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Título: Desenvolvimento de um circuito eletrônico para uma microbalança a cristal de quartzo
Título(s) alternativo(s): Development of an eletronic circuit for a quartz crystal microbalance
Autor(es): Costa Junior, Dário José
Hamann, Jaime Francisco Ribeiro
Yoshioka, Lucas Akio
Orientador(es): Santos, Rosângela Bach Rodrigues dos
Palavras-chave: Balanças (Instrumentos de medição)
Cristais de quartzo
Engenharia de protótipos
Filtros elétricos de cristal
Custo - Análise
Arduino (Controlador programável)
Balances (Weighing instruments)
Quartz crystals
Prototypes, Engineering
Electric filters, Crystal
Cost - Analysis
Arduino (Programmable controller)
Data do documento: 23-Nov-2022
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Citação: COSTA JUNIOR, Dário José; HAMANN, Jaime Francisco Ribeiro; YOSHIOKA, Lucas Akio. Desenvolvimento de um circuito eletrônico para uma microbalança a cristal de quartzo. 2022. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Elétrica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2022.
Resumo: Este trabalho estudou a capacidade de construir uma microbalança a cristal de quartzo – Quartz Crystal Microbalance (QCM) com menor custo no Brasil para fins de pesquisa. As microbalanças utilizadas em pesquisas possuem custos elevados. Procurando uma solução para esse problema, o protótipo criado foi baseado na microbalança da OpenQCM®, buscando reduzir custos de fabricação sem perder o desempenho esperado do equipamento. O circuito eletrônico foi conectado a um Arduino UNO® para leitura e processamento dos dados medidos. Os softwares LtSpice® e EasyEDA® foram usados para criar e simular o circuito. O software OpenQCM® Wi2 foi utilizado para visualização gráfica dos dados obtidos. A microbalança teve um desempenho satisfatório em experimentos com fluidos como água, solução de amido e filme de cristal de violeta (formado por casting após a adição de uma solução etanólica de corante), resultando em um protótipo que pode ser utilizado em pesquisas acadêmicas como uma alternativa mais barata às disponíveis no mercado. A microbalança cria maiores oportunidades para um melhor desenvolvimento no ambiente acadêmico brasileiro, onde equipamentos eletrônicos tem um custo elevado, inviabilizando sua utilização pelos alunos, principalmente em universidades públicas.
Abstract: This paper studied the capacity to build a QCM at a lower cost in Brazil mainly for research purposes. The microbalances used in the research field are often too expensive. Looking for a solution to this problem, the created prototype was based on the OpenQCM® microbalance, seeking to reduce manufacturing costs without losing the expected performance of the equipment. The electronic circuit was connected to an Arduino UNO® for reading and processing the measured data. LtSpice® and EasyEDA® softwares were used to create and simulate the circuit. OpenQCM® Wi2 software was used for graphical visualization of the obtained data. The microbalance performed satisfactorily in experiments with fluids such as water, starch solution and crystal violet film (formed by casting after being mixed with an ethanolic dye solution), resulting in a prototype that can be used in academic research as a cheaper alternative to those available on the market. The microbalance creates greater opportunities for a better development in the Brazilian academic environment, where electronic equipment is expensive, making it unfeasible for students to use it, especially in public universities.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/33474
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