2015 2 Eng Producao 7 Eletronica Instrumentacao

ATIVIDADES PRÁTICAS

SUPERVISIONADAS

Engenharia de Produção

7ª Série

Eletrônica e Instrumentação

A atividade prática supervisionada (ATPS) é um procedimento metodológico

de ensino-aprendizagem desenvolvido por meio de um conjunto de etapas

programadas e supervisionadas e que tem por objetivos:

� Favorecer a aprendizagem.

� Estimular a corresponsabilidade do aluno pelo aprendizado eficiente e

eficaz.

� Promover o estudo, a convivência e o trabalho em grupo.

� Desenvolver os estudos independentes, sistemáticos e o autoaprendizado.

� Oferecer diferentes ambientes de aprendizagem.

� Auxiliar no desenvolvimento das competências requeridas pelas Diretrizes

Curriculares Nacionais dos Cursos de Graduação.

� Promover a aplicação da teoria e conceitos para a solução de problemas

práticos relativos à profissão.

� Direcionar o estudante para a busca do raciocínio crítico e a emancipação

intelectual.

Para atingir estes objetivos, a ATPS propõe um desafio e indica os passos a

serem percorridos ao longo do semestre para a sua solução.

A sua participação nesta proposta é essencial para que adquira as

competências e habilidades requeridas na sua atuação profissional.

Aproveite esta oportunidade de estudar e aprender com desafios da vida

profissional.

AUTORIA

Cibele Abreu Makluf

Engenharia de Produção - 7ª Série - Eletrônica e Instrumentação

Cibele Abreu Makluf

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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. � Planejar, supervisionar, elaborar e coordenar projetos e serviços de Engenharia.

Produção Acadêmica • Relatório parcial 1, com os resultados das pesquisas realizadas e relatório do

experimento propostos na Etapa 1. • Relatório parcial 2, com os resultados das pesquisas realizadas, exercícios e

relatório do experimento propostos na Etapa 2. • Apresentação em PowerPoint proposta na Etapa 2. • Relatório parcial 3, com os resultados das pesquisas realizadas e relatório do

experimento propostos na Etapa 3. • Relatório parcial 4, com os resultados das pesquisas realizadas e relatórios dos

experimentos propostos na Etapa 4. • Relatório Final do Projeto, proposto no Desafio.

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 de três participantes ou conforme a

orientação do professor; • entregar seus nomes, RAs e e-mails ao professor da disciplina e • observar, no decorrer das etapas, as indicações: Aluno e Equipe.

Padronização O material escrito solicitado nesta atividade deve ser produzido de acordo com as

normas da ABNT1, com o seguinte padrão: • 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.

1 Consulte o Manual para Elaboração de Trabalhos Acadêmicos. Unianhanguera. Disponível em:

<http://www.anhanguera.com/bibliotecas/normas_bibliograficas/index.html>.


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DESAFIO

O 555 é um circuito integrado (chip) utilizado, em uma variedade de aplicações, como temporizador ou multivibrador.

A equipe de alunos deverá implementar um sensor temporizado utilizando o CI 555, sendo cinco opções de projetos disponíveis para a escolha da equipe.

1. Temporizador com CI 555 sensível ao toque.

Versão A

Possui uma sensibilidade, disparando quando os sensores (pequenas placas metálicas) são tocados.

A temporização do relé é ajustada em P1, com valores de 1M para P1 e 1000µf para C1, sendo que o tempo máximo de temporização do relé pode ir até 20 minutos. Com P2 ajustamos a sensibilidade do disparo.

Figura 1 - Temporizador com CI 555 sensível ao toqu e

Versão B

Possui uma sensibilidade ainda maior, comparado ao da Versão A, com a utilização de dois transístores em cascata.

Figura 2 - Temporizador com CI 555 sensível ao toqu e com utilização de dois transístores em cascata


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2. Temporizador com CI 555 sensível à luz.

Versão A

O relé cola quando a luz incide no LDR. O P1 controla a temporização do relé, e P2 controla a sensibilidade de disparo.

Figura 3 - Temporizador sensível à luz (luz incidente)

Versão B

O relé cola quando a luz deixa de incidir no LDR.

Figura 4 - Temporizador sensível à luz (luz deixa de incidir)

3. Temporizador com CI 555 sensível ao som.

O relé cola na presença de som. O P2 controla a sensibilidade do disparo, e P1 a temporização do relé, o qual deve ser regulado para o circuito não desligar na presença de breves interrupções de som que caracterizam uma conversa normal; podemos assim controlar, por exemplo, um gravador de som que grava conversas, desligando o gravador quando a conversa para.


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Figura 5 - Temporizador sensível ao som

Objetivo do Desafio Elaborar um projeto de um sensor temporizado utilizando o circuito integrado 555.

ETAPA 1 (tempo para realização: 5 horas)

� Aula-tema: Teoria e Propagação de Erros.

Esta atividade é importante para que você conheça de que forma se propaga o erro nos sistemas de medição em aparelhos analógicos e digitais.

Para realizá-la, devem ser seguidos os passos descritos.

PASSOS

Passo 1 (Aluno)

1 Ler o Capítulo 1 - Teoria e Propagação de Erros do livro-texto da disciplina (identificado ao final da ATPS).

2 Descrever as ferramentas de estudo de erros. Fazer um resumo.

Site sugerido para pesquisa

• SOUZA, Paulo; DALL’AGLIO SOBRINHO, Milton. Instrumentos de Medidas e Sistemas de Instrumentação. Universidade Federal do Rio Grande do Sul. 2005. Disponível em: <https://docs.google.com/file/d/0B4DWrkB2Lh2sd1NWVnEyOTNmbEE/edit?usp=sharing>. Acesso em: 12 mar. 2013.


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Passo 2 (Aluno)

Pesquisar sobre a propagação de erros, focando no Método de Kleine e McClintock. Fazer um resumo.

Sites sugeridos para pesquisa

• BRUSAMARELLO, Valner. Incerteza e Propagação de Erros em Sistemas de Medição. Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Disponível em: <https://docs.google.com/file/d/0B4DWrkB2Lh2sNWVDX0ItUjNlaDg/edit?usp=sharing>. Acesso em: 12 mar. 2013.

• ARAÚJO, Márcio Valério. Sistemas de Medidas e Instrumentação. Universidade Federal do Rio Grande do Norte. Disponível em: <https://docs.google.com/file/d/0B4DWrkB2Lh2sblVPYmVWVE9rRmc/edit?usp=sharing>. Acesso em: 12 mar. 2013.

• FERRAZ, Carlos Alberto. Noções sobre erros e incertezas em medições. Centro Universitário Salesiano de São Paulo. Disponível em: <https://docs.google.com/file/d/0B4DWrkB2Lh2sREtIanpUWm1PUTA/edit?usp=sharing>. Acesso em: 12 mar. 2013.

Passo 3 (Aluno)

Estudar os possíveis erros existentes nos aparelhos analógicos, focando no Erro de Paralaxe e Erro de Interpolação, e nos erros nos aparelhos digitais. Fazer um resumo.


• CASTELETTI, Luis Francisco. Instrumentação Industrial. Politec. Disponível em: <https://docs.google.com/file/d/0B4DWrkB2Lh2sZzZucEs2V0l5Ulk/edit?usp=sharing>. Acesso em: 12 mar. 2013.

Passo 4 (Equipe)

1 Realizar o experimento proposto em:

• Multímetros, Erros de Medição. Universidade da Madeira. 2010. Disponível em: <https://docs.google.com/file/d/0B4DWrkB2Lh2sVnZjMFk4WjJJNkE/edit?usp=sharing>. Acesso em: 12 mar. 2013.

2 Elaborar um relatório do experimento.

3 Fazer a escolha do projeto temporizador a ser implementado, proposto no Desafio.

4 Incluir todas as informações vistas nos passos e o relatório do experimento no Relatório Parcial 1 – Teoria e Propagação de Erros.

5 Entregá-lo ao professor conforme seu planejamento.


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� Aula-tema: Medição de Parâmetros de Engenharia.

Esta atividade é importante para que você conheça de que forma são medidos os principais parâmetros da Engenharia, tais como: temperatura, pressão, força, torque e nível.


PASSOS

Passo 1 (Equipe)

1 Ler, no livro-texto da disciplina (identificado ao final da ATPS), o Capítulo 2 - Medição de Temperatura I - Conceitos Fundamentais, Capítulo 3 - Medição de Temperatura II - Termômetros e Capítulo 4 – Medição de Temperatura III - Termômetros elétricos de contato e pirômetros de radiação.

2 Fazer uma apresentação em PowerPoint sobre as medições de Temperatura, sendo os temas divididos entre as equipes conforme sugestão:

Temas Propostos: Conceitos Fundamentais, Termômetros, Termômetros elétricos de contato e pirômetros de radiação.


• FRANÇA, Fernando. Instrumentações e medidas: Grandezas Mêcanicas. Universidade Estadual de Campinas. 2007. Disponível em: <https://docs.google.com/file/d/0B4DWrkB2Lh2scFBzbmtkOVpQME0/edit?usp=sharing>. Acesso em: 12 mar. 2013.

Passo 2 (Aluno)

Pesquisar os conceitos e equipamentos utilizados na medição de Pressão. Fazer um resumo.


• COELHO, Marcelo Saraiva. Técnicas de Medição de Pressão. Universidade Federal do Rio Grande do Norte. Disponível em: <https://docs.google.com/file/d/0B4DWrkB2Lh2sd3V0UVpFUy1Id2s/edit?usp=sharing>. Acesso em: 12 mar. 2013.

• GONÇALVES, Marcelo. Monitoramento e Controle de Processos. Petrobras e Senai. Disponível em: <https://docs.google.com/file/d/0B4DWrkB2Lh2sbFp4WEUtV1kwLUE/edit?usp=sharing>. Acesso em: 12 mar. 2013.

Passo 3 (Equipe)

1 Estudar de que forma é feita a medição de Forças e Torque, dando ênfase à extensiometria e aos transdutores de Força.


• Medição de Força e Torque. Universidade Federal do Rio Grande do Norte. Disponível em:


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<https://docs.google.com/file/d/0B4DWrkB2Lh2sWVVHUVFKQ0kxVGM/edit?usp=sharing>. Acesso em: 12 mar. 2013.

• SILVA, Claudenir; MEIER, Volnir. Medição de Forças e Torque. Centro Universitário de Jaraguá do Sul. Disponível em: <https://docs.google.com/file/d/0B4DWrkB2Lh2sQldBQkc3MmFYb2s/edit?usp=sharing>. Acesso em: 12 mar. 2013.

2 Fazer o experimento proposto em:

• Medidas de Força. Universidade Federal do ABC. Disponível em: <https://docs.google.com/file/d/0B4DWrkB2Lh2sNTgwd1ZqWkRVSTQ/edit?usp=sharing>. Acesso em: 12 mar. 2013.

3 Elaborar um relatório do experimento.

Passo 4 (Equipe)

1 Fazer um levantamento bibliográfico sobre como são realizadas as medições de Nível.

2 Resolver os exercícios propostos no material sugerido a seguir, páginas 18 a 22.


• Medição de Nível. Centro Tecnológico de Eletrotécnica Cezar Rodrigues (CENATEC). Disponível em: <https://docs.google.com/file/d/0B4DWrkB2Lh2sS0dtZGQ1WE9sVnM/edit?usp=sharing>. Acesso em: 12 mar. 2013.

3 Entender o funcionamento do circuito do temporizador escolhido e selecionar os materiais necessários.

4 Incluir todas as informações vistas nos passos, exercícios e o relatório do experimento no Relatório Parcial 2 - Medição de Parâmetros de Engenharia.



� Aula-tema: Sensores.

Esta atividade é importante para que você conheça o funcionamento e a relevância dos diferentes tipos de sensores existentes.


PASSOS

Passo 1 (Aluno)

Pesquisar o funcionamento e particularidades dos sensores de presença e posição. Fazer um resumo.


• MAZZAROPPI, Marcelo. Sensores de Movimento e Presença. Universidade Federal do


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Rio de Janeiro. Disponível em: <https://docs.google.com/file/d/0B4DWrkB2Lh2sd2xTMW55c2wwX3c/edit?usp=sharing>. Acesso em: 12 mar. 2013.

Passo 2 (Aluno)

Estudar e resumir as principais funcionalidades dos sensores ópticos, focando nas suas características e usos. Fazer um resumo.


• Sensores Óticos. Balluff. Disponível em: <https://docs.google.com/file/d/0B4DWrkB2Lh2sdzBBcDQ1UHM0ejQ/edit?usp=sharing>. Acesso em: 13 mar. 2013.

Passo 3 (Aluno)

Descrever as principais características e campo de utilização dos sensores de aceleração e velocidade. Fazer um resumo.


• WENDLING, Marcelo. Sensores. Universidade Estadual Paulista. 2010. Disponível em: <https://docs.google.com/file/d/0B4DWrkB2Lh2sUS1rcXZtcGFTaEU/edit?usp=sharing>. Acesso em: 13 mar. 2013.

Passo 4 (Equipe)

1 Resolver o experimento prático proposto em:

• MAKLUF, Cibele Abreu. Sensor de Temperatura. Universidade Estadual de Campinas. Disponível em: <https://docs.google.com/file/d/0B4DWrkB2Lh2sSmJSTmk2LW5yc2c/edit?usp=sharing>. Acesso em: 5 abr. 2013.

2 Fazer um relatório sobre o experimento.

3 Iniciar a montagem do temporizador escolhido no protoboard e testar seu funcionamento.

4 Incluir todas as informações vistas nos passos e o relatório do experimento no Relatório Parcial 3 - Sensores.



� Aula-tema: Conversores.

Esta atividade é importante para que você conheça os circuitos básicos do conversor analógico digital e digital analógico, além das suas particularidades e funcionalidades.



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PASSOS

Passo 1 (Aluno)

1 Pesquisar as principais características e particularidades do conversor digital analógico (D/A).


• SICA, Carlos. Conversores A/D D/A. Universidade Estadual de Maringá. Disponível em: <https://docs.google.com/open?id=0B4DWrkB2Lh2sbGRuTDVEeGdzb1E>. Acesso em: 11 mar. 2013.

• Instrumentação e Técnicas de Medidas. Universidade Federal do Rio de Janeiro. 2010. Disponível em: <https://docs.google.com/open?id=0B4DWrkB2Lh2sbnhLSGE5eTN4SkE>. Acesso em: 11 mar. 2013.

2 Fazer um resumo sobre o conversor digital analógico, focando na rede ponderada, rede ponderada com AO, rede R/2R e conversor R/2R com AO, caracterizando seus conceitos, circuitos básicos e expressões de tensão na saída.

Passo 2 (Equipe)

1 Realizar o experimento proposto em:

• Conversão Digital Analógica. Universidade Estadual de São Paulo. 2006. Disponível em: <https://docs.google.com/file/d/0B4DWrkB2Lh2sdHNqY2d5R0tDa1k/edit?usp=sharing>. Acesso em: 13 mar. 2013.

2 Fazer o relatório do experimento.

Passo 3 (Aluno)

1 Estudar os tipos de conversores analógicos digitais: rampa, comparação paralela, aproximações sucessivas, e dupla inclinação.


• BRAGA, Newton. Como funcionam os conversores A/D. 2010. Disponível em: <https://docs.google.com/open?id=0B4DWrkB2Lh2sNExSUUVZSmlvZXM>. Acesso em: 11 mar. 2013.

• FERREIRA, Elnatan. Conversão AD e DA - Técnicas. Universidade Estadual de Campinas. Disponível em: <https://docs.google.com/open?id=0B4DWrkB2Lh2sV01sN0pYRnZuTjQ>. Acesso em: 11 mar. 2013.

2 Fazer um resumo com as principais características de cada tipo de conversor A/D, comparando-os.


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Passo 4 (Equipe)

1 Fazer o experimento proposto em:

• Conversão Analógica Digital. Universidade Federal de São Paulo. Disponível em: <https://docs.google.com/open?id=0B4DWrkB2Lh2sSlNUY2RZM05sTHc>. Acesso em: 11 mar. 2013.

2 Apresentar o circuito em funcionamento ao professor.

3 Fazer relatório do experimento.

4 Implementar o temporizador na placa de circuito impresso, e apresentar ao professor, em funcionamento.

5 Incluir todas as informações vistas nos passos e os relatórios dos experimentos no Relatório Parcial 4 - Conversores.

6 Reunir em Relatório do Projeto – Temporizador os passos para o desenvolvimento do projeto do temporizador realizados durante as etapas.

7 Entregar os relatórios ao professor conforme seu planejamento.

Livro-Texto da Disciplina FIALHO, Arivelto B. Instrumentação Industrial: conceitos, aplicações e análises. São Paulo: Érica, 2005.

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