Projeto Pratico Simulacao de Semaforos com LEDs e Temporizadores - Eletronica I

Aluno a Data 201 Projeto Prático em Eletrônica I ELT Projeto Prático em Eletrônica I ELT NOTA Atividade Prática e de Pesquisa INSTRUÇÕES Esta Avaliação contém 1 um trabalho totalizando 10 dez pontos Você deve estregar os projetos solicitados com os seguintes dados o Nome Data de entrega Envio o arquivo pelo sistema no local indicado Em caso de dúvidas consulte o seu Tutor Neste Projeto o aluno deverá desenvolver um trabalho de Simulação de Semáforos A pesquisa e o projeto fazem parte do escopo do aprendizado e da assimilação dos conteúdos propostos no decorrer do curso Para a realização da tarefa serão necessários alguns itens de baixo custo que podem ser adquiridos em quaisquer estabelecimentos que operem com manutenção de equipamentos eletrônicos Ainda existe uma série de conteúdo específico na internet que ensina o reaproveitamento dos materiais neste projeto demandados obtendoos de equipamentos estragados eou não mais utilizados Fica a critério do aluno a maneira de se obter estes componentes bem como a sua segurança pois a Instituição não se responsabiliza por eventuais acidentes que possam ocorrer Por isso seja prudentel na utilização dos equipamentos e dos componentes Este Projeto Prático consiste em construir um Sinaleiro com LEDs e Temporizadores O trabalho será dividido em 4 partes que são as postagens remetidas à Avaliação do Tutor Embasamento Teórico Projeto e Simulação Construção Conclusões Os arquivos solicitados descritos em cada uma das etapas do Projeto deverão ser postados na área pertinente para Avaliação Projeto Prático em Eletrônica I ELT Parte I Embasamento Teórico O Projeto consiste na elaboração de Semáforos com ajuda do EWB disponível na disciplina de mesmo nome de LEDs e Temporizador Nesta etapa do trabalho o aluno deve estruturar toda a teoria envolvida na confecção deste Semáforo descrevendo os processos componentes e fluxos Deve ainda elencar as ferramentas utilizadas na confecção a função de cada um dos materiais utilizados A elaboração dos Semáforos se dará em 4 fases distintas 1 Elaboração de um Semáforo de LEDs no EWB sendo eles das cores vermelha amarela e verde que deverão ficar acesos um de cada vez com os seguintes tempos de operação Vermelho 6 segundos Amarelo 2 segundos Verde 4 segundos Os mesmos devem seguir a ordem de operação de um semáforo comum O aluno deverá descrever para esta fase o embasamento teórico utilizado no Software 2 Projetar de forma Prática com ajuda de CIs fonte pilhasbaterias LEDs resistores um Semáforo de 3 cores Os LEDs deverão ficar acesos um de cada vez com os seguntes tempos de operação Vermelho 6 segundos Amarelo 2 segundos Verde 4 segundos Os mesmos devem seguir a ordem de operação de um semáforo comum O aluno deverá descrever para esta fase o embasamento teórico utilizados para a confecção do Projeto Prático 3 Projetar um sistema de dois semáforos de forma prática com ajuda de CIs fontes podem ser usadas pilhasbaterias resistores e seis LEDs de forma que eles atendam a lógica do sistema de semáforos de dois tempos Os LEDs de cada semáforo deverão ficar acesos um de cada vez de acordo com os seguintes tempos de operação Vermelho 6 segundos Amarelo 2 segundos Verde 4 segundos Projeto Prático em Eletrônica I ELT Os mesmos devem seguir a ordem de operação de um semáforo comum O aluno deverá descrever para esta fase o embasamento teórico utilizados para a confecção do Projeto Prático 4 Projetar um sistema de três semáforos de forma prática com ajuda de CIs fontes podem ser usadas pilhasbaterias resistores e nove LEDs de forma que eles atendam a lógica do sistema de semáforos de três tempos Os LEDs de cada semáforo deverão ficar acesos um de cada vez de acordo com os seguintes tempos de operação Vermelho 12 segundos Amarelo 2 segundos Verde 4 segundo Os mesmos devem seguir a ordem de operação de um semáforo comum O aluno deverá descrever para esta fase o embasamento teórico utilizados para a confecção do Projeto Prático Atentese Os Embasamentos Teóricos das 4 fases deverão ser postados em um único arquivo neste módulo da Disciplina com roteirização distinta entre eles o aluno deverá abordar as 4 fases separadamente Projeto Prático em Eletrônica I ELT Aluno a Data 201 Projeto Prático em Eletrônica I ELT Projeto Prático em Eletrônica I ELT NOTA Atividade Prática e de Pesquisa INSTRUÇÕES Esta Avaliação contém 1 um trabalho totalizando 10 dez pontos Você deve estregar os projetos solicitados com os seguintes dados o Nome Data de entrega Envio o arquivo pelo sistema no local indicado Em caso de dúvidas consulte o seu Tutor Neste Projeto o aluno deverá desenvolver um trabalho de Simulação de Semáforos A pesquisa e o projeto fazem parte do escopo do aprendizado e da assimilação dos conteúdos propostos no decorrer do curso Para a realização da tarefa serão necessários alguns itens de baixo custo que podem ser adquiridos em quaisquer estabelecimentos que operem com manutenção de equipamentos eletrônicos Ainda existe uma série de conteúdo específico na internet que ensina o reaproveitamento dos materiais neste projeto demandados obtendoos de equipamentos estragados eou não mais utilizados Fica a critério do aluno a maneira de se obter estes componentes bem como a sua segurança pois a Instituição não se responsabiliza por eventuais acidentes que possam ocorrer Por isso seja prudentel na utilização dos equipamentos e dos componentes Este Projeto Prático consiste em construir um Sinaleiro com LEDs e Temporizadores O trabalho será dividido em 4 partes que são as postagens remetidas à Avaliação do Tutor Embasamento Teórico Projeto e Simulação Construção Conclusões Os arquivos solicitados descritos em cada uma das etapas do Projeto deverão ser postados na área pertinente para Avaliação Projeto Prático em Eletrônica I ELT Parte II Projeto e Simulação Projetar e Simular no Software EWB de maneira funcional as 4 fases de Projeto de Semáforos apresentadas no módulo anterior As fases deverão estar separadas e fazerem parte de um único arquivo e ser postado no campo pertinente para avaliação Projeto Prático em Eletrônica I ELT 1 EMBASAMENTO TEÓRICO A figura abaixo mostra um pulso de onda gerado pelo CI 555 os circuitos são dimensionados de acordo com o tempo total de cada semáforo sendo I Semáforo de 1 e 2 vias 12 segundos 6 segundos para o led verde 2 segundos para o led amarelo e 4 segundos para o led verde II Semáforo de 3 vias 18 segundos 12 segundos para o led verde 2 segundos para o led amarelo e 4 segundos para o led verde A saída de cada semáforo esta ligado a saída do contador 4017 de modo que o tempo é proporcional a quantidade das saídas do contador de década ou seja quanto maior for o tempo do semáforo maior será sua quantidade de saídas do Circuito integrado de década Abaixo as fórmulas utilizadas para determinar os valores dos componentes R1 R2 e C1 do CI555 no modo estável oscilador 11 SEMAFORO DE 1 VIA Este referencial explora a teoria por trás da construção de um semáforo controlado por circuitos eletrônicos utilizando o Circuito Integrado 555 CI 555 como oscilador e o Contador de Década 4017 para sequenciar as fases do semáforo O objetivo é entender o funcionamento básico do sistema semafórico eletrônico Circuito Integrado 555 CI 555 O CI 555 é um dispositivo versátil amplamente utilizado na eletrônica para gerar pulsos de temporização Neste projeto ele é configurado como um oscilador astável para produzir uma forma de onda de clock que será usada para controlar a sequência do semáforo Contador de Década 4017 O contador 4017 é um circuito que pode contar até dez pulsos de entrada e tem uma saída que se desloca sequencialmente para indicar o número de contagem No contexto do semáforo o contador 4017 é configurado para contar até quatro etapas representando as quatro fases do semáforo vermelho vermelhoamarelo verde e amarelo Funcionamento 1 O CI 555 gera um sinal de clock periódico que serve como base de tempo para o sistema A frequência desse sinal é determinada pelas configurações de resistores e capacitores no CI 555 2 O sinal de clock é alimentado na entrada do contador 4017 que avança uma etapa a cada pulso 3 Conforme o contador 4017 avança ele ativa as saídas correspondentes a cada fase do semáforo 4 Cada saída do contador 4017 está ligada a um LED que representa uma fase do semáforo Por exemplo a saída 1 pode estar ligada a um LED vermelho a saída 2 a um LED amarelo e assim por diante 5 À medida que o contador avança os LEDs se acendem sequencialmente imitando a operação de um semáforo real Este referencial teórico explora o funcionamento de um semáforo eletrônico construído com o CI 555 e o contador 4017 Ele fornece uma base para entender como os circuitos eletrônicos podem ser utilizados para controlar as fases de um semáforo A implementação prática envolverá a montagem física do circuito conexões elétricas e considerações de segurança conforme necessário 12 SEMAFORO DE 2 VIAS Circuito Integrado 555 CI 555 O CI 555 é configurado como um oscilador astável para gerar um sinal de clock O sinal de clock gerado pelo CI 555 controla a sequência de funcionamento dos semáforos Contador de Década 4017 O CI 4017 é um contador de década com 10 saídas mas neste sistema é configurado para contar até quatro etapas 03 para representar as quatro fases do semáforo Cada saída do CI 4017 representa uma fase do semáforo Transistores Bipolares TBJ Os transistores bipolares são utilizados para controlar cada semáforo separadamente Cada TBJ é configurado como um interruptor para ativar e desativar a cor correspondente do semáforo vermelho amarelo e verde Funcionamento 1 O CI 555 gera um sinal de clock periódico que é usado para avançar o contador CI 4017 O ajuste da frequência do sinal de clock controla a velocidade da troca de fases do semáforo 2 O CI 4017 é configurado para contar até quatro etapas Conforme conta ativa uma saída correspondente 0 a 3 cada uma representando uma fase do semáforo 3 Cada saída do CI 4017 é conectada à base de um transistor bipolar TBJ Quando uma saída específica é ativada ela satura o TBJ permitindo que a cor correspondente do semáforo seja ativada 4 Os LEDs do semáforo vermelho amarelo e verde são conectados ao coletor do TBJ Quando o TBJ está saturado permite a passagem de corrente para o LED fazendo com que ele acenda 5 À medida que o contador 4017 avança ativa diferentes saídas que por sua vez acendem os LEDs apropriados no semáforo correspondente 13 SEMAFORO DE 3 VIAS Este referencial teórico descreve o funcionamento de um sistema de três semáforos interconectados compartilhando um circuito eletrônico de controle que utiliza um CI 555 como oscilador um CI 4017 como contador e três transistores bipolares TBJ para controlar cada semáforo individualmente O objetivo é entender a teoria por trás do funcionamento de um sistema de semáforos interligados mais complexo Circuito Integrado 555 CI 555 O CI 555 é configurado como um oscilador astável para gerar um sinal de clock O sinal de clock gerado pelo CI 555 controla a sequência de funcionamento dos semáforos Contador de Década 4017 O CI 4017 é um contador de década com 10 saídas mas neste sistema é configurado para contar até quatro etapas 03 para representar as quatro fases do semáforo em cada cruzamento Cada saída do CI 4017 representa uma fase do semáforo Transistores Bipolares TBJ Os transistores bipolares são utilizados para controlar cada semáforo separadamente Cada semáforo tem um TBJ associado a ele permitindo ligar e desligar as cores correspondentes vermelho amarelo e verde em cada semáforo Funcionamento I O CI 555 gera um sinal de clock periódico que é usado para avançar o contador CI 4017 A frequência do sinal de clock controla a velocidade da troca de fases dos semáforos em todos os cruzamentos II O CI 4017 é configurado para contar até quatro etapas Conforme conta ativa uma saída correspondente 0 a 3 cada uma representando uma fase do semáforo em cada cruzamento III Cada saída do CI 4017 está conectada à base de um transistor bipolar TBJ Quando uma saída específica é ativada ela satura o TBJ associado permitindo que a cor correspondente do semáforo seja ativada em um cruzamento específico IV Os LEDs dos semáforos vermelho amarelo e verde são conectados ao coletor do TBJ Quando o TBJ está saturado permite a passagem de corrente para o LED correspondente acendendo a luz na fase apropriada V À medida que o contador 4017 avança ele ativa diferentes saídas que por sua vez acendem os LEDs dos semáforos em todos os cruzamentos alternando as fases de cada semáforo Este referencial teórico descreve o funcionamento de um sistema de três semáforos interconectados controlados por um CI 555 um CI 4017 e três transistores bipolares O sistema permite a sincronização e alternância das fases dos semáforos em múltiplos cruzamentos simulando um controle de tráfego eficaz A implementação prática envolverá a montagem física do circuito conexões elétricas e considerações de segurança conforme necessário Cálculo de tempos e frequência Capacitor C1 10 microFarad µF Resistor 1 R1 15 kilohms kΩ Resistor 2 R2 1291 kilohms kΩ Frequência 0056 Hertz Hz Período T 17997 seconds s Duty Cycle 5029 Time High T1 9051 seconds s Time Low T0 8947 seconds s 1 EMBASAMENTO TEÓRICO A figura abaixo mostra um pulso de onda gerado pelo CI 555 os circuitos são dimensionados de acordo com o tempo total de cada semáforo sendo I Semáforo de 1 e 2 vias 12 segundos 6 segundos para o led verde 2 segundos para o led amarelo e 4 segundos para o led verde II Semáforo de 3 vias 18 segundos 12 segundos para o led verde 2 segundos para o led amarelo e 4 segundos para o led verde A saída de cada semáforo esta ligado a saída do contador 4017 de modo que o tempo é proporcional a quantidade das saídas do contador de década ou seja quanto maior for o tempo do semáforo maior será sua quantidade de saídas do Circuito integrado de década Abaixo as fórmulas utilizadas para determinar os valores dos componentes R1 R2 e C1 do CI555 no modo estável oscilador 11 SEMAFORO DE 1 VIA Este referencial explora a teoria por trás da construção de um semáforo controlado por circuitos eletrônicos utilizando o Circuito Integrado 555 CI 555 como oscilador e o Contador de Década 4017 para sequenciar as fases do semáforo O objetivo é entender o funcionamento básico do sistema semafórico eletrônico Circuito Integrado 555 CI 555 O CI 555 é um dispositivo versátil amplamente utilizado na eletrônica para gerar pulsos de temporização Neste projeto ele é configurado como um oscilador astável para produzir uma forma de onda de clock que será usada para controlar a sequência do semáforo Contador de Década 4017 O contador 4017 é um circuito que pode contar até dez pulsos de entrada e tem uma saída que se desloca sequencialmente para indicar o número de contagem No contexto do semáforo o contador 4017 é configurado para contar até quatro etapas representando as quatro fases do semáforo vermelho vermelhoamarelo verde e amarelo Funcionamento 1 O CI 555 gera um sinal de clock periódico que serve como base de tempo para o sistema A frequência desse sinal é determinada pelas configurações de resistores e capacitores no CI 555 2 O sinal de clock é alimentado na entrada do contador 4017 que avança uma etapa a cada pulso 3 Conforme o contador 4017 avança ele ativa as saídas correspondentes a cada fase do semáforo 4 Cada saída do contador 4017 está ligada a um LED que representa uma fase do semáforo Por exemplo a saída 1 pode estar ligada a um LED vermelho a saída 2 a um LED amarelo e assim por diante 5 À medida que o contador avança os LEDs se acendem sequencialmente imitando a operação de um semáforo real Este referencial teórico explora o funcionamento de um semáforo eletrônico construído com o CI 555 e o contador 4017 Ele fornece uma base para entender como os circuitos eletrônicos podem ser utilizados para controlar as fases de um semáforo A implementação prática envolverá a montagem física do circuito conexões elétricas e considerações de segurança conforme necessário 12 SEMAFORO DE 2 VIAS Circuito Integrado 555 CI 555 O CI 555 é configurado como um oscilador astável para gerar um sinal de clock O sinal de clock gerado pelo CI 555 controla a sequência de funcionamento dos semáforos Contador de Década 4017 O CI 4017 é um contador de década com 10 saídas mas neste sistema é configurado para contar até quatro etapas 03 para representar as quatro fases do semáforo Cada saída do CI 4017 representa uma fase do semáforo Transistores Bipolares TBJ Os transistores bipolares são utilizados para controlar cada semáforo separadamente Cada TBJ é configurado como um interruptor para ativar e desativar a cor correspondente do semáforo vermelho amarelo e verde Funcionamento 1 O CI 555 gera um sinal de clock periódico que é usado para avançar o contador CI 4017 O ajuste da frequência do sinal de clock controla a velocidade da troca de fases do semáforo 2 O CI 4017 é configurado para contar até quatro etapas Conforme conta ativa uma saída correspondente 0 a 3 cada uma representando uma fase do semáforo 3 Cada saída do CI 4017 é conectada à base de um transistor bipolar TBJ Quando uma saída específica é ativada ela satura o TBJ permitindo que a cor correspondente do semáforo seja ativada 4 Os LEDs do semáforo vermelho amarelo e verde são conectados ao coletor do TBJ Quando o TBJ está saturado permite a passagem de corrente para o LED fazendo com que ele acenda 5 À medida que o contador 4017 avança ativa diferentes saídas que por sua vez acendem os LEDs apropriados no semáforo correspondente 13 SEMAFORO DE 3 VIAS Este referencial teórico descreve o funcionamento de um sistema de três semáforos interconectados compartilhando um circuito eletrônico de controle que utiliza um CI 555 como oscilador um CI 4017 como contador e três transistores bipolares TBJ para controlar cada semáforo individualmente O objetivo é entender a teoria por trás do funcionamento de um sistema de semáforos interligados mais complexo Circuito Integrado 555 CI 555 O CI 555 é configurado como um oscilador astável para gerar um sinal de clock O sinal de clock gerado pelo CI 555 controla a sequência de funcionamento dos semáforos Contador de Década 4017 O CI 4017 é um contador de década com 10 saídas mas neste sistema é configurado para contar até quatro etapas 03 para representar as quatro fases do semáforo em cada cruzamento Cada saída do CI 4017 representa uma fase do semáforo Transistores Bipolares TBJ Os transistores bipolares são utilizados para controlar cada semáforo separadamente Cada semáforo tem um TBJ associado a ele permitindo ligar e desligar as cores correspondentes vermelho amarelo e verde em cada semáforo Funcionamento I O CI 555 gera um sinal de clock periódico que é usado para avançar o contador CI 4017 A frequência do sinal de clock controla a velocidade da troca de fases dos semáforos em todos os cruzamentos II O CI 4017 é configurado para contar até quatro etapas Conforme conta ativa uma saída correspondente 0 a 3 cada uma representando uma fase do semáforo em cada cruzamento III Cada saída do CI 4017 está conectada à base de um transistor bipolar TBJ Quando uma saída específica é ativada ela satura o TBJ associado permitindo que a cor correspondente do semáforo seja ativada em um cruzamento específico IV Os LEDs dos semáforos vermelho amarelo e verde são conectados ao coletor do TBJ Quando o TBJ está saturado permite a passagem de corrente para o LED correspondente acendendo a luz na fase apropriada V À medida que o contador 4017 avança ele ativa diferentes saídas que por sua vez acendem os LEDs dos semáforos em todos os cruzamentos alternando as fases de cada semáforo Este referencial teórico descreve o funcionamento de um sistema de três semáforos interconectados controlados por um CI 555 um CI 4017 e três transistores bipolares O sistema permite a sincronização e alternância das fases dos semáforos em múltiplos cruzamentos simulando um controle de tráfego eficaz A implementação prática envolverá a montagem física do circuito conexões elétricas e considerações de segurança conforme necessário