Dispositivos Entrada Analógica: Transdutores Ponte Mundo Físico

Dispositivos entrada analógica (transdutores/sensores) convertem grandezas físicas contínuas — temperatura, pressão, luz, som, posição — em sinais elétricos contínuos (tensão, corrente, resistência, capacitância). Embora sistemas modernos digitalizem imediatamente (via ADCs), a *física* sensoriamento permanece analógica.

Transdutores Medição Física

Grandeza	Dispositivo	Princípio / Saída
Temperatura	Termopar	Efeito Seebeck → μV nível tensão (não-linear)
	RTD (Pt100/1000)	Resistência vs T (quase linear, +0.385 Ω/°C)
	Termistor (NTC/PTC)	Grande ΔR/°T (exponencial), alta sensibilidade
	Sensor CI (LM35, TMP36)	Tensão ∝ T (10 mV/°C), calibrado
Pressão	Extensômetro / Piezorresistivo	Ponte Wheatstone → mV/V (ratiométrico)
	Capacitivo	ΔC deflexão diafragma
	Piezoelétrico	Saída carga (pressão dinâmica apenas)
Força/Peso	Célula Carga	Ponte extensômetro (mV/V)
Aceleração/Vibração	Piezoelétrico (IEPE)	Carga/tensão ∝ a (acoplado CA)
	MEMS Acelerômetro	Capacitivo → tensão/corrente (resposta CC)
Posição/Deslocamento	LVDT / RVDT	Razão transformador CA → posição (robusto)
	Potenciômetro	Divisor tensão (desgaste, ruído)
	Encoder (Seno/Cosseno analógico)	Sinais quadratura 1 Vpp (interpolação)
Vazão	Magnético / Ultrassônico / Coriolis	4–20 mA ou tensão (transmissores inteligentes)
Nível	Hidrostático (DP), Radar, Ultrassônico, Boia	4–20 mA / tensão
Luz	Fotodiodo / Fototransistor	Corrente ∝ irradiança (linear)
	LDR (CdS)	Resistência ∝ 1/luz (lento, não-linear)
Som	Condensador / MEMS Microfone	Modulação capacitância → tensão
Gás/Químico	Célula Eletroquímica	Corrente ∝ concentração (ppm)
	Pelistor / NDIR	Resistência / Absorção (inflamável/CO2)

Dispositivos Interface Humana (Saída Analógica)

• Joystick / Thumbstick: Potenciômetros duplo-eixo ou sensores Hall.
• Slider / Fader: Potenciômetro linear ou plástico condutivo.
• Resistor Sensível Força (FSR): Resistência ∝ força.
• Touchscreen Analógico (Resistivo): Divisor tensão camadas X/Y.

Front-End Analógico (AFE) — Tornando Digital

Sinais brutos sensores raramente prontos MCU. AFE fornece:

• Condicionamento Sinal: Amplificação (Amp Instrumentação), Filtragem (Anti-aliasing), Deslocamento Nível, Linearização (compensação junção fria termopar).
• ADC (Conversor Analógico-Digital): SAR, Delta-Sigma, Pipeline. Specs chave: Resolução (bits), Taxa Amostragem, ENOB, Faixa Entrada.
• Referência: Tensão referência estável (V_REF) define precisão full-scale.

Laços Corrente Industriais Padronizados

4–20 mA padrão de facto analógico para transmissores industriais:

• Zero vivo (4 mA = 0% = detecção quebra fio).
• Modo corrente = imune queda tensão longos cabos (km).
• 2-fios loop-powered (transmissor alimentado pelo laço).
• HART / WirelessHART sobrepõe comms digitais mesmos fios.

Entender natureza *analógica* sensores — ruído, impedância, não-linearidade, deriva, efeitos carga — essencial para projetar AFE que transforma física em dados confiáveis.

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