Projeto Prático

Centro Universitário da F E I
Fundação Educacional Inaciana Pe. Sabóia de Medeiros
PROJETO de Eletrônica III - EL 7430 / NE 8430 – 1o Semestre de 2008
I. Objetivos
Projetar um conversor de freqüência x tensão
Aplicar os conceitos vistos em teoria e nas experiências de laboratório
Avaliar o conhecimento do aluno, adquirido durante o semestre
II. Informações Gerais
1. A realização / implementação do projeto é em grupo / bancada e em sala de aula, com supervisão do
respectivo Professor ao longo das últimas 03 aulas de laboratório.
2. Programação
2.1. 1ª aula de projeto – definição das características do projeto pelo Professor; desenvolvimento de
todos os cálculos com consulta livre (livro texto); levantamento de todo material e lista de
componentes a serem utilizados por cada bancada, a ser entregue no na semana seguinte para o seu
Professor, utilizando o formulário que se encontra na última folha.
2.2. 2ª aula de projeto – implementação e levantamento de todos os dados experimentais
necessários para a realização do relatório.
2.3. 3ª aula de projeto – entrega do relatório final do projeto; apresentação prática do projeto;
avaliação individual.
3. Relatório: Deverá ser entregue um por bancada. O conteúdo de cada relatório será determinado pela
equipe de trabalho, o qual posteriormente será avaliado pelo Professor de Laboratório.
4. Avaliação:
- 50% da nota: relatório
- 50% da nota: avaliação individual a ser realizada na 3ª aula.
III. Introdução
Projetar um circuito que seja capaz de converter freqüência em tensão, conforme representado pelo
diagrama de blocos abaixo:
1
“Projeto Prático Supervisionado”
CENTRO UNIVERSITÁRIO DA FEI - EL 7430 / NE 8430
tensão de ref.
superior
GERADOR
Diferenciador
Integrador
de Pulsos
Monoestável
Comparador
Superior
Amplificador
Darlington
c/ Relé
Lâmpadas
acionadas
via
contato
do Relé
Comparador
Inferior
tensão de ref.
inferior
Figura 1: Diagrama em blocos do projeto.
Dados:
a. Funcionamento: Conforme a frequência ajustada no gerador na saída do bloco Integrador de Pulso
teremos um nível CC proporcional à frequência de entrada. O bloco Monoestável será constituído pelo CI
555 – Temporizador, que é disparado pelos pulsos de descida do bloco diferenciador.
Os blocos comparador superior e inferior formam um comparador de janela de forma a termos lâmpada
verde acionada via bloco amplificador Darlington + rele quando fmin< f < fmax. Fora desta condição, ou
seja para f < fmin ou f > fmax a lâmpada vermelha é acionada.
A saída dos comparadores é ligada junta fazendo uma conexão Wire-And. Isto é possível com a
utilização do integrado CI LM 339, que é um comparador com saída Open-Collector. A referência
superior deste comparador deverá ser fixada via diodo zener e a referência inferior poderá ser fixada através
de divisor resistivo ou potenciômetro.
b. Condições de projeto:
- Os dados para cada projeto será definido pelo Professor, de acordo com a tabela abaixo.
-
GRUPOS
01
02
03
04
05
Fmin
100Hz
500Hz
1kHz
5kHz
10kHz
Fmax
500Hz
1kHz
5kHz
10kHz
15kHz
06
15kHz
20kHz
Alimentação de todo o circuito será de 12V
Material de apoio: fonte de alimentação, placa didática "Conexão Darlington", gerador de funções
Quando f = fmax deveremos ter na saída do mono um duty-cicle de 80%
Adotar resistências na faixa de k Ω e capacitores na faixa de nF ou poucos µF
c. O circuito: O esquema elétrico do circuito a ser montado encontra-se na figura 2.
2
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V1
12 V
R2
8
U1
R4
VCC
4 RST
7 DIS
C3
XFG1
V2
12 V
R3
OUT 3
10kOhm
R6
6 THR
2 TRI
C4
1uF
5 CON
D1
3
GND
R1
1
C1
U2A
5
LM555CM
2
C2
10nF
4
12
LM339N
V3
12 V
X1
3
V5
12 V
120 V
LAMPADA VERDE
RELE
1
K1
V6
D2
1N4148
K
U2B
7
6
REDE/120V/60Hz
12
LM339N
X2
R7
Q1
120 V
LAMPADA VERMELHA
BJT_NPN_VIRTUAL
V4
12 V
R5
50%
Q2
R8
BJT_NPN_VIRTUAL
Figura 2: Esquema elétrico do circuito a ser montado.
c. Equações para o projeto
-
Monoestável: t = 1.1R.C
- Integrador de Pulsos: Vmédio = Vp.(t1/T) onde t1 é Ton , T = Ton + Toff = 1/f
= Vcc
-
e Vp
Duty-cicle ou ciclo de trabalho = t1/T; t1 = t
Bloco de entrada do mono, ou diferenciador: dever produzir um pulso de descida para disparar o mono
com largura dada por td = R.C < t1/4 ( se adotar R = 1Kohm determina-se o valor de C )
3
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IV. Parte Prática
1. Projeto
1.1. Discutir, em grupo, a solução para cada bloco, baseando-se no esquema elétrico da figura 2.
1.2. Fazer o levantamento de dados / parâmetros de projeto.
1.3. Para padronizar os projetos, deverão ser utilizados como material comum: a placa de "Conexão
Darlington", gerador de funções, um CI LM 555 e um LM 339.
Generalidades:
- Pode ser utilizado o Multsim 6.0 para simular o conjunto.
- Na fase de montagem, testar cada bloco/circuito independentemente, só então interligar.
- Ao interligar dois blocos, testar seu funcionamento.
2. Montagem
2.1. Levantar a necessidade de material onde deve constar os componentes eletrônicos, instrumentos, cabos e
o que for necessário para a montagem do circuito. Anotar estas necessidades na folha anexo no final
deste roteiro.
2.2. Montar o controlador e após os ajustes necessários comparar os dados práticos com os de projeto.
3. Relatório
Fazer um relatório detalhado onde deve constar todas as etapas do projeto. O relatório deve conter:
- Descrição do projeto realizado
- Explicação do funcionamento do circuito
- Gráficos e tabelas comparativas
- Conclusões.
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