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Velocímetro digital

Universidade Federal do Rio Grande do Norte Departamento de Engenharia Elétrica. Velocímetro digital. Instrumentação Eletrônica. Docente: Luciano Fontes Cavalcanti Discente: Gildenir Soares B. da Silva 2009.2. VELOCÍMETRO DIGITAL. 1. ASPECTOS GERAIS

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Presentation Transcript

  1. Universidade Federal do Rio Grande do Norte Departamento de Engenharia Elétrica Velocímetro digital Instrumentação Eletrônica Docente: Luciano Fontes Cavalcanti Discente: Gildenir Soares B. da Silva 2009.2

  2. VELOCÍMETRO DIGITAL 1. ASPECTOS GERAIS 1.1 Introdução (Definição) Este trabalho tem por objetivo elaborar o projeto de um Velocímetro Digital para Bicicletas, que possa medir velocidades de até 59 km/h. Os pulsos digitais serão gerados pela passagem de um imã permanente em um sensor magnético (Reed-Switch), acoplado ao garfo da bicicleta.

  3. VELOCÍMETRO DIGITAL 1.2 Estudo Físico • Comprimento da roda; • Modelar o movimento linear; • Contabilizar os Pulsos Digitais; • Período de Tempo; • Velocidade linear da bicicleta.

  4. VELOCÍMETRO DIGITAL 1.2 Estudo Físico • Comprimento da roda (C) C = π x d C = π x 0,64m C ≈ 2 metros

  5. VELOCÍMETRO DIGITAL 1.2 Estudo Físico • Modelar o movimento linear; • Contabilizar os Pulsos Digitais. C = 2 metros 1 PULSO DIGITAL → 1 METRO PERCORRIDO PELA BICICLETA

  6. VELOCÍMETRO DIGITAL 1.2 Estudo Físico • Período de Tempo; • Velocidade linear da bicicleta. Então, a velocidade linear do pneu pode ser facilmente calculada se forem contabilizados a quantidade de pulsos gerados pelo sensor em um determinado período de tempo. , onde p é o número de pulsos ou múltiplos de 1 metro num intervalo de tempo ∆t, em segundos. 1 PULSO DIGITAL → 1 METRO PERCORRIDO PELA BICICLETA V(p) = p / ∆t (m/s)

  7. VELOCÍMETRO DIGITAL 1.2 Estudo Físico • Período de Tempo; • Velocidade linear da bicicleta. → Precisamos encontrar a relação entre km/h e m/s. Portanto, o valor de ∆t deve ser igual 3,6 segundos para se ter, de forma direta, a velocidade em quilômetros por hora. 1 km / 1 h = 1000 m / 3600 s 1 km/h = 1 m / 3,6 s 1 Pulso Digital = 1 metro * V(p) = p (km/h) * Válido apenas para 3,6s de observação.

  8. VELOCÍMETRO DIGITAL 1.3 Planejamento Estratégico

  9. VELOCÍMETRO DIGITAL 1.3 Planejamento Estratégico A) Sinal Habilitador de Pulsos

  10. VELOCÍMETRO DIGITAL 1.3 Planejamento Estratégico B) Habilitador de Pulsos

  11. VELOCÍMETRO DIGITAL 1.3 Planejamento Estratégico C) Sinal do Sensor Magnético Este sinal será obtido através do sensor magnético, denominado de “Reed-Switch.

  12. VELOCÍMETRO DIGITAL 1.3 Planejamento Estratégico D) Sinal de Clear (PULSO) Este sinal tem a finalidade gerar um pulso em nível ALTO que irá zerar os contadores, possibilitando assim uma nova contagem para cada período de 3,8 s.

  13. VELOCÍMETRO DIGITAL 1.3 Planejamento Estratégico E) Contadores Neste caso utilizaremos o contador binário de 4 bits, de referência DM7493AN, disparável à CLOCK.

  14. VELOCÍMETRO DIGITAL 1.3 Planejamento Estratégico F) Registrador Neste caso utilizaremos como um registrador, o CI SD74LS273, que é um Flip-Flop tipo “D”, com oito entradas e oito saídas.

  15. VELOCÍMETRO DIGITAL 1.3 Planejamento Estratégico G) Decodificador BCD/7SEG Neste caso iremos utilizar o CI SN74LS47N.

  16. VELOCÍMETRO DIGITAL 1.3 Planejamento Estratégico H) Displays Utilizaremos dois displays de 7 segmentos.

  17. VELOCÍMETRO DIGITAL 1.3 Planejamento Estratégico I) Porta Inversora Utilizaremos portas inversoras (74HC04N), de forma a obter os sinais desejados: • Inverter sinais; • Defasar sinais; • Gerar o pulso de CLEAR.

  18. VELOCÍMETRO DIGITAL 1.3 Planejamento Estratégico J) Porta “OU” Utilizaremos portas “OU” (SN74ALS32N), de forma a auxiliar na condição de reinicialização dos contadores, pois essa possibilita a somas de sinais, evitando assim o conflito entre os sinais de entrada nos pinos MR1 e MR2, do CI contador.

  19. VELOCÍMETRO DIGITAL 2. MODELAGEM DOS CONTADORES Projetamos um gerador de Clock (astável) com instantes de tempo t1 = 0,2s e t2 = 3,6s. Adotamos C = 100µF e Encontramos: Ra ≈ 49kΩ Rb ≈ 2,8kΩ

  20. VELOCÍMETRO DIGITAL 3. ESQUEMA DE MONTAGEM DO VELOCÍMETRO

  21. VELOCÍMETRO DIGITAL 4. IMPLEMENTAÇÃO DO VELOCÍMETRO

  22. VELOCÍMETRO DIGITAL 5. CONCLUSÃO Este projeto teve como objetivo projetar e realizar a montagem de um velocímetro digital para bicicletas, que atinjam velocidades de até 59 km/h.   O perfeito funcionamento deste dispositivo, se deu graças a todo um planejamento estratégico, através do fracionamento dos circuitos em blocos funcionais menores e bem definidos, sem contar com a realização de testes individuais de cada uma das partes.

  23. VELOCÍMETRO DIGITAL 6. REFERÊNCIAS [1] Thomazella, Rogério, UNESP-FEB, DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA, Laboratório de Circuitos Digitais I, Velocímetro Digital, 2009, http://www.thomazella.info/aberto.htm [2] DIGITAL SPEEDO, http://martybugs.net/electronics/speedo.cgi [3] MEDER ELECTRONIC, http://www.meder.com/index.php?id=176 [4] Reed-Switches, http://www.mecatronicaatual.com.br/secoes/leitura/51 [5] Tocci, Ronald J., Sistemas digitais: princípios e aplicações, 10ª edição, Editora Pearson Prentice Hall, 2007.

  24. fontescavalcanti@uol.com.br gildenirsoares@yahoo.com.br

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