Circuitos Elétricos I - Estudo Dirigido Interdisciplinar - TID

5/21/2018 Circuitos El tricos I - Estudo Dirigido Interdisciplinar - TID

TRABALHO DE ESTUDO DIRIGIDO ED - 2013CURSO DE ENGENHARIA ELTRICA / COMPUTAO

Resumo: Este artigo tem por finalidade mostrar ao leitor osmeios utilizados para a realizao dos clculos, resultados,montagens e testes empregados no estudo dirigidointerdisciplinar. Esses meios tm como base os conhecimentosadquiridos em sala de aula e aprimorados em decorrer docurso.Abstract: This article aims to show the reader the means usedto carry out the calculations, results, assembly and tests usedin the study directed interdisciplinary. These means is basedon the knowledge acquired in the classroom and in improvedduring the course.Palavras Chave: meios, testes, resultados, clculos, estudodirigido.

I. INTRODUO

Com o avano do curso, foi visto que os problemas antesapresentados poderiam ser resolvidos com base em lgicasdigitais. Este ramo da eletrnica emprega em suas mquinas,

tais como: computadores, calculadoras, sistemas de controle eautomao, codificadores, decodificadores, entre outros,apenas um pequeno grupo de circuitos lgicos bsicos (querealizam funes lgicas), que so conhecidos como portasOU, E, NO e Flip-flop.

Para a eletrnica digital, a linguagem adequada o sistemade numerao binrio, isto , o sistema que utiliza apenas osdgitos 0 e 1 para representar nmeros. Esta a escolhanatural, porque sistemas digitais esto baseados em elementosde circuitos operando em um de dois estados possveis (ON ouOFF, Alto ou Baixo, 1 ou 0, etc.), como por exemplo as portaslgicas citadas acima.

No entanto a informao traduzida para uma linguagem

binria pode ser processada rapidamente por circuitosdigitais e de maneira segura, pois erros devidos variaode tenso, envelhecimento de componentes, distoro ou rudoso minimizados porque circuitos que operam segundo

princpios da eletrnica digital precisam distinguir somentedois nveis de tenso, digamos 0V e 5V, que podemrepresentar os dgitos binrios 0 e 1, ou estados baixo e

alto, ligado e desligado e assim por diante.

II.FUNDAMENTAOTERICA

Com base nos conhecimentos adquiridos, foi proposto umtrabalho cuja situao problema era empregar combinaesdigitais de modo que apresentassem um resultado que pudesse

ser visualizado.Em princpio, com uma combinao apropriada de portaslgicas bsicas, podemos realizar operaes lgicas e/ouaritmticas de qualquer grau de complexidade. Algumascombinaes simples do origem a outras portas. Nestasituao problema, a porta lgica utilizada a NOR, que nada

mais do que combinaes das portas NOT com OR e NOTcom AND, respectivamente. Uma porta NOR realiza aoperao NOR, representada pela expresso , cujassituaes de entrada e sada so representados pela tabela daverdade Tabela 1 e smbolo pela Figura 1.

Tabela 1: Tabela da verdade da lgica NOU.

A B S

0 0 1

0 1 0

1 0 0

1 1 0

Figura 1: Smbolo da porta NOU.

Faremos uso das principais funes lgicas que derivamda lgebra booleana utilizando apenas os estados: 0 (zero) e 1(um). Zero (0) com uma alimentao correspondente a 0V e

um (1) com uma alimentao correspondente a 5V, pois osCIs utilizados so da famlia TTL. Estes circuitos tm como

principal caracterstica a utilizao de sinais de 5voltsparanveis lgicos altos. Seus circuitos integrados so constitudos

basicamente de transistores, o que os torna pouco sensveis eletricidadeesttica.

SITUAO PROBLEMA

A situao problema designada seria montar um circuitoutilizando apenas portas NOU e com trs entradas (A,B,C)escrever a palavra UNIDADES em um display de sete

segmentos. Como elemento de entrada ser utilizado sensores

magnticos(Datasheet em anexo), para comutar e gerar as oito

ESTUDO DIRIGIDO INTERDISCIPLINARMONTAGEM DO CIRCUITO LGICO

ENGENHARIA ELTRICA/COMPUTAO

Douglas Daniel dos Santos Rodrigues*, Mateus Silvestre Eugnio*, Rodrigo Aparecido VieiraMoreira**, Luiz Ricardo Mariano* e Rodrigo Arantes**.

*Engenharia Eltrica/ETEP Faculdades, So Jos dos Campos, Brasil.**Engenharia da Computao/ETEP Faculdades, So Jos dos Campos, Brasil.

A

BS
http://pt.wikipedia.org/wiki/Volthttp://pt.wikipedia.org/wiki/Est%C3%A1ticahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Est%C3%A1ticahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Volt



possveis combinaes de entradas, assim gerando uma letra acada combinao. O CI utilizado foi o modelo 7402(Datasheetem anexo), a Figura 2 nos mostra a pinagemutilizada pelo CIescolhido para o desenvolvimento do projeto.

Figura 2: Pinagem da porta NOU.

Foi utilizada a tabela da verdade para determinados a sadaque ir acionar o display se 7segmentos(Datasheet em anexo).A tabela-verdade usada para determinar o valor lgico de

uma proposio composta, sendo que os valores dasproposies simples j so conhecidas. Pois o valor lgico daproposio composta depende do valor lgico da proposiosimples. A Tabela 2 nos mostra as entradas e sadascorrespondentes ao acionamento do display.

Tabela 2: Tabela da verdade do acionamento do display.

O display ser acionado onde a sada da tabela da verdadefor igual a 1, ou seja, o equivalente a 5v. O display de setesegmentos composto, basicamente, de sete leds internos

dispostos de maneira a formar um dgito. De acordo comque so acesos ou apagados possvel demonstrar os

nmeros de 0 a 9 e at mesmo letras. Alm dos tipos,tamanhos, cores e pinagens diferentes temos tambm que

observar a ligao do pino comum. Ele pode ser do tipo

Anodo comum com ligao no VCC ou Catodo Comum

com ligao no GND. A escolha de um ou outro depende dotipo do projeto, mas um no substitui o outro. Para o projetofoi utilizado o display de catodo comum. A Figura 3 nosmostra a pinagem do display utilizado.

Figura 3: Pinagem do display de catodo comum.Os resultados obtidos da tabela da verdade foram estudados

e colocados no Mapa de Karnaugh. Este mtodo umapoderosa ferramenta para circuitos lgicos, pois permitesimplificar equaes booleanas apenas agrupando reascomuns, o que nosso crebro consegue fazer bem maisrapidamente do que aplicando postulados e teoremas aequaes. A Figura 4 nos mostra os resultados obtidos pelatabela da verdade disposta noMapa de Karnaugh.
http://pt.wikipedia.org/wiki/Mapa_de_Karnaughhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Mapa_de_Karnaughhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Mapa_de_Karnaughhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Mapa_de_Karnaugh



Figura 4: Sadas da tabela da verdade dispostos noMapa deKarnaugh.

III. METODOLOGIA

Atravs do Mapa de Karnaugh possvel encontrar aequao resultante da simplificao do agrupamento de1s que corresponde sada de forma retangular ou

quadrada. Para obtermos a equao resultante, analisamosos grupos encontrados no mapa, a Tabela 3 nos mostra asequaes encontradas para cada sada do display de7segmentos.

Tabela 3: Equaes originadas peloMapa de Karnaugh.

O procedimento para se desenhar o circuito lgico a partirde uma expresso booleana, praticamente o mesmo usado naavaliao da expresso e consiste em se identificar asoperaes lgicas que aparecem na expresso e substitu-las

por portas lgicas com as respectivas ligaes a partir dasvariveis de entrada. Deve-se respeitar a hierarquia dasoperaes (precedncia dos operadores) para que o circuitolgico realize fielmente a expresso desejada. Por exemplo, aoperao de produto lgico (operao E) tem precednciasobre a operao de soma lgica (operao OU), no entanto

com o uso de parnteses podemos quebrar esta ordem, pois aoperao que estiver entre parnteses tem prioridade maior.Os resultados de cada operao, ou seja, o sinal eltrico nasada de cada porta conduzido por fios, os quais, no desenho,so representados por linhas simples. A Figura 5 nos mostra o

circuito desenhado atravs de suas expresses.

Figura 5: Circuito obtido atravs das expresses originadaspelo Mapa de Karnaught.

IV. RESULTADOS

Com base na lgica digital e nos conhecimentos adquiridosem sala de aula, foi nos proposto a tarefa de acionar umdisplay de sete segmentos, escrevendo a palavra UNIDADES

em seu visor. Atravs da eletrnica analgica foi possvel
http://pt.wikipedia.org/wiki/Mapa_de_Karnaughhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Mapa_de_Karnaughhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Mapa_de_Karnaughhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Mapa_de_Karnaughhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Mapa_de_Karnaughhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Mapa_de_Karnaughhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Mapa_de_Karnaughhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Mapa_de_Karnaugh



encontrar as sadas de 5v pela tabela da verdade para montar ocircuito. Foi utilizado o Mapa de Karnaugh para agrupar osvalores e encontrar a equao referente a cada sada dodisplay. Cada letra mostrada no visor quando sua seqncia acionada atravs de sensores que fecham ou abrem contato

atravs de um im.

V.CONCLUSES

Considerando-se os valores atribudos para o circuito,identificamos a facilidade de organizao que conseguimos

pelo mapa de Karnaugh, aps utilizar a tabela da verdade, osobjetivos foram compridos obedecendo todas as premissas do

projeto.

VI. REFERNCIAS

ELETRONICA DIGITAL MODERNA E VHDL: Princpios

Digitais, Eletrnica Digital, Projeto Digital, Microeletrnica eVHDL. 1a ed. Editora Campus, 2011.

ASSOCIAO BRASILEIRA DE NORMAS TCNICAS.NBR 6023: informao e documentao: referncias:elaborao. Rio de Janeiro, 2002. 24 p.

IDOETA, I.V. -ELEMENTOS DE ELETRNICA DIGITAL.30a ed. revisada. Editora rica. 2009.

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