DESENVOLVIMENTO DE SISTEMAS DE AQUISIÇÃO DE DADOS USANDO A PLACA ARDUINO UNO E O SOFTWARE NI-LABVIEW

The construction and testing of prototypes of data acquisition systems developed in 2015 as part of the scientific initiation project: Development of data acquisition systems using the Arduino Uno board and NI-Labview software is reported. The project focused on the integration of two powerful platforms for the development and control of hardware and software systems, the Arduino Open Source Electronic Prototyping System and the Labview Systems Development Graphical Environment. This integration allowed the construction of data acquisition systems to be used in the activities of the Laboratory of Materials Research for Applications in Electronic Devices (Labmade) of the Araguaína UFT Campus, a very complex situation before the emergence of the Arduino open access system, when the development of data acquisition systems was dominated by the industry of proprietary systems. Labmade provided the necessary hardware/software devices, tools, computers, and proprietary NI-Labview 2010 software. The developed systems enables simultaneous serial acquisition of analog information of up to six physical quantities through electronic sensors, convert the signals to information that is finally stored as a database and shown continuously on the display of a computer.Es relatada la construcción y comprobación de prototipos de sistemas de adquisición de datos desarrollados en 2015 como parte del proyecto de investigación: Desarrollo de sistemas de adquisición de datos a través de la placa Arduino Uno y el software NI-LabVIEW. El proyecto se centra en la integración de dos poderosas plataformas dirigidas al desarrollo y control de sistemas de hardware y software, el sistema de creación de prototipos electrónicos de código abierto Arduino, y el entorno gráfico de desarrollo de sistemas LabVIEW. Esta integración permitió la construcción de los sistemas de adquisición de datos para su uso en las actividades del Laboratorio de Investigación de Materiales para Aplicaciones en Dispositivos Electrónicos (Labmade) del Campus UFT de Araguaína, situación muy complicada antes del surgimiento del sistema de acceso abierto Arduino, cuando el desarrollo de sistemas de adquisición de datos era dominado por la industria de sistemas propietarios. El Labmade proporciono los dispositivos de hardware/software necesarios, herramientas, equipos y el programa propietario NI LabVIEW 2010. Los sistemas desarrollados permiten la adquisición secuencial y simultánea de la información analógica, de hasta seis cantidades físicas, a través de sensores electrónicos, la conversión de las señales para información digital la cual es finalmente almacenada en una base de datos y continuamente exhibida en una pantalla de ordenador.Relata-se a construção e teste de protótipos de sistemas de aquisição de dados desenvolvidos em 2015 como parte do projeto de iniciação científica: Desenvolvimento de sistemas de aquisição de dados usando a placa Arduino Uno e o software NI-Labview. O projeto foi voltado à integração de duas poderosas plataformas direcionadas ao desenvolvimento e controle de sistemas de hardware e software, o Sistema de prototipagem eletrônica de código-fonte aberto Arduino e o Ambiente gráfico de desenvolvimento de sistemas Labview. Esta integração possibilitou a construção de sistemas de aquisição de dados para serem usados nas atividades do Laboratório de Pesquisa em Materiais para Aplicações em Dispositivos Eletrônicos (Labmade) do Campus UFT de Araguaína, situação muito complexa antes do surgimento do sistema de acesso aberto Arduino, quando o desenvolvimento de sistemas de aquisição de dados era dominado pela indústria dos sistemas proprietários. O Labmade forneceu os dispositivos de hardware/software necessários, ferramentas, computadores, e o software proprietário NI-Labview 2010. Os sistemas desenvolvidos possibilitam a aquisição serial simultânea da informação analógica de até seis grandezas físicas através de sensores eletrônicos, convertem os sinais para informação digital que é finalmente armazenada como base de dados e mostrada continuamente no display de um computador

MODELAGEM MOLECULAR DE COPOLÍMEROS ACEITADORES E DOADORES DE ELÉTRONS

With the discovery that some polymers could conduct electricity there was a strong demand for new systems that could reproduce or improve the properties of metallic materials, mainly for ease of synthesis, lower cost, and lightness. Currently, more than 85% of the world production of photovoltaic cells involves the use of crystalline silicon. The introduction of new organic materials with donor and acceptor characteristics has been used to improve the gap properties of the materials. Copolymers formed from benzothiadiazole, fluorene and thiophene with promising photovoltaic properties were theoretically studied. The energetic, structural, electronic and optical properties were obtained with the semi-empirical AM1 method and the optical properties were obtained with the ZINDO semi-empirical method. It is observed from the theoretical study that the electronic and optical properties of the molecules improve when combined the donor and acceptor molecule of electrons.Con el descubrimiento de que algunos polímeros pueden conducir la electricidad se ha producido una fuerte demanda de nuevos sistemas que pudieran mejorar las propiedades de los materiales metálicos, principalmente em relación a facilidad de síntesis, menor costo y peso ligero. Actualmente, más del 85% de la producción mundial de células fotovoltaicas implica el uso de silicio cristalino. La introducción de nuevos materiales orgánicos con características de donadores y aceptadores se ha utilizado para mejorar la propiedades de banda prohibida de los materiales. Fueron estudiados através de simulaciones computacionales copolímeros formados de benzotiadiazol, tiofeno y fluoreno com propiedades prometedoras para aplicaciones fotovoltaicas. Las propiedades energéticas, estructurales, electrónicas y ópticas se obtuvieron con el método semiempírico AM1 y las propiedades ópticas se obtuvieron con el método semiempírico ZINDO. Se observa del estudio teórico computacional que las propiedades electrónicas y ópticas de las moléculas mejoran cuando se combinan con las moléculas donadoras y aceptadoras de electrones.Com a descoberta de que alguns polímeros poderiam conduzir eletricidade houve uma forte demanda por novos sistemas que pudessem reproduzir ou melhorar as propriedades de materiais metálicos, objetivando principalmente facilidade de síntese, menor custo, e leveza. Atualmente, mais de 85% da produção mundial de células fotovoltaicas envolve a utilização de silício cristalino. A introdução de novos materiais orgânicos com características doadoras e aceitadoras tem sido utilizada para melhorar as propriedades de gap dos materiais. Foram estudados teoricamente os copolímeros formados de benzotiadiazole, fluoreno e tiofeno com promissoras propriedades fotovoltaicas. As propriedades energéticas, estruturais, eletrônicas e ópticas foram obtidas com o método semi empírico AM1 e as propriedades ópticas foram obtidas com o método semi empírico ZINDO. Observa-se do estudo teórico que as propriedades eletrônicas e ópticas das moléculas melhoram quando combinados a molécula doadora e aceitadora de elétrons

Study of the dynamics of chaos in three-dimensional gas in electron of high mobility

A dinêmica caótica, em arranjos de bilhares eletrônicos bidimensionais e tridimensionais , em heteroestruturas semicondutoras de AlxGa1-xAs/GaAs foi estudada tanto de forma experimental como através de simulações numéricas. Como primeira parte, a dinâmica eletrônica caótica em super-redes de antipontos bidimensionais foi tratada sob a influência de campo magnético uniforme aplicado de forma pararela ao plano do gás de elétrons. Nestas circunstâncias, a anisotropia do contorno de Fermi do gás bidimensional de elétrons produzida pelo campo magnético pararelo, distorce fortemente a forma das trajetórias eletrônicas induzindo mudanças drásticas nas oscilações de comensurabilidade da magnetoresistência na região de campo fraco, em temperaturas criogênicas. Como segunda parte, arranjos de bilhares eletrônicos tridimensionais foram realizadas, pela primeira vez, através da gravação de super-redes retangulares de buracos mecânicos cilíndricos em poços quânticos parabólicos, os quais contêm o gás tridimensional de elétrons de alta mobilidade. Medidas de resistividade nestes sistemas revelam a presença de picos anomalos na região de campo fraco, em forma similar às medições em sistemas de antipontos bidimensionais. Foi calculada a dinâmica eletrônica do bilhar tridimensional analisando -se a evolução das trajetórias no espaço de fases através das seções espaciais de Poincaré. Calculou-se também a magnetoresistência pxx do gás tridimensional através da teoria de resposta linear, encontrando-se que a presença de ressonância não lineares é refletida nos picos anômalos observados. A realização destes sistemas permitiu o estudo de fenômenos físicos novos como as oscilações de comensurabilidade em sistemas tridimensionais e os efeitos de tamanho galvano-magnéticos devido às ressonâncias geométricas.The chaotic electron dynamics in two-dimensional and three-dimensional arrays of elec­ tron billiards in ALx Ga1-xAs/GaAs semiconductor heterostructures has been studied in experimental way and also through numerical simulations. As a first part, the chaotic electron dynamics in two-dimensional antidot super-lattices has been studied under the influence of a uniform magnetic field applied in parallel configuration related to the plane of the electron gas. In this case, the Fermi contour anisotropy of the two-dimensional elec­ tron gas induced by the parallel field highly distorts the shape of the electron trajectories inducing pronounced changes in the commensurability peaks of the low field magnetoresis­ tance, in cryogenic temperatures. In the second part, arrays of three dimensional electron billiards were obtained, by first time, through the patterning of rectangular super-lattices of cylindrical voids in ALx Ga1-xAs/GaAs parabolic quantum wells containing a high mo­ bility three-dimensional electron gas. Resistivity measurements in these systems reveal anomalous peaks in the low magnetic field region in similar way as measurements in two-dimensional antidots systems. The electron dynamics of the three-dimensional bil­ liard was calculated, analyzing the evolution of trajectories in phase space by means of Poincaré space of sections. The magnetoresistance xx of the three-dimensional electron gas was calculated through linear responde theory, being found that nonlinear resonances are reflected in the observed anomalous peaks. The accomplishment os these systems allowed the study of new physical phenomena such as the commensurability oscillations in three-dimensional systems and size-effects due to geometrical resonances

Study of the dynamics of chaos in three-dimensional gas in electron of high mobility

A dinêmica caótica, em arranjos de bilhares eletrônicos bidimensionais e tridimensionais , em heteroestruturas semicondutoras de AlxGa1-xAs/GaAs foi estudada tanto de forma experimental como através de simulações numéricas. Como primeira parte, a dinâmica eletrônica caótica em super-redes de antipontos bidimensionais foi tratada sob a influência de campo magnético uniforme aplicado de forma pararela ao plano do gás de elétrons. Nestas circunstâncias, a anisotropia do contorno de Fermi do gás bidimensional de elétrons produzida pelo campo magnético pararelo, distorce fortemente a forma das trajetórias eletrônicas induzindo mudanças drásticas nas oscilações de comensurabilidade da magnetoresistência na região de campo fraco, em temperaturas criogênicas. Como segunda parte, arranjos de bilhares eletrônicos tridimensionais foram realizadas, pela primeira vez, através da gravação de super-redes retangulares de buracos mecânicos cilíndricos em poços quânticos parabólicos, os quais contêm o gás tridimensional de elétrons de alta mobilidade. Medidas de resistividade nestes sistemas revelam a presença de picos anomalos na região de campo fraco, em forma similar às medições em sistemas de antipontos bidimensionais. Foi calculada a dinâmica eletrônica do bilhar tridimensional analisando -se a evolução das trajetórias no espaço de fases através das seções espaciais de Poincaré. Calculou-se também a magnetoresistência pxx do gás tridimensional através da teoria de resposta linear, encontrando-se que a presença de ressonância não lineares é refletida nos picos anômalos observados. A realização destes sistemas permitiu o estudo de fenômenos físicos novos como as oscilações de comensurabilidade em sistemas tridimensionais e os efeitos de tamanho galvano-magnéticos devido às ressonâncias geométricas.The chaotic electron dynamics in two-dimensional and three-dimensional arrays of elec­ tron billiards in ALx Ga1-xAs/GaAs semiconductor heterostructures has been studied in experimental way and also through numerical simulations. As a first part, the chaotic electron dynamics in two-dimensional antidot super-lattices has been studied under the influence of a uniform magnetic field applied in parallel configuration related to the plane of the electron gas. In this case, the Fermi contour anisotropy of the two-dimensional elec­ tron gas induced by the parallel field highly distorts the shape of the electron trajectories inducing pronounced changes in the commensurability peaks of the low field magnetoresis­ tance, in cryogenic temperatures. In the second part, arrays of three dimensional electron billiards were obtained, by first time, through the patterning of rectangular super-lattices of cylindrical voids in ALx Ga1-xAs/GaAs parabolic quantum wells containing a high mo­ bility three-dimensional electron gas. Resistivity measurements in these systems reveal anomalous peaks in the low magnetic field region in similar way as measurements in two-dimensional antidots systems. The electron dynamics of the three-dimensional bil­ liard was calculated, analyzing the evolution of trajectories in phase space by means of Poincaré space of sections. The magnetoresistance xx of the three-dimensional electron gas was calculated through linear responde theory, being found that nonlinear resonances are reflected in the observed anomalous peaks. The accomplishment os these systems allowed the study of new physical phenomena such as the commensurability oscillations in three-dimensional systems and size-effects due to geometrical resonances

Sistema Sistema de adquisición de datos simple, inalámbrico, de largo alcance usando módulos de rádioXbee, la plataforma Arduino y el ambiente de desarrollo NI-Labview.

Se relata la construcción y prueba de prototipos de sistemas de adquisición de datos que emplean ondas de radio, desarrollados en 2016 como parte del Programa de Iniciación Científica de la Universidad Federal de Tocantins (PIBIC) con el plan de trabajo titulado: Construcción de un sistema de adquisición de datos con comunicación a través de ondas de radio usando módulos Xbee, el estándar Zigbee, la plataforma de prototipadoArduino y el Labview. Los sistemas construidos integran: módulos sensores, módulos de radio del tipo Xbee, la plataforma de prototipado electrónico Arduino y el ambiente de desarrollo de sistemas Labview. El objetivo es aprovechar las nuevas capacidades de comunicación de largo alcance de los módulos de radio de baja potencia con factor de forma de la empresa Digi International, junto con su compatibilidad con la familia de placas de circuito impreso, con base en microcontroladores de la serie Arduino, Raspberry y otros, así como de Shields y módulos sensores, para la construcción de sistemas de adquisición de datos inalámbricos. Los prototipos son formados por dos subsistemas: En el primero, módulos sensores recopilan información eléctrica analógica de magnitudes físicas siendo analizadas y envían los datos a una placa Arduino Uno que transforma las señales analógicas en digitales, luego usa un módulo Xbee para propagar la información a través de radiodifusión. El segundo subsistema está constituido por otro módulo Xbee conectado a una microcomputadora a través de la interfaz USB que está en comunicación con una aplicación en Labview, este subsistema recibe la señal siendo difundida por el primer módulo. La aplicación en Labview controla el proceso de adquisición y difusión de la información, así como la grabación de los datos numéricos y su presentación gráfica en una pantalla de ordenador. Los sistemas construidos permiten transmitir y recibir datos científicos por comunicación a través de ondas de radio entre dos lugares distantes, en tiempo real, y con precisión. Los prototipos pueden ser fácilmente construidos y modificados para ser introducidos como una herramienta confiable de adquisición de datos en cualquier laboratorio científico. Descriptores: Instrumentación, Arduino, Xbee.Relata-se a construção e teste de protótipos de sistemas de aquisição de dados que empregam ondas de rádio, desenvolvidos em 2016 como parte do Programa de Iniciação Científica da Universidade Federal do Tocantins (PIBIC) com o plano de trabalho intitulado: Construção de um sistema de aquisição de dados com comunicação através de ondas de radio usando módulos Xbee, o padrão Zigbee, a plataforma de prototipagem Arduino e o Labview. Os sistemas construídos integram: módulos sensores, módulos de rádio do tipo Xbee, a plataforma de prototipagem eletrônica Arduino e o ambiente de desenvolvimento de sistemas Labview. O objetivo é aproveitar as novas capacidades de comunicação de longo alcance dos módulos de rádio de baixa potênciacom fator de forma da empresa DigiInternational, juntamente com a sua compatibilidade com a família de placas de circuito impresso, com base em microcontroladores da série Arduino, Raspberry e outros, assim como de shields e módulos sensores, para a construção de sistemas de aquisição de dados sem fio. Os protótipos são formados por dois subsistemas: No primeiro, módulos sensores coletam informação elétrica analógica de grandezas físicas sendo analisadas e enviam os dados para uma placa Arduino Uno que transforma os sinais analógicos em digitais, em seguida usa um módulo Xbee para propagar a informação através de radiodifusão. O segundo subsistema é constituído por outro módulo Xbee conectado a um microcomputador através da interface USB a qual está em comunicação com um aplicativo em Labview,este subsistema recepciona o sinal sendo difundido pelo primeiro módulo. O aplicativo em Labview controla o processo de aquisição e radiodifusão da informação assim como a gravação dos dados numéricos e a sua apresentação gráfica em um display de computador. Os sistemas construídos permitem transmitir e receber dados científicos por comunicação através de ondas de rádio entre dois locais distantes, em tempo real, e com precisão. Os protótipos podem ser facilmente construídos e modificados para ser introduzidos como uma ferramenta confiável de aquisição de dados em qualquer laboratório científico. Palavras-chave:Instrumentação, Arduino, Xbee.The construction and testing of prototypes of data acquisition systems employing radio waves, developed in 2016 as part of the Scientific Initiation Program of the Federal University of Tocantins (PIBIC), is being carried out with the work plan entitled: Construction of a system of data acquisition with communication via radio waves using Xbee modules, the Zigbee standard, the Arduino prototyping platform and Labview. The built-in systems include: sensor modules, Xbee-type radio modules, the Arduino electronic prototyping platform and the Labview systems development environment. The goal is to take advantage of the new long-range communication capabilities of Digi International's low-power form factor radio modules along with its compatibility with the Arduino series of microcontroller-based PCB family of printed circuit boards, Raspberry and others, as well as shields and sensor modules, for the construction of wireless data acquisition systems. The prototypes are formed by two subsystems: In the first, sensor modules collect analogical electrical information from physical quantities being analyzed and send the data to an Arduino Uno card that transforms the analog signals into digital ones and then uses an Xbee module to propagate the information through broadcasting. The second subsystem consists of another Xbee module connected to a microcomputer via the USB interface which is in communication with an application in Labview, this subsystem receives the signal being broadcast by the first module. The application in Labview controls the process of acquiring and broadcasting the information as well as recording the numerical data and its graphical presentation on a computer display. The built-in systems allow you to transmit and receive scientific data by communicating through radio waves between two distant locations, in real time, and accurately. The prototypes can be easily constructed and modified to be introduced as a reliable tool of data acquisition in any scientific laboratory.   Keywords:Instrumentation, Arduino, Xbee