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.

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.

Controlador de Bomba D'água.

esta simulação tem como objetivo demonstrar, através de uma aplicação prática, a importância do uso de relés. A simulação ainda demonstra o uso destes componentes em uma aplicação com "memória", de modo similar aos esquemas usados nos computadores usados no início do século XX.

A simulação permite não tão somente a visualização do circuito, como também o seu uso (simulação). O usuário poderá acionar as chaves (geral e da bomba), ligando os componentes da simulação, assim como poderá simular o enchimento e/ou o esvaziamento da caixa d'água, através do acionamento das chaves que determinam os níveis baixo e alto da caixa.

Ponte H com Transistores

Em continuidade ao assunto iniciado no post Ponte H com Relés, estou apresentando aqui mais uma versão de baixo custo para implementação desta solução. Tomando como base o circuito encontrado no tutorial de Montagem da Ponte H, que usa transistores e diodos de uso geral na implementação, este projeto adiciona um circuito integrado CMOS 4001, também de baixo custo, para facilitar o controle e implementar uma interface segura com o Arduino.

A figura a seguir mostra o diagrama lógico do circuito da ponte H, que sem a inclusão do CI 4001 teria que usar portas digitais específicas para inserir os sinais de giro do motor e outra para controlar o fornecimento de energia para este. Nesta implementação, ao invés de três sinais do Arduino, são necessários apenas dois, um para o controle geral e outro para a direção.

Esta implementação é especialmente desenvolvida para motores de baixa potência, como os encontrados em pequenos brinquedos e antigos reprodutores de fita K7. Os transistores usados são os BC548 e BC558. Os diodos são os 1N4004 e os resistores são todos de 510R. Em um próximo post irei apresentar as etapas de desenvolvimento do modelo usado nos testes.

Ponte H com Relés

Vários projetos de robótica necessitam movimentar algo usando motores que podem girar em duas direções. Um motor elétrico de corrente contínua pode facilmente girar em duas direções e para isso usa a alternância da polaridade da sua fonte de alimentação, que pode ser facilmente controlada a partir de uma Ponte H. Uma Ponte H permite que apenas um sinal de controle execute a alternância de direção.

Atualmente, soluções robóticas usando o Arduino, contam com shileds específicos para executar estas tarefas, mas estes tem um custo relativamente alto (de aproximadamente R$80,00 a R$200,00, de acordo com a potência dos motores). Para demonstrações didáticas pode-se usar um conjunto de relés de baixo custo para, em conjunto com o Arduino, executar esta tarefa. O diagrama a seguir mostra como os elementos devem ser conectados.

O diagrama mostra como usar dois motores para equipar, por exemplo, uma base robótica. Três portas digitais do Arduino são usadas, uma para o controle geral (liga/desliga) dos motores, e outras duas para o controle da direção de cada motor. Em uma próxima postagem será mostrado como interligar fisicamente estes componentes e como programar o Arduino para usá-los.

Para Saber Mais

• Ponte H;
• Relé: Wikipédia, UOL Educação;
• Arduino.

Falstad Circuit Simulator

A minha avaliação é que o Circuit Simulator é o mais completo e intuitivo simulador de circuitos eletrônicos. Conta com os mais variados tipos de componentes e infra estruturas elétricas, podendo simular desde simples circuitos analógicos, passando por uma das mais completas listas de componentes digitais, e chegando até as linhas de transmissão.

Os pontos fortes das simulações são: as cores que determinam os níveis elétricos; a possibilidade de alterar os atributos elétricos individuais e; a fácil avaliação do nível e direção da corrente no circuito.

Por ser desenvolvido como um applet java, pode ser portado para as mais diversas plataformas, assim como os circuitos desenvolvidos podem ser até inseridos em páginas Web. E por falar em circuitos, o pacote conta com uma diversidade considerável de exemplos, o que permite aos estudantes e professores uma grande variedade de modelos.

Ao mau ver, o único ponto negativo é a interface para criação de novos circuitos, que não é muito intuitiva, principalmente se comparado a pacotes como o Logicly, que é de extrema facilidade de uso.

Mais Informações:

• Site Oficial e Download
• Exemplo de Uso - Vídeo

Simulador Digital 094

Este simulador permite desenvolver e visualizar o uso de circuitos digitais, principalmente através da implementação de circuitos integrados da família TTL. O módulo digital é composto por uma placa de circuito (protoboard), 18 LEDs, 3 displays de 7 segmentos, 2 clocks, entradas digitais (12 chaves e 4 botões), terminais de alimentação (VCC e GND) e um interruptor principal para o sistema.

O software possibilita ao usuário a criação de circuitos podes ser simulados diretamente no módulo digital, onde estes podem ser avaliados e validados no cenários virtual.

Para Saber Mais:

• Mais informações e download.
• Exemplo de uso - Vídeo.

Logicly

Este software é usado para construir e simular circuitos lógicos, com apenas alguns cliques do mouse. O processo é bem simples, bastando que o usuário arraste os componentes no editor e em seguida desenhe as conexões entre eles. Operações como zoom, pan e girar, também são de fácil execução. Ao terminar o projeto do circuito, o usuário pode salvá-lo.

Excelente para o ensino de lógica e circuitos digitais, assim como proporciona um ótimo ponto de partida para as atividades de laboratório.

Recursos Disponíveis:

• Portas Lógicas - AND, OR, XOR, NAND, NOR, XNOR e, NOT.
• Flip-flops - SR, D, JK e, T.
• Entrada e Saída - Interruptores, relógios e botões, alteram o estado do circuito, enquanto as lâmpadas e os displays BCD de 4 bits fornecer uma saída legível.
• Alem das postas e dispositivos disponíveis, o simulador permite que o usuário drie seus próprios dispositivos e circuitos integrados.

Para Saber Mais:

• Site Oficial.
• Exemplo de uso - Vídeo.
• Download.

Resultado Parcial de EED 2012-4

A lista a seguir apresenta o resultado parcial da disciplina de Eletricidade e Eletrônica Digital da turma PC 2011, do semestre 2012-4. Informo ainda que de 16 a 22/04/2013, os alunos que assim desejarem, podem solicitar, na secretaria do Programa de Computação, a aplicação de Avaliação Substitutiva. Esta avaliação será realizada no dia 23/04/2013, as 8:00 hs, na sala 202 do prédio de salas especiais do Campus Tapajós.

Matrícula   Média
201100408 3,47
201101146 3,54
201100985 1,47
201100556 7,35
201201171 0,00
201100868 7,85
201100550 3,87
201101186 8,20
201100310 1,35
201100021 1,00
201100340 8,00
201100405 8,65
201100349 7,84
201100939 1,01
201100521 8,52
201100790 0,86
201100032 0,00
201201158 0,00
201201204 0,00
201201209 0,00
201100384 6,29
201100579 6,48
201100458 0,03
201100600 6,93
201100186 8,06
201100095 5,82
201100881 5,07
201100896 5,89
201100617 8,04
201101014 2,90
201100532 6,60
201100605 3,68
201100019 0,00
201100920 8,51
201100885 8,28
201100609 6,29
201100838 9,02
201100693 2,30

Trabalho - Eletricidade e Eletrônica Digital 2012-4

Título: Experimentos e Fundamentos.

Tempo de Execução: Até 20 horas por aluno.

Local: Todo material necessário aos experimentos deverá estar disponível no Laboratório 4.

Data de Entrega: Os experimentos devem ser apresentados ao professor da disciplina até o dia 05/03/2013. Os pôsteres (versão em PDF) devem ser entregues até o dia 12/03/2013.

Descrição: Cada equipe, composta de 3 a 4 alunos, deverá selecionar um experimento (ver lista a seguir), executá-lo e  montar um pôster com o relatório básico (ver diretrizes a seguir) da atividade.

Lista de Experimentos:

• Base Robótica Rover 5 - Usos e aplicações na automação industrial e outros.

1. Programação autônoma através de execução de movimentos predeterminados.
2. Programação que permita a entrada de comandos locais para execução de movimentos determinados. Os comando serão enviados pelos botões da controladora.

• Arduino - Aplicações em sistemas de monitoramento e segurança.

1. Monitoramento da temperatura de dispositivos através do uso de termistores. Monitorar a temperatura de um motor de ventilador e desligá-lo por um período preestabelecido.
2. Segurança residencial através do monitoramento de sensores em portas e janelas. Usar uma maquete de uma casa de duas portas e três janelas e inserir sensores para emissão de alarme quando da abertura.

• 01 - Medidor de Níveis Lógicos.
• 02 - Cronômetro Digital. Cancelado
• 03 - Codificador BCD.
• 04 - CI Teste. Cancelado
• 05 - Somador Lógico. Ok
• 06 - Alvo Play. Cancelado
• 07 - Pulse Test.
• 08 - Reflex. Cancelado
• 09 - Subtrator Lógico. Ok
• 10 - Data RAM. Ok

Diretrizes: Para a execução dos experimentos as equipes deverão obedecer as seguintes diretrizes básicas:

• O trabalho deverá ser organizados em duas partes a saber: o Experimento e o Relatório (pôster);
• Para o experimento é necessário que sejam seguidas, ou as orientações descritas na documentação dos experimentos (ver links na lista acima), ou as orientações do professor (aulas as quartas-feiras).
• Para o relatório será fornecido um lay-out padrão onde as seguintes informações deverão ser inseridas no pôster.

1. Apresentação - Visão geral do experimento e sua relação com a disciplina e/ou sua utilidade.
2. Objetivo - Deixar claro qual o elemento de demonstração (conceitos, fundamentos e/ou aplicação) será abordado no experimento.
3. Funcionamento - Descrição geral usando: um esquema técnico (fritzing), um diagrama em blocos lógicos e um pequeno texto sobre os principais elementos e componentes físicos.
4. Processo de Montagem - Três fotos do experimento, contendo: Material, inclusão dos componentes e inclusão de fios e cabos de ligação.
5. Conclusões e Resultados - Apresentar a relação entre o funcionamento e o principal elemento de demonstração.
6. Referências bibliográficas - Pelo menos três.

Equipes:

• Monitoramento de Temperatura com o Arduino

1. Dailson Melo Campos
2. Elany Marinho Branches Farias
3. Elisaira Silva de Sousa
4. Wander Luiz Vieira de Azevedo

• Rover 5 com Movimentos Controlados Localmente (botões na controladora)

1. Carlos Rodolfo Oliveira dos Santos
2. Dandis Farias Pimentel
3. Fagner Silva dos Santos
4. Wanderlany Fialho de Abreu

• Rover 5 com Movimentos Preestabelecidos

1. Elvis Ribeiro da Silva 
2. Majd Nidal Aboul Hosn 
3. Rafael Eich da Silva 
4. Ygor Eugenio Dutra da Silva

• Data RAM

1. Artenes Junior Gomes Nogueira 
2. Marcos Jose da Silva Baia 
3. Marcus Fabricio da Silva Ferreira 
4. Pio Ferreira Lima Netto

• Somador Lógico

1. Luan Rodrigo Gama de Sousa 
2. Márcio Andre Neves Bastos 
3. Richard Rainon Cunha de Lima

• Subtrator Lógico

1. Milene Lima Pontes 
2. Patrick Jose Macedo Viana 
3. Romulo Miranda Rocha 
4. Wirlisson Coelho Conceição