Texto de pré-visualização
2 Digital Systems Lab Na disciplina DSL você terá que fazer a definição do projeto lógico para leitura digital de sensores e escrita digital em atuadores O controle lógico deverá ser realizado por circuitos eletrônicos combinacionais de portas lógicas os quais deverão atender às demandas dos IOs digitais do equipamento de limpeza de microplásticos As diretrizes e os requisitos do equipamento com descrição de funcionalidades periféricos e IOs você encontra no item 3 a seguir Baseado nisso você vai desenvolver um estudo e projeto lógico para atendimento às diretrizes e requisitos A implementação deve ocorrer baseada em circuitos lógicos combinacionais Considere que os circuitos lógicos combinacionais devem gerenciar as atividades do equipamento de limpeza de microplásticos relacionadas ao sensoriamento da água do oceano e ao acionamento das bombas de sucção Para que os circuitos tenham condições de cumprir essas tarefas considere que os sensores de microplásticos na água oceânica e as bombas funcionem de forma digital O conjunto de situações de trabalho definidas pelos sensores configura as entradas lógicas E o ato de ligar ou desligar as bombas configura as saídas lógicas Sensores de Microplásticos dois sensores digitais devem verificar as situações desde água oceânica com microplásticos até água limpa As combinações possíveis desses dois sensores devem ativar quatro situações de trabalho das bombas a respeito da qualidade da água sendo água limpa sem microplásticos densidade baixa de microplásticos densidade média de microplásticos e densidade alta de microplásticos Bombas de Sucção o equipamento de limpeza possui 3 bombas de sucção profissionais sendo que a primeira possui ¼ CV a segunda possui ½ CV e a terceira possui 1 CV Cada uma delas ao sugar a água vai direcionála por tubulações que levam a filtros de classes adequadas para fazer a retenção dos microplásticos de acordo com a densidade que se apresentam na água Obviamente a primeira bomba tem capacidade de sugar água com densidade baixa de microplásticos a segunda consegue sugar água com densidade média de microplásticos e a terceira suga água com densidade alta de microplásticos Após passar pelos filtros a água retorna ao oceano já sem microplásticos Controle do equipamento de limpeza o circuito combinacional deve ler a informação dos sensores e acionar as bombas de acordo com a informação recebida Os requisitos são se a água do oceano estiver com densidade alta de microplásticos é preciso sugar com mais força Se a água do oceano estiver limpa não é preciso sugar Na densidade baixa de microplásticos é preciso sugar com menos força e na densidade média de microplásticos sugar com força mediana Demais Considerações Cada embarcação conta com um único equipamento de limpeza com os itens citados acima Estimase que consiga dar conta de uma área de 5 mil metros quadrados de 5 oceano para que seja necessário levar a embarcação até um navio a fim de limpar os filtros e recolher os microplásticos que foram retidos Supondose que a área a ser limpa tenha 45 mil metros quadrados quantas embarcações seriam necessárias Bem imagine ainda que a cada 45 mil metros quadrados exista uma boia com um transmissor de dados que se comunica por rádio com um navio central responsável sede Cada transmissor recebe informações das embarcações e transfere esses dados ao navio Considerando que a transferência de dados é serial como fazer para que todas as embarcações sejam lidas e seus dados sejam transmitidos Que circuito precisa ser definido para solucionar essa situação Projeto Sistema Digitais Com base nas informações fornecidas podemos definir o seguinte conjunto de entradas e saídas do sistema Entradas Sinal digital Sensor de Microplástico 01 S1 Sinal digital Sensor de Microplástico 02 S2 Saídas Acionamento bomba densidade baixa ¼ CV A Acionamento bomba densidade média ½ CV B Acionamento bomba densidade alta 1 CV C Com tais dados podemos definir o diagrama de blocos do sistema Prosseguimos com o projeto da lógica combinacional onde inicialmente foi montada a seguinte tabela verdade com base nos dados do texto S1 0 e S2 0 Água limpa S1 1 e S2 0 Densidade baixa de microplásticos S1 0 e S2 1 Densidade média de microplásticos S1 1 e S2 1 Densidade alta de microplásticos S2 S1 A B C 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 Projeto Sistema Digitais Com base nas informações fornecidas podemos definir o seguinte conjunto de entradas e saídas do sistema Entradas Sinal digital Sensor de Microplástico 01 S1 Sinal digital Sensor de Microplástico 02 S2 Saídas Acionamento bomba densidade baixa ¼ CV A Acionamento bomba densidade média ½ CV B Acionamento bomba densidade alta 1 CV C Com tais dados podemos definir o diagrama de blocos do sistema Prosseguimos com o projeto da lógica combinacional onde inicialmente foi montada a seguinte tabela verdade com base nos dados do texto S1 0 e S2 0 Água limpa S1 1 e S2 0 Densidade baixa de microplásticos S1 0 e S2 1 Densidade média de microplásticos S1 1 e S2 1 Densidade alta de microplásticos S2 S1 A B C 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 A partir da tabela verdade podemos determinar as funções lógicas e circuitos lógicos para o acionamento das bombas AS 2S 1 BS2S1 CS2S1 Prosseguimos então com a montagem do circuito no TinkerCad para simulação e validação do sistema projetado Para as portas lógicas necessárias serão utilizados os Cis 74HC04 para portas NOT 74HC08 para portas AND Para as entradas e saídas serão utilizados Entradas Switches Saídas LEDs indicadores Image content three circuit breadboard diagrams each with a multimeter showing voltage and current readings components include 74HC04 and 74HC08 ICs switches labeled S1 and S2 LEDs labeled A B C Link para acesso ao TinkerCad httpswwwtinkercadcomthingsaufXLzpoy0Tstunning bojoeditelsharecodeq6nMahpJb3a5fV7RTtZwJOgEBxUssT5Zwn0vwkGzc As imagens das simulações no TinkerCad comprovam o funcionamento do sistema como projetado S2 S1 A B C 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 RESPOSTAS QUESTÕES A quantidade de embarcações necessárias para realizar a limpeza de 45 km2 seria de Q 45k m 2 5k m 2 9embarcações Poderia ser utilizar um sistema com protocolo Serial I2C onde a boia se comportaria como Master se comunicando com os dispositivos Slave em cada embarcação cujo circuito pode ser exemplificado pela seguinte imagem c 10 Tabela Verdade teórica d 10 Funções lógicas das saídas e 05 Circuito lógico Elaborar um documento e convertêlo para PDF com o conteúdo dos itens I II e III Entregar esse arquivo na Entrega de Trabalhos do Portal do Aluno Não esqueça da identificação de seu grupo no qual conste turma nomes e RMs dos alunos Cada grupo pode ser formado por até 3 alunos Cuidado com plágio entre grupos Não será permitido Se observado levará os grupos envolvidos a obterem nota ZERO grupo que cedeu o conteúdo e grupo que copiou o conteúdo A partir da tabela verdade podemos determinar as funções lógicas e circuitos lógicos para o acionamento das bombas A S2S1 B S2S1 C S2S1 Prosseguimos então com a montagem do circuito no TinkerCad para simulação e validação do sistema projetado Para as portas lógicas necessárias serão utilizados os Cis 74HC04 para portas NOT 74HC08 para portas AND Para as entradas e saídas serão utilizados Entradas Switches Saídas LEDs indicadores Imagem com três simulações de circuitos montados em breadboard com os componentes 74HC04 e 74HC08 switches leds e medidores de voltagem e corrente Link para acesso ao TinkerCad httpswwwtinkercadcomthingsaufXLzpoy0Tstunningbojoeditelsharecodeq6nMahpJb3a5fV7RTtZwJOgEBxUssT5Zwn0vwkGzc As imagens das simulações no TinkerCad comprovam o funcionamento do sistema como projetado S2 S1 A B C 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 RESPOSTAS QUESTÕES A quantidade de embarcações necessárias para realizar a limpeza de 45 km² seria de Q 45 km² 5 km² 9 embarcações Poderia ser utilizar um sistema com protocolo Serial I2C onde a boia se comportaria como Master se comunicando com os dispositivos Slave em cada embarcação cujo circuito pode ser exemplificado pela seguinte imagem
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2 Digital Systems Lab Na disciplina DSL você terá que fazer a definição do projeto lógico para leitura digital de sensores e escrita digital em atuadores O controle lógico deverá ser realizado por circuitos eletrônicos combinacionais de portas lógicas os quais deverão atender às demandas dos IOs digitais do equipamento de limpeza de microplásticos As diretrizes e os requisitos do equipamento com descrição de funcionalidades periféricos e IOs você encontra no item 3 a seguir Baseado nisso você vai desenvolver um estudo e projeto lógico para atendimento às diretrizes e requisitos A implementação deve ocorrer baseada em circuitos lógicos combinacionais Considere que os circuitos lógicos combinacionais devem gerenciar as atividades do equipamento de limpeza de microplásticos relacionadas ao sensoriamento da água do oceano e ao acionamento das bombas de sucção Para que os circuitos tenham condições de cumprir essas tarefas considere que os sensores de microplásticos na água oceânica e as bombas funcionem de forma digital O conjunto de situações de trabalho definidas pelos sensores configura as entradas lógicas E o ato de ligar ou desligar as bombas configura as saídas lógicas Sensores de Microplásticos dois sensores digitais devem verificar as situações desde água oceânica com microplásticos até água limpa As combinações possíveis desses dois sensores devem ativar quatro situações de trabalho das bombas a respeito da qualidade da água sendo água limpa sem microplásticos densidade baixa de microplásticos densidade média de microplásticos e densidade alta de microplásticos Bombas de Sucção o equipamento de limpeza possui 3 bombas de sucção profissionais sendo que a primeira possui ¼ CV a segunda possui ½ CV e a terceira possui 1 CV Cada uma delas ao sugar a água vai direcionála por tubulações que levam a filtros de classes adequadas para fazer a retenção dos microplásticos de acordo com a densidade que se apresentam na água Obviamente a primeira bomba tem capacidade de sugar água com densidade baixa de microplásticos a segunda consegue sugar água com densidade média de microplásticos e a terceira suga água com densidade alta de microplásticos Após passar pelos filtros a água retorna ao oceano já sem microplásticos Controle do equipamento de limpeza o circuito combinacional deve ler a informação dos sensores e acionar as bombas de acordo com a informação recebida Os requisitos são se a água do oceano estiver com densidade alta de microplásticos é preciso sugar com mais força Se a água do oceano estiver limpa não é preciso sugar Na densidade baixa de microplásticos é preciso sugar com menos força e na densidade média de microplásticos sugar com força mediana Demais Considerações Cada embarcação conta com um único equipamento de limpeza com os itens citados acima Estimase que consiga dar conta de uma área de 5 mil metros quadrados de 5 oceano para que seja necessário levar a embarcação até um navio a fim de limpar os filtros e recolher os microplásticos que foram retidos Supondose que a área a ser limpa tenha 45 mil metros quadrados quantas embarcações seriam necessárias Bem imagine ainda que a cada 45 mil metros quadrados exista uma boia com um transmissor de dados que se comunica por rádio com um navio central responsável sede Cada transmissor recebe informações das embarcações e transfere esses dados ao navio Considerando que a transferência de dados é serial como fazer para que todas as embarcações sejam lidas e seus dados sejam transmitidos Que circuito precisa ser definido para solucionar essa situação Projeto Sistema Digitais Com base nas informações fornecidas podemos definir o seguinte conjunto de entradas e saídas do sistema Entradas Sinal digital Sensor de Microplástico 01 S1 Sinal digital Sensor de Microplástico 02 S2 Saídas Acionamento bomba densidade baixa ¼ CV A Acionamento bomba densidade média ½ CV B Acionamento bomba densidade alta 1 CV C Com tais dados podemos definir o diagrama de blocos do sistema Prosseguimos com o projeto da lógica combinacional onde inicialmente foi montada a seguinte tabela verdade com base nos dados do texto S1 0 e S2 0 Água limpa S1 1 e S2 0 Densidade baixa de microplásticos S1 0 e S2 1 Densidade média de microplásticos S1 1 e S2 1 Densidade alta de microplásticos S2 S1 A B C 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 Projeto Sistema Digitais Com base nas informações fornecidas podemos definir o seguinte conjunto de entradas e saídas do sistema Entradas Sinal digital Sensor de Microplástico 01 S1 Sinal digital Sensor de Microplástico 02 S2 Saídas Acionamento bomba densidade baixa ¼ CV A Acionamento bomba densidade média ½ CV B Acionamento bomba densidade alta 1 CV C Com tais dados podemos definir o diagrama de blocos do sistema Prosseguimos com o projeto da lógica combinacional onde inicialmente foi montada a seguinte tabela verdade com base nos dados do texto S1 0 e S2 0 Água limpa S1 1 e S2 0 Densidade baixa de microplásticos S1 0 e S2 1 Densidade média de microplásticos S1 1 e S2 1 Densidade alta de microplásticos S2 S1 A B C 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 A partir da tabela verdade podemos determinar as funções lógicas e circuitos lógicos para o acionamento das bombas AS 2S 1 BS2S1 CS2S1 Prosseguimos então com a montagem do circuito no TinkerCad para simulação e validação do sistema projetado Para as portas lógicas necessárias serão utilizados os Cis 74HC04 para portas NOT 74HC08 para portas AND Para as entradas e saídas serão utilizados Entradas Switches Saídas LEDs indicadores Image content three circuit breadboard diagrams each with a multimeter showing voltage and current readings components include 74HC04 and 74HC08 ICs switches labeled S1 and S2 LEDs labeled A B C Link para acesso ao TinkerCad httpswwwtinkercadcomthingsaufXLzpoy0Tstunning bojoeditelsharecodeq6nMahpJb3a5fV7RTtZwJOgEBxUssT5Zwn0vwkGzc As imagens das simulações no TinkerCad comprovam o funcionamento do sistema como projetado S2 S1 A B C 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 RESPOSTAS QUESTÕES A quantidade de embarcações necessárias para realizar a limpeza de 45 km2 seria de Q 45k m 2 5k m 2 9embarcações Poderia ser utilizar um sistema com protocolo Serial I2C onde a boia se comportaria como Master se comunicando com os dispositivos Slave em cada embarcação cujo circuito pode ser exemplificado pela seguinte imagem c 10 Tabela Verdade teórica d 10 Funções lógicas das saídas e 05 Circuito lógico Elaborar um documento e convertêlo para PDF com o conteúdo dos itens I II e III Entregar esse arquivo na Entrega de Trabalhos do Portal do Aluno Não esqueça da identificação de seu grupo no qual conste turma nomes e RMs dos alunos Cada grupo pode ser formado por até 3 alunos Cuidado com plágio entre grupos Não será permitido Se observado levará os grupos envolvidos a obterem nota ZERO grupo que cedeu o conteúdo e grupo que copiou o conteúdo A partir da tabela verdade podemos determinar as funções lógicas e circuitos lógicos para o acionamento das bombas A S2S1 B S2S1 C S2S1 Prosseguimos então com a montagem do circuito no TinkerCad para simulação e validação do sistema projetado Para as portas lógicas necessárias serão utilizados os Cis 74HC04 para portas NOT 74HC08 para portas AND Para as entradas e saídas serão utilizados Entradas Switches Saídas LEDs indicadores Imagem com três simulações de circuitos montados em breadboard com os componentes 74HC04 e 74HC08 switches leds e medidores de voltagem e corrente Link para acesso ao TinkerCad httpswwwtinkercadcomthingsaufXLzpoy0Tstunningbojoeditelsharecodeq6nMahpJb3a5fV7RTtZwJOgEBxUssT5Zwn0vwkGzc As imagens das simulações no TinkerCad comprovam o funcionamento do sistema como projetado S2 S1 A B C 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 RESPOSTAS QUESTÕES A quantidade de embarcações necessárias para realizar a limpeza de 45 km² seria de Q 45 km² 5 km² 9 embarcações Poderia ser utilizar um sistema com protocolo Serial I2C onde a boia se comportaria como Master se comunicando com os dispositivos Slave em cada embarcação cujo circuito pode ser exemplificado pela seguinte imagem