O professor não pode depender do instrutor de laboratório para checar se os circuitos são perigosos ou não, pois este não está sempre presente.

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4 O professor não pode depender do instrutor de laboratório para checar se os circuitos são perigosos ou não, pois este não está sempre presente.

5 : A matriz de comutação é uma pilha de placas. Os relés, juntamente com os conectores para os instrumentos, e soquetes para componentes estão arranjados em um padrão tridimensional. O professor ou instrutor instala na matriz os componentes a serem usados no laboratório. O número de componentes online pode ser aumentado adicionando se mais placas. ICBL

6 Como mostrar os conjuntos de componentes já foi previamente discutido na parte 2 deste tutorial. Antes de eu iniciar a primeira parte sobre a preparação do laboratório eu irei descrever rapidamente nos próximos quatro slides como a protoboard virtual e a matriz de comutação funcionam.

7 : O estudante conecta um circuito experimental na protoboard virtual. Apenas quando ele/ela pressiona o botão Perform Experiment, uma descrição do circuito é enviada ao servidor. Uma rotina do instrutor virtual verifica se o circuito desejado é perigoso. Este é então enviado à matriz de comutação onde o circuito é criado. ICBL

8 : Os conectores localizados nas extremidades da protoboard virtual conectam se aos instrumentos imitando a caixa que suporta a protoboard real, mas os soquetes e cabos são omitidos. Os furos da protoboard são interconectados em grupos de cinco furos. Cada grupo pode ser um nó do circuito e pode ser a terminação de cinco cabos ou pinos. Se mais do que cinco furos são necessários para um nó, um jumper conectando se ao próximo grupo de cinco furos pode ser utilizado. ICBL

9 : A placa de componentes é a placa no topo da pilha mostrada anteriormente. Essa placa emula a matriz de contatos (protoboard). Existem 17 grupos de seis conectores de cabos formando 17 possíveis nós correspondendo aos grupos na protoboard. O conector central, o conector de nós propaga os possíveis nós para as outras placas, formando um barramento de nós. A notação nó é usada, pois cada condutor criado através da pilha de conectores pode ser um nó de um possível circuito. Entretanto, apenas 10 dos possíveis nós são utilizados como nós de circuitos de teste na atual versão do software. Os outros sete são utilizados para conexões da fonte de tensão e para futuras expansões. O professor ou instrutor do laboratório conecta componentes com dois terminais localizados ao lado dos relés aos nós através de dois switches de relés. Componentes com mais de dois terminais ou pinos instalados no soquete para CIs são conectados aos nós através de um número adequado de relés. Assim, os componentes estão conectados aos nós apenas quando os switches dos relés estão na posição fechada. Dessa maneira os componentes estarão disponíveis para que circuitos sejam criados. Se mais soquetes são necessários, outras placas podem ser adicinadas à pilha. Os relés são identificados através de um número impresso na placa à direita ou esquesda dos relés. Cada placa também é identificada por um número armazenado no firmware da placa. ICBL

10 Neste slide pode se ver facilmente os nomes dos nós, os switches dos relés e seus números. Nas placas eles estão sobrepostos por soquetes e cabos. Os números dos relés são utilizados para identificar os componentes que os relés conectam. Os dois soquetes superiores para relés em ambos os lados do barramento de nós suportam relés DIL de dois pólos ou SIL de um pólo. Caso relés DIL sejam usados, os números do relés são 5,7 e 11,13. ICBL

11 A lista de componentes faz com que os componentes instalados sejam reconhecidos pelo software. Existe apenas uma lista de componentes para cada matriz de comutação. ICBL

12 :50 Essa pequena parte lista os componentes e cabos instalados na placa número 4. Cada linha representa um componente. Separadores em uma linha são espaços simples, mas dois pontos (:) separam relés. Neste slide a lista é separada em 3 colunas. A coluna da esquerda mostra o número dos relés usados. A coluna do meio mostra em quais nodos os pinos estão conectados. OP_4_10:4_11:4_13 significa <tipo do componente>_<número da placa>_<número do relé>:<número da placa>_<número do relé>:<número da placa>_<número do relé>. Três relés são usados para conectar o amplificador operacional. NC significa não conectado. Por exemplo, pino 2 conecta se ao nodo B através do switch superior do relé 10 e os pinos 6 e 7 conectam se aos nodos C através do relé 13. ICBL

13 :50 As possíveis conexões do multímetro digital e oscilloscópio são fixas e não são salvas na Lista de Componentes, entretanto, as possibilidades para conexão das fontes são, como mostrado nos próximos dois slides. ICBL

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15 Os terminais de referência do oscilloscópio e gerador de função são conectados ao terra de proteção, assim, o nó 0 é conectado também ao terra. O GND na protoboard também refere se ao nó 0. 15

16 :50 Os conectores X e COM do barramento de nodos não são suportados na atual versão do software e não devem ser usados na lista de componentes. Deste modo, as fontes de tensão devem ser conectadas à um nodo através de duas chaves de relés em série. Agora, todos os componentes necessários para experimentos básicos em amplificadores operacionais estão instalados. O próximo slide mostra o circuito que seria criado se todos as chaves estivessem abertas. ICBL

17 :50 Essa configuração suporta experimentos com amp ops inversores e não inversores. Por exemplo, existem três resistores de realimentação diferentes a serem escolhidos para circuitos inversores. Agora o instrutor configurou a matriz de comutação. Vamos continuar com os preparativos por parte do professor. ICBL

18 Todos os componentes necessários estão online e é possível conectar circuitos para experimentos com amplificadores operacionais. Seria suficiente se a matriz de comutação permitisse a criação apenas de circuitos descritos em manuais de instrução de laboratórios? Não. Deve ser dada aos estudantes a possibilidade de cometerem pequenos erros e assim aprender a corrigi los. Além dos circuitos descritos em manuais de instruções, a matriz de comutação deve permitir a criação de circuitos simples e seguros também.

19 O instrutor virtual verifica se os circuitos projetados são inofensivos aos equipamentos antes de ativar a fonte de tensão. As regras do instrutor virtual são criadas pelo professor.

20 :50 O instrutor virtual permite a ativação de circuitos cujos componentes estão listados em no mínimo uma Max List. Caso nenhuma Max Liste seja dfiid definida, nenhum circuito it pode ser ativado. O instrutor virtual utiliza todas as Max Lists definidas. Este é o final dos preparativos por parte do professor. Em cursos mais avançados, os estudantes realizam experimentos com circuitos maiores. Esses estudantes querem que o circuito seja pré montado e pronto para testes. A combinação entre a protoboard virtual e matriz de comutação é muito útil para isso. O circuito pré montado deve ver posicionado adjacente à matriz de comutação. Este circuito pode estar em uma PCB ou uma protoboard comum. Em ambos os casos, os pontos de teste são conectados à matriz de comutação pelo professor. Este circuito em teste pode, por exemplo, ser representado na caixa de componentes como um CI de 16 pinos, onde os pinos são os pontos de teste ou conexões de fontes de tensão. Os números dos pinos devem ser encontrados no desenho do circuito pré montado. Se as fontes da bancada de trabalho são usadas para alimentar o circuito, então o intrutor virtual pode supervisionar suas tensões. Outras combinações, nas quais partes adicionais do circuito são montadas na protoboard virtual também são possíveis. ICBL

21 Esta regra vale sempre.

22 Em cursos mais avançados, os estudantes realizam experimentos com circuitos maiores. Esses estudantes querem que o circuito seja pré montado e pronto para testes. A combinação entre a protoboard virtual e matriz de comutação é muito útil para isso. O circuito pré montado deve ver posicionado adjacente à matriz de comutação. Este circuito pode estar em uma PCB ou uma protoboard comum. Em ambos os casos, os pontos de teste são conectados à matriz de comutação pelo professor. Este circuito em teste pode, por exemplo, ser representado na caixa de componentes como um CI de 16 pinos, onde os pinos são os pontos de teste ou conexões de fontes de tensão. Os números dos pinos devem ser encontrados no desenho do circuito pré montado. Se as fontes da bancada de trabalho são usadas para alimentar o circuito, então o intrutor virtual pode supervisionar suas tensões. Outras combinações, nas quais partes adicionais do circuito são montadas na protoboard virtual também são possíveis.

23 O circuito fixo neste exemplo é um simples integrador. 23

24 Monte o circuito em uma protoboard convencional e conecte o à matriz de comutação do mesmo modo feito com o amp op. Cabos curtos devem ser usados. 24

25 Adicione o circuito e alguns resitores de alta impedância à Lista de Componentes. Integradores reais necessitam de resistores em paralelo com o capacitor.

26 :50 ICBL

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28 :50 O conjunto de componentes da sessão de laboratório selecionada pelo estudante é mostrado na caixa de componentes quando o estudante entra no laboratório. As fotos dos componentes são lidas da biblioteca de componentes. Quando o estudante pressiona o botão Perform Experiment as configurações do circuito e instrumentos são enviadas para a bancada de trabalho. O circuit solver mapeia o circuito desejado montado na protoboard virtual para as conexões da matriz, para verificar se é possível criá lo e depois compara o circuito com com as Max Lists para verificar se este é perigoso. Se o circuito passar das verificações, uma lista de componentes é enviada ao Circuit Builder, que a usa para converter o circuito em números de relés a serem enviados para a matriz. ICBL

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