ATIVIDADES PRÁTICAS SUPERVISIONADAS 6ª Série Eletrônica Digital Engenharia de Controle e Automação A Atividade Prática Supervisionada (ATPS) é um procedimento metodológico de ensino-aprendizagem desenvolvido por meio de etapas, acompanhadas pelo professor, e que tem por objetivos: Favorecer a autoaprendizagem do aluno. Estimular a corresponsabilidade do aluno pelo seu aprendizado. Promover o estudo, a convivência e o trabalho em grupo. Auxiliar no desenvolvimento das competências requeridas para o exercício profissional. Promover a aplicação da teoria na solução de situações que simulam a realidade. Oferecer diferenciados ambientes de aprendizagem. Para atingir estes objetivos, a ATPS propõe um desafio e indica os passos a serem percorridos ao longo do semestre para a sua solução. Aproveite esta oportunidade de estudar e aprender com desafios da vida profissional. AUTORIA: Faculdade Anhanguera de Matão
Pág. 2 de 7 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. Identificar, formular e resolver problemas de Engenharia. 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 com formação determinada pelo professor. entregar seus nomes, RAs e e-mails ao professor da disciplina e observar, no decorrer das etapas, as indicações: Individual e Equipe. DESAFIO Em sistemas de gerenciamento de fluxo de Gases Inertes, é habitual a aplicação de sistemas denominados Pré-Pós Vazão, em que, ao se habilitar o sistema, há um atraso em sua energização, ocorrendo apenas a inicialização do fluxo de gás, ou seja, ocorre uma Pré-Vazão de gás pelo sistema, por um tempo predeterminado, e, ao se realizar a desabilitação do sistema, o fluxo de gás permanece por um tempo, também predeterminado, ou seja, há uma Pós-Vazão. Dado o Gráfico de Funcionamento deste sistema, Figura 1, e o Fluxograma, Figura 2, a seguir, a equipe deverá elaborar o circuito eletrônico digital que desenvolva inteiramente a sequência de operações apresentadas. A função de cada componente eletrônico deve ser compreendida. A definição do funcionamento do sistema projetado deve ser apresentada por meio de simulação computacional, utilizando o software disponível nos laboratórios. Figura 1 Gráfico de Funcionamento Fonte: Elaborado pelo autor.
Pág. 3 de 7 Objetivo do desafio Figura 2 Fluxograma Fonte: Elaborado pelo autor. A implementação de um sistema eletrônico que contemple as necessidades do sistema de gerenciamento de Gás Inerte, ou seja, um sistema eletrônico que realize a Pré-Pós Vazão do fluxo de gás, para apresentação ao docente da disciplina. Livro-Texto da disciplina A produção desta ATPS é fundamentada no livro-texto da disciplina, que deverá ser utilizado para solução do desafio: TOCCI, Ronald J.; WIDMER, Neal S. Sistemas Digitais: princípios e aplicações. 11. ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2011.
Pág. 4 de 7 ETAPA 1 (tempo para realização: 05 horas) Aula-tema: Portas lógicas, funções booleanas e tabela verdade. Esta atividade é importante para que você compreenda a lógica de funcionamento das portas lógicas existentes, bem como adquira o aprendizado das simbologias técnicas destes componentes. Passo 1 (Individual) Pesquisar as características de funcionamento, a lógica e a simbologia, segundo as normas ANSI e IEC, dos seguintes elementos: 1. Porta lógica AND. 2. Porta lógica OR. 3. Porta lógica NOT. 4. Porta lógica XOR. Bibliografia complementar IDOETA, Ivan Valeije. Elementos de Eletrônica Digital. 40. ed. São Paulo: Érica, 2009. Passo 2 (Individual) Apresentar a tabela verdade dos elementos descritos no Passo 1, bem como suas expressões Booleanas. Site sugerido para pesquisa Apostila do Departamento de Engenharia de Telecomunicações, UFF. Disponível em: <http://www.telecom.uff.br/~delavega/public/circdig/aposcd.pdf> e compartilhado em: <https://drive.google.com/file/d/0b5wuw67fib8zazlrmtzqmtfmzfe/edit?usp= sharing>. Acesso em: 25 maio 2014. Passo 3 (Individual) Pesquisar as características de funcionamento, a lógica e a simbologia, segundo as normas ANSI e IEC, dos seguintes elementos: 1. Porta lógica NAND. 2. Porta lógica NOR. 3. Porta lógica XNOR. Passo 4 (Individual) Apresentar a tabela verdade dos elementos descritos no Passo 3, bem como suas expressões Booleanas.
Pág. 5 de 7 ETAPA 2 (tempo para realização: 05 horas) Aula-tema: Flip-Flop JK Master Slave com Preset e Clear e Flip-Flop D e T. Esta atividade é importante para que você compreenda o funcionamento dos modelos de Flip-Flop existentes, suas características periféricas e suas simbologias. Passo 1 (Individual) Pesquisar as características de funcionamento, lógica, tabela verdade e a simbologia, segundo as normas ANSI e IEC, dos seguintes elementos: 1. Flip-Flop JK. 2. Flip-Flop D. 3. Flip-Flop T. Passo 2 (Individual) Pesquisar a utilização das Portas Lógicas e Flip-Flop na elaboração de Circuitos Geradores de Clock. Descrever sua operação. Bibliografia complementar MALVINO, Albert Paul. Eletrônica Digital: princípios e aplicações. 4. ed. São Paulo: Makron Books, 1997, v. 1. Passo 3 (Individual) Apresentar a formulação matemática do cálculo da frequência do Circuito Gerador de Clock que será utilizado na elaboração do desafio. Apresentar os cálculos para um gerador de 100Hz de frequência Clock. Passo 4 (Equipe) Elaborar o relatório da Etapa 2, apresentando as teorias e cálculos realizados. De maneira simples e objetiva, desenvolver um descritivo abordando as dificuldades encontradas nesta etapa e realizar a comparação do valor dos componentes calculados no Passo 3 com os valores comerciais existentes. ETAPA 3 (tempo para realização: 05 horas) Aula-tema: Contadores Assíncronos e Síncronos. Esta atividade é importante para que você e sua equipe compreendam o funcionamento dos contadores existentes e analisem o melhor modelo para o desenvolvimento do desafio.
Pág. 6 de 7 Passo 1 (Equipe) Realizar uma pesquisa detalhada sobre o funcionamento de pinos periféricos referentes aos contadores do tipo Assíncrono. Apresentar o gráfico de funcionamento, inserindo as influências da habilitação dos pinos periféricos. Passo 2 (Equipe) Apresentar uma pesquisa detalhada sobre o funcionamento de pinos periféricos referentes aos contadores do tipo Síncrono. Apresentar o gráfico de funcionamento, inserindo as influências da habilitação dos pinos periféricos. Passo 3 (Equipe) Pesquisar o método de inserção de portas lógicas nos sistemas de contagem descritos nos Passos 1 e 2, que auxiliam no travamento ou reset de contagem destes dispositivos. Sites sugeridos para pesquisa Eletrônica Digital: Contadores. Instituto Federal, Santa Catarina, Campus São José. Disponível em: <http://www.sj.ifsc.edu.br/~odilson/eld/apostila%20- %20Contadores%20v2.pdf> e compartilhado em: <https://drive.google.com/file/d/0b5wuw67fib8zak5pd0xjnv90s0k/edit?usp=sh aring>. Acesso em: 1 jun. 2014. Contadores e Registradores. EPUSP - PCS 2305/2355 - LABORATÓRIO DIGITAL. Departamento de Engenharia de Computação e Sistemas Digitais, PCS, São Paulo. Disponível em: <http://www.pcs.usp.br/~labdig/pdffiles_2009/contadoresapendice.pdf> e compartilhado em: <https://drive.google.com/file/d/0b5wuw67fib8zmkxxvg03vlnjmue/edit?usp= sharing>. Acesso em: 25 maio 2014. ETAPA 4 (tempo para realização: 05 horas) Aula-tema: Contadores Assíncronos e Síncronos. Limitador de contagem por Portas Lógicas. Esta atividade é importante para que você e sua equipe realizem a montagem de circuitos em ambiente computacional e analisem seu funcionamento em laboratório, apresentando-os ao professor da disciplina. Passo 1 (Equipe) Desenvolver o sistema eletrônico de Pré-Pós Vazão, utilizando circuitos contadores e portas lógicas estudadas.
Pág. 7 de 7 Sugestão Realizar o desenvolvimento diretamente no software de simulação. Desenvolver, inicialmente, subcircuitos isolados, de modo a simplificar a implementação do sistema. Passo 2 (Equipe) Apresentar o diagrama eletrônico digital projetado, que contemple o princípio de funcionamento do desafio proposto, ou seja, a elaboração do sistema de Pré-Pós Vazão de Gás, utilizando o software dos laboratórios para simulação do funcionamento do circuito projetado. Passo 3 (Equipe) Apresentar os gráficos da simulação dos circuitos e analisar o comportamento do sistema em relação ao desafio proposto. Passo 4 (Equipe) Elaborar um descritivo abordando as dificuldades encontradas no desenvolvimento desta etapa, e a lista de material dos componentes que constituem o sistema projetado. Padronização O material escrito solicitado nesta atividade deve ser produzido de acordo com as normas da ABNT, com o seguinte padrão (exceto para produções finais não textuais): 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. Para consulta completa das normas ABNT, acesse a Normalização de Trabalhos Acadêmicos Anhanguera. Disponível em: <http://issuu.com/normalizacao/docs/normaliza o_de_trabalhos_acad m>. Acesso em: 22 maio 2014.