm.
A água é coletada em um funil que a direciona
aos baldes basculantes ajustados para bascular e escoar
a água no instante em que a coleta de água
atinge 0.25 mm . A quantidade de chuva é medida
contando o número de esvaziamentos dos baldes basculantes.
A cada basculada um magneto fecha um contacto que envia
um sinal à Unidade Controladora para indicar a
ocorrência de uma contagem. |
Este sensor mede a radiação global (direta
e difusa) utilizando um detetor foto – voltáico
de silicone, com erro da ordem de ± 3%.
O sensor é calibrado com um piranômetro
espectral Eppley de precisão. |
Sensor
de Temperatura e Umidade Relativa e abrigo solar
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Os sensores de umidade relativa e temperatura do ar são
montados num só bloco. O elemento sensível
da umidade relativa consiste num fino filme higroscópio
dotado de eletrodos porosos em ambos lados, capacitado
a manter uma exatidão de 1.5% na medição
da umidade relativa, em todo o range de medida de 0 a
100%.
Para a medição da temperatura é adotado
um termistor, montado próximo ao sensor de umidade,
fornecendo medições com exatidão
de ± 0.2 oC, no intervalo de medição
de –10 oC a 60 oC.
Este sensor é alojado num abrigo ventilado por
aletas para proteje-lo da exposição direta
à luz solar e à precipitação.
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Sensor
de Vento Ultra-sônico |
O sensor de medida da velocidade e direção
do vento utiliza o principio da transmissão de
ultra – som, com a vantagem de não dispor
de nenhuma peca móvel, apresentando um limite de
partida praticamente zero.
O princípio de medida baseia - se no tempo de transito
do sinal ultra-sônico entre as cabeças do
sensor, o qual é função da velocidade
do vento ao longo da trajetória sônica.
O tempo de trânsito é medido em ambas as
direções, sendo a velocidade e direção
estimada pela diferença entre essas duas medições
de tempo. |
Sensor
de medição do nível de curso
de água |
Para medição da pressão de colunas
de corpos de água foi adotado um transdutor submergível
de pressão, que utiliza uma ponte de medida de
tensão integral de silicone. A exatidão
da medida e de 0.1% FS em toda a escala de medição.
O Transdutor possui um corpo de titânio e cabo revestido
de poliuretano, contendo um tubo respiradouro para manter
a referencia barométrica.
O sensor pode permanecer imerso por qualquer período
de tempo, sendo construído de material resistente
a corrosão. |
Transmissor
e Antena de Rádio para os Satélites
Brasileiros SCDs |
Este transmissor de rádio, alojado na caixa metálica
da Unidade Controladora, consiste de um sintetizador digital
direto controlado por um microprocessador capaz de transmitir
a uma potência de 1.8 W. Foi homologado para o satélite
brasileiro SDC e o francês Argos, operando nas faixas
de freqüência 401.620 MHz (SCD) e 401.620 MHz
(Argos). A precisão do relógio é
melhor que 10 segundos por 3 meses.
As transmissões são realizadas a cada 90
segundos, com a duração de menos de um segundo,
a uma taxa de 400 bps. A conecção de transmissão
de dados é protegida de surges através de
protetores Poly Phaser Coax.
A antena é hemisfericamente omni direcional, montada
no interior de um radome selado, resistente a condições
atmosféricas hostis. |
O painel solar de 18.5 W é projetado para manter
a bateria totalmente carregada com menos de uma hora de
pleno sol por dia. |
A torre metálica de 10 m se destina a alojar os
diversos sensores, sendo projetada para suportar ventos
de cerca de 100 km / h.
O sensor de vento é instalado no alto da torre,
por ser esta a altura definida como padrão pela
Organização Meteorologia Mundial.
Essa torre é devidamente aterrada, fornecendo um
cone de proteção de no mínimo 45o
sobre os componentes instalados. |
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