Ensaios de desempenho e critérios de conformidade

Um requisito só se torna verificável quando se define como observá-lo e qual registro sustentará a avaliação. A matriz de verificação liga, para cada requisito: procedimento, condições, instrumentos, evidência esperada e regra de decisão.

No monitor de temperatura de bancada, “apareceu uma temperatura” ou “o LED acendeu” apenas constata atividade. Isso não demonstra, por si só, que a alimentação está na faixa requerida, que a medição representa a temperatura física, que a atualização ocorre no prazo ou que o LED muda no limiar exigido.

Uma matriz não é só uma lista de testes. Ela mostra por que uma observação é pertinente a um requisito e em quais condições ela vale. A regra de decisão deve ser declarada junto do planejamento; a classificação numérica dos resultados será tratada adiante.

Separe os ensaios pela pergunta que cada um responde. Uma evidência pode ser excelente para um requisito e irrelevante para outro.

Associe cada requisito à evidência mais pertinente. Procure a evidência que permitiria avaliar o requisito, e não apenas confirmar que o monitor está ligado.

O percurso principal deste tutorial usa casos didáticos completos, apresentados nas telas. Assim, você pode analisar requisitos, condições e evidências mesmo sem uma montagem disponível.

Se tiver o monitor já integrado, faça observações opcionais apenas com sua própria montagem e instrumentos. Registre a configuração real e considere ensaiadas somente as condições efetivamente observadas. Este é um monitor de bancada sem função de segurança: evidências de desempenho não autorizam uso em aplicações críticas.

Um requisito pode declarar uma faixa ampla, mas seu ensaio só pode cobrir as condições que você consegue produzir e caracterizar com segurança. Comece separando:

• faixa especificada: tudo o que o requisito pretende abranger;
• faixa acessível: pontos que seus recursos permitem atingir e verificar;
• pontos críticos: extremos acessíveis, pontos intermediários e vizinhanças de limiares de indicação.

Para o monitor, não escolha temperaturas apenas porque são fáceis de repetir. Inclua pontos que revelem mudanças de comportamento: perto do limiar do LED, por exemplo, e nas bordas realmente alcançáveis da faixa.

A seleção depende do requisito. Antes de definir pontos, fixe as condições normais relevantes: modo de operação, alimentação, carga, ambiente e estado da indicação ou comunicação.

Exemplo: uma leitura de consumo com LED desligado não cobre um requisito de consumo no modo em que o LED e a comunicação estão ativos. Da mesma forma, observar a indicação longe do limiar não cobre a transição perto do limiar.

A tabela mostra uma estratégia de cobertura. Os valores são apenas um modelo de planejamento: substitua-os pelos limites e recursos do seu projeto.

Decida antes de medir

Para cada requisito, declare antes de coletar dados:

1. a faixa permitida, com unidade e fronteiras incluídas ou excluídas;
2. o resultado que será comparado — leitura, erro ou tempo, por exemplo;
3. a incerteza expandida U aplicável;
4. a regra de decisão.

Depois do ensaio, se o resultado estimado é y, compare o intervalo [y − U, y + U] com a faixa permitida, sempre na mesma grandeza e unidade.

Para um requisito de erro, use o intervalo do erro estimado, e não o intervalo da temperatura indicada. A regra não pode ser escolhida depois de ver se o resultado ficou conveniente.

Considere o requisito de erro: −1,0 °C ≤ e ≤ +1,0 °C, com as duas fronteiras incluídas. A incerteza expandida previamente caracterizada para o ensaio é U = 0,2 °C.

A tabela aplica a regra ao intervalo do erro, [e − U, e + U].

Associe cada situação à classificação correta, considerando limites incluídos.

Um resultado só é interpretável se outra pessoa puder reconstruir o que foi ensaiado, em quais condições e como o valor foi obtido. Registre a configuração identificada de hardware e firmware, o modo de operação, a alimentação, a carga, o ambiente e os instrumentos usados.

Para cada instrumento, anote o modelo ou identificação disponível, a faixa selecionada e ajustes que afetem a leitura. Para cada ponto, identifique a condição aplicada e o requisito associado. Não basta escrever “medido com multímetro”: a faixa, o ponto de conexão e a condição de operação podem mudar o significado do número.

Preserve primeiro as leituras brutas, na ordem em que foram obtidas. Depois registre separadamente cada conversão, correção, média ou cálculo aplicado. Assim, um tratamento pode ser revisado sem perder a evidência original.

No resultado calculado, informe a grandeza, a unidade e, quando aplicável, a incerteza expandida U e o fator de abrangência k. A decisão usa a regra declarada antes do ensaio, mas não substitui os números que a sustentam.

Coloque na ordem adequada as ações de um ensaio. Considere que a regra de decisão já foi definida antes de começar.

O que este ensaio demonstra

Para requisitos de operação normal, meça a tensão nos pontos de alimentação relevantes e o consumo total em cada modo selecionado. Se o produto prevê LED aceso e comunicação, essas funções precisam estar ativas no modo ensaiado.

Uma leitura só é interpretável junto de sua condição: versão da montagem/firmware, tensão de entrada, modo, estado da indicação, comunicação e carga conectada. Não compare, por exemplo, a corrente com LED apagado com o limite definido para o modo de indicação ativa.

O caso didático usa uma fonte isolada de 5 V e um monitor de temperatura sem função de segurança. O requisito de alimentação é 4,75 V a 5,25 V no trilho local de 5 V; o requisito de consumo sustentado no modo ativo é I ≤ 42,0 mA.

A incerteza expandida já caracterizada é U(V) = 0,02 V e U(I) = 0,8 mA. A regra conservadora é: aprovar somente se todo o intervalo estiver dentro do limite; reprovar se não houver interseção; nos demais casos, concluir inconclusivo.

Média, sustentada e pico não são sinônimos

• Corrente média: valor médio em uma janela definida.
• Demanda sustentada: corrente mantida na condição e duração especificadas.
• Pico: máximo transitório com duração e método de observação definidos.

Um multímetro comum pode fornecer uma leitura média ou lenta, conforme seu método e faixa. Sem largura de banda, taxa de aquisição ou registro temporal adequados, ele não caracteriza um pico. Não transforme uma leitura estável de 36,2 mA em afirmação sobre um requisito de pico.

A equipe mediu 36,2 mA em um multímetro durante 10 s, com LED aceso e UART ativa. O requisito é: “pico de corrente ≤ 50 mA durante a transmissão”. Não há instrumento com registro temporal rápido nem outra evidência de pico.

Qual conclusão é sustentada?

Selecione a conclusão correta.

O que este ensaio isola

Ao desconectar o sinal do sensor e aplicar uma tensão conhecida e compatível no mesmo nó de entrada, você verifica a cadeia posterior ao sensor: condicionamento, ADC, cálculo no firmware e indicação.

A evidência responde: “Dada esta tensão na entrada, a cadeia produz a resposta esperada?” Ela não responde: “O sensor mede a temperatura física corretamente?”

Use apenas tensões dentro da faixa permitida para a entrada e para os blocos alimentados. A tensão de teste e a montagem devem compartilhar a mesma referência (GND).

Em cada ponto, registre ao menos: configuração de hardware e firmware, divisor usado, VIN_T medido com sua incerteza, saída analógica observada quando acessível, indicação observada, condições de alimentação e critério de comparação.

Compare a resposta observada com a esperada a partir de VIN_T medido, usando a incerteza pertinente à grandeza avaliada. Se o requisito for da indicação, a incerteza relevante é a da comparação elétrica dessa indicação — não uma incerteza de temperatura física que este ensaio não mediu.

Uma resposta compatível apoia o requisito da cadeia elétrica naquele ponto e naquela condição. Não autoriza concluir exatidão do TMP36 nem de temperatura ambiente.

Uma comparação física avalia o sistema completo: sensor, condicionamento, conversão e cálculo exibido. Em cada ponto acessível, compare a indicação do monitor com uma referência independente e caracterizada.

Registre a configuração de hardware e firmware, alimentação, ambiente, posição relativa dos sensores, tempo e critério de estabilização, além da identificação da referência. A correção da referência, quando aplicável, deve ser usada antes do cálculo do erro; sua incerteza deve entrar na incerteza da comparação.

Uma verificação elétrica aprovada com tensão substituta continua útil para a cadeia posterior ao sensor, mas não demonstra que a temperatura física chegou corretamente ao sensor nem que o sensor está exato.

Dados didáticos de uma comparação em ambiente interno estável. A correção da referência já foi aplicada. Após o critério de estabilização, as duas leituras foram registradas como um par em cada ponto.

O requisito previamente declarado é −1,0 °C ≤ erro ≤ +1,0 °C, com fronteiras incluídas. Defina erro = indicação do monitor − temperatura da referência corrigida. Para todos os pontos deste procedimento, a incerteza expandida pertinente ao erro é Uₑ = 0,3 °C, k = 2. Ela representa a comparação completa nas condições descritas, não a incerteza de um ensaio elétrico anterior.

No Ambiente B, o monitor indicou 25,6 °C e a referência corrigida indicou 25,1 °C. Com requisito de erro de −1,0 °C a +1,0 °C e Uₑ = 0,3 °C (k = 2), qual classificação a regra conservadora permite para esse ponto?

O evento medido precisa ser o evento exigido

Um requisito temporal só pode ser avaliado quando o evento observado corresponde ao que ele declara.

• Aquisição: instante em que o sistema coleta ou converte o sinal.
• Publicação: instante em que uma leitura fica disponível, por exemplo, na UART ou em uma tela.
• Mudança de saída: instante em que o LED, comparador ou outra saída muda de estado.

Se o requisito limita o intervalo entre leituras publicadas, registre publicações. Se limita a latência entre uma mudança de entrada e o LED, registre a mudança da entrada e a transição do LED. Uma mensagem recebida no computador pode ter sofrido atraso de transmissão, buffer e sistema operacional; portanto, seu horário de chegada não prova, por si só, o instante da aquisição.

Considere o requisito: “Em operação normal, o intervalo entre leituras publicadas deve ser no máximo 1,00 s.”

A tabela traz marcas temporais de publicação obtidas em uma condição definida. Para cada par consecutivo, calcule \(\Delta t=t_{n}-t_{n-1}\). O maior intervalo observado é comparado ao limite — mas vale somente para a configuração e condições ensaiadas.

Para avaliar uma indicação com histerese, ensaie pontos próximos aos limiares nos dois sentidos. Por exemplo, se o LED deve ligar quando a temperatura sobe até 30 °C e desligar quando desce até 28 °C, não basta aplicar um único ponto.

Uma sequência elétrica com tensões equivalentes à temperatura pode verificar o condicionamento, ADC, firmware e LED após o ponto de injeção. Ela não demonstra que o sensor físico mede corretamente a temperatura nem caracteriza sua resposta térmica.

Decidir por requisito, não pelo “funcionou”

No encerramento, cada conclusão deve ligar requisito, configuração, condição ensaiada, evidência, intervalo e decisão. A classificação vale apenas dentro desse elo.

Uma tensão conhecida aplicada na entrada pode aprovar a cadeia elétrica posterior ao sensor, mas não a exatidão física de temperatura. Uma comparação com referência pode sustentar o erro físico, mas somente nos pontos efetivamente comparados. E uma condição sem evidência adequada não é aprovada, reprovada nem inconclusiva: ela permanece não verificada.

O caso a seguir é didático. Analise os intervalos pela regra conservadora já declarada: aprovado se todo o intervalo estiver permitido; reprovado se não houver interseção; inconclusivo nos demais casos.

A configuração analisada é o Monitor T-01, com hardware H1, firmware F1.2, fonte isolada de 5 V, LED ativo e comunicação UART habilitada. As fronteiras dos requisitos são incluídas.

As incertezas expandidas ±U já foram definidas antes dos ensaios e são pertinentes à grandeza de cada linha. Não invente cobertura além da registrada. Em especial, o ensaio de injeção elétrica usa VIN_T = 1,248 V caracterizado e avalia a indicação calculada a partir dessa entrada.