Final - IFSC Campus Joinville

PROJETO DE ELETRÔNICA DIGITAL 2
ENGENHARIA ELÉTRICA
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PROJETO GERAL: Elaborar o circuito eletrônico de controle de uma
prototipadora (etapa de furação) com dimensões 250x250x50mm. O
posicionamento deve ser efetuado analisando as informações descritas em um
determinado arquivo de furação (.drl ➜ drill file).
Prototipadora de Circuito Impresso
Acoplamento do Motor: Fuso com passo de 6,25mm
Considerações:
i) Para cada eixo é utilizado um motor de passo (1,8 graus/passo) acoplado a um
fuso de esferas (passo de 6,25mm).
ii) O controle de cada motor deve ser efetuado utilizando a técnica de meio passo
(pesquisar!!!), ao qual deve ser projetado com a teoria de máquina de estados. A
velocidade deve ser controlada por meio de um potenciômetro externo (circuito
oscilador).
iii) O arquivo é disponibilizado através da leitura de uma memória ROM 8K x 16
(flash ROM, SD card, ....), ou seja, considerar apenas a presença de pinos de
endereçamento e de saída de dados.
iv) O arquivo é composto da seguinte forma (ao qual cada linha corresponde a um
ponto de furação):
v) Para o início de ciclo admite-se que a máquina já esteja na posição zero.
vi) A profundidade de furação deve ser de 2mm (z=-2mm), e o posicionamento de
segurança de 10mm (z=10mm, para movimentação entre posições).
vii) O circuito de controle deve possuir ao menos os seguintes botões: início de ciclo,
pause e stop.
FUNCIONAMENTO: Após o pressionar do botão de início de ciclo o circuito de
controle é responsável por:
a) Copiar todo o código de movimentação para um banco de memória RAM a ser
construído com memórias base de 4K x 8 (bufferização).
b) Executar todo o procedimento de furação respeitando as características acima
estabelecidas (para cada linha de programa o circuito computa o número de
passos a ser enviado aos motores de posicionamento “xy”, efetua a furação e
retorna à posição z de segurança, ...).
c) Retornar a posição zero.
OBS: nenhum circuito programável poderá ser utilizado!!!!
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QUESTÕES A SEREM SORTEADAS:
1. RADAR DE VELOCIDADE: Deverá ser projetado o circuito de radar de um
semáforo/lombada eletrônica. O mesmo será composto por dois sensores (par fotoelétrico = led
infravermelho+fototransistor). Ao passar pelo primeiro par uma contagem de tempo (dois
digitos) é disparada e ao passar pelo segundo a contagem pára. Se o valor de contagem for
menor que um determinado valor (que será definido pela distância entre o par e a frequencia
de entrada, com base na distância entre sensores e na equação de velocidade média v=d/t), um
alerta deverá ser emitido e um sinal disparado (para autuação do infrator). A maior velocidade
do período deverá ser registrada (adicional).
2. CONTROLE DE OCUPAÇÃO DE AMBIENTE: Deverá ser projetado um controle de
ambiente responsável por computar a quantidade líquida de pessoas numa determinada
dependência. O sistema será composto por dois sensores (par fotoelétrico = led
infravermelho+fototransistor), e deve ser capaz de identificar de forma online a quantidade de
pessoas no ambiente (dois dígitos), através do sentido de passagem pelos sensores. Ao final do
dia deve ser possível armazenar (uso de registradores) a quantidade de pessoas totais que
entraram no ambiente (adicional).
3. ESTEIRA COM CONTADOR DE PEÇAS: Deverá ser projetado um circuito para controle da
velocidade do motor de uma esteira através de um potenciômetro (PWM de motor CC) e de um
contador (dois dígitos) que, quando chegar a 99 peças ele deverá ligar um sinal sonoro. Deverá
ser previsto um botão de reset, que ao ser pressionado zera o contador a qualquer instante,
registra o valor atual de contagem (adicional) e desliga o sinal sonoro.
4. CONTROLE DE TEMPERATURA EM UMA ESTUFA: Deverá ser projetado um circuito para
o controle de temperatura em uma estufa. Quando a temperatura (medida com o LM35) atingir
um determinado limite (escolhido pela equipe) um ventilador deverá ser acionado, cujo controle
de velocidade é feito através de um potenciômetro (PWM de motor CC). Se em 30 segundos o
nível de temperatura não baixar do limite, o sistema aciona um sinal sonoro.
5. ACIONAMENTO SEQUENCIAL DE CILINDROS PNEUMÁTICOS: Deverá ser projetado um
circuito para o acionamento seqüencial de dois cilindros (A e B) de dupla ação e um contador
com o número de vezes que a sequência foi realizada. A sequência de acionamento deverá ser:
A+, B+, B-, A-. Considere o acionamento por válvula solenóide com duplo piloto (nível de tensão
24Vcc, com piloto retentivo), e a presença de sensores no recuo e avanço de cada cilindro.
Deverão ser previstas saídas à relé para a compatibilidade dos níveis de tensão.
6. CRONÔMETRO COM PARCIAIS: Deverá ser projetado um circuito contador (dois digitos)
up/down com possibilidade do armazenamento de duas parciais (acumuladas) de contagem.
Após o armazenamento das parciais deverá ser emitida uma sinalização indicando que os
registradores já foram utilizados. Deverá ser previsto também chaves de início, pausa e reset de
contagem.
7. MISTURADOR DE TANQUE COM REVERSÃO: Deverá ser projetado um circuito para
controle de sentido de rotação do motor de um tanque. O temporizador de dois dígitos deverá
ser responsável por alternar o sentido de rotação a cada 25 segundos. Deverá ser previsto um
botão de reset, que ao ser pressionado zera o contador a qualquer instante e inicia um novo
ciclo. O contador tem reinício automático.
8. PARTIDA SEQUENCIAL DE MOTORES: Deverá ser projetado um circuito para efetuar a
partida consecutiva de 4 motores (saídas a relé). Após o pressionamento da chave de partida os
motores são ativados seqüencialmente com um intervalo de 10 segundos entre partidas (M110s-M2-10s-M3-10s-M4-10s). Após o pressionamento da chave desliga os motores são
desativados na ordem inversa com um intervalo de 5 segundos entre o desligamento (M4-5sM3-5s-M2-5s-M1-5s). Ao final do dia deve ser possível registrar o número de vezes que o
conjunto foi acionado (adicional).
9. CONTROLE E INDICADOR DE VELOCIDADE DE MOTOR EM RPS OU RPM: Deverá ser
projetado um circuito para controle da velocidade de um motor de uma esteira através de um
potenciômetro (PWM de motor CC) e um indicador da velocidade do motor em RPM ou RPS,
feito através da leitura do sinal de um encoder. A atualização da leitura pode ser feita a cada
segundo.
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CRONOGRAMA E RELATÓRIO FINAL
Deverá ser apresentado, conforme o cronograma, um relatório final. Dentro do corpo do
trabalho deverão constar os seguintes itens:
- Capa;
- Apresentação do problema;
- Esquema do circuito eletrônico detalhado (de preferência por módulos/blocos);
- Explicação TÉCNICA do funcionamento do circuito eletrônico;
- Comentários sobre os resultados, problemas e soluções implementadas;
- Desenho (layout) da PCI (apenas para a questão específica de cada equipe);
- Conclusões;
CRONOGRAMA:
Aulas para execução: 17/11, 21/11, 24/11, 28/11, 01/12
Entrega do projeto e aula introdutória VHDL: 05/12
Apresentação do projeto: 08/12
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AVALIAÇÃO
A avaliação será baseada nos seguintes requisitos:
- Qualidade técnica do projeto.
- Assiduidade* e participação no desenvolvimento do projeto.
- Apresentação – Domínio do assunto.
- Qualidade do relatório final.
* Considerando as justificativas legais previstas conforme o regimento da instituição