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Lab 1: Transistores / CI

Esse laboratório tem como objetivo trabalhar com os conceitos básicos de portas lógicas realizadas a base de transistores e também trabalhar com componentes integrados (CI).

Existem basicamente três níveis de simulação de componentes eletrônicos: a primeira, puramente lógica utiliza de portas lógicas "ideais" (https://simulator.io/board). Um simulador mais preciso irá utilizar transistores para a implementação dessas portas lógicas porém não leva em consideração todos os fatores físicos-eletrônicos dos componentes (http://falstad.com/circuit/). Já um simulador que leva em consideração as propriedades dos componentes é chamado de SPICE e irá gerar uma simulação mais precisa em termos físicos do circuito original (http://circuitlab.com).

Usaremos o carrinho da figura:

Parte 1

Escolha um dos quatro bumpers do carrinho.

Monte um circuito em que um LED acenda caso o bumper seja apertado.

Para isso, o primeiro passo seria converter o aperto do botão em sinal elétrico. Podemos usar um resistor como pull-up ou pull-down, conforme mostrado na figura.

O passo seguinte seria implementar a lógica. Neste caso, utilize um resistor de pull-up e um inversor (CI CD 4007) para acionar o circuito.

O que ocorre se for usado um resistor de pull-down no mesmo circuito?

Parte 2

Escolha dois dos quatro bumpers do carrinho.

Monte um circuito em que um LED acenda SE E SOMENTE SE os dois forem apertados simultaneamente.

Selecione o resistor de pull-up ou pull-down e monte a lógica adequada.

Parte 3

Agora iremos usar os quatro bumpers do carrinho.

Monte um circuito com dois LEDs. O primeiro deve acender SE E SOMENTE SE todos os bumpers forem apertados simultaneamente. O segundo deve acender SE E SOMENTE SE nenhum bumper for apertado.

Selecione o resistor de pull-up ou pull-down e monte a lógica adequada.

Praticando no papel

Questão extraída do EXAME NACIONAL DE DESEMPENHO DOS ESTUDANTES 2014

Um processo monitora três parâmetros para controle de qualidade: A, B, C. Cada parâmetro possui um valor na decisão final da qualidade. A existência do parâmetro A pesa 30% na decisão final, enquanto os parâmetros B e C pesam 30% e 40%, respectivamente. O grau de aprovação do processo é dado pela soma dos percentuais desses três parâmetros. O produto gerado pelo processo é considerado aprovado, caso o grau de qualidade seja superior ou igual a 60%, e reprovado, se o grau de qualidade for inferior ou igual a 30%.

Caso o grau de qualidade esteja entre 30% e 60%, a decisão de aprovação ou reprovação é indiferente. Por exemplo, se um produto apresentar os parâmetros A e B, terá grau de qualidade de 30%+30% = 60%, levando à sua aprovação.

Com base na situação descrita, projete um circuito lógico com o menor número possível de portas lógicas, para determinar a aprovação ou não do produto de acordo com a presença de seus parâmetros. As entradas do circuito serão os sinais A, B,C, e a saída será um sinal Z. Para atingir esse objetivo, faça o que se pede nos itens a seguir.

  1. Monte uma tabela verdade do sistema com a formação A, B, C. (valor: 4,0 pontos)
  2. Desenhe o circuito final otimizado utilizando portas lógicas. (valor: 6,0 pontos)
  3. (extra, não tinha no enade) Implemente a lógica encontrada com CIs da família 74xx