Construindo um Simples Acionador Digital para Alarmes

O objetivo deste circuito é apresentar o funcionamento, através de uma simulação computacional, de um simples circuito digital para acionar alarmes. O circuito foi criado especificamente para ser usado como produto prático desenvolvido com os conhecimentos relacionados ao Latches.

Caso não esteja vendo a simulação, clique aqui.

O circuito tem como elemento chave um simples Latch RS, que ao receber o sinal de um sensor qualquer, envia para sua saída, um sinal que pode ser usado para ativação de uma alarme qualquer; podendo este ser desde um simples sistema sonoro, até mesmo um sistema remoto com base em aplicativo móvel. Os sinais dos sensores, em número de cinco, são aglutinados por uma porta OR, de modo que qualquer um dos possíveis sensores, poderá "armar" o sistema. O sistema pode ser "desarmado" por um simples pulso de Reset, voltando assim ao seu estado inicial de prontidão.

Intercalando e Distribuindo Dados

A simulação tem como objetivo demonstrar, através de uma aplicação prática, o funcionamento de um circuito, com base em eletrônica digital, o qual permite intercalar e distribuir dados, ou seja, um circuito recebe um conjunto de bits e permite o encaminhamento, de forma individual e escalonada, de cada um dos bits de entrada para a saída.

Tanto o circuito do MUX, quanto o do DEMUX, tem como base um seletor, onde cada um dos quatro elementos do deste seletor é composto por uma porta AND de três entradas, nas quais, uma irá receber o dado de entrada e as outras duas o "código" de seleção, a saber: 00, 01, 10 e 11.

Caso não esteja vendo a simulação, clique aqui.

Observa-se que o circuito que leva os sinais de S0 e S1 para cada uma das portas de seleção, foi planejado para nunca enviar o mesmo "código", para portas diferentes, de modo que apenas a sequência de entrada 11 (em cada porta AND) permitirá o encaminhamento de uma entrada à sua respectiva saída.

O MUX faz uso dos seletores para "intercalar" os dados de entrada de modo que, apenas uma destas entradas seja envia para a saída do circuito. O DEMUX usa os seletores para "distribuir" (nunca ao mesmo tempo) uma única entrada, para uma das quatro saídas de dados. Para facilitar o uso e a compreensão do objetivo do circuito, foram usados "conectores de nó" para: i) distribuir e "equalizar" os "códigos" de seleção e; ii)  enviar a saída do MUX para a entrada do DEMUX.

É sugerido que, ao usar a simulação deva-se escolher apenas um dos bits de entrada e pô-lo no nível alto. Feito isso, deve-se inserir as sequências de seleção (uma a uma), observando qual "código" de seleção "ativa" a entrada posta em nível alto. Também pode ser observado como o "entrelace" das entradas de seleção fazem com que uma porta (AND) de seleção seja, ou não, ativada.

Multiplicando por 2 via Deslocamento.

A simulação tem como objetivo apresentar um circuito multiplicador (por 2) que efetiva a sua tarefa através do deslocamento a esquerda dos bits de entrada. Para exemplificar o processo, vamos usar o valor 0110 em binário (6 em decimal). Imagine cada um destes bits inseridos caixas adjacentes e execute um deslocamento a esquerda (transferência, da esquerda para a direita, passando cada bit para a caixa a esquerda). O zero mais a esquerda iria desaparecer (por falta de caixa) e a caixa mais a direita, para não ficar vazia, seria preenchida com 0 (zero). O valor resultante seria 1100 em binário, ou seja, 12 (6x2) em decimal.

Caso não esteja vendo a simulação, clique aqui.

Na simulação são dois os circuitos que implementam o deslocamento binário para efetivar a multiplicação. Tanto o circuito hexadecimal, quanto o decimal, distribuem os bits de entrada, de modo que o display a esquerda receba o conjunto de entrada (em 3 bits) e os enviem, para o display a direita, executando um deslocamento de 1 bit (a esquerda). O display central usa das primitivas de tensão (alta e baixa) para exibir o dígito 2. Também são adicionadas ao circuito algumas instruções quanto ao funcionamento e análise do processo.

Octo Sequenciador

Esta simulação apresentar um simples circuito digital de sequenciamento binário de 3 bits (8 saídas). Sequenciadores binários podem ter muitas aplicações, que vão desde a construção de produtos do dia-a-dia como semáforos (agrupando saídas para ativação com tempos específicos), indo até produtos como sequenciadores de circuitos de execução dos passos de uma instrução em microprocessadores.

Caso não esteja vendo a simulação, clique aqui.

A simulação foi desenvolvida com base em um sequenciador de 3 bits. A simulação permite que seus usuários efetivamente observem o funcionamento do sequenciador, pois este gera automaticamente a sequência binária de entrada, de modo que os LEDs sejam acionador sequencialmente, da direita para a esquerda.

Linha de Envasamento

Imaginem uma linha de envasamento como a da figura a seguir. Vejam que as garrafas devem se mover pela esteira até que atinjam a posição correta. Quando isso acontece, a esteira para de funcionar e o injetor de líquido inicia o seu trabalho, enchendo as garrafas. Quando as garrafas estiverem cheias, o injetor para e a esteira volta a trabalhar.

Para que o modelo proposto no texto anterior possa funcionar automaticamente, deverá existir um sistema eletrônico, minimamente composto de:

• Dois acionadores: motor de esteira (me) e motor do injetor (mi);
• Dois sensores - sensor de posição (sp) e sensor de nível (si).

Como um circuito digital normalmente pode ser representado por uma tabela verdade, a seguinte foi desenvolvida para este problema. Observem na tabela, que a entrada é composta pelas possibilidades relacionadas aos dois sensores, tendo 0 para desativado e 1 para ativado. As saídas são compostas pelas possíveis ações relacionadas aos motores, sendo 0 para desligado e 1 para ligado.

A lista a seguir descreve as "possibilidades" avaliadas para cada uma das entradas da tabela verdade, a saber:

• 00 - Quando o sensor de posição estiver desativado e o sensor de nível também; o motor de esteira deve estar ligado (movimentando as garrafas) e o motor do injetor deve estar desligado;
• 01 - Uma situação impossível (x) está presente nesta "possibilidade" pois, caso o sensor de posição esteja desativado, será impossível verificar o nível de "enchimento" das garrafas, já que elas não estão em posição;
• 10 - Enquanto o sensor de posição estiver ativado (garrafas em posição) e o sensor de nível não estiver indicando o preenchimento, o motor da esteira deve estar desligado e o motor do injetor deve estar ligado;
• 11 - Esta situação ocorre assim que as garrafas atingirem o seu nível máximo permitido. Neste caso, o motor da esteira deve ser ligado e, ao mesmo tempo, o motor do injetor deve ser desligado.

Para desenvolver o circuito com função descrita na tabela verdade, devemos definir um ramo de circuito para cada saída. Para facilitar a tarefa, existem muitos geradores automáticos de circuito, como o observado no quadro a seguir. Para cada ramo do circuito selecione as opções da coluna Y e clique no botão Submit. Após isso, basta observas as informações relacionadas ao processo de desenvolvimento automático e o circuito lógico gerado.

caso não apareça clique aqui

Feito o desenvolvimento do ramos do circuito, basta criar um diagrama (simulação a seguir) que una estes ramos através das entradas de dados do circuito.

caso não apareça clique aqui

Retificador de Tensão

O circuito aqui apresentado tem como principal objetivo a observação do funcionamento de um retificador de tensão elementar, através da observação dos efeitos do diodo e do capacitor.

Como é um circuito rudimentar, a retificação de tensão usa de apenas um diodo e de um capacitor para a execução da função. Ao circuito são adicionadas as instruções básicas necessárias à compreensão do objetivo deste.

Observando Circuito RC

O projeto implementado na simulação permite testar o funcionamento do circuito de tempo normalmente conhecido como Circuito RC, afinal, tem como base um Resistor e um Capacitor.

Um Circuito RC é normalmente obtido pela "alimentação" de uma carga composta por um Resistor e um Capacitor, dispostos em série. Nesta implementação, uma lâmpada foi adicionada à série básica, de modo que, a lâmpada estará acesa enquanto o capacitor estiver em carga. Um módulo extra foi adicionado ao circuito já descrito. Este módulo, quando desligado o gerador, permite que, ao ser pressionado o botão, a carga armazenada no capacitor, seja "drenada" por este módulo, acendendo a segunda lâmpada.

A Simulação permite que seja observado o tempo de carga e descarga do capacitor. Ao iniciar a simulação a chave da fonte (a esquerda) já está ligada, permitindo que o capacitor seja carregado. Quando o amperímetro da fonte "zerar", desligue a chave da fonte e passe a pressionar o botão de descarga (na placa do circuito). Enquanto o capacitor estiver descarregando a lâmpada a direita estará acesa. Observe que, na descarga, a corrente do amperímetro também cai a zero.