DIA D!

Após muito conhecimento adquirido, problemas resolvidos, finalmente chegou o DIA D! Dia da apresentação do projeto para os alunos, professores e convidados na Universidade São Francisco, campus Itatiba. A apresentação ocorreu na data 14/11/2014. Tivemos certa dificuldade em unir o nosso projeto com a maquete, não ficou exatamente como queríamos pois ao tentar fazer as ligação nos "postes" o fio que utilizamos quebrava facilmente, o que nos tomou muito tempo. Veja abaixo o vídeo feito no dia da apresentação.

PASSO A PASSO

PASSO 01

O primeiro é a ligação do CI 555, que será o timer do nosso circuito. Após fazer as devidas ligações é recomendado realizar um teste para conferir se o ci está funcionando corretamente. Para isso basta instalar no pino 3 um resistor de 100R juntamente com 2 leds ligados em série. O correto funcionamento é os leds piscarem, e conforme o potênciometro é ajustado os leds irão piscar mais rápido ou mais lentamente.

Ligação CI 555.

PASSO 02

Após comprovar o funcionamento do CI 555, deve prosseguir com a montagem do circuito. Consultando o Datasheet do CI 7474 e do CI 7408 (encontrados abaixo) , devemos seguir o esquema testado no Proteus.

Datasheet CI 7474.

Datasheet CI 7408.

Esquemático do Circuito.

PASSO 03

Saída Luminosa

Porta lógica AND AMARELO 1

É feita a ligação em série dos LEDs  L AMARELO 1 E L VERMELHO PEDESTRE 1.

O Cálculo para obter o valor do resistor é:

RESISTOR AM 1= 6-3,8/0,015=147ohms

Porta lógica AND VERDE 1

É feita a ligação em série dos LEDs  L VERDE 1 E L VERMELHO PEDESTRE 1.

O Cálculo para obter o valor do resistor é:

RESISTOR VD 1= 6-3,8/0,02= 100ohms

Porta lógica AND AMARELO 2

É feita a ligação em série dos LEDs  L AMARELO2 E L VERMELHO PEDESTRE 2.

O Cálculo para obter o valor do resistor é:

RESISTOR AM 2= 6-3,8/0,015= 147ohms

Porta lógica AND VERDE 2

É feita a ligação em série dos LEDs  L VERDE 2 E L VERMELHO PEDESTRE 2.

O Cálculo para obter o valor do resistor é:

RESISTOR VD 2= 6-3,8/0,02= 100ohms

O LED L VERMELHO 1 é ligado em série com o L VERDE PEDESTRE 1 na saída Negada do U3:B

O Cálculo para obter o valor do resistor é:

RESISTOR VM 1= 6-3,8/0,02= 100ohms

O LED L VERMELHO 2 é ligado em série com o L VERDE PEDESTRE 2 na saída Normal do U3:B

O Cálculo para obter o valor do resistor é:

RESISTOR VM 2= 6-3,8/0,02= 100ohms



A imagem abaixo, nos dá uma ideia de como o circuito deverá ficar.

Circuito Montado no Protoboard.

 

COMPONENTES NECESSÁRIOS

Segue abaixo, lista de componentes necessários para montar o circuito:

01 Capacitor Eletrolítico 22uF
01 Potenciômetro 1KR a 100KR
01 CI 555
01 CI 7474
01 CI 7408
01 Resistor 1KR
06 Resistor 100R
04 Leds de cor Verde
04 Leds de cor Vermelha
02 Leds de cor Amarela

Fonte 6V

CIRCUITO PRONTO

Explicação Básica do Funcionamento do Circuito

A fonte de alimentação do nosso circuito será 4 Pilhas Alcalinas Tamanho AA de 1.5 v ligadas em série, totalizando um total de 6V.

Para gerar o pulso que irá alimentar o clock do Duplo Flip-Flop Tipo D é utilizado um Circuito Integrado do tipo 555 na configuração de astável, onde tem a frequência determinada pelo capacitor eletrolítico de 22uF e pelo resistor de 1kR e potenciometro de1KR a 100KR.

São utilizados dois CIs 4013, denominados U3:A e U3:B, o CI U3:A recebe o pulso de clock gerado pelo 555 e sua saída Negada alimenta a entrada de clock do CI U3:B. Com a utilização destes CIs, não é necessário acrescentar CIs 7404 pois já possuem essa função. As saídas dos CIs 4013 são ligadas aos CIs 7408(função lógica AND) conforme as equações Booleanas obtidas para que o circuito se comporte conforme o esperado.

Saída Luminosa

Porta lógica AND AMARELO 1

É feita a ligação em série dos LEDs  L AMARELO 1 E L VERMELHO PEDESTRE 1.

O Cálculo para obter o valor do resistor é:

RESISTOR AM 1= 6-3,8/0,015=147ohms

Porta lógica AND VERDE 1

É feita a ligação em série dos LEDs  L VERDE 1 E L VERMELHO PEDESTRE 1.

O Cálculo para obter o valor do resistor é:

RESISTOR VD 1= 6-3,8/0,02= 100ohms

Porta lógica AND AMARELO 2

É feita a ligação em série dos LEDs  L AMARELO2 E L VERMELHO PEDESTRE 2.

O Cálculo para obter o valor do resistor é:

RESISTOR AM 2= 6-3,8/0,015= 147ohms

Porta lógica AND VERDE 2

É feita a ligação em série dos LEDs  L VERDE 2 E L VERMELHO PEDESTRE 2.

O Cálculo para obter o valor do resistor é:

RESISTOR VD 2= 6-3,8/0,02= 100ohms

O LED L VERMELHO 1 é ligado em série com o L VERDE PEDESTRE 1 na saída Negada do U3:B

O Cálculo para obter o valor do resistor é:

RESISTOR VM 1= 6-3,8/0,02= 100ohms

O LED L VERMELHO 2 é ligado em série com o L VERDE PEDESTRE 2 na saída Normal do U3:B

O Cálculo para obter o valor do resistor é:

RESISTOR VM 2= 6-3,8/0,02= 100ohms

Esquemático Circuito

Circuito no Proteus

Abaixo segue vídeo do circuito sendo simulado no Software Proteus.

TABELA VERDADE DO PROJETO

Após pensarmos no funcionamento do nosso projeto, obtivemos a seguinte Tabela Verdade.

Tabela Verdade Do Circuito

A seguir, utilizando a Álgebra Booleana, analisamos e montamos as equações mais simplificadas de cada Lâmpada.

Equações Booleanas de Cada Lâmpada.

VERMELHO 1 = Bnegado
AMARELO 1 = AnegadoB
VERDE 1 = AB
VERMELHO 2 = B
AMARELO 2 = AnegadoBnegado
VERDE 2 = ABnegado

CRONOGRAMA

Agosto      2014 - Definição do Tema e Criação do Blog.

Setembro 2014 - Montar a Tabela Verdade Do Projeto, Montar e Simular o Projeto no Proteus.

Outubro    2014 - Comprar os Componentes e Montar o Protótipo no Protoboard.

Novembro 2014 - Montar e Finalizar o Projeto Para a Apresentação.

OBJETIVOS DO PROJETO

A partir do "zero", utilizando o conhecimento adquirido em sala de aula, livros, projetos já realizados por outras pessoas e também com o auxílio do professor para eventuais adversidades, os principais objetivos do grupo é elaborar, executar e postar passo a passo no blog o projeto de dois semáforos ,em pequena escala, que controlam o cruzamento de duas vias. Segue abaixo, figura que representa o esquema do cruzamento das vias.

Cruzamento de duas vias.

 

DEFINIÇÃO DO TEMA DO PROJETO

Apesar de simples, os semáforos apresentam um papel muito importante no controle de tráfego de veículos e pedestres nas pequenas, médias e grandes em quase todo o planeta.

O tema foi escolhido pois todos os integrantes do grupo os vêm diariamente no trânsito de suas cidades o que causou certa curiosidade em saber como eles funcionam e também provocou a todos os integrantes a vontade de projetar um semáforo utilizando dos conhecimentos adquiridos em sala de aula.

Primeiramente, como curiosidade, a história do semáforo.

O Primeiro Semáforo

  

O primeiro semáforo dedicado ao controle de fluxos de veículos, mostrado acima, começou a operar em 10 de Dezembro em 1868, em Londres, no cruzamento das ruas George e Bridge, perto do Parlamento. Foi projetado pelo engenheiro ferroviário J. P. Knight e possuia dois braços que, quando estendidos horizontalmente significavam "Pare" e quando inclinados a 45 graus significavam "Siga com cuidado". À noite, uma lâmpada de gás verde e uma vermelha reforçavam as indicações dos braços. Uma particularidade curiosa é que dispunha de uma campainha que soava instantes antes de cada mudança de permissão de passagem. Entretanto, o equipamento explodiu 23 dias depois de entrar em operação, matando o polical que o estava operando e desincentivando novas invenções nesta área por um bom tempo.

O primeiro semáforo elétrico foi criado, em 1912, por Lester Wire, oficial da polícia de Salt Lake. Era bastante rústico e consistia numa caixa de madeira com uma cobertura inclinada para facilitar o escoamento da chuva e da neve. As lâmpadas eram pintadas de verde e vermelho e sua luz passava através de aberturas circulares feitas na caixa.

Em 1920, um policial de Detroit, chamado William Potts, construiu vários semáforos do tipo verde-amarelo-vermelho. Alguns foram montados no alto de "torres de trânsito" e eram operados manualmente por policiais ali posicionados. Outros foram fixados em cordoalhas sobre a pista. Os semáforos de Potts já eram muito semelhantes aos que conhecemos atualmente. A figura abaixo mostra um semáforo de quatro faces que está exposto no Museu Henry Ford, em Dearborn, Michigan, onde se lê a seguinte explicação:

"O primeiro semáforo do mundo, do tipo verde-amarelo-vermelho, com quatro faces, foi instalado no cruzamento da Avenida Woodward com a Rua Fort, em Detroit, Michigan, no Outubro de 1920. Foi projetado pelo inspetor de polícia William L. Potts. O seu formato é praticamente o mesmo dos semáforos atuais." 

 A imagem e texto foram recolhidos em http://www.sinaldetransito.com.br/curiosidades_foto.php?IDcuriosidade=35&alt .

Significado das cores de um semáforo.

VERDE: Indica que o cruzamento está livre para passagem.

AMARELO: Indica que a passagem está prestes a ser fechada.

VERMELHO: Indica que a passagem pelo cruzamento está impedida.