Semaforo

RESUMO E MEMORIAL DESCRITIVO DO PROJETO INTEGRADOR 4º SEMESTRE,

DESCRIÇÃO DO PROJETO:

O projeto integrador destaca-se pelo projeto, construção, simulação e testes, com base em componentes e circuitos elétricos e eletrônicos, para um semáforo que ira utilizar LEDs como fonte de visualização dos três estados e pilha de Volta como fonte

de alimentação dos LEDs.

Nota: os componentes eletrônicos serão alimentados por uma fonte de tensão continua externa.

O semáforo devera conter três LEDs (verde, amarelo e vermelho), que sinalizarão os diferentes estados (siga, atenção e pare) e estes estados contemplam os seguintes tempos e sequencia:

ALIMENTAÇÃO ELÉTRICA DO SISTEMA:

Teremos que construir uma ou mais pilha de volta, que será utilizada para alimentar eletricamente apenas os LEDs. A pilha de volta terá que possuir autonomia de corrente elétrica >20mA, para três LEDs com corrente de 10 a 20 mA cada. A tensão da pilha tem que ser superior a tensão do LED de 2V somada a tensão de saturação Vce (tensão no coletor/emissor do transistor) que é de 0,2V totalizando 2,2V. A nossa pilha de Volta também tem que possuir autonomia de tempo >3 minutos conforme informado no documento que permitirá no mínimo três ciclos se levarmos em conta a duração de cada LED como segue abaixo.

• LED – Vermelho 30seg.

• LED – Amarelo 10 seg.

• LED – Verde 20 seg.

Os outros componentes eletrônicos como os circuitos integrados LM 555 e o contador de 00 – 99 poderão possuir alimentação elétrica de uma fonte externa em corrente continua e totalmente separada da utilizada para os LEDs.

NOTA1: Falar que um transistor está saturado é o mesmo que dizer que um interruptor está desligado, ou seja, “aberto” e com isso podemos afirmar que o transistor no sistema funcionará como chave.

NOTA2: “... Importante: A pilha de Volta deve ser galvânica”... Quer dizer que a pilha será um dispositivo que utiliza reações de óxido-redução para converter energia química em energia elétrica. A reação química utilizada será sempre espontânea.

“... Nao será permitido a utilização de acido sulfúrico, que geraria uma pilha de Daniel”...

COMPONENTES

• CIRCUITO INTEGRADO LM 555.

PINAGEM DO LM 555

Pino Nome Aplicação

1 GND Terra

2 TR Gatilho (Trigger) Um pulso curto inicia o temporizador

3 Q Durante um intervalo de tempo, a saída (Q) permanece em +VCC

4 R Um intervalo de temporização pode ser interrompido pela aplicação de um pulso de Reset

5 CV Controle de tensão (diferença de potencial-DDP) permite acesso ao divisor interno de tensão (2/3 VCC)

6 THR O limiar (threshold) no qual o intervalo finaliza

7 DIS Ligado a um condensador, cujo tempo de descarga irá influenciar o intervalo de temporização.

8 V+, VCC A tensão (diferença de potencial-DDP) positiva da fonte, que deve estar entre +5 e +15V

MODO ASTÁVEL

O multivibrador astável é um circuito que não possui estado estável de saída indefinidamente. Dessa forma a saída oscila intermitentemente entre dois níveis de tensão (Vs+ e Vs-).O circuito astável produz ondas quadradas, oscilando entre 0V e VCC. A configuração do astável está demonstrada abaixo:

Uma vez que o circuito é alimentado, devido à realimentação positiva a saída assume rapidamente a condição de saturação (positiva ou negativa). Considerando-se o capacitor inicialmente descarregado, o mesmo iniciará o processo de carga (para Vsat+ ou Vsat-), até que sua tensão atinja o mesmo valor da entrada + (VTH ou VTL), quando então ocorrerá a mudança de estado da tensão de saída. O processo se repete indefinidamente enquanto o circuito estiver alimentado. A tensão de carga/descarga do capacitor é exponencial, e a saída é uma onda quadrada (degrau) com período constante. No circuito astável pode-se alterar o tempo Tm (tempo em +Vs) e o Ts (tempo em 0V). Quando o capacitor carrega até (1/3)*Vs, o 555 dispara pelo trigger e a tensão de saída vai para +Vs, e quando chega a (2/3)*Vs, o 555 corta e a saída vai para 0V. Os tempos Tm e Ts podem ser calculados pelas fórmulas abaixo:

Tm=0.7*(R1+R2)*C1

Ts=0.7*R2*C1

E o Período T da forma de onda quadrada e a frequência f podem ser calculados pelas fórmulas abaixo:

T=0.7*(R1+2*R2)*C1

f=1.4/((R1+2*R2)*C1)

Sendo: T = Tm + Ts - tempos em segundos

f - frequencia em Hertz

R1 - resistência em Ohm

R2 - resistência em Ohm

C1 - capacitância em Faraday

• CIRCUITO INTEGRADO CONTADOR DE 00 – 99.

PINAGEM DO CONTADOR

Depois de analisar os contadores existentes, do ponto de vista da disponibilidade, custo e mão de obra, optei para nossa atividade pelo 4017.

Um contador eletrônico é provavelmente um dos mais úteis e versáteis subsistemas num sistema digital. Graças às diversas versões disponíveis podem ser utilizados, por exemplo, para contagens diversas,