PRÁTÍCA 3 – PROJETOS DE CIRCUITOS COMBINACIONAIS

Objetivo:

• Projetar um circuito lógico utilizando uma tabela verdade e o simulador Falstad.
• Montar o circuito lógico projetado com o Falstad no protoboard.
• Comprovar que a saída de um circuito lógico depende única e exclusivamente das combinações entre as variáveis de entrada

Teoria:

Podemos utilizar um circuito lógico combinacional para solucionar problemas em que necessitamos de uma resposta, quando acontecerem determinadas situações, situações estas, representadas pelas variáveis de entrada. Para construirmos estes circuitos, necessitamos de sua expressão característica. Precisamos, então, obter uma expressão que represente uma dada situação. Para que isso ocorra, será preciso obter a tabela verdade desta situação e em seguida levantarmos a expressão.

Tarefa:

1 – Fazer a tabela verdade e encontrar o circuito lógico mais simples que execute o que é pedido:

Elabore um circuito lógico que permita controlar uma bomba para encher uma caixa d’água no alto de um edifício a partir de uma outra, colocada no térreo (também conhecida como cisterna). O circuito deve atuar na bomba e na eletroválvula, ligada a canalização de entrada, através de informações fornecidas pelos eletrodos.

Os sensores A, B e C podem detectar a presença de um nível de água. No caso de haver água, os sensores A, B ou C serão “1”, caso contrário serão “0”.

Por exemplo, no caso de termos A=0, B=1 e C=0, isso indica que existe um nível médio de água na caixa 1 e que a caixa 2 está vazia.

A bomba e a eletroválvula são ativas por “1”. Ou seja, nível lógico alto representa dispositivo ligado e nível lógico baixo representa desligado.

As regras para o funcionamento do circuito lógico são:

• Não se deve ligar a bomba se não houver água na caixa 1 (para evitar que a bomba aqueça).
• Não se deve ligar a bomba ou a eletroválvula caso as caixas estejam no nível máximo, para evitar transbordamento.

Dessa forma, preencha a tabela abaixo:

Agora, usando Mapa de Karnaugh, encontre a expressão lógica que representa a saída da caixa d’água e a saída da eletroválvula:

São dois diferentes mapas, um para bomba e outro para eletroválvula. Você pode fazer o mapa você mesmo e conferir o resultado neste site, ou utilizar esse aplicativo para Android ou Iphone.

Dica: ao preencher os campos abaixo, utilize A\ ou A| para “A barrado”. Utilize “.” para AND e “+” para OR.

Agora, usando o simulador online falstad, monte o seu circuito e veja se funciona corretamente: (caso tenha alguma dificuldade de compreender o que deve ser feito, verifique aqui uma das respostas possíveis para as saídas bomba e eletroválvula usando o simulador).

A próxima etapa é obter chips 7408 (4 portas AND), 7404 (8 portas NOT) e 7432 (4 portas OR). Veja as pinagens abaixo:

Usando os chips de AND, OR e NOT, monte o circuito que você projetou usando o simulador. Não se esqueça de alimentar todos os chips. Todos os pinos 7 dos chips utilizados devem estar para massa (negativo da fonte) e todos os pinos 14 devem estar para VCC (+5V).

Essa é uma sugestão da montagem inicial que você deve fazer. Use apenas os chips necessários de acordo com o seu projeto:

Esse é uma montagem de exemplo considerando que as expressão para a eletroválvula é Ā e para a bomba é BC̅. Isso pode variar de acordo com a tabela que foi preenchida, não havendo apenas uma solução possível. (Perceba que o chip de OR não foi utilizado nesse caso).