Palestra sobre electrónica - EnergyBrick Workshop
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Miguel Pedroso
Palestra sobre Eletrónica
Componentes eletrónicos
Miguel Pedroso
Resistência
Permitem limitar a corrente num circuito.
Condensadores
Permitem armazenar energia num campo
elétrico.
Indutores
Permitem armazenar energia num campo
magnético.
Spikes!
Diodos
Semicondutor que permite a passagem de corrente elétrica num
só sentido.
Diodos
Inductive spike
protection
LEDs
Diodos Emissores de Luz.
Transístores
Utilizados como “interruptores” ou
amplificadores.
Circuitos Integrados
Circuitos eletrónicos miniaturizados. Um só chip pode conter milhares de
milhões de transístores.
555
O 555 é um circuito integrado que é
bastante utilizado em circuitos que
precisam de gerar pulsos / oscilações.
555 formula
1.44
(R1 + 2R2) * C
f =
555
O 555 é extremamente
ineficaz em circuitos que exijam alta
precisão.
Op-Amps
Um op-amp é um amplificador de tensão com um
ganho muito elevado.
Op-AmpsPodem ser usados
como comparadores.
Se a tensão de input for maior que a
referência, o output é puxado a V+, se for
menor, é puxado a V-.
A2D Converter
Resolução de 4 bits.
Non-inverting amplifier
Inverting amplifier
Av = 1 + R2 / R1 Av = - R2 / R1
Inverting amplifier
Segurança Elétrica
V = I * R
Segurança Elétrica
É a corrente que interessa e não a voltagem!
Segurança Elétrica
Efeito corporal DC 60 Hz (AC)
Ligeira sensação Men = 1.0 mAWomen = 0.6 mA
0.4 mA0.3 mA
Doloroso Men = 62 mAWomen = 41 mA
9 mA6 mA
Doloroso, sem controlo dos
músculos
Men = 76 mAWomen = 51 mA
16 mA10.5 mA
Muito doloroso e dificuldades a
respirar
Men = 90 mAWomen = 60 mA
23 mA15 mA
Segurança Elétrica
Entre 1M e 1.1M - pele secaAproximadamente 300K Ω - pele húmida
PIC Tetris
Miguel Pedroso
Miguel Pedroso
Miguel Pedroso
Matrizes de LEDs
MicrocontroladorPIC
Shift Registers
Miguel Pedroso
Clock interno de 4 MHz 224 Bytes de RAM 3.5 Kb de memória flash 14 pins de I/O
PIC16f628A
Miguel Pedroso
Matriz de LEDs
Miguel Pedroso
Matriz de LEDs
Como controlar 128 LEDs diferentes com apenas 24 sinais?
Miguel Pedroso
Selecionar coluna
Miguel Pedroso
Acender LEDs
(linha a linha)
Miguel Pedroso
Passar para a coluna
seguinte
Miguel Pedroso
… e repetir o processo muito rapidamente.
Devido à persistência da visão
vemos todas as colunas preenchidas
ao mesmo tempo
Miguel Pedroso
Miguel Pedroso
Como ter 24 sinais distintos gerados através de um chip que tem apenas 16
pins de I/O?
Miguel Pedroso
Usando shift registers!
os valores são metidos no registo
via serial o que permite expandir o nº de portas I/O
Miguel Pedroso
Miguel Pedroso
Os números pseudo-aleatórios são gerados a partir dos próprios botões.
Cada vez que o jogo é desenhado no ecrã, incrementa-se um contador. A
cada vez que um botão é pressionado, metemos esse valor da
contagem como nº aleatório.
Miguel Pedroso
CMOSFrequency Counter
Miguel Pedroso
Miguel Pedroso
Miguel Pedroso
Conta de 1 Hz a 1 MHz (999.999 Hz)
Feito inteiramente com chips CMOS
6 ecrãs, 14 chips
Criado para o concurso 7400 Contest
Update na frequência a cada 2s
Miguel Pedroso
Miguel Pedroso
Como contarfrequências?
Miguel Pedroso
“A frequência, em Hertz, é o número devezes que um fenómeno ocorre por segundo.”
O fenómeno que nos estamos a referir aqui, é o número de vezes que um sinal passa de LOW para HIGH num intervalo de tempo.
Miguel Pedroso
Estratégia:
• Contar o número de vezes que o sinal muda de LOW para HIGH durante 1 segundo.
• Ao fim desse segundo meter o valor da contagem nos ecrãs e reiniciar os contadores.
Miguel Pedroso
0s 1s 2s 3s
ContarLatch e Reset Contar
Latch e Reset
4s
…
Miguel Pedroso
Chips utilizados
4029 – Contador BCD/binário up/down com load paralelo;
4511 – Descodificador (converte um número BCD para inputs de ecrãs de 7 segmentos);
Miguel Pedroso
Chips utilizados
4521 – Divisor de frequências com 24 estágios;
4011 – Quatro gates NAND com 2 inputs cada.
Miguel Pedroso
output dos contadores
… é input dos descodificadores
Miguel Pedroso
4511
Miguel Pedroso
4521 é utilizado para obterum sinal de controlo
de precisamente 0.5 Hz
Cristal de 4.194304MHz, frequência dívida pelo estágio 23
dá um output de 0.5 Hz
4.194304 = 4194304Hz
4194304 / 2^(23) = 0.5
Sinais de controlo
Miguel Pedroso
Miguel Pedroso
0s 1s 2s 3s
ContarLatch e Reset Contar
Latch e Reset
4s
…
Sinais de controlo
Miguel Pedroso
Miguel Pedroso
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Obrigado