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Prticas de Electrnica 7 de 41

Viso Geral dos Temas / ContedosA Electrnica um domnio muito vasto e que abarca vrias reas de es-

pecializao. Embora no tencionando fazer uma cobertura exaustiva do as-sunto, o que alis seria impossvel no mbito deste curso, e carga horria dis-ponvel, pretende-se que o aluno construa sobre o tema uma viso geral, as-sente em conhecimentos slidos e adquirida atravs do contacto real e interac-tivo com as estruturas, os componentes e as tecnologias prprias desta reade formao.

O programa est organizado nos seguintes temas:

1. MANUTENO DESISTEMASELECTRNICOS

2. SISTEMAS DE UDIO E VDEO 3. SISTEMASINFORMTICOS 4. REDES DECOMPUTADORES 5. SISTEMASROBTICOS /CONTROLO

A primeira unidade pretende dar uma viso global das questes relacio-nadas com a noo de sistema e subsistema nos equipamentos electrnicos,tipos de manuteno e mtodos utilizados na localizao de avarias.

Na segunda unidade abordam-se as questes relacionadas com o udio e

o vdeo, as tcnicas de digitalizao e tratamento dos sinais, sua transmisso eregisto, a converso A/D e D/A, a transmisso e a gravao digital.A terceira unidade dedica-se ao estudo dos sistemas informticos, come-

ando por uma breve introduo sobre a histria dos computadores, passandodepois s diferentes arquitecturas, aos diagramas de blocos, caractersticas eespecificaes, componentes fsicos, interfaces e perifricos, sistemas operati-vos, montagens tpicas e deteco e reparao de avarias.

Na quarta unidade analisam-se as redes de computadores, sua topologiae meios de transmisso e ainda os princpios bsicos das redes estruturadascom as suas normas de referncia e arquitectura, cablagem e utilizao dasferramentas adequadas para a sua montagem.

Na quinta unidade , prope-se uma abordagem em alternativa aos microcontroladores e robtica e aos PLC.

Nesta unidade, e em ambas as situaes, prope-se a utilizao da meto-dologia de projecto, na concepo, montagem e programao, no primeirocaso, de um rob mvel e no segundo, de um sistema de controlo de uma ma-queta de uma habitao ou de um equipamento industrial.


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Sugestes Metodolgicas Gerais

Nos Temas/Contedos referentes unidade de Manuteno de Sistemas Electr-nicos, deve recorrer-se a circuitos montados pelos alunos em anos anteriores e aequipamento existente nas Oficinas e Laboratrios da Escola.

Nos Temas/Contedos referentes unidade de udio e Vdeo, devem utilizar-se,para alm de aparelhos de uso quotidiano, equipamentos didcticos que permi-tam a simulao de avarias. Ser com este tipo de equipamento que os alunospodero mais facilmente compreender a explanao dos esquemas elctricos,identificar os diferentes blocos e respectivos componentes e proceder repara-o de avarias simuladas.

Nos Temas/Contedos referentes unidade de Sistemas Informticos, deve utili-zar-se, para alm de computadores existentes na escola, o recurso ahardware fundamental e respectivos perifricos, a fim de se proceder sua montagem. Nadeteco de avarias, e sempre que possvel, dever recorrer-se ao auxlio deequipamentos didcticos que permitam de uma forma estruturada a simulao ereparao de avarias.

Nos Temas/Contedos referentes unidade de Redes de Computadores, deve ter-se como objectivo preferencial uma interveno a nvel da Escola, no projecto ena realizao e/ou melhoria da rede informtica geral ou de um sector em particu-

lar, aplicando as normas Infra-Estruturas de Telecomunicaes em Edifcios(ITED). Dever ser dada particular ateno implementao de redes sem fios,suas normas e segurana.

Nos Temas/Contedos referentes unidade de Sistemas Robticos/Controlo, ten-do em considerao o tempo disponvel e visando rentabilizar os recursos exis-tentes nas Escolas, quer materiais quer humanos, dever ser seleccionado umdos dois temas propostos - Microcontroladores e Robtica, no qual se sugere a construo de um Rob Mvel Autnomo ou, em alternativa, a utilizao de PLC no sistema de controlo de uma pequena unidade de fabrico ou na automatizao de uma habitao.

Com o intuito de desenvolver nos alunos uma atitude empreendedora, devero serapresentados conceitos bsicos de oramentao, tais como previso de preos,proposta de preos, oramento estimativa e oramento definitivo.

Tambm devero ser elucidados que na elaborao do oramento se deve ter porum lado em conta os materiais, equipamentos, mo-de-obra e gastos gerais, epor outro, a necessidade de planear o trabalho a realizar de modo a rentabilizar asua execuo e melhor se estimarem os tempos de execuo.


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Competncias

a) Competncias Gerais:

Interpretar a realidade concreta e intervir activamente sobre ela atravsda mobilizao de saberes, de tcnicas e de destrezas para descobrir e fazer;

Usar o pensamento cientfico e o raciocnio lgico de forma estruturada,com esprito crtico e construtivo, de modo convergente ou divergente, utili-zando argumentao fundamentada, justificando procedimentos, procurandorelaes lgicas, validando conjecturas, deduzindo concluses, induzindo ge-neralizaes, detectando erros e imprecises lgicas;

Equacionar e resolver problemas atravs de uma anlise holstica das situ-aes, compreendendo e parafraseando enunciados, deduzindo as questesparciais, mobilizando conhecimentos e tcnicas, procurando e tratando infor-mao necessria, formulando hipteses e prevendo resultados, escolhendoestratgias e metodologias de resoluo, verificando e discutindo resultados efazendo uma avaliao global dos processos utilizados;

Pesquisar e tratar informao necessria resoluo de problemas espec-ficos, o que implica as capacidades de aceder, procurar, escolher, organizar,interpretar, analisar, sintetizar e avaliar informao;

Saber aprender, atravs de tratamento de informao ou de processos heu-rsticos, reflectindo sobre a experincia e tirando partido dela, mantendo a mo-tivao para a auto-formao contnua e actualizao tecnolgica ao longo davida;

Saber situar-se no presente, tendo em conta as heranas do passado e com-preendendo como a Cincia, a Tecnologia e a Sociedade interagem entre sinum contexto de acelerada mudana;

Associar-se e dinamizar aces colectivas de forma construtiva e solidria,identificando-se com a sua realidade pessoal e com os grupos a que pertence;

Trabalhar em equipa e estabelecer relaes satisfatrias com os outros nabase da tolerncia, do respeito, do dilogo, da negociao, da cooperao eda partilha;

Organizar e planear o trabalho de forma metdica em funo dos meios, dotempo e dos objectivos definidos;

Tomar decises baseando-se em critrios de qualidade (do que utiliza e doque realiza), deeficincia (relao entre resultados e meios), deeficcia (re-lao entre resultados e objectivos) e desegurana ;

Revelar criatividade, dinamismo e esprito empreendedor, propondo-se eaceitando desafios e experincias inovadoras, avaliando os riscos do desco-nhecido e assumindo os resultados da sua iniciativa;


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Construir e alimentar projectos pessoais e evidenciar capacidades de au-tonomia, de auto-estima, de brio pessoal e profissional, motivao, auto-controlo, sentido da responsabilidade, hbitos de trabalho, persistncia e de-terminao.

b) Competncias especficas

Os alunos devem ser capazes de:

Procurar e aplicar informao sobre normalizao e regulamentao relacio-nada com sistemas de udio, vdeo, informticos e robticos/controlo, respei-tando as normas e os regulamentos especficos da actividade que desenvol-

vem, nomeadamente de proteco do ambiente, preveno, higiene e segu-rana no trabalho;

Ler e interpretar especificaes, esquemas de circuitos e manuais tcnicosde equipamentos electrnicos de udio, vdeo, informticos e de comando pormicroprocessadores;

Projectar e executar circuitos de recepo individual ou colectiva de sinais deTV/Rdio, bem como de redes informticas estruturadas e sem fios, de pe-

quena e mdia complexidade, produzindo as respectivas peas escritas edesenhadas;

Oramentar correctamente a prestao de servios, os projectos de peque-nas instalaes de udio, vdeo, redes de computadores e de circuitos de co-mando por microprocessadores;

Identificar, seleccionar e utilizar correctamente e com segurana os equi-pamentos de medida, as ferramentas e os componentes usados na instalao,na manuteno, no teste e na programao de sistemas de udio, vdeo, infor-mticos e robticos/controlo;

Testar componentes, circuitos e sistemas de udio, vdeo, informticos e rob-ticos/controlo, avaliando os parmetros de correcto funcionamento e proce-dendo em conformidade;

Instalar e orientar a montagem de equipamentos de udio, vdeo, de redes decomputadores e de comando por microprocessadores, utilizando as tcnicas emetodologias adequadas;


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Manter operacionais equipamentos e sistemas electrnicos de udio, vdeo,informticos e robticos/controlo, aplicando os aspectos normativos, metodo-lgicos, tcnicos e administrativos da manuteno preventiva e correctiva;

Reparar avarias e anomalias detectadas em circuitos, equipamentos e com-ponentes de sistemas electrnicos de udio, vdeo, informticos e de comandopor microprocessadores.


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Recursos / Equipamentos

Tendo em considerao as caractersticas e o carcter inovador de alguns con-tedos propostos para esta especificao, e para se atingir os objectivos propostos,ser importante a actualizao cientfica dos professores e a interaco com o mundoempresarial.

Considera-se tambm essencial que as escolas disponham dos meios tcnicose operacionais adequados. Assim, deve ter-se em ateno os seguintes aspectos:

As aulas devem decorrer em espao laboratorial/oficinal prprio, de acordocom a especificao, e com um nmero de alunos que permita uma ateno

individualizada por parte do professor, de acordo com a legislao em vigor,devidamente equipado com:Mobilirio adequado, tal como: bancadas para electrnica, mesas paracomputadores, armrios e estantes;Equipamento de medida e de teste: osciloscpios (digitais, de frequnciasuperior ou igual a 100MHz, com comunicao USB/srie), multmetros di-gitais, geradores de BF, geradores de sinal de rdio-frequncia adequadosaos equipamentos de recepo propostos, geradores de padres de ima-gem, analisador-regenerador de tubos de imagem, vectorscpios, analisa-dor de udio, analisador de espectros porttil de 2.7 GHz, medidor de cam-po TV e satlite com analisador de espectros, analisador de espectros paraPLC, frequencmetro digital de 2,4 GHz;Ferramentas especficas para as diversas actividades previstas no progra-ma, tais como: chaves de calibrao para rdio e tv, estaes de soldadurae dessoldadura, que permitam efectuar operaes com circuitos integradosmodernos, alicate de insero tipo Krone e outras ferramentas necessriasao trabalho em cablagem estruturada (cobre ou fibra ptica);Equipamentos de treino para comunicaes analgicas, comunicaes digi-tais, comunicaes por fibra ptica e converso D/A e A/D;Equipamentos de treino com capacidade para simulao de avarias de re-ceptor de rdio AM/FM estreo, com amplificao de udio sada, recep-tor de TV cor multisistema, leitor de CD e/ou DVD, computadores comkit multimdia e opo de diagnstico;Equipamento para a realizao, a configurao e o teste de redes locaisestruturadas (painis/bastidores, modems , switches , routers , cablagens,software e ferramentas especializadas, acessrios de instalao, PC e peri-fricos);Equipamentos para a realizao, a configurao e o teste de redes locais

sem fios;


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Equipamentos didcticos de automatizao e controlo industrial robotiza-dos;

Kits de conectorizao de fibra ptica (conectores, fibras e ferramentas)com microscpio;Cabos e acessrios;Analisadores de redes de voz e dados;Exemplares de aparelhos comerciais de uso domstico, nomeadamente deudio e vdeo;Acesso recepo dos diversos sistemas pblicos de rdio e teledifuso;Conjunto de livros, manuais, catlogos, CD-ROM, esquematecas, revistasda especialidade e outras publicaes tcnicas;Computadores multimdia ligados em rede, com acesso Internet e im-

pressora;Meios audiovisuais, incluindo projector de vdeo e de dados;Modelos didcticos e maquetas de sistemas automticos, com parte opera-tiva e sensorial, que possam ser ligados a sistemas de comando que utili-zem diferentes tecnologias de automao (autmatos programveis, siste-mas baseados em computadores ou microcontroladores);Autmatos programveis e respectivas consolas de programao esoftware de programao grfica;Sistemas de rede (com e sem fios) de autmatos programveis;

Conjuntos didcticos para observao e teste de transdutores e sistemasde condicionamento de sinal;Placas de aquisio de dados e condicionamento de sinal instaladas emcomputadores ou em bastidores externos esoftware de aquisio e trata-mento de dados (LabView );

Software de desenho e simulao de circuitos elctricos e electrnicos digi-tais e analgicos e de produo de placas de circuito impresso;Equipamentos de produo de circuito impresso de dupla face.


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Avaliao

Os instrumentos de avaliao a usar devero ser diversificados e adequadosaos objectivos a avaliar, bem como ao tipo de actividades de aprendizagem desenvol-vidas. de realar que os instrumentos devem operacionalizar a avaliao das com-petncias, para alm da avaliao das atitudes e dos saberes. Para isso devem serconstrudos com todo o cuidado e assentar em critrios previamente definidos com osalunos.

A aplicao das diferentes formas de avaliao propostas deve procurar sercoerente com o carcter da disciplina e com o programa, integrando-se, tanto quantopossvel, com as actividades de aprendizagem de forma natural.

Durante a formao em contexto de trabalho deve ser organizado um roteiro deformao/plano de estgio onde deve constar, para alm dos objectivos a atingir, emcada rea de formao realizada, os respectivos parmetros de avaliao e classifica-es, estas da responsabilidade da entidade enquadradora da formao em colabora-o com o professor acompanhante.

Recomenda-se como instrumentos privilegiados de avaliao:Listas de verificao e grelhas de observao que reflictam o trabalho desenvolvi-do quer na aula quer em contexto de trabalho ou prtica simulada;Relatrios e apresentao de trabalhos de projecto;

Testes de avaliao formativa e sumativa.


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III Desenvolvimento do Programa

UNIDADES DE ENSINO-APRENDIZAGEM

MANUTENO DESISTEMASELECTRNICOS 1SISTEMAS DEUDIO EVDEO 2

SISTEMASINFORMTICOS 3REDES DECOMPUTADORES 4

SISTEMASROBTICOS /CONTROLO 5


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Prticas de Electrnica

1 UNIDADE DE ENSINO-APRENDIZAGEM: Manuteno de Sistemas Electrnicos CA

Temas/Contedos Objectivos de Aprendizagem Sugestes Metodolg

1. Noo de sistema

1.1 Subsistemas e sua interligao1.2 Blocos funcionais tpicos1.3 Princpios da manuteno1.4 Grau de manuteno de um

equipamento1.5 Tipos de manuteno: preventi-

va e correctiva

1.6 Vantagens de uma manutenoadequada (relao custo /benefcio)

1.7 Fases de um processo de manu-teno: deteco, localizao erectificao.

1.8 Localizao de avarias num sis-tema

1.9 Mtodos utilizados na localiza-o de avarias

Reconhecer um equipamento electrnicocomo um sistema composto por subsiste-mas de funes especficas.

Conhecer diversos tipos de sistemas, relati-vamente interligao dos seus blocos.

Representar um sistema como uma interli-gao de blocos funcionais.

Aplicar a diviso em blocos funcionais asistemas conhecidos, tais como fontes de

alimentao, geradores de funes, con-troladores, etc. Reconhecer a necessidade de uma manu-

teno sistemtica dos equipamentos eavaliar das suas vantagens.

Conhecer tcnicas de manuteno. Realizar a manuteno de equipamentos

em funo das suas especificaes e dasnormas em vigor.

Conhecer mtodos de localizao de ava-

rias. Seguir as instrues dos manuais tcnicos

de utilizao / manuteno / reparao. Conhecer e utilizar ferramentas especiali-

zadas em reparaes.

Utilizar alguns dos equipamentos us /laboratrio e respectivos manuais drao, como exemplos de diversos tiUtilizar alguns dos circuitos montadanos anteriores, para exemplificae

Fornecer exemplos que demonstremmanuteno.

Analisar e fornecer aos alunos documpamentos diversos.Recorrer a legislao sobre normas dficao de equipamentos electrnicoDefinir os diferentes mtodos de locExemplificar aplicaes dos diferentPromover a aplicao dos mtodos pdiferentes situaes.Utilizar circuitos j montados.Utilizar esquemas elctricos e diagra


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2 UNIDADE DE ENSINO-APRENDIZAGEM: SISTEMAS DEUDIO EVDEO CAR


2.1 Fundamentos de udio

2.1.1 Som natural2.1.2 Reproduo electrni-

ca do som2.1.3 Audio humana (in-

tensidade, respostaem frequncia)

2.1.4 Registo de som

2.1.5 Sinal analgico de u-dio2.1.6 Converso analgico-

digital de som2.1.7 Sinal digital de udio2.1.8 Reduo do rudo2.1.9 udio multicanal (ste-

reo e surround )

Conhecer as formas de representao dosinal de udio.

Conhecer os parmetros dos sistemas deudio.

Relacionar os diferentes parmetros com aqualidade de som.

Conhecer os aspectos fsicos relacionadoscom a recepo de som.

Conhecer os processos de digitalizao do

sinal de udio e as tcnicas de compres-so de dados associadas. Conhecer as funes bsicas dos sistemas

de produo e recepo de som.

A unidade deve ser leccionada codidctico multimdia e suportado dcticos que possibilitem a exemple reparao de avarias.

Sempre que possvel deve exemplequipamentos de uso comercial.


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Temas/Contedos Objectivos de Aprendizagem Sugestes Metodolg2.2 Fundamentos de vdeo

2.2.1 Imagem natural2.2.2 Viso humana (resolu-

o, etc.)2.2.3 Varrimento (resoluo

horizontal, largura debanda)

2.2.4 Varrimento entrelaa-

do2.2.5 Resoluo vertical2.2.6 Cores (propriedades

da luz, cores prim-rias, componentes dosistema vdeo de cor)

2.2.7 Cmaras de TVC2.2.8 Sinal composto de v-

deo

2.2.9 Sinais de vdeo anal-gico

2.2.10 Sistemas de vdeo di-gital

Conhecer diferentes modos de exploraode imagem e, particularmente, o utilizadoem televiso.

Conhecer as formas de representao dosinal de vdeo.

Conhecer os parmetros dos sistemas deteleviso.

Relacionar os diferentes parmetros com a

qualidade da imagem. Conhecer os aspectos fsicos relacionados

com a luz e a cor. Conhecer os processos de mistura de

cores. Conhecer as funes bsicas dos sistemas

de produo e recepo de televiso. Conhecer e identificar os sinais ao longo

dos sistemas referidos.

Conhecer os processos de modulao desinais utilizados para a transmisso de te-leviso.




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2.3 Sistemas de udio e vdeo2.3.1 Sistemas Home video 2.3.2 Componentes do sis-

tema (captura, arma-zenamento, tratamentoe transmisso)

2.4 Converso A/D e D/A2.4.1 Filtragem e Amostra-

gem

2.4.2 Quantificao2.4.3 Pr-nfase2.4.4 Codificao2.4.5 Frequncia de amos-

tragem e sobre-amostragem

2.4.6 Frequncias de amos-tragem de udio

2.4.7 Amostragem de vdeo2.4.8 Converso D/A

Conhecer o sistema de udio e vdeo apli-cado ao conceito dehome video .

Proceder ao estudo dos circuitos electrni-cos/blocos funcionais.

Efectuar medidas de teste e compar-lascom os valores considerados de refern-cia.

Justificar a necessidade de converso A/De D/A.

Enunciar o Teorema da Amostragem. Descrever o princpio de funcionamento de

um circuitoSample and Hold . Descrever e explicar o funcionamento de

circuitos de converso D/A. Descrever e explicar o funcionamento de

circuitos de converso A/D.



Utilizar exemplos de situaes prt

que utilizem conversores A/D e D/ARelacionar a frequncia de amostracom a mxima frequncia utilizvel,(por exemplo em CD udio e numa lPrope-se a consulta de folhas defabricantes e a identificao da termcaracterizao deste tipo de circuitos

Articular com a disciplina de SADsentao de circuitos com ampops qdiferentes funes de amostragem, f


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2 UNIDADE DE ENSINO-APRENDIZAGEM: SISTEMAS DEUDIO EVDEO CA


2.5 Transmisso Digital2.5.1 Codificao2.5.2 Sincronizao2.5.3 Modulao2.5.4 Controlo de erros2.5.5 Transmisso por paco-

tes2.5.6 Meios de transmisso2.5.7 Sistemas de transmis-

so

2.6 Video displays 2.6.1 Especificaes2.6.2 Equipamentos

2.7 Gravao digital2.7.1 Fundamentos da gra-

vao magntica2.7.2 Fundamentos da gra-

vao ptica

Diferenciar as multiplexagem de frequncia FDM Frequency Division Multiplexing epor diviso de tempo TDM Time Divi- sion Multiplexing .

Descrever a multiplexagem por diviso decomprimentos de onda DWDM Dense Wavelength Division Multiplexing .

Caracterizar os processos de transmitirinformao analgica em sinal digital: mo-

dulaes de amplitude de impulsos PAM,de largura de impulsos PWM, de posiode impulsos PPM e codificao de im-pulsos PCM.

Descrever os processos de codificao deinformao digital em sinal digital.

Caracterizar os circuitos comutados digi-tais.

Conhecer as especificaes e tecnologiasde displays de vdeo.

Descrever as tecnologias de gravao desinais de udio e vdeo.

Experimentar no laboratrio um mcias.Construir um multiplexador e umsinais analgicos ou digitais.Referir que a grande aplicao da amostragem dum sinal.Testar no laboratrio um circuito mdo num modulador PWM.Ensaiar no laboratrio um circuito d

o.Verificar experimentalmente o teoreTestar em laboratrio os conversordigital-analgico.Implementar em laboratrio um cPCM.


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3 UNIDADE DE ENSINO-APRENDIZAGEM: SISTEMASINFORMTICOS CAR


3.1 Breve introduo sobre a Hist-ria dos Computadores

3.2 Arquitectura de Harvard vs.Princeton

3.3 Diagrama de blocos (CPU,memrias, perifricos, barra-mentos)

3.4 Caractersticas e especifica-es

3.5 Componentes fsicos

3.6 Barramentos3.6.1 de sistema3.6.2 de expanso3.6.3 de E/S

Utilizar vocabulrio tcnico adequado. Conhecer os elementos essenciais de

hardware . Identificar componentes. Distinguir componentes dentro da mesma

classe pelas suas caractersticas. Conhecer concepes de arquitectura

informtica. Desenhar um diagrama de blocos que

evidencie a arquitectura de um computadore identificar as funes dos vrios compo-nentes.

Caracterizar e comparar as vrias arquitec-turas de barramentos no que respeita a:nmero de bits , velocidade, tipo e nmerode conectores, funcionalidades de Plug- and-Play , DMA eBus mastering , etc.

Ser conveniente apresentar esquemnamento do computador e mostrar discos e motherboards , identificandopais e explicitando as suas funes.Realizar pequenas demonstraes dcaractersticas de perifricos dispon

Abrir uma unidade de sistema, idencomponentes, referindo as respeccuidados a ter com a sua manipulaInstalar diversas mquinas com code modo a ser possvel identificar um.


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3.7 Interrupes3.8 Memrias

3.8.1 Funes e caracters-ticas

3.8.2 Endereamento3.8.3 Deteco e correco

de erros3.9 Tipos de memria e suas tecno-

logias de fabrico e encapsula-

mento3.10 Dispositivos de armazenamen-to de dados3.10.1 Tipos e tecnologias de

fabrico3.10.2 Magnticos3.10.3 pticos3.10.4 Magneto-pticos3.10.5 Electrnicos (flash )

3.11 Controladores

Definir o conceito de interrupo. Compreender o papel das interrupes no

funcionamento de um computador. Definir memria e o seu papel num siste-

ma de computao. Distinguir memria de programa de mem-

ria de dados. Distinguir memria ROM de memria

RAM.

Identificar as funes de cada um dosterminais de um integrado de memria. Definir barramento de dados, barramento

de endereos e linhas de controlo. Definir e descrever as operaes de leitura

e de escrita de uma memria. Distinguir e caracterizar as memrias ROM

(PROM, EPROM, EEPROM, FLASH). Distinguir e caracterizar SRAM e DRAM..

Realizar pesquisas em revistas, folhna Internet sobre os equipamentosrecentes, comparando as suas caract


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3.12 Interfaces E/S e perifricos3.12.1 Sistema de vdeo (pla-

cas grficas e monito-res)

3.12.2 Teclados3.12.3 Ratos3.12.4 Impressoras3.12.5 Modem 3.12.6 Porto srie

3.12.7 Porto paralelo3.12.8 Outros

3.13 Processadores3.13.1 Geraes3.13.2 Tecnologias, encapsu-

lamentos e chipsets 3.13.3 Estrutura de blocos de

um Pentium

Descrever o funcionamento dos diferentesperifricos e respectivas tecnologias.

Comparar as caractersticas de diferentesmodelos do mesmo perifrico.

Descrever o funcionamento dos portos decomunicao.

Descrever a evoluo histrica dos micro-processadores.

Identificar encapsulamentos echipsets . Compreender a estrutura de blocos de um

microprocessador actual.


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3 UNIDADE DE ENSINO-APRENDIZAGEM: SISTEMASINFORMTICOS CA


3.14 Motherboard 3.14.1 Estrutura3.14.2 Formatos3.14.3 Conectores3.14.4 Slots de expanso

3.15 Fontes de alimentao3.15.1 Formatos3.15.2 Caractersticas

3.15.3 Conectores3.15.4 Clculo de potncia

3.16 Sistemas operativos (instala-o/configurao/manuteno DOS,Windows / Linux )

3.17 Especificao de um equipa-mento informtico

3.18 Montagem de PC e sua confi-gurao

3.19 Desempenho. Benchmarks esoftware de deteco de ava-rias.

Conhecer diferentes estruturas demother- boards .

Identificar os diversos componentes deuma motherboard .

Identificar avarias num computador. Identificar o componente avariado, utili-

zando a metodologia adequada. Conhecer e saber utilizar tcnicas de repa-

rao de componentes do computador.

Conhecer as tcnicas de instalao decomponentes. Identificar a compatibilidade entre os com-

ponentes existentes no sistema e os novoscomponentes a instalar.

Descrever os cuidados a ter aquando domanuseamento e instalao de componen-tes do computador.

Realizar correctamente a configurao dosistema.

Discutir a performance de cada mqcomponentes utilizados.

Realizar a especificao de um comcomponentes standard .

Escolher os componentes, verificanface s especificaes iniciais.Instalar diversos perifricos: imprede rede, etc.

Detectar e reparar avarias provocadaInstalar e configurar o sistema operaInstalarsoftware aplicacional.


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4 UNIDADE DE ENSINO-APRENDIZAGEM: REDES DECOMPUTADORES CAR


4.2.5 Categorias e classes4.2.6 Cablagem horizontal4.2.7 Cablagem vertical4.2.8 Regras de colocao

da cablagem4.2.9 Local tcnico4.2.10 Bastidores4.2.11 Testes de rede4.2.12 Principais causas de

defeito4.2.13 Modelo OSI e TCP/IP4.2.14 Instalao e configura-

o de uma rede local(Ethernet)

4.2.15 Manuteno e repara-o de avarias

Conhecer as diversas classes de aplica-es e categorias de componentes e deservio.

Conhecer os comprimentos mximos nasligaes horizontais e verticais.

Utilizar as regras tcnicas adequadas nacolocao de cablagem e na execuo deconectores.

Conhecer os parmetros de teste de fun-

cionamento e a origem dos defeitos. Utilizar equipamento de teste e certificao

de redes. Detectar e reparar avarias em redes infor-

mticas. Utilizarsoftware de manuteno distn-

cia.

Dever ser feita referncia permannormas aplicveis (ISO/IEC, EN e T

A unidade deve ser leccionada comuma rede j instalada ou, preferencie instalao de uma pequena rede es

Sempre que possvel a unidade pocampo de conhecimento integra

tacionais (Home Automation ou Dom

A pesquisa na Internet um valiosolitando a recolha de normas, propoexemplos de integrao.


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4 UNIDADE DE ENSINO-APRENDIZAGEM: REDES DECOMPUTADORES CAR


4.3 Redes sem fios (Wireless )

4.3.1 Definio4.3.2 Aplicaes e benef-

cios4.3.3 Configuraes4.3.4 Arquitecturas

IEEE 802.11 HiperLAN Bluetooth ZigBee

4.3.5 Redes celulares

Conhecer as diversas aplicaes e benef-

cios das ligaes mveis. Conhecer os diferentes cenrios das liga-

es mveis (WPAN, WLAN, WWAN). Conhecer as normas aplicveis. Utilizar equipamento de teste de redes

sem fios. Configurar redes locais sem fios. Detectar e reparar avarias em redes infor-

mticas sem fios.


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5 UNIDADE DE ENSINO-APRENDIZAGEM: SISTEMAS ROBTICOS / CONTROLO CAR


5. Sistemas Robticos/Controlo

5.1 Microcontroladores e Robtica5.1.1 Introduo5.1.2 O que a robtica?5.1.3 O que um rob?5.1.4 Tipos de rob5.1.5 Impactos da robtica.

O futuro5.1.6 Origem e desenvolvi-mento da robtica.Antecedentes histri-cos

5.1.7 Geraes5.1.8 Estado actual e pers-

pectivas5.1.9 Robs industriais5.1.10 Definio5.1.11 Classificao5.1.12 Robs mveis5.1.13 Locomoo5.1.14 Adaptao de plata-

formas mveis

Conhecer a evoluo histrica da robticae das suas aplicaes.

Problematizar as futuras aplicaes darobtica, inserindo-a no progresso e nodesenvolvimento harmonioso da socieda-de.

Classificar os robs segundo as caracters-ticas e funcionalidades.

A unidade Sistemas Robticos/Conto aluno perante o desenvolvimentcom uso de microprocessadores. Fanvel, prope-se o tratamento em altem Microcontroladores e RobticaPLC. Esta proposta de trabalho poso dos equipamentos e competnescolas.

A Unidade Microcontroladores etpicos iniciais de introduo histrdas linhas de desenvolvimento da Rbasear-se no visionamento de vdeopesquisas na Internet e visitas de industriais onde feito uso intensivdstria automvel, material elctrico


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5.1.15 sistema robticoAnlise do sistema.Unidades funcionais

5.1.16 Desenho de um rob5.1.17 Estrutura de um rob

industrialComponentesCaractersticas principais

5.1.18 Transmisses e redu-tores5.1.19 Actuadores

PneumticosHidrulicosElctricos

5.1.20 SensoresInternos (proprioceptivos)Externos

Utilizar vocabulrio tcnico adequado. Conhecer concepes. Desenhar o diagrama de blocos funcional

de um rob. Caracterizar os diversos componentes. Conhecer diferentes tipos de locomoo e

suas caractersticas comparativas.

Conhecer diferentes tipos de actuadores esuas aplicaes.

Conhecer diferentes tipos de sensores etransdutores.

Referir em particular o uso de motovariao de velocidade por PWM e por utilizao de pontes H com coou circuitos integrados.Referir o uso de motores passo-a-pa

ticas e seu accionamento.

Referir a aquisio de temperatura, ivelocidade, acelerao, etc.

Referir os sensores de presena

por contacto directo; distncia prxima (magntcitivos, etc.); distncia afastada (por uvermelhos, laser, etc.).


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5.1.21 Projecto de aplicao.Estudo e projecto de umrob mvel autnomo

Ler e interpretar um caderno de encargos. Conceber solues e justific-las com

argumentao tcnica. Pesquisar datasheets de componentes. Escolher os componentes em funo das

suas especificaes (motores, sensores,etc.)

Desenhar o circuito electrnico adequado Implementar o circuito electrnico em PCI

ou stripboard . Utilizar uma linguagem de programao de

alto nvel para controlar o rob. Testar e afinar o rob de modo a cumprir

as tarefas para que foi concebido. Avaliar a concretizao do produto compa-

rando as suas especificaes finais com asestabelecidas no caderno de encargos.

Pretende-se levar o aluno, integradcepo, ao planeamento e produautnomo, baseado num microconnuma linguagem de alto nvel e dotsores.Dever ser utilizada uma plataformacom uso de linguagens de alto nvel aconselhado o uso de programao tempo previsto para a actividade n

outro lado, pretende-se o contacto chumanas .Sugere-se o uso de microcontroladmveis em BASIC, pela relao qudade de programao.Como projecto integrador sugere-serob mvel autnomo destinado aseguimento de pistas e/ou desvio de Dever ser abordada a metodologarticulao com a rea de Projecto).

O projecto deve ter como resultadrob funcional, de acordo com o celaborado.


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5.1 PLC5.1.1 Introduo. Aplicaes5.1.2 Estrutura de um aut-

mato programvel (di-agrama de blocos,CPU, memrias)

5.1.3 Sistemas de entra-das/sadas Industriais(factores rudo, sepa-rao de circuitos, po-

tncia, etc.)5.1.4 O processador5.1.5 As memrias5.1.6 A consola de progra-

mao5.1.7 Concepo de um au-

tomatismo5.1.8 Mtodos de anlise do

funcionamento de umautomatismo sequen-cial

Descrever a arquitectura interna de umautmato programvel, indicando as fun-es das vrias partes.

Distinguir e comparar os vrios tipos delinguagens de programao.

Utilizar consolas esoftware para progra-mar autmatos e executar tarefas de regu-lao, afinao, controlo e monitorizao.

Distinguir configuraes compactas deconfiguraes modulares e as vantagensde umas e de outras.

Seleccionar e combinar critrios para adefinio da configurao de um autmatomodular a usar numa determinada aplica-o.

Montar autmatos de configuraes modu-lares.

Determinar a necessidade de interfacea-mento das entradas e/ou das sadas de umautmato.

Estabelecer ligaes elctricas entre umautmato programvel e a restante apare-lhagem.

A unidade Sistemas Robticos/Conto aluno perante o desenvolvimentcom uso de microprocessadores. Fanvel, prope-se o tratamento em altem Microcontroladores e RobticaPLC. Esta proposta de trabalho poso dos equipamentos e competnescolas.

Sugere-se que a aprendizagem sejado estudo/produo de um sistema pequena unidade de fabrico ou da auhabitao (uso do sistemaLOGO dvalente).


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5.1.9 Programao5.1.10 reas de memria5.1.11 Terminologia5.1.12 O diagrama de contac-

tos (Ladder Diagram )

5.1.13 ActuadoresPneumticosHidrulicosElctricos

5.1.14 Sensores

5.1.15 Estudo de uma aplica-o em domtica oucontrolo industrial

Transcrever um programa para linguagemde lista de instrues. Transcrever parauma lista um programa dado em diagramade contactos, em Grafcet ou noutra lingua-gem grfica.

Utilizar terminais ousoftware de progra-mao por lista de instrues e software de programao grfica por diagrama decontactos e porGrafcet .

Usar os vrios modos operatrios dasconsolas e do software . Conhecer e usar as funcionalidades das

consolas e do software .

Como projecto integrador sugere-sesistema de controlo de uma maquetou de um equipamento industrial, onres e transdutores de vrios tipos.

Dever ser abordada a metodologarticulao com a rea de Projecto).

O projecto deve ter como resultadsistema de controlo funcional, de acde encargos elaborado.


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IV Bibliografia

Almeida, A.et al. (1993).Autmatos Programveis . Lisboa: Edies ASA.

(Introduo aos autmatos programveis e s linguagens de programao de vriosfabricantes. Contm exemplos de aplicao. Acessvel ao aluno.)

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(Prescries e especificaes tcnicas.)

Asch, G. (2003).Acquisition de donnes. Du capteur lordinateur . Dunod.

(Aquisio de dados. Perturbaes. Transdutores e condicionamento de sinal. Rudoe filtragem. Converso analgico-digital. Algoritmos de aquisio e temporizao.Transmisso de dados. Aquisio de dados com PC. Recomendado para o profes-sor.)

Bates, M. (2000).Introduction to Microelectronic Systems. The PIC 16F84 Microcon- troller . London: Arnold Publishers.

(O livro apresenta uma introduo aos sistemas digitais e aos microcontroladores esuas aplicaes. Apresenta a estrutura interna, o funcionamento e as instrues doPIC16F84. Apresenta ainda alguns exemplos de aplicaes de controlo. Em ingls.Acessvel ao aluno.)

Bauchanan, W. & Wilson, A. (2001).Advanced PC Architectures . London: Addison-

Wesley.

(Histria dos PC. Arquitectura bsica dos PC, fundamentos do 8086, memria,UART e PIC, PPI e PTC, introduo arquitectura doPentium , tecnologia MMX,execuo das instrues, processadores e seu desenvolvimento, barramentos einterfaces, comunicaes srie e paralela,motherboards , chipsets . Em ingls. Re-comendado ao professor.)

Prticas de Electrnica 33de41


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Couto, C. (2000).Introduo Robtica Industrial . Lisboa: Universidade Aberta.

(Tecnologia dos robs industriais, anatomia e controlo, accionamentos e sensores.Especificaes dos robs industriais. rgos terminais e percepo sensorial. Pro-gramao e linguagens de programao. Aplicaes. Recomendado ao professor eacessvel ao aluno.)

Ferreira, J. M. M. (1998).Introduo ao Projecto com Sistemas Digitais e Microcon- troladores (1 ed.). Porto: Edies Feup.

(Noes elementares de electrnica digital, circuitos sequenciais sncronos, disposi-tivos lgicos programveis, microprocessadoers e sua arquitectura, memrias eperifricos de entrada e de sada, microcontroladores da famlia 8051- arquitectura,interfaceamento, interrupes, projecto com microcontroladores, metodologia dedesenvolvimento de aplicaes. Recomendado para o professor.)

Francisco, A. (2003).Autmatos Programveis . Lisboa: ETEP.

(Introduo aos autmatos programveis e s linguagens de programao de vriosfabricantes. Contm exemplos de aplicao. Acessvel ao aluno).

Gonalves, V. (2002).Sistemas Electrnicos com Microcontroladores . Lisboa: ETEP.

(Livro dedicado ao estudo e s aplicaes dos microcontroladores da famlia 8051da INTEL. Desenvolve aplicaes de controlo usando transdutores e motores e fazainda uma introduo s comunicaes digitais. Recomendado para o professor.)

Gouveia, J. & Magalhes, A. (1999).Hardware para PCs e Redes . Lisboa: FCA.

(Conceitos-base, arquitectura de PC, processadores, memrias, barramentos, sis-temas de armazenamento de informao,motherboards , perifricos de E/S, mem-rias e suas tecnologias, processadores, suas arquitecturas e tecnologias, montagemde PC e deteco de avarias, redes de computadores, cablagem estruturada. Aces-svel ao aluno.)

Gouveia, J. & Magalhes, A. (2005).Redes de Computadores . Lisboa: FCA.

(Arquitectura e tipos de redes de computadores, elementos activos e passivos, ca-blagem, modelo OSI e TCP/IP, normas de redes, instalao de uma redeethernet ou wireless , configurao de umrouter , tolerncia, falhas, segurana, deteco deavarias, firewalls . Acessvel ao aluno.)



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Hayden, M. (1999).Redes Aprenda em 24 horas . Rio de Janeiro: Editora Campus.

(Introduo s redes, rede fsica e lgica, topologias, protocolos de rede, conceitosbsicos sobre computadores, acesso remoto, critrios de especificao de umarede, projecto de redes, escolha de hardware e software , rede fsica, aplicaes derede, sistemas operacionais de redes, administrao de redes, segurana, perspec-tivas de futuro. Recomendado para o professor.)

Hioki, W. (2001).Telecommunications . New Jersey: Prentice Hall.

(Introduo s telecomunicaes, rudo, modulao de amplitude e de frequncia,modulao por impulsos. Codificao, cdigos de transmisso, terminais e interfacessrie, UART, rede telefnica,modems e protocolos de comunicao, redes locais,Internet, deteco e correco de erros, fibra ptica e comunicaeswireless . Re-comendado para o professor.)

Histand, M. & Alciatore, D. (1999).Introduction to Mechatronics and Measuremente Systems . Singapore: McGraw-Hill.

(Introduo aos sistemas de medida e Mecatrnica. Processamento de sinais,aquisio de dados, sensores, actuadores, sistemas mecatrnicos, arquitecturas decontrolo e estudos de caso. Recomendado para o professor.)

Jones, J. & Flynn, A. (1997).Les Robots Mobiles . Paris: Diderot Editeur.

(Guia de auxlio concepo e realizao de robs mveis autnomos, abordandotpicos como metodologia de projecto, sensores, aspectos mecnicos, motores, ali-mentao e programao. Recomendado para o professor.)

Laurent, G. (2000).Curso de Televiso (vols. 1 e 2). Lisboa: ETEP.

(Princpios gerais do receptor de televiso, normas, gesto por microcomputador,comutaes de udio e vdeo, processamento do sinal de vdeo, processamento dosinal de udio, alimentao comutada, circuitos de sincronismo, varrimento de linhase quadros, segurana, anlise de avarias. Recomendado para o professor.)

Legrand (2005).Cablagem estruturada LCS 6,5 . Lisboa.

(Material de apoio formao em cablagem estruturada e ITED.)



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Loureiro, P. (2003).TCP/IP em Redes Microsoft . Lisboa: FCA.

(Introduo s redes, modelo OSI, introduo ao TCP/IP, protocolos, NETBIOS, ro-teamento e subredes, DHCP, WINS, DNS, acesso remoto e VPN, SNMP. Recomen-dado para o professor.)

Luther, A. (1997).Principles of Digital Audio and Vdeo . Norwood: Artech House.

(Fundamentos de udio, fundamentos de vdeo, sistemas de udio e vdeo, conver-so A/D e D/A, cmaras de vdeo, transmisso digital, processamento de sinais digi-tais, compresso de dados, video displays , gravao digital, sistemas de ps-produo, multimdia. Recomendado para o professor.)

Mccomb, G. (2001).Robot Builders Bonanza . TAB Electronics, McGraw-Hill.

(Anatomia de um rob, ferramentas e componentes, componentes electrnicosbase, tcnicas de construo, conceitos fundamentais de programao, construode robs com diferentes materiais e tecnologias, baterias, motores, tipos de locomo-o, sensores e navegao, projectos concretos. Recomendado para o professor.)

Monteiro, R. V.et al. (2004). Tecnologia dos Equipamentos Informticos . Lisboa:FCA.

(Arquitectura do computador pessoal, barramentos, processadores, histria dos pro-cessadores, geraes, encapsulamentos, motherboards e chipsets , memrias e su-as tecnologias, deteco e correco de erros, armazenamento de dados e suastecnologias, sistema de vdeo, dispositivos de entrada/sada, tecnologias de impres-so, especificaes de um sistema informtico, medidas de desempenho. Reco-mendado para o professor.)

Novais, J. (1992).Programao de Autmatos . Lisboa: F. C. Gulbenkian.

(Grande coleco de exerccios de programao de autmatos em linguagem IL apartir da estruturao porGrafcet . Acessvel ao aluno.)

Nozick, J. (2004).Guide du cblage universel . Paris: Eyrolles.

(Cablagem residencial, requalificao de instalaes residenciais, dimensionamento,componentes, normas e convenes, distribuio audiovisual, telefnica, ADSL,informtica, sonorizaoHi-fi , aspectos econmicos, aspectos normativos, cadernosde encargos. Exemplos de uma cablagem residencial e outra de uma pequena insta-

lao comercial. Em francs. Recomendado para o professor e acessvel ao aluno.)



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Romano, V. (coord.) (2002).Robtica Industrial . S. Paulo: Editora Edgard BlucherLtda.

(Introduo robtica industrial, modelagem e controlo de robs, integrao de si-nais e dados, interaco entre rob e ambiente, avaliao de desempenho de robsindustriais, programao e simulao de robs, seleco de robs, soldadura roboti-zada, montagem robotizada, sistemas perifricos para robs, tendncias e aplica-es, aspectos econmicos e sociais. Recomendado para o professor.)

Sampaio, A. (1998).Hardware para Profissionais (vol. 1). Lisboa: FCA.

(Electrnica digital, microprocessadores, arquitectura, linguagemassembly , perifri-cos de udio e de vdeo, fontes de alimentao, BIOS e interrupes. Acessvel aoaluno.)

Simon, A. ( 1991).Automates Programmables Industriels . Paris: Editions Eyrolles.

(Trata da tecnologia e do funcionamento dos autmatos programveis. Apresenta ascaractersticas gerais dos autmatos e sua constituio, aborda a anlise funcionalpor GRAFCET, o uso de organigramas, os modos de marcha e paragem, as esco-lhas tecnolgicas. Apresenta exemplos de aplicao para diferentes autmatos. EmFrancs. Recomendado para o professor.)

Souza, D. J. (2003).Desbravando o PIC . S. Paulo: Editora rica.

(Trata dos microcontroladores PIC da MICROCHIP, particularizando para o 16F84 e16F628. Apresenta a estrutura de funcionamento, memrias e registos, instrues evariados exemplos de programas de aplicao devidamente comentados. Reco-mendado para o professor e acessvel ao aluno.)

Souza D. J. & Lavinia, N. (2003).Conectando o PIC 16F877A. S. Paulo: Editora ri-ca.

(Trata dos microcontroladores PIC da MICROCHIP, particularizando para o16F877A. Apresenta a estrutura de funcionamento, memrias e registos, instruese variados exemplos de programas de aplicao devidamente comentados. Dedicaparticular ateno aos mdulos de captura, comparao, PWM e converso A/D,bem como s comunicaes srie. Recomendado para o professor.)



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Thomazini, D. & Albuquerque, P. (2005). Sensores Industriais Fundamentos e Apli-caes. S. Paulo: Editora rica.

(Panorama actualizado dos princpios e tcnicas de deteco e medida. Sensoresde presena, posio, pticos, velocidade, acelerao, temperatura, presso, nvel,fluxo, tenso, corrente, potncia, humidade, gases, ph, etc.)

Usategui, J. M. A. & Martinez, I. A. (1999).Microcontroladores PIC . Madrid: McGraw-Hill.

(Trata dos microcontroladores PIC da MICROCHIP, apresentando gradualmente,atravs de exemplos de aplicao, as diferentes funcionalidades. Embora com baseno PIC16F84, desenvolve vrios exemplos concretos de aplicao. Em espanhol.Recomendado para o professor e acessvel ao aluno.)

ZANCO, W. (2005).Microcontroladores PIC 16F628A/648A.S. Paulo: Editora rica.

(Trata dos microcontroladores PIC da MICROCHIP, particularizando para o PIC16F628A/648A. Apresenta a estrutura de funcionamento, memrias e registos, ins-trues e variados exemplos de programas de aplicao devidamente comentados.Dedica particular ateno aos mdulos de captura, comparao, PWM e conversoA/D, bem como s comunicaes srie. Recomendado para o professor.)

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