Desafio Atps

Desafio – Circuitos Lógicos

Considerada uma disciplina básica do Curso de Engenharia Elétrica, vários conceitos dos temas abordados em Circuitos Lógicos são utilizados em outras componentes curriculares do Curso, como Microcontroladores por exemplo. Além disso, estes mesmos conceitos auxiliam na compreensão de algumas tecnologias, importantes no dia-a-dia do Profissional desta Área.

Desta forma, este desafio propõe o desenvolvimento de temas, ao mesmo tempo aderentes às competências e habilidades descritas na disciplina Eletrônica Digital, e que possibilitarão ao estudante se familiarizar com alguns conceitos relativos às tecnologias aplicáveis à profissão.

O desafio poderá ser desenvolvido por times de até 5 participantes, que serão denominados Consultores Técnicos. Considerar uma empresa hipotética que precisa do auxílio destes Consultores na solução de alguns problemas de telecomunicações/engenharia. Cada time consultor deverá solucionar os problemas em cada Etapa proposta: Detecção e correção de erros em comunicação de dados, Projeto de circuito combinacional, Circuito contador e Circuito Multiplex.

ETAPA 1

Aula Tema: “Sistemas de numeração, Funções e Portas Lógicas”

Esta atividade, a ser realizada em grupo, é importante para que você compreenda os assuntos sistema de numeração binário, conversão decimal para binário e funções e portas lógicas, e entenda a aplicação destes conceitos num caso de comunicação de dados. Para realizá-la execute os passos a seguir:

Passo 1 - Escolha o seu time de Consultores Técnicos e entregue ao seu professor os nomes, RA e e-mail dos estudantes. Cada time deve ser composto de até 5 estudantes.

Passo 2 – Leia os assuntos relacionados ao sistema binário de numeração, subitem 1.2, e Funções e Portas Lógicas, subitens 2.2 e 2.7 do livro texto, Elementos de Eletrônica Digital.

Passo 3 – Para se familiarizar com o assunto sobre o código de Hamming para a detecção de erros em transmissões de dados binários, leia o material disponível em http://pt.wikipedia.org/wiki/C%C3%B3digo_de_Hamming

Passo 4 – Reúna-se com seu time de consultores técnicos para entender e discutir sobre o tema.

Passo 5 – Considere que a Empresa fictícia deste Desafio esteja com problemas de erros de transmissão de dados entre sua Matriz e a Loja Filial, pois os equipamentos de transmissão de dados lá instalados não implementam nenhuma técnica de detecção e correção de erros. Supor que existe uma interligação entre a Matriz e a Loja Filial através de Linha Privada de Comunicação de Dados (LPCD), utilizando modems com meio de transmissão em par metálico.

Passo 6 – Propor a utilização da técnica de detecção e correção de erros de Hamming nos equipamentos de transmissão de dados da empresa, justificando e demonstrando sua utilização. Simule a técnica de Hamming para uma seqüência de informação igual a 10110111010. Calcular, para este caso, os 4 bits de Hamming na etapa transmissora, simular a ocorrência de um bit e detectar o bit errado na etapa receptora. Argumentar sobre a importância da implementação das técnicas de detecção e correção de erros em transmissão de dados.

ETAPA 2

Aula Tema: “Projetos de circuitos lógicos combinacionais – Formulação, simulação e tabelas da verdade. Expressões lógicas, simplificações e circuitos”

Esta atividade, a ser realizada em grupo, é importante para que você compreenda e aplique a metodologia de abordagem para solucionar problemas, em que se necessita de uma resposta quando acontecerem determinadas situações, representadas pelas variáveis de entrada. No projeto destes circuitos, você precisará de suas expressões características, obtidas das tabelas da verdade que representam as situações do problema. Para realizá-la execute os passos a seguir:

Passo 1 – Leia os assuntos relacionados à metodologia de projeto de circuitos lógicos combinacionais, subitens 4.1 e 4.2 do livro texto, Elementos de Eletrônica Digital.

Passo 2 – Reúna-se com seu time de consultores técnicos para entender e discutir sobre os problemas de controle seguintes, identificados na Empresa:

Problema 1: A Empresa fictícia possui uma esteira rolante, utilizada na sua linha produção. Deseja-se construir um circuito lógico para controlar os movimentos desta esteira rolante, para esquerda e para a direita. Os movimentos são controlados através de um quadro de comando, que contém duas botoeiras normalmente abertas. Uma delas movimentará o motor da esteira para a esquerda e a outra para a direita. Por segurança, as extremidades da esteira possuem instalados sensores de fim de curso. As variáveis que devem ser controladas são as seguintes:

Variáveis de entrada:

Be - Botoeira de acionamento do movimento para a esquerda

Bd - Botoeira de acionamento do movimento para a direita

Fe - Sensor de fim de curso da extremidade da esquerda

Fd - Sensor de fim de curso da extremidade da direita

Variáveis de saída:

Le - Motor ligado para a esquerda

Ld - Motor ligado para a direita

Deve-se utilizar lógica positiva, isto é, uma variável estará ativa quando em nível lógico “1” e inativa quando em nível lógico “0”. Com relação às botoeiras, o acionamento será feito quando a variável correspondente estiver em nível lógico 1 e quando em nível lógigo 0 a botoeira não estará ativada.

Problema 2: A Empresa fictícia possui uma central de alarme, que utiliza sensores de presença (SP1, SP2, SP3 e SP4), instalados ao longo de uma de suas entradas. Para gerar um alarme (A), pelo menos 2 sensores adjacentes devem acusar presença, caso contrário, o alarme não é ligado.

Deve-se utilizar lógica positiva, isto é, uma variável estará ativa quando em nível lógico “1” e inativa quando em nível lógico “0”.

Problema 3: Deve-se implementar um sistema de controle eletrônico para operar três motores (M1, M2 e M3) da Empresa fictícia, conforme condições a seguir. Caso alguma condição falhe, um alarme deve acionar uma sirene (S).

Condições:

1. Os três motores não podem