Desenvolvimento de porta-amostras com controle de temperatura para medidas de espectroscopia Raman

Abstract

O presente trabalho de conclusão de curso foi dedicado à pesquisa, desenvolvimento, fabricação e avaliação via testes de desempenho de um porta-amostras com controle de temperatura. Foi implementado um algoritmo de controlo proporcional-integral-derivativo (PID) com o uso de placa de desenvolvimento Arduino UNO, resistência de cartucho e termopar como sistema de controle por feedback negativo. Esse acessório busca suprir uma demanda do Laboratório de Altas Pressões e Materiais Avançados (LAPMA) em relação a capacidade investigativa da técnica de espectroscopia Raman em função da temperatura do material. Os resultados obtidos foram compatíveis com as necessidades de aplicação do laboratório. O dispositivo se mostrou capaz de atingir e manter as temperaturas de interesse com precisão de +/- 1 ºC com flutuação de 0,5 ºC. As constantes de ganho foram definidas pela metodologia trial and error. Este projeto foi desenvolvido sob licença GPL-v3 e pode ser replicado, modificado e comercializado segundo os termos descritos em "GNU General Public License", integralmente sem garantia. O dispositivo se encontra em posse do LAPMA/IF e sob a responsabilidade do professor orientador deste trabalho, Prof. Fabrício Faita. A documentação e códigos desenvolvidos estão disponíveis on-line no GIT do Centro de Tecnologia Acadêmica (CTA).

This work was dedicated to the research, development, manufacture and evaluation via performance tests of a temperature-controlled sample holder. A proportional-integrative-derivative control algorithm was implemented in an Arduino UNO development board and a cartridge resistance and thermocouple composed the negative feedback control system. This accessory aims to furnish the demand of the Advanced Materials and High-Pressure Laboratory (LAPMA) in relation to its research capabilities through Raman spectroscopy technique. The results obtained were compatible with Lab’s application needs. The device was able to reach and maintain the temperatures of interest with precision of +/- 1 ºC with 0,5 ºC fluctuation. The gain constants were obtained through trial-and-error methodology. This work was developed under GLP-v3 license and can be redistributed, modified and commercialized under the terms of the GNU General Public License, without any warranty. The device is located in LAPMA’s facilities under Fabricio Faita’s responsibility. All documentation and codes are available online at the GIT of the Center of Academic Technology.