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ELETROELETRÔNICA Eletrônica digital Prática Eletrônica digital — Prática 9 788583 931904 ISBN 978-85-8393-190-4 Esta publicação integra uma série da SENAI-SP Editora especialmente criada para apoiar os cursos do SENAI-SP. O mercado de trabalho em permanente mudança exige que o profissional se atualize continuamente ou, em muitos casos, busque qualificações. É para esse profissional, sintonizado com a evolução tecnológica e com as inovações nos processos produtivos, que o SENAI-SP oferece muitas opções em cursos, em diferentes níveis, nas diversas áreas tecnológicas. Eletrônica digital Prática Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP) SENAI. Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial Eletrônica digital: prática / SENAI. Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial. – São Paulo : SENAI-SP Editora, 2019. 56 p. : il Inclui referências ISBN 978-85-8393-190-4 1. Eletrônica digital 2. Circuitos lógicos I. Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial II. Título. CDD 621.381 Índice para o catálogo sistemático: 1. Eletrônica 621.381 SENAI-SP Editora Avenida Paulista, 1313, 4o andar, 01311 923, São Paulo – SP F. 11 3146.7308 | editora@sesisenaisp.org.br | www.senaispeditora.com.br ELETROELETRÔNICA Eletrônica digital Prática Departamento Regional de São Paulo Presidente Paulo Skaf Diretor Regional Ricardo Figueiredo Terra Diretor Superintendente Corporativo Igor Barenboim Gerência de Assistência à Empresa e à Comunidade Celso Taborda Kopp Gerência de Inovação e de Tecnologia Osvaldo Lahoz Mai Gerência de Educação Clecios Vinícius Batista e Silva Material didático utilizado nos cursos do SENAI-SP. Material desenvolvido no ano de 2003 pelos colaboradores do SENAI-SP e atualizado em 2007. Organização Alberto Mitio Tsuda Denis Mathias Bicudo Emerson da Silva Ernesto Kazuhiro Nodomi Filipe Antoine Khatchadourian José William Rodrigues Pereira Luciano Batista de Souza Luciano Ferrari Polo Mauricio Gati Amaral Roberto Sanches Cazado Rogério Aparecido Silva Wilker Iassia Dias dos Santos Sumário 1. Construção de tabelas-verdade de portas básicas 7 2. Construção de tabelas-verdade de portas derivadas 9 3. Implementação de circuitos lógicos 12 4. Implementação de circuitos lógicos com CIs 13 5. Verificação das características de CIs TTL e CMOS 15 6. Comprovação do funcionamento de uma porta lógica tipo Schmit trigger 19 7. Verif icação do funcionamento dos flip-flops 22 8. Montagem de um contador assíncrono 24 9. Montagem de um contador síncrono 27 10. Verificação do funcionamento de um conversor série-paralelo 29 11. Montagem de um contador utilizando o módulo CL-12 31 12. Verificação do funcionamento de um contador em anel 33 13. Verificação do funcionamento de um somador de 4 bits 35 14. Verificação do funcionamento de um circuito subtrator 37 15. Verificação do funcionamento de um comparador de 4 bits 39 16. Montagem de chave digital 41 17. Verificação do funcionamento de circuitos multiplexadores e demultiplexadores 43 18. Aplicação do circuito multiplexado e demultiplexado 45 19. Verificação do funcionamento de um circuito conversor D/A 47 20. Digitalização de sinais analógicos provenientes de LDR e NTC 49 21. Implementação do sistema de partida de motor trifásico 52 Referências 55 1. Construção de tabelas- -verdade de portas básicas A tabela-verdade mostra a disposição das combinações possíveis de uma situação (variáveis de entrada) e os respectivos resultados (variáveis de saída). Para melhor fixar essas informações, serão construídas tabelas-verdade das por- tas NÃO, E, OU. Equipamento • Treinador eletroeletrônico. Procedimento 1. Monte o circuito a seguir. 2. Com o auxílio do treinador, construa a tabela-verdade da porta referente ao circuito montado. 3. A que porta lógica se refere a tabela-verdade encontrada? Responda, dese- nhando seu símbolo segundo a norma ABNT. 8 CONSTRUÇÃO DE TABELAS-VERDADE DE PORTAS BÁSICAS 4. Monte o circuito a seguir. 5. Com o auxílio do treinador, construa a tabela da porta referente ao circuito montado. 6. A que porta lógica se refere a tabela-verdade encontrada? Responda, dese- nhando seu símbolo segundo a norma ABNT. 7. Monte o circuito a seguir. 8. Com o auxílio do treinador, construa a tabela-verdade da porta referente ao circuito montado. 9. A que porta lógica se refere a tabela-verdade encontrada? Responda, dese- nhando seu símbolo segundo a norma ABNT. 2. Construção de tabelas- -verdade de portas derivadas Neste capítulo o comportamento das portas lógicas derivadas será estudado por meio da implementação de seus circuitos correspondentes e da construção das respectivas tabelas-verdade. Equipamento • Treinador eletroeletrônico. Procedimento 1. Com o auxílio do treinador eletroeletrônico, monte o circuito a seguir e cons- trua a tabela-verdade correspondente. 2. A que porta lógica se refere o circuito montado? Desenhe seu símbolo cor- respondente. 3. Com o auxílio do treinador eletroeletrônico, monte o circuito a seguir e cons- trua sua respectiva tabela-verdade. 10 CONSTRUÇÃO DE TABELAS-VERDADE DE PORTAS DERIVADAS 4. A que porta lógica se refere o circuito montado? Responda, desenhando o símbolo correspondente. 5. Monte o circuito a seguir com o auxílio do treinador eletroeletrônico. Cons- trua a tabela-verdade correspondente. 6. A que porta lógica se refere a tabela-verdade encontrada? 7. Com o auxílio do treinador eletroeletrônico, monte o circuito a seguir. Com- plete o símbolo referente à porta lógica indicada no procedimento 6. Levante a tabela-verdade e compare-a com a encontrada no procedimento 5. Comente as diferenças, se existirem. ELETRÔNICA DIGITAL: PRÁTICA 11 8. Monte o circuito a seguir com o auxílio do treinador eletroeletrônico. Levante sua tabela-verdade. 9. A que porta lógica corresponde a tabela-verdade encontrada? 3. Implementação de circuitos lógicos Neste capítulo serão implementados circuitos lógicos a partir de expressões algébricas boolianas1. Equipamento • Treinador eletroeletrônico. Procedimento 1. Com o auxílio do treinador eletroeletrônico, monte o circuito descrito pela expressão a seguir. A + B = B + A 2. Levante a tabela-verdade do circuito montado. 3. A que porta lógica se refere o circuito montado? 4. Com o auxílio do treinador eletroeletrônico, monte o circuito descrito pela seguinte expressão: AB + AB 5. Levante a tabela-verdade do circuito montado. 6. A que porta lógica se refere o circuito montado? 1 Booliano: relativo a George Boole (1815 –1864). Adotamos nesta obra a grafia dicionarizada e em conformidade ao novo Acordo Ortográfico da Língua Portuguesa, mas é provável que o leitor encontre publicações em que conste a forma “booleano”. 4. Implementação de circuitos lógicos com CIs Este capítulo tem por objetivo a familiarização com os circuitos integrados ló- gicos. Nele, serão comprovados os conceitos sobre lógica digital já estudados. Equipamentos • Multímetro. • Fonte de alimentação. Material • Circuitos integrados lógicos da família TTL. • Placa de contatos. • LEDs. Procedimento 1. Pesquise no data book TTL as características e a pinagem dos CIs 7404 e 7432. 2. Retire a expressão booliana do circuito mostrado a seguir. 14 IMPLEMENTAÇÃO DE CIRCUITOS LÓGICOS COM CIs 3. Monte na placa de contatos, o circuito do procedimento 2. 4. Levante e anote a tabela-verdade do circuito montado. 5. Faça a tabela-verdade da seguinte expressão: AB + AB. 6. Desenhe o diagrama de blocos referente à expressão do procedimento 5. 7. Monte na placa de contatos o circuito desenhado no procedimento 6 e le- vante a tabela-verdade comparando-a com a do procedimento 5. Comente as diferenças, se existirem. 5. Verificação das característicasde CIs TTL e CMOS Neste capítulo serão verificadas as características de um CI TTL e serão compa- radas as características dos CIs das famílias TTL e CMOS. Equipamentos • Multímetro. • Fonte de alimentação. • Osciloscópio. Material • CI 7404. • CI 7405. • CI 4011. • Capacitor 4,7 F, 25 V. • Resistor 1 k. • Resistor 1 M. • Resistor 10 k. • Placa de contatos. Procedimento 1. No data book TTL, pesquise as seguintes características e a pinagem dos CIs 7404 e 7405 e 4011: Tensão de alimentação. Corrente máxima de saída. Tipo de porta e quantidade. 16 VERIFICAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS DE CIs TTL E CMOS 2. Monte o circuito a seguir. 3. Conecte o pino 14 ao + e o pino 7 ao –. Ajuste a tensão da fonte para 5 VCC e alimente o circuito. 4. Com a chave alimentando com 0 a entrada, meça a tensão de saída e anote a seguir. VSai = 5. A qual nível lógico corresponde o valor da tensão de saída medido? 6. Altere o valor da chave para obter VCC na entrada da porta. Meça a tensão da saída e anote o valor a seguir. VS = 7. A qual nível lógico corresponde o valor de tensão de saída medido? 8. Desligue o circuito. 9. Substitua o CI 7404 pelo CI 7405. 10. Mantenha a chave na posição que fornece VCC para a entrada da porta. Meça a tensão de saída e anote o valor medido a seguir. VS = 11. A qual nível lógico correspondente o valor de tensão de saída medido? 12. Altere a posição da chave de modo a fornecer 0VCC à entrada da porta. ELETRÔNICA DIGITAL: PRÁTICA 17 13. Meça a tensão de saída e responda: a. Qual deveria ser a tensão de saída? VS = b. Qual o valor medido? VS (medido) = c. Existe diferença entre a tensão esperada e a tensão medida? Por quê? 14. Desligue o circuito. 15. Coloque um resistor de 1 k do + para a saída, conforme o circuito a seguir. 16. Ligue o circuito. 17. Meça a tensão de saída e anote o valor medido a seguir. VS = 18. Responda: a. A que nível lógico corresponde o valor medido? b. Por que, com a inserção do resistor, o circuito fornece o nível lógico esperado? 19. No data book CMOS, pesquise as seguintes características do CI 4011: 18 VERIFICAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS DE CIs TTL E CMOS Tensão de alimentação. Corrente máxima de saída. Tipo de porta e quantidade. 20. Monte o circuito a seguir. 21. Ajuste a fonte para 12 VCC e ligue o circuito. 22. Comute a chave S1, passando de 1 para 0, e observe o que acontece com as oscilações do circuito. O que você observou? 23. Explique como funciona esse circuito. 24. Desligue a fonte e ajuste-a para 4 VCC. Religue o circuito. 25. Repita o procedimento 24. O que você observou? 26. Desligue o circuito e ajuste a tensão da fonte para 10 e 15 V. Repita o proce- dimento 24 a cada reajuste da tensão. Explique o que você observou. 27. Em todos os casos o circuito funcionou conforme o previsto? Justifique sua resposta. 6. Comprovação do funcionamento de uma porta lógica tipo Schmit trigger Neste capítulo será observado o comportamento de um circuito que contém uma porta lógica do tipo Schmit trigger. Para isso, será necessária a pesquisa de dados sobre os CIs empregados nos circuitos a serem montados. Equipamentos • Multímetro digital. • Fonte 0-12VCC. Material • CI 4093. • CI 555. • LDR 10k. • Resistor de 4 K7. • Resistor de 2 K2. • Resistor de 100 k. • Resistor de 220 k. • Potenciômetro 47 k. • Transistor BC 337. • Diodo IN 4007. • Relé de 12 V, com 1 contato NH. • Lâmpada 110 V. • Receptáculo. • Placa de contatos. • Data book. 20 COMPROVAÇÃO DO FUNCIONAMENTO DE UMA PORTA LÓGICA TIPO SCHMIT TRIGGER Procedimento 1. Monte o circuito a seguir. 2. Energize o circuito e ajuste o potenciômetro de tal forma que, cobrindo o LDR com a mão, o relé atraque e acenda a lâmpada. 3. Com o multímetro, meça a tensão presente na entrada da porta enquanto existe variação de luminosidade no LDR. Qual o valor da tensão de comutação que faz a saída mudar para 1 e para 0? (Lembre-se de que a porta NÃO E funciona como um inversor neste circuito). Tensão de comutação para nível 1. Tensão de comutação para nível 0. 4. Faça um gráfico da tensão de entrada e outro da tensão de saída. 5. Qual o valor de tensão da faixa de comutação da porta Schmit trigger usada? VCom = ELETRÔNICA DIGITAL: PRÁTICA 21 6. Desmonte o circuito e monte o circuito a seguir. 7. Pesquise a pinagem do CI 4093 e preencha os dados pedidos a seguir. Faixa de tensão de trabalho. Corrente máxima para a saída de cada porta. Impedância de entrada. 8. Alimente o circuito com 12 V. 9. Meça as formas de onda na entrada e na saída e desenhe-as a seguir. 10. Responda: a. Como pode ser denominado um circuito com essa característica de funcio- namento? b. Dê as características da porta usada. c. Qual o valor da histerese? d. Discuta com seu parceiro de bancada e descreva o funcionamento do circuito do procedimento 6. 11. Substitua o valor do resistor de 100 k por um de 220 k. Observe o que acon- teceu e descreva o que você observou, explicando o porquê. 7. Verif icação do funcionamento dos flip-flops Neste capítulo será verificado o funcionamento dos flip-flops RS e JK presentes nos circuitos dos módulos CL-7 e CL-8 do treinador eletroeletrônico. Equipamento • Treinador eletroeletrônico. Procedimento 1. Monte o circuito a seguir. 2. Mantenha as chaves S1 e S2 abertas (nível lógico em R e S = 0). Qual o valor das saídas Q e Q? Explique a razão desses valores. Saída Q = Saída Q = 3. Feche as chaves S1 e S2 (R e S = 1). Qual o valor das saídas Q e Q? Explique a razão desses valores. Saída Q = Saída Q = ELETRÔNICA DIGITAL: PRÁTICA 23 4. Qual a condição necessária nas entradas R e S para que o flip-flop mantenha as saídas Q e Q complementares e a capacidade de memorização? 5. Monte a tabela-verdade do flip-flop RS. Observação O flip-flop do ensaio apresenta as entradas R e S com inversão, ou seja, R e S. 6. Monte o circuito a seguir. 7. Com o auxílio das chaves S1, S2, S3, S4 e S5 monte a tabela-verdade tomando como referência o data book TTL (CI 7476). 8. É possível permitir que a saída Q defina um nível lógico sem que sejam dados pulsos em Jk e clock? Justifique sua resposta. 9. Qual a condição das chaves e, consequentemente, das entradas R, S, J e K para que a cada pulso de clock seja possível fazer as saídas trocarem de estado? Por quê? 8. Montagem de um contador assíncrono Neste capítulo será montado um contador assíncrono com flip-flops de modo que seu funcionamento seja verificado. Equipamento • Treinador eletroeletrônico. Material • Cabos de ligação. Procedimento 1. Monte o circuito a seguir. Utilize uma chave para gerar os sinais de clock. Li- gue as saídas QA, QB, QC e QD aos LEDs indicadores; a leitura será feita em binário. Convenção LED aceso = nível lógico 1. LED apagado = nível lógico 0. ELETRÔNICA DIGITAL: PRÁTICA 25 2. Dê cinco pulsos de clock e, a cada pulso, registre a condição dos LEDs na tabela a seguir. Pulso QD QC QB QA Número esperado 1 0001 2 0010 3 0011 4 0100 5 0101 3. Os números binários indicados pelos LEDs são os esperados? Por que? 4. Monte o circuito “debounce” para enviar sinais de clock ao contador. Preencha a tabela-verdade a seguir. Pulso QD QC QB QA Número decimal 1 2 3 4 5 6 7 8 9 26 MONTAGEM DE UM CONTADOR ASSÍNCRONO 5. Responda: a. O que ocorreu com a contagem? Por quê? b. Como seria a contagem se a porta NAND fosse retirada? 6. Desligue a saída da porta NAND das entradas clear e conecte essas entradas ao nível lógico 1. Faça o contador realizar toda a contagem (0 a 9). Compare o resultado obtido com a resposta que você deu à pergunta b do procedimento 5. Corrija-a, se necessário, e justifique a resposta. 7. Faça o esquema de um contador que realize a contagem até 12. 8. Monte o circuito no painel e verifique se ele funciona. 9. Montagem de um contador síncrono Neste capítulo será montado um contador síncrono de 0 a F com indicação no display e será verificado seu funcionamento.Equipamento • Treinador eletroeletrônico. Procedimento 1. Monte o circuito a seguir. Utilize LEDs indicadores para fazer a leitura da contagem. A entrada de clock do circuito deve ser ligada ao clock de 1 Hz for- necido pelo módulo CL-11. Convenção LED aceso = nível lógico 1. LED apagado = nível lógico 0. 28 MONTAGEM DE UM CONTADOR SÍNCRONO 2. Ligue a saída do contador síncrono à entrada de um dos decodificadores do módulo CL-12 e faça uma tabela comparando os valores indicados pelos LEDs e pelo display. Ressete o contador do módulo CL-12 para que sua saída não in- terfira na indicação do display. Pulso Indicação dos LEDs Indicação do displayD C B A 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3. Qual o código indicado pelo display? 4. Analise o circuito montado. Qual a característica que o diferencia de um circuito contador assíncrono? 10. Verificação do funcionamento de um conversor série-paralelo No capítulo anterior, foi utilizado um conversor série-paralelo (registrador de deslocamento) montado no treinador eletroeletrônico a partir de flip-flops dis- tintos a fim de realizar a partida com comando eletrônico. Neste capítulo, será montado um circuito semelhante utilizando um registrador de deslocamento, agora montado dentro de um circuito integrado, o que sim- plifica e facilita a montagem. Equipamento • Fonte de alimentação. Material • Placa de contatos. • CIs lógicos. • Cabos de ligação. • LEDs. • Resistores. Procedimento 1. Na placa de contatos, monte o circuito mostrado a seguir. 30 VERIFICAÇÃO DO FUNCIONAMENTO DE UM CONVERSOR SÉRIE-PARALELO 2. Ligue a fonte ajustada para 12 V. mantenha S2 (entrada de dados) ligada em nível 0 (terra) e comute S3 (reset) para nível 1. 3. Anote a seguir a condição de cada saída Q monitorada pelos LEDs. QA – nível LED QB – nível LED QC – nível LED QD – nível LED 4. Comute S2 para nível 1 e S3 para nível 0. O que aconteceu? 5. Pulse S1 uma vez, mantendo S2 em nível 1 e S3 em nível 0. O que aconteceu? 6. Pulse S1 mais uma vez e descreva o que aconteceu. 7. Comute S2 para nível 0 e pulse S1 novamente. O que aconteceu? 8. Pulse S1 mais uma vez. O que aconteceu? 9. Ressete o registrador comutando S3 para nível 1 e faça-o retornar ao nível 0. 10. Utilizando as chaves S1 para gerar o sinal de clock e S2 para a entrada de dados, carregue o registrador com os dados mostrados a seguir. Antes de inserir cada novo dado, ressete o registrador. Dados: 0101, 0001, 0111, 1001, 1111. 11. Montagem de um contador utilizando o módulo CL-12 Neste capítulo será verificado o funcionamento do módulo CL-12 por meio da montagem de um contador. Equipamento • Módulos CL-12, CL-11, CL-1 e CL-0 do treinador eletroeletrônico. Material • Cabos de conexão. Procedimento 1. Ligue o módulo CL-12. No contador dígito unidade, ligue as saídas D, C, B, A aos LEDs indicadores. Ligue o terminal do clock ao módulo CL-11 na frequência de 1 Hz. 2. Que tipo de contagem o contador efetua? 3. Conecte o terminal reset ao nível lógico 1. O que aconteceu com o contador? 4. Retire o fio do terminal reset e conecte ao terminal “apagamento” do decodi- ficador. O que aconteceu com o display? 5. Conecte o terminal “memória” do decodificador ao nível 1. O que acontece com a indicação do display? 6. Desligue as saídas para os LEDs e a alimentação do terminal memória. Ali- mente o terminal “apagamento” do decodificador dígito dezena e conecte a saída D do contador dígito unidade ao clock do contador dezena. Que tipo de contador foi obtido? 32 MONTAGEM DE UM CONTADOR UTILIZANDO O MÓDULO CL-12 7. O clock do contador dezena está ligado à saída D do contador unidade. Res- ponda: a. Em qual transição de clock funcionam estes contadores? ( ) Transição positiva ( ) Transição negativa b. Que nível lógico é necessário para ressetar os contadores? (Em caso de dú- vida, volte ao procedimento 3). 8. Insira um bloco lógico para ressetar o contador em uma contagem qualquer entre 00 e 99. 12. Verificação do funcionamento de um contador em anel Neste capítulo será montado um contador em anel utilizando flip-flops do tipo D com comando de inicialização e reset. Também será verificado o funcionamento do circuito como contador e como divisor de frequência. Equipamento • Treinador eletroeletrônico. Procedimento 1. Monte o circuito a seguir. Ligue as saídas QA, QB, QC e QD aos LEDs indicado- res. Conecte a entrada de clock ao módulo CL-11 na frequência de 1 Hz. 34 VERIFICAÇÃO DO FUNCIONAMENTO DE UM CONTADOR EM ANEL 2. Verifique o funcionamento do circuito através dos botões I e R e descreva-o. 3. Monte dois contadores de 00 a 99 com o módulo CL-12. Ligue o clock de um deles à saída QD e o clock do outro ao módulo CL-11, juntamente com o clock do contador em anel. 4. Responda: a. Existe relação entre as indicações nos displays? Qual é? Por quê? b. Qual a função do contador em anel em relação ao contador ao qual está ligado? 13. Verificação do funcionamento de um somador de 4 bits Neste capítulo será montado um circuito somador de 4 bits em uma placa de contatos e verificado o seu funcionamento. Equipamentos • Fonte variável. • Multímetro. • Osciloscópio. Material • Placa de contatos. • CI 7483. • 5 transistores BC 549. • 5 resistores 2k2, 1/3 W. • 5 resistores 330, 2/3 W. • 8 chaves reversoras. • LEDs. Procedimento 1. Pesquise no data book TTL a pinagem e as características do CI 7483. 2. Monte na placa de contatos o circuito a seguir. Convenção LED aceso = nível lógico 1. LED apagado = nível lógico 0. 36 VERIFICAÇÃO DO FUNCIONAMENTO DE UM SOMADOR DE 4 BITS 3. Preencha a coluna Valor calculado na tabela a seguir. Depois, coloque os níveis indicados nas entradas A e B e CI e preencha a coluna Valor obtido. Entradas Valor calculado Valor obtido A4 A3 A2 A1 B1 B2 B3 B4 CI 4 3 2 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 4. Responda: a. Os valores encontrados foram os esperados? Justifique a resposta. b. Por que a entrada CI (carry in) foi mantida em nível 0? 14. Verificação do funcionamento de um circuito subtrator Neste capítulo será montado um circuito subtrator de 4 bits com indicação da operação por LEDs, a partir de um CI somador e de um inversor que realizam a subtração pelo processo do complemento de um. Equipamentos • Fonte variável. • Multímetro. • Osciloscópio. Material • CI 7483 (CI1). • CI 7400 (CI2). • 4 resistores de 2 k2, 1/3 W. • 4 resistores de 330, 2/3 W. • 8 chaves reversoras. • 4 transistores BC 549. • Placa de contatos. Procedimento 1. Pesquise no data book TTL as características e a pinagem do CI 7400. 2. Monte o circuito a seguir. Convenção LED aceso = nível lógico 1. LED apagado = nível lógico 0. 38 VERIFICAÇÃO DO FUNCIONAMENTO DE UM CIRCUITO SUBTRATOR 3. Ligue o circuito e preencha a tabela a seguir. Subtraendo Minuendo Diferença calculada Diferença obtidaA4 A3 A2 A1 B4 B3 B2 B1 4. Responda: a. Os valores encontrados foram os esperados? Por quê? b. Por que a entrada carry in do CI-1 foi mantida em nível lógico 0? 15. Verificação do funcionamento de um comparador de 4 bits Neste capítulo será montado um circuito comparador de 4 bits com indicação de comparação por meio de LEDs, bem como será verificado seu funcionamento. Equipamentos • Fonte variável. • Multímetro. • Osciloscópio. Material • Placa de contatos. • CI 7485. • 3 transistores BC 549. • 3 resistores de 2 k, 1/3 W. • 3 resistores 33, 2/3 W. Procedimento 1. No data book TTL, pesquise as características e a pinagem do CI 7485. 40 VERIFICAÇÃO DO FUNCIONAMENTO DE UM COMPARADOR DE 4 BITS 2. Monte o circuito a seguir. 3. Levante a tabela-verdade do circuito. 4. Leve a entrada > para nível lógico 1. O que aconteceu com as saídas? 5. Mude as chaves de posição para tentar alterar o estado da saída. O estado das saídas foi alterado? Por quê? 6. Faça a entrada > voltar para nívellógico 0 e leve a entrada < para nível 1. O que aconteceu com as saídas? 7. Repita o procedimento 5. 16. Montagem de chave digital Neste capítulo será verificado o funcionamento do CI 4066 ou 4016 através do cartão SMC01. Equipamentos • Treinador eletroeletrônico. • Cartão SMC01. • Fonte simétrica. • Multímetro. • Gerador de sinais. • Osciloscópio. Procedimento 1. Encaixe o cartão no treinador e ligue a alimentação (10 VCC). A entrada VRefA deve ser alimentada com uma tensão entre 0 e 10 VCC. 2. Coloque níveis lógicos na entrada de controle A e preencha a tabela a seguir. Tensão na entrada de VRefA Nível lógico na entrada de controle Tensão na saída 0 1 3. Retire a tensão do terminal VRef e conecte o gerador de sinal com a forma de onda senoidal, com uma frequência de 10 Hz e tensão máxima de 10 VPP. 4. Desenhe a forma de onda da entrada de referência. 5. Com nível lógico 0 na entrada de controle, obtenha a forma de onda e dese- nhe-a a seguir. 42 MONTAGEM DE CHAVE DIGITAL 6. Com nível lógico 1 na entrada de controle, obtenha a forma de onda e dese- nhe-a a seguir. 7. Mude a alimentação do cartão para –10 VCC. Conecte a entrada do cartão no terra da fonte e a entrada – em –10 VCC. Coloque uma tensão entre 0 e –10 VCC na entrada VRef. 8. Monitore as entradas de controle com níveis lógicos 0 e 1 e preencha a tabela a seguir. Tensão na entrada de VRefA Nível lógico na entrada de controle Tensão na saída 0 1 17. Verificação do funcionamento de circuitos multiplexadores e demultiplexadores Neste capítulo serão montados circuitos multiplexados para verificar a realização de diversas contagens. Equipamento • Treinador eletroeletrônico. Procedimento 1. Monte o circuito a seguir. 44 VERIFICAÇÃO DO FUNCIONAMENTO DE CIRCUITOS MULTIPLEXADORES E DEMULTIPLEXADORES 2. Ligue o circuito. Gere os sinais de entrada de seleção AB. Qual a frequência de clock que chega ao contador? AB AB AB AB 3. Desligue as chaves das entradas de seleção e ligue um gerador de códigos binários montados com flip-flops JK. 4. Quando é feita a troca dos sinais de clock? 18. Aplicação do circuito multiplexado e demultiplexado Neste capítulo será montado um sinalizador de defeitos para máquinas com indicação sonora, luminosa e multiplexada. Equipamento • Treinador eletroeletrônico. Procedimento 1. Monte o circuito a seguir. 2. Simule os defeitos A, B, C e D, um de cada vez. 3. O que aconteceu com os LEDs indicadores e com o indicador sonoro quando simulamos o defeito? 46 APLICAÇÃO DO CIRCUITO MULTIPLEXADO E DEMULTIPLEXADO 4. Simule dois ou mais defeitos simultaneamente. 5. Responda: a. O que aconteceu com os LEDs indicadores e com o indicador sonoro? b. Por que conseguimos identificar qual chave está simulando o defeito, já que a informação vem sempre pelo fio? c. Se quisermos aumentar a quantidade de chaves simuladoras, o que deverá ser feito? d. Qual a vantagem da aplicação deste sinalizador em um equipamento industrial? 19. Verificação do funcionamento de um circuito conversor D/A Neste capítulo será verificado o funcionamento de um circuito conversor D/A com o auxílio da placa SMC 02. Equipamento • Treinador eletroeletrônico. • Cartão SMC 01. • Cartão SMC 02. • Multímetro. • Fonte simétrica. Procedimento 1. Encaixe os cartões no treinador eletroeletrônico: a. Regule a fonte simétrica para +15 VCC e –15 VCC b. Alimente o cartão 01 com 0 e –15 VCC c. Alimente o cartão 02 com +15 e –15 VCC d. Faça um divisor de tensão com os resistores do treinador e conecte –5 VCC na entrada VRef do cartão 01. e. Ligue as saídas do cartão 01 às entradas do cartão 02. 2. Coloque níveis lógicos nas entradas de controle e meça a saída analógica do conversor. Preencha a coluna Tensão na saída analógica (A) na tabela a seguir. 48 VERIFICAÇÃO DO FUNCIONAMENTO DE UM CIRCUITO CONVERSOR D/A Níveis lógicos nas entradas de controle Tensão na saída analógica (A) Tensão na saída analógica (B) 0001 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111 3. Por que foram colocados –5 VCC na entrada VRef? 4. Mude a alimentação do cartão 01 para 0 e +15 VCC. Alimente os terminais VRef com +5 V e preencha a coluna Tensão na saída analógica (B) da tabela do procedimento 2. 20. Digitalização de sinais analógicos provenientes de LDR e NTC Neste capítulo será montado um circuito que emprega um conversor A/D. Esse circuito realiza a conversão da variação analógica da resistência do LDR e NTC para variações digitais. Equipamentos • Treinador eletroeletrônico. • Multímetro digital. • Fonte. • Placa de contatos. • Termômetro 0 a 300ºC. Material • Resistor 10 kM, 1,4 W. • Termistor NTC – 1 MM. • LDR. • Lâmpada incandescente – 60 W x 130 V. • Dimmer. • Ferro de soldar. Procedimento 1. Monte o circuito a seguir de modo que a lâmpada e o LDR fiquem dentro de uma caixa sem interferência da luz ambiente. 50 DIGITALIZAÇÃO DE SINAIS ANALÓGICOS PROVENIENTES DE LDR E NTC 2. Ligue um voltímetro aos terminais do resistor. Aumente gradativamente a intensidade da luz sobre o LDR e anote o valor digital na saída do conversor. Preencha a tabela a seguir. Tensão no resistor Saída em binário 0 V 0,5 V 1,0 V 1,5 V 2,0 V 2,5 V 3,0 V 3,5 V 4,0 V 4,5 V 5,0 V ELETRÔNICA DIGITAL: PRÁTICA 51 3. Substitua o LDR pelo NTC; a lâmpada incandescente por um ferro de sol- dar. Retire a ponta do ferro de soldar e introduza o NTC e a ponta do termô- metro. Aumente a temperatura gradativamente e registre o valor binário da saída – do conversor. Monte uma tabela com os valores mostrados, partindo da temperatura ambiente. Temperatura do termômetro Saída em binário Temperatura ambiente 21. Implementação do sistema de partida de motor trifásico Neste capítulo será comprovado o funcionamento de flip-flops do tipo RS em um circuito de comando de motor trifásico com reversão de sentido de rotação. Equipamentos • Treinador eletroeletrônico. • Motor trifásico. Material • Contatores. • Fusíveis. • Relé térmico. Procedimento 1. Analise o circuito de comando digital mostrado a seguir. Observação Este é um circuito no qual S1 faz o motor girar em um sentido e S2 faz o motor girar no sentido contrário. S0 é o botão de parada e e2 é o contato do relé térmico. Quando o motor estiver em funcionamento, a reversão só será possível desligando-se o motor por meio de S0 e acionando o botão (S1 ou S2) correspondente ao sentido de rotação desejado. ELETRÔNICA DIGITAL: PRÁTICA 53 2. Após analisar o circuito, escreva o nome dos módulos a serem utilizados na sua implementação. 3. Se o circuito fosse implementado em placa de contatos, quais os CIs das fa- mílias TTL e CMOS seriam necessários para implementá-lo? Pesquise a resposta em data books e escreva os nomes dos CIs a seguir. 4. Monte o circuito analisado e teste seu funcionamento. 5. Os relés d1 e d2 acionam os contatores que comandam o motor. Em função disso e do esquema mostrado a seguir, desenhe o circuito que realize o interfa- ceamento entre os relés d1 e d2 e os contatores. Escolha os fusíveis, os contatores e o relé térmico em função do motor utilizado. Coloque um intertravamento elétrico entre os contatores. 54 IMPLEMENTAÇÃO DO SISTEMA DE PARTIDA DE MOTOR TRIFÁSICO 6. Mostre o desenho para seu instrutor e, se aprovado, monte o circuito. 7. Acione o circuito e responda: a. Por que, quando o circuito é ligado por meio de S1, não se pode inverter a rotação por S2? b. Quais as vantagens de um circuito digital sobre um circuito eletromecânico? Referências SENAI-SP. Comandos eletroeletrônicos. Por Regina Célia Roland Novaes. São Paulo, 1994. _________. Mecânica geral. Por Dirceu Della Coletta. São Paulo, 1990. A SENAI-SP Editora empenhou-se em identificar e contatar todos os responsáveis pelos direitos autorais deste livro. Se porventura for constatada omissão na identificação de algum material, dispomo-nos a efetuar, futuramente,os possíveis acertos. Gerência de produção editorial e gráfica Caroline Mori Ferreira Edição Ana Lucia Sant'Ana dos Santos Monique Gonçalves Tania Mano Colaboração editorial Silvia Campos Revisão Agnes Moreira Luciene Lima Produção gráfica Rafael Zemantauskas Sirlene Nascimento Vanessa Lopes dos Santos Diagramação Rodrigo Leme Capa Inventum Design © SENAI-SP Editora, 2019