Estudo e comparação do termistor tipo coeficiente de temperatura negativa (NTC), e do circuito integrado LM 35 para medida da temperatura em campo

Abstract

Para que o agricultor possa usufruir de todos os benefícios proporcionados pela irrigação do cafeeiro é necessário a implantação de um projeto em bases técnicas e que este seja manejado por profissionais, utilizando-se tecnologia atual. Deve-se ressaltar que o manejo eficiente desta água está se tornando cada vez mais importante, devido a limitada disponibilidade, o aumento da demanda e a tarifação da água em muitas regiões, estes fatos obrigam à otimização na utilização dos recursos hídricos disponíveis. Para um manejo adequado da irrigação, devemos partir da necessidade hídrica da cultura. Esse parâmetro é definido pela quantidade de água requerida para suprir as perdas ocasionadas pela transpiração da cultura e evaporação da água do solo, ou seja, a evapotranspiração. Para a estimativa da evapotranspiração, utilizam-se cinco variáveis climatológicas básicas: Radiação solar, velocidade do vento, precipitação, umidade relativa e temperatura. Destas variáveis, a temperatura é um dos elementos de grande importância para a atividade agrícola, ela funciona como um indicador do estado energético de um sistema, sendo a energia disponível que determina as velocidades das reações bioquímicas nas plantas, através da quantificação da temperatura pode-se estimar o grau de desenvolvimento e necessidades das plantas submetidas a um sistema de produção. Os métodos atuais de monitoramento da temperatura no campo podem ser manuais, utilizando termômetros, ou através de estações meteorológicas automáticas, que medem e armazenam também outras grandezas físicas de interesse para o manejo da irrigação. Este método começa a se difundir na agricultura brasileira, mas seu elevado custo de aquisição tem impedido uma maior adoção. Este trabalho tem por objetivo avaliar e comparar o uso dos componentes eletrônicos de baixo custo termistor tipo coeficiente de temperatura negativa (NTC) e o circuito integrado LM35 como sensores de temperatura em campo. O termistor tipo coeficiente de temperatura negativa, é um resistor que apresenta um coeficiente negativo de temperatura, cuja resistência decresce com o aumento da temperatura. O circuito integrado LM 35 é utilizado para medição de temperatura, quando ligado a uma diferença de potencial sua saída fornece um sinal em milivolts proporcional à temperatura do ambiente, possui baixo consumo e baixo custo. Os testes foram realizados no campus da Universidade Federal de Viçosa no Departamento de Engenharia Agrícola. Utilizaram-se 2 NTCs de 10 kW e 2 LM 35. Os NTCs foram ligados a circuitos divisores de tensão e conectados a um sistema de aquisição de dados automático ligado a um computador. Para estudo do LM 35, o mesmo foi ligado diretamente a uma diferença de potencial, sua saída fornece um sinal em milivolts que também foi conectada a um sistema de aquisição de dados automático ligado a um computador. Para validação dos sensores NTC e LM 35, como sensores de temperatura, foi conectado ao mesmo sistema de aquisição de dados um termo-higrômetro da marca vaisala (sensor padrão). Os dados foram coletados em intervalos de 1 minuto no dia 17/02 de 2003. No período de coleta de dados a variação da temperatura ambiente foi de 24 a 30 ºC. A temperatura foi determinada através do sensor padrão pela equação x = 100 * y - 40, fornecida pelo fabricante, onde y é a milivoltagem proveniente do sensor e x é a temperatura em graus Celsius. Através da temperatura calculada e das milivoltagens proveniente dos NTCs e LM 35, determinou-se novas equações para o sensores em estudo. As medidas de milivoltagem (x) provenientes dos sensores têm correlação com a temperatura (y): para o NTC, y = -18,54x + 73,605 r² = 0,9948; para o LM 35, y = 99,531x + 1,1857 r² = 0,9944. Os primeiros resultados demonstram que é possível, e economicamente viável, a utilização do NTC e do circuito integrado LM 35 para medição da temperatura em campo. A variação na milivoltagem do termistor NTC foi da ordem de 0,3 mV, enquanto que para os LM 35 a variação na milivoltagem ficou na faixa de 0,6 mV. Porém outros testes terão que ser realizados, quanto à vida útil dos componentes, efeitos da poeira e umidade relativa sobre os mesmos.