velocímetro digital
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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 - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
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Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Departamento de Engenharia Elétrica
VELOCÍMETRO DIGITAL
Docente: Luciano Fontes CavalcantiDiscente: Gildenir Soares B. da Silva 2009.2
Instrumentação Eletrônica
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1. ASPECTOS GERAIS1.1 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.
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1.2 Estudo Físico • Comprimento da roda;• Modelar o movimento linear;• Contabilizar os Pulsos Digitais;• Período de Tempo;• Velocidade linear da bicicleta.
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1.2 Estudo Físico • Comprimento da roda (C)
C = π x dC = π x 0,64mC ≈ 2 metros
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1.2 Estudo Físico • Modelar o movimento linear;• Contabilizar os Pulsos Digitais.
1 PULSO DIGITAL → 1 METRO PERCORRIDO PELA BICICLETA
C = 2 metros
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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)
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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
* V(p) = p (km/h)
1 Pulso Digital = 1 metro * Válido apenas para 3,6s
de observação.
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1.3 Planejamento Estratégico
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1.3 Planejamento EstratégicoA) Sinal Habilitador de Pulsos
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1.3 Planejamento EstratégicoB) Habilitador de Pulsos
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1.3 Planejamento EstratégicoC) Sinal do Sensor Magnético
Este sinal será obtido através do sensor magnético, denominado de “Reed-Switch.
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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.
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1.3 Planejamento EstratégicoE) Contadores
Neste caso utilizaremos o contador binário de 4 bits, de referência DM7493AN, disparável à CLOCK.
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1.3 Planejamento EstratégicoF) Registrador
Neste caso utilizaremos como um registrador, o CI SD74LS273, que é um Flip-Flop tipo “D”, com oito entradas e oito saídas.
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1.3 Planejamento EstratégicoG) Decodificador BCD/7SEG
Neste caso iremos utilizar o CI SN74LS47N.
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1.3 Planejamento EstratégicoH) Displays
Utilizaremos dois displays de 7 segmentos.
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1.3 Planejamento EstratégicoI) Porta Inversora
Utilizaremos portas inversoras (74HC04N), de forma a obter os sinais desejados:
Inverter sinais; Defasar sinais; Gerar o pulso de CLEAR.
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1.3 Planejamento EstratégicoJ) 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.
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2. MODELAGEM DOS CONTADORESProjetamos 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
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3. ESQUEMA DE MONTAGEM DO VELOCÍMETRO
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4. IMPLEMENTAÇÃO DO VELOCÍMETRO
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5. CONCLUSÃOEste 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.
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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.
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