Programa de Unidade Curricular

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1 Programa de Unidade Curricular Faculdade Engenharia Licenciatura Engenharia Electrónica e Informática Unidade Curricular Electrónica de Interface Semestre: 4 Nº ECTS: 6,0 Regente Pedro Miguel Pinto Reis Gomes Assistente Carga Horária Lectiva Semanal Aulas Teóricas: Aulas Teórico-práticas: 2h Orientação Tutorial: 1h Língua de Ensino Português Objectivos Gerais (até 500 caracteres) Dotar os alunos dos conhecimentos necessários à realização de sistemas electrónicos que concretizem a interface entre o mundo físico analógico e um computador, e a interface entre dois computadores. Objectivos Específicos (até 500 caracteres) Dotar os alunos de capacidades que lhe permitam: analisar e escolher o sensor adequado a uma determinada aplicação; projectar o circuito electrónico de recolha do sinal do sensor; definir estratégias de interligação com minimização de ruído; escolher a tecnologia e realizar ligações entre computadores; analisar novas 1

2 tecnologias de comunicação. Competências a adquirir (até 500 caracteres) Os alunos ficarão com capacidade de analisar e projectar os principais tipos de circuitos electrónicos necessários ao processamento dos sinais analógicos, obtidos pelos sensores, para serem entregues a sistemas de aquisição e medida, bem como, as normas mais utilizadas na transmissão dos sinais digitais nos sistema de aquisição e medida. Metodologia de Ensino (até 250 caracteres) A exposição teórico-prática será acompanhada por trabalhos práticos laboratoriais com equipamentos necessários a diferentes acções de interface. Nos trabalhos práticos os alunos terão oportunidade de experimentar e concretizar a teoria. Programa da Unidade Curricular / Conteúdo programático (até 2750 caracteres) Introdução: Transdutores, sensores e actuadores; - Medição da resistência, capacidade e indutância. Divisão potenciométrica. Ponte de Wheatstone. Amplificador de instrumentação. Circuitos electrónicos na interface dos sensores. Conversor tensão frequência. Sensores: Sensores térmicos: termistências metálicas e de material semicondutor, interruptores eléctricos, fotodíodo, fototransístor, termopar e sensor de ruído térmico. Sensores de radiação: Fotoresistências, fotodíodos, células fotovoltaicas, fototransístores, pirómetros de radiação; Sensores mecânicos: Sensores de deformação, efeito piezoresistivo, extensómetros resistivos, sensores de deslocamento, efeitos capacitivos, efeitos indutivos, LVDT, sensores de velocidade, sensores de fluxo, acelerómetros, sensores de força e pressão; Sensores magnéticos: Dispositivos de Hall (metal e semicondutor), magnetoresistências (semicondutoras e magnéticas), magnetodíodos, magnetotransístores, aplicações. Problemas nas interligações: Fontes de ruído exteriores e interferências. Acoplamento capacitivo e acoplamento indutivo às fontes exteriores, múltiplas terras, métodos de redução de interferência, blindagem, técnicas de blindagem, cabos entrançados, tipos de cabos entrançados/blindagem, técnicas de blindagem, interligações balanceadas e amplificadores diferenciais. Tipos de interligações (interfaces digitais): GPIB (Interface Digital para Instrumentação Programável): Historial. Aspectos definidos pela norma (funcional, mecânico, eléctrico e operacional). Normas IEC e ANSI. Características mais importantes da interface IEEE 488/ ANSI MC1.1. Características funcionais, eléctricas e mecânicas; RS232: RS-422, RS-423, RS-449 e RS-485; Porto Paralelo: Características gerais. Modo de compatibilidade (centronics), modo nibble, modo byte, modo EPP (Enhanced Parallel Port) e modo ECP (Extented Capability Port). Interface eléctrica; Modems: Características gerais. Nomas ITU (V.21, V.22, V.26, V.27, V.29,V.32, V.34, V.90, V.92). Comandos AT; Ethernet: Características gerais. Historial. CSMA/CD. Norma IEEE (802.2 e 302.3) e modelo OSI. Estrutura da trama (IEEE 802.3). Tipos de trama. NIC e transceivers. Tipos (10BASE2, 10BASE5, 10 2

3 BASET). Concentradores (hub), pontes (bridge), Comutadores (switch) e encaminhadores (router). Interface com a rede (blocos funcionais do emissor e do receptor). Características eléctricas; Fast Ethernet (100BASE-TX, 100BASE-T4, 100BASE-FX, 100VG-AnyLAN). Gigabit Ethernet.( 1000BASE-X, 1000BASE- T). 10 Gigabit Ethernet; Interfaces sem fios:802.11, Bluetooth, ZigBee, UWB. Bibliografia Principal (duas obras) ex.: BOST, Jean-Pierre P. Hauptmann Sensors, Principles & Applications Prentice Hall 1993 Harold S. Stone Microcomputer Interfacing Addison-Wesley

4 Bibliografia Complementar (duas obras) Julian W. Gardner Microsensors, Principles & Applications John Wiley & Sons 1994 William Buchanan Computer Busses: Design and Application Butterworth-Heinemann 2000 Metodologia de Avaliação Contínua / Elementos relevantes (até 500 caracteres) - Trabalhos de Laboratório a realizar individual / grupo, conforme as características da turma: Relatórios dos Trabalhos de Lab 20% (class. mín. 10 valores). - Projecto de um interface e sua utilização numa determinada aplicação 20% (class. mín. 10 valores). 4

5 - Provas escritas e outros elementos conforme RGAC. - A não entrega dos relatórios nos prazos definidos pelo docente, e/ou não obter a class. mínima, implica, a não obtenção de classificação por avaliação contínua. Recursos Didácticos (até 2750 caracteres) Para a concretização dos objectivos propostos serão necessários os seguintes recursos didáticos em quantidade suficiente (função do número de alunos): computador pessoal; placas de aquisição de dados; sensores de diversos tipos; e, consumiveis electrónicos. Palavras-chave (escolha 4 palavras que identifique a unidade curricular e o seu conteúdo) Interface; Electrónica; Protocolos; Comunicação 5