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atps eletronica digital
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ATIVIDADES PRÁTICAS SUPERVISIONADAS
Engenharia de Controle e Automação
6ª Série Eletrônica Digital
A Atividade Prática Supervisionada (ATPS) é um procedimento metodológico de
ensino-aprendizagem desenvolvido por meio de etapas, acompanhadas pelo
professor, e que tem por objetivos:
� Favorecer a autoaprendizagem do aluno.
� Estimular a corresponsabilidade do aluno pelo seu aprendizado.
� Promover o estudo, a convivência e o trabalho em grupo.
� Auxiliar no desenvolvimento das competências requeridas para o exercício
profissional.
� Promover a aplicação da teoria na solução de situações que simulam a
realidade.
� Oferecer diferenciados ambientes de aprendizagem.
Para atingir estes objetivos, a ATPS propõe um desafio e indica os passos a
serem percorridos ao longo do semestre para a sua solução.
Aproveite esta oportunidade de estudar e aprender com desafios da vida
profissional.
AUTORIA:
Henrique Geraldo de Moraes
Faculdade Anhanguera de Matão
Engenharia de Controle e Automação - 6ª Série - Eletrônica Digital
Henrique Geraldo de Moraes
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COMPETÊNCIAS E HABILIDADES
Ao concluir as etapas propostas neste desafio, você terá desenvolvido as competências e habilidades que constam nas Diretrizes Curriculares Nacionais descritas a seguir.
� Aplicar conhecimentos matemáticos, científicos, tecnológicos e instrumentais à Engenharia.
� Projetar e conduzir experimentos e interpretar resultados. � Conceber, projetar e analisar sistemas, produtos e processos. � Identificar, formular e resolver problemas de Engenharia.
Participação
Esta atividade será, em parte, desenvolvida individualmente pelo aluno e, em parte, pelo grupo. Para tanto, os alunos deverão:
• organizar-se, previamente, em equipes com formação determinada pelo professor. • entregar seus nomes, RAs e e-mails ao professor da disciplina e • observar, no decorrer das etapas, as indicações: Individual e Equipe.
DESAFIO
Em sistemas de gerenciamento de fluxo de Gases Inertes, é habitual a aplicação de sistemas denominados Pré-Pós Vazão, em que, ao se habilitar o sistema, há um atraso em sua energização, ocorrendo apenas a inicialização do fluxo de gás, ou seja, ocorre uma Pré-Vazão de gás pelo sistema, por um tempo predeterminado, e, ao se realizar a desabilitação do sistema, o fluxo de gás permanece por um tempo, também predeterminado, ou seja, há uma Pós-Vazão.
Dado o Gráfico de Funcionamento deste sistema, Figura 1, e o Fluxograma, Figura 2, a seguir, a equipe deverá elaborar o circuito eletrônico digital que desenvolva inteiramente a sequência de operações apresentadas. A função de cada componente eletrônico deve ser compreendida. A definição do funcionamento do sistema projetado deve ser apresentada por meio de simulação computacional, utilizando o software disponível nos laboratórios.
Figura 1 – Gráfico de Funcionamento
Fonte: Elaborado pelo autor.
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Figura 2 – Fluxograma Fonte: Elaborado pelo autor.
Objetivo do desafio
A implementação de um sistema eletrônico que contemple as necessidades do sistema de gerenciamento de Gás Inerte, ou seja, um sistema eletrônico que realize a Pré-Pós Vazão do fluxo de gás, para apresentação ao docente da disciplina.
Livro-Texto da disciplina
A produção desta ATPS é fundamentada no livro-texto da disciplina, que deverá ser utilizado para solução do desafio:
TOCCI, Ronald J.; WIDMER, Neal S. Sistemas Digitais: princípios e aplicações. 11. ed. São Paulo: Pearson – Prentice Hall, 2011.
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ETAPA 1 (tempo para realização: 05 horas)
� Aula-tema: Portas lógicas, funções booleanas e tabela verdade.
Esta atividade é importante para que você compreenda a lógica de funcionamento das portas lógicas existentes, bem como adquira o aprendizado das simbologias técnicas destes componentes.
Para realizá-la, devem ser seguidos os passos descritos.
PASSOS
Passo 1 (Individual)
Pesquisar as características de funcionamento, a lógica e a simbologia, segundo as normas ANSI e IEC, dos seguintes elementos:
1. Porta lógica AND. 2. Porta lógica OR. 3. Porta lógica NOT. 4. Porta lógica XOR.
Bibliografia complementar
• IDOETA, Ivan Valeije. Elementos de Eletrônica Digital. 40. ed. São Paulo: Érica, 2009.
Passo 2 (Individual)
Apresentar a tabela verdade dos elementos descritos no Passo 1, bem como suas expressões Booleanas.
Site sugerido para pesquisa
• Apostila do Departamento de Engenharia de Telecomunicações, UFF. Disponível em: <http://www.telecom.uff.br/~delavega/public/CircDig/aposcd.pdf> e compartilhado em: <https://drive.google.com/file/d/0B5wUW67FIB8ZazlrMTZqMTFMZFE/edit?usp=sharing>. Acesso em: 25 maio 2014.
Passo 3 (Individual)
Pesquisar as características de funcionamento, a lógica e a simbologia, segundo as normas ANSI e IEC, dos seguintes elementos:
1. Porta lógica NAND. 2. Porta lógica NOR. 3. Porta lógica XNOR.
Passo 4 (Individual)
Apresentar a tabela verdade dos elementos descritos no Passo 3, bem como suas expressões Booleanas.
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ETAPA 2 (tempo para realização: 05 horas)
� Aula-tema: Flip-Flop JK Master Slave com Preset e Clear e Flip-Flop D e T.
Esta atividade é importante para que você compreenda o funcionamento dos modelos de Flip-Flop existentes, suas características periféricas e suas simbologias.
Para realizá-la, devem ser seguidos os passos descritos.
PASSOS
Passo 1 (Individual)
Pesquisar as características de funcionamento, lógica, tabela verdade e a simbologia, segundo as normas ANSI e IEC, dos seguintes elementos:
1. Flip-Flop JK. 2. Flip-Flop D. 3. Flip-Flop T.
Passo 2 (Individual)
Pesquisar a utilização das Portas Lógicas e Flip-Flop na elaboração de Circuitos Geradores de Clock. Descrever sua operação.
Bibliografia complementar
• MALVINO, Albert Paul. Eletrônica Digital: princípios e aplicações. 4. ed. São Paulo: Makron Books, 1997, v. 1.
Passo 3 (Individual)
Apresentar a formulação matemática do cálculo da frequência do Circuito Gerador de Clock que será utilizado na elaboração do desafio. Apresentar os cálculos para um gerador de 100Hz de frequência Clock.
Passo 4 (Equipe)
Elaborar o relatório da Etapa 2, apresentando as teorias e cálculos realizados. De maneira simples e objetiva, desenvolver um descritivo abordando as dificuldades encontradas nesta etapa e realizar a comparação do valor dos componentes calculados no Passo 3 com os valores comerciais existentes.
ETAPA 3 (tempo para realização: 05 horas)
� Aula-tema: Contadores Assíncronos e Síncronos.
Esta atividade é importante para que você e sua equipe compreendam o funcionamento dos contadores existentes e analisem o melhor modelo para o desenvolvimento do desafio.
Para realizá-la, devem ser seguidos os passos descritos.
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PASSOS
Passo 1 (Equipe)
Realizar uma pesquisa detalhada sobre o funcionamento de pinos periféricos referentes aos contadores do tipo Assíncrono. Apresentar o gráfico de funcionamento, inserindo as influências da habilitação dos pinos periféricos.
Passo 2 (Equipe)
Apresentar uma pesquisa detalhada sobre o funcionamento de pinos periféricos referentes aos contadores do tipo Síncrono. Apresentar o gráfico de funcionamento, inserindo as influências da habilitação dos pinos periféricos.
Passo 3 (Equipe)
Pesquisar o método de inserção de portas lógicas nos sistemas de contagem descritos nos Passos 1 e 2, que auxiliam no travamento ou reset de contagem destes dispositivos.
Sites sugeridos para pesquisa
• Eletrônica Digital: Contadores. Instituto Federal, Santa Catarina, Campus São José. Disponível em: <http://www.sj.ifsc.edu.br/~odilson/ELD/Apostila%20-%20Contadores%20v2.pdf> e compartilhado em: <https://drive.google.com/file/d/0B5wUW67FIB8Zak5pd0xJNV90S0k/edit?usp=sharing>. Acesso em: 1 jun. 2014.
• Contadores e Registradores. EPUSP - PCS 2305/2355 - LABORATÓRIO DIGITAL. Departamento de Engenharia de Computação e Sistemas Digitais, PCS, São Paulo. Disponível em: <http://www.pcs.usp.br/~labdig/pdffiles_2009/contadores-apendice.pdf> e compartilhado em: <https://drive.google.com/file/d/0B5wUW67FIB8ZMkxXVG03VlNJMUE/edit?usp=sharing>. Acesso em: 25 maio 2014.
ETAPA 4 (tempo para realização: 05 horas)
� Aula-tema: Contadores Assíncronos e Síncronos. Limitador de contagem por Portas Lógicas.
Esta atividade é importante para que você e sua equipe realizem a montagem de circuitos em ambiente computacional e analisem seu funcionamento em laboratório, apresentando-os ao professor da disciplina.
Para realizá-la, devem ser seguidos os passos descritos.
PASSOS
Passo 1 (Equipe)
Desenvolver o sistema eletrônico de Pré-Pós Vazão, utilizando circuitos contadores e portas lógicas estudadas.
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Sugestão Realizar o desenvolvimento diretamente no software de simulação. Desenvolver, inicialmente, subcircuitos isolados, de modo a simplificar a implementação do sistema.
Passo 2 (Equipe)
Apresentar o diagrama eletrônico digital projetado, que contemple o princípio de funcionamento do desafio proposto, ou seja, a elaboração do sistema de Pré-Pós Vazão de Gás, utilizando o software dos laboratórios para simulação do funcionamento do circuito projetado.
Passo 3 (Equipe)
Apresentar os gráficos da simulação dos circuitos e analisar o comportamento do sistema em relação ao desafio proposto.
Passo 4 (Equipe)
Elaborar um descritivo abordando as dificuldades encontradas no desenvolvimento desta etapa, e a lista de material dos componentes que constituem o sistema projetado.
Padronização
O material escrito solicitado nesta atividade deve ser produzido de acordo com as normas da ABNT, com o seguinte padrão (exceto para produções finais não textuais):
• em papel branco, formato A4; • com margens esquerda e superior de 3cm, direita e inferior de 2cm; • fonte Times New Roman tamanho 12, cor preta; • espaçamento de 1,5 entre linhas; • se houver citações com mais de três linhas, devem ser em fonte tamanho 10, com
um recuo de 4cm da margem esquerda e espaçamento simples entre linhas; • com capa, contendo:
• nome de sua Unidade de Ensino, Curso e Disciplina; • nome e RA de cada participante; • título da atividade; • nome do professor da disciplina; • cidade e data da entrega, apresentação ou publicação.
Para consulta completa das normas ABNT, acesse a Normalização de Trabalhos Acadêmicos Anhanguera. Disponível em: <http://issuu.com/normalizacao/docs/normaliza____o_de_trabalhos_acad__m>. Acesso em: 22 maio 2014.