SDAC - Mód. 4 - Circuitos Sequenciais

Módulo 4 - Circuitos sequenciais

Definição:

Quando estamos perante um circuito combinatório, as saídas dependem apenas da combinação das entradas. 

No caso dos circuitos sequenciais as saídas dependem não só da combinação das entradas, mas, também do estado do sistema (entra a variável tempo). Como tal, diz-se que os circuitos sequenciais possuem memória.

Existem dois tipos de circuitos sequenciais: 

• Síncronos;
• Assíncronos.

Os circuitos síncronos são circuitos cujo seu funcionamento é sincronizado por um relógio (clock) ao passo que os circuitos assíncronos a transição de estado não estão sincronizados pelo relógio, mas sim pela transição de estado das entradas.

Circuito sequencial simples:

O circuito sequencial mais simples é composto por 2 inversores tal como mostra a figura.

Se analisarmos o funcionamento deste circuito verifica-se que:

·         Quando Q está a “1” o inversor Y fica “forçado a colocar a sua saída a “0”, que por sua vez irá colocar esse “0” na entrada do inversor X e manter a saída a “1”;

·         Quando Q está a “0” o inversor Y fica “forçado a colocar a sua saída a “1”, que por sua vez irá colocar esse “1” na entrada do inversor X e manter a saída a “0”.

Como se pode verificar este circuito memoriza o bit que é colocado em Q. Também se pode verificar que este circuito possui apenas 2 estados possíveis: Q=1 e Q=0, por possuir apenas 2 estados possíveis dá-se o nome de Bi-estável.

Como também podemos verificar não existe nenhum relógio a sincronizar a saída, daí dizer-se que se trata de um circuito sequencial assíncrono.

Simula agora o seguinte circuito:

SDAC- Mód. 3 - Aula de 15/4/2020

Link do simulador:
https://www.falstad.com/circuit/

Multiplexers

Um multiplexer é um circuito integrado (CI) que possui: n entradas e log(n) linhas de selecção, quanto às saídas, possui apenas 1 saída. No caso de um multiplexer de 4 entradas, possui 2 linhas de selecção. O seu funcionamento baseia-se no princípio de um cursor controlador digitalmente, que encaminha para a saída o valor da entrada onde está colocado o cursor.

O multiplexer mais comum é 74151, que possui 8 entradas, ou seja, vai dispor de 3 entradas de seleção.

Tendo em conta a imagem acima, a saída M será igual à entrada que as entradas de seleção de terminarem, isto é, quando por exemplo colocamos (C1,C0) = (01) o que estamos a fazer é com que o valor da entrada X1 vá para a saída M.

Link para a sessão de videoconferência:

Tópico: SDAC - Mód. 3

Hora: 15 abr 2020 10:00 AM Lisboa

Entrar na reunião Zoom

https://us04web.zoom.us/j/74080464542

ID da reunião: 740 8046 4542

EF - Mód. 3 - Objetivos do módulo

Até agora os circuitos elétricos que temos abordado são circuitos cuja corrente (e tensão) é contínua, isto é, os seus valores são constantes ao longo do tempo. Daí chamarmos circuitos de corrente contínua.

As baterias, as fontes de alimentação e os dínamos são os tipos de fontes de energia, nomeadamente de corrente contínua, que são mais vulgarmente utilizado.

Porém, nas nossas habitações, nomeadamente nas tomadas, a tensão não é contínua, mas sim alternada.

O que se entende por alternada?

Dizemos que é alternada porque a tensão ao longo do tempo irá variar, não de forma aleatória, mas digamos que ao longo do tempo o seu valor vai estar sempre a mudar.

Iniciamos assim o módulo 3 - Análise de Circuitos de Corrente Alternada

Neste módulo iremos os formandos tem os seguintes objetivos:

• Conhecer o conceito de corrente alternada em comparação com o conceito de corrente contínua

• Conhecer e identificar as principais características das ondas sinusoidais

• Saber utilizar o gerador de funções e o osciloscópio

• Conhecer o conceito de impedância

• Conhecer o comportamento de condensadores e bobines em corrente alternada

• Analisar e aplicar os circuitos em corrente alternada

• Conhecer a corrente alternada trifásica e quais as suas principais vantagens 

SDAC - Descodificador COM VIDEO

O descodificador é um circuito que possui n entradas e 2ⁿ saídas. Importa referir que no descodificador temos dois tipos de entradas:

_ Entrada de enable - são entradas que nos permitem "ligar/desligar" o descodificador;
_Entrada de seleção - são as entradas que usamos para selecionar a saída que fica ativa.

O seu funcionamento baseia-se no seguinte princípio: quando nas entradas temos uma determinada combinação binária na saída teremos activa a saída correspondente à mesma combinação. 

Ao observarmos esta tabela verificamos que quando Q=0 nas entradas de seleção temos X. O X neste caso significa indiferente, ou seja, quando Q=0, independentemente dos valores em S1 e S0, as saídas ficam todas a 0.

Quando a entrada Q=1, neste caso as entradas de seleção (S1 e S0), vão determinar o estado das saídas.

Implementação de funções com descodificador

Uma função lógica pode ser implementada com portas lógicas, tal como vimos no módulo anterior, mas também poderá ser implementada com um descodificador.

Para implementar uma função com um descodificador temos de:

• Verificar quando a saída da função é igual a 1;
• Verificar a correspondência entre a saída e a combinação;
• Ligar  todas as saídas activas a uma OR.

Exemplo: Suponha a seguinte função, descrita numa tabela de verdade:

Para implementarmos esta função, baseados no descodificador 2/4, fazemos o seguinte circuito:

Video ilustrativo:

Tarefa 3 - Eletrónica Fundamental - Mód. 2

Visualiza o seguinte video e responde às questões:


1. Para que serve o campo magnético terrestre?

2. O Campo magnético terrestre foi sempre igual? Justifica.

3. Que provas existem das alterações do campo magnético?

4. O que existe no interior do planeta Terra que permite a criação do campo magnético?

Tarefa 2 - SDAC - Mód. 2 - Circuitos comparadores

Vamos projetar um circuito que permita obter o resultado da comparação entre dois bits (A e B). Para isso vamos considerar que o nosso sistema possui 3 saídas que nos indicarão o seguinte:

_ A > B
_ A = B
_ A < B

1º passo - Construção da tabela de verdade:

2º passo - Expressões de saída:

"A>B" = A. /B

"A=B" = /A./B + A.B

"A<B" = /A . B

3º passo - Elaboração do circuito:

Tarefa 1 - SDAC - Mód.2

O objetivo é elaborar um circuito com duas entradas (X e Y), com recurso a portas lógicas, que permita fazer o seguinte:

1. Elabora a tabela de verdade;

2. Implementa o circuito com recurso a portas lógicas.

3. Supõe que é acrescentada mais uma entrada denominada (Z) e cujo funcionamento deverá ser o seguinte: quando a entrada Z está a 0 o que aparece é a letra F, e quando o Z = 1, funciona exatamente como na questão anterior.

Magnetismo

Definição:

Magnetismo é a denominação associada ao fenómeno ou conjunto de fenómenos relacionados à atração ou repulsão observada entre determinados objetos materiais - particularmente intensas aos sentidos nos materiais ditos ímãs ou nos materiais ditos ferromagnéticos - e ainda, em perspectiva moderna, entre tais materiais e condutores de correntes elétricas - especificamente entre tais materiais e portadores de carga elétrica em movimento - ou ainda a uma das parcelas da interação total (Força de Lorentz) que estabelecem entre si os portadores de carga elétrica quando em movimento - explicitamente a parcela que mostra-se nula na ausência de movimento de um dos dois, ou de ambos, no referencial adotado. Há de se ressaltar que a simples observação de atração ou repulsão entre dois objetos não é suficiente para caracterizar a interação entre os dois como de origem magnética, geralmente confundindo-se com certa facilidade, aos olhos leigos, os fenômenos magnéticos e elétricos. Tais fenômenos elétricos e magnéticos, apesar de hoje saber-se estarem profundamente correlacionados, têm em princípio de naturezas certamente diferentes.

fonte: Wikipedia https://pt.wikipedia.org/

Apresentação:

EF - Mód. 2 - Ficha de revisões

Ficha de trabalho de revisões:

https://www.dropbox.com/s/yddy6qmmv9hvl5r/Ficha_10_EF_5.doc?dl=0

Envia a ficha resolvida para: profruiloureiro@gmail.com

Aplicação do teorema de Thévenin a circuitos com 2 baterias

O objetivo da aula de hoje é entender como se determina a tensão entre dois pontos (A e B) num circuito com 2 baterias e aplicando o teorema de Thévenin.


Consideremos o seguinte circuito:

Vamos agora seguir os seguintes passos:

1º passo: Retirar a(s) resistências que estão entre os pontos A e B, neste caso é a resistência R3.

2º passo: Determinar a Resistência de Thévenin (Rth)

Para determinar Rth temos de eliminar as fontes, sendo que ao fazer isto verifica-se que R1 fica em paralelo com R2.

R1 // R2 = R1 x R2 /(R1+R2) = 2,5 Ohm.

3º passo: Determinar Uth (tensão de Thévenin)

Para fazermos este passo, temos de ter em conta que o nosso circuito dispõe de 2 baterias e para tal vamos aplicar o teorema da sobreposição. (ver LINK https://tgei99.blogspot.com/2020/02/divisor-de-tensao.html)

Considerando apenas a bateria de 50V:

A tensão entre o ponto A e o ponto B é a tensão em R2 e para tal aplicamos o divisor de tensão

UR2 = 50 x R2 / (R1 + R2) = 25V

Considerando agora apenas a bateria de 35V:

A tensão entre o ponto A e o ponto B é a tensão em R1 e para tal aplicamos o divisor de tensão

UR1 = 35 x R1 / (R1 + R2) = 17,5V

Agora somamos as duas tensões anteriormente calculadas:

Uth = 25 + 17,5 = 42,5V

4º passo: Determinar a tensão entre os pontos A e B

Mais uma vez temos aqui um divisor de tensão:

UAB = UR3 = 42,5 x R3/(Rth + R3) = 42,5 x (2,5 + 10) = 34V.


Tarefa para a aula:

1. Simula o exemplo da aula

2. Muda a polaridade da bateria de 35V e verifica o que altera.

3. Repete o ponto 1. mas altera os valores das resistências para: R1 = 20 Ohm; R2 = 30 Ohm e R3 = 40 Ohm e volta a determinar a tensão entre os pontos A e B (verifica se os cálculos estão de acordo com a simulação).

Divisor de tensão

Um circuito divisor de tensão é um circuito série tal como o seguinte:

Denomina-se como divisor de tensão pois neste circuito a tensão (V) divide-se pelas duas resistências (R1 e R2).

Um método simples para calcular a tensão em cada uma das resistências podemos utilizar a expressão do método do divisor de tensão.

Tensão em R1:

UR1 = 24 x R1 / (R1+R2)


Tensão em R2:

UR2 = 24 x R2 / (R1+R2)