Bancada Modular Didática Para Estudos de Controladores Lógicos Programáveis DLB CLP642 Apresentação dos Módulos Preparado por: Eng. Arsonval Fleury.

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1 Bancada Modular Didática Para Estudos de Controladores Lógicos Programáveis DLB CLP642 Apresentação dos Módulos Preparado por: Eng. Arsonval Fleury

2 Conjunto de Módulos da Painel

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4 Módulos Disjuntor e Fonte de Alimentação Disjuntor de proteção. Sinaleiro Alimentação e saída de força 220Vac Disjuntor de proteção. Sinaleiro Alimentação e saída de força 220Vac Composto por 3 fontes de alimentação independentes com proteção contra inversão de polos e sobrecorrente. Uma saída fixa de 12 Vcc – 1 A máximo Uma saída fixa de 24 Vcc - 1 A máximo Uma saída variável com medidor de 0 a 24 Vcc 1 A máxima. Composto por 3 fontes de alimentação independentes com proteção contra inversão de polos e sobrecorrente. Uma saída fixa de 12 Vcc – 1 A máximo Uma saída fixa de 24 Vcc - 1 A máximo Uma saída variável com medidor de 0 a 24 Vcc 1 A máxima.

5 Módulos de Chaves Retentoras, Pulsadoras e BCD Composto por: 4 chaves de contato NA/NF com retenção 4 Chaves de contato NA/NF Pulsadoras. Composto por: 4 chaves de contato NA/NF com retenção 4 Chaves de contato NA/NF Pulsadoras. Composto por: 8 chaves de contato NA/NF com retenção Composto por: 8 chaves de contato NA/NF com retenção Duas unidades de módulo de chave BCD para simulação de sinais de entrada composto por 1 chave tipo THUMBWEEL BCD

6 Módulos de LEDs, Potenciômetro Linear e Voltímetro e Amperímetro Módulo com 8 leds para indicação luminosa de sinais de saída digital. Pode ser usado em configuração NPN ou PNP para operação em 24 Vcc. Potenciômetros lineares para geração de sinais analógicos. Módulo voltímetro e amperímetro que permite a medição de 2 sinais analógicos simultaneamente. Corrente de 4 a 20 mA. Tensão de 0 a 10 VDC. Módulo voltímetro e amperímetro que permite a medição de 2 sinais analógicos simultaneamente. Corrente de 4 a 20 mA. Tensão de 0 a 10 VDC.

7 Módulos de conversão A/D e D/A Conversor A / D de 4 bits, com entrada de sinal analógico de 0 a 10 VDC (ajustável) ou corrente de 0 a 20 mA e saída de 4 bits em 24 Vcc. Conversor D / A de 4 bits de entrada com saída de sinal analógico de 0 a 10 VDC (ajustável) ou saída de corrente de 0 a 20 mA.

8 Módulos Motor DC e Motor de Passo Módulo motor DC com controle analógico de velocidade e medida de rotação por sensor ótico com disco para 50 pulsos por volta. Módulo para estudo de acionamento do motor de passo, com driver eletrônico de 4 bits e indicação luminosa dos pulsos

9 Conhecendo os Módulos

10 Configuração Inicial Ligue o disjuntor em uma entrada 220VAC. Conecte a fonte de alimentação ao disjuntor. Com um voltímetro verifique a tensão de entrada. Ligue o disjuntor. Verifique a correta operação das fontes de alimentação com um voltímetro na escala DC. Ligue o disjuntor em uma entrada 220VAC. Conecte a fonte de alimentação ao disjuntor. Com um voltímetro verifique a tensão de entrada. Ligue o disjuntor. Verifique a correta operação das fontes de alimentação com um voltímetro na escala DC.

11 1 - Chaves & LEDs

12 Análise do Painel de Chaves Temos dois conjuntos de quatro chaves com retenção. Note que existe uma ligação comum para cada grupo de chaves. O desenho esquemático representa a condição da chave “em repouso”. Para definir a posição de repouso das chaves verifique com um multímetro para qual posição da chave os pontos 1 e 2 estão fechados. Confirme que esta posição deve corresponde à chave “para cima”. Temos dois conjuntos de quatro chaves com retenção. Note que existe uma ligação comum para cada grupo de chaves. O desenho esquemático representa a condição da chave “em repouso”. Para definir a posição de repouso das chaves verifique com um multímetro para qual posição da chave os pontos 1 e 2 estão fechados. Confirme que esta posição deve corresponde à chave “para cima”. 1 2

13 Análise do Painel de Chaves Se ligarmos o ponto comum de um dos conjuntos a 0 V (terra) as chaves deste conjunto irão aterrar a entrada que estiver conectada, ou seja, teremos lógica negativa. Se ligarmos a 24 V as chaves fornecerão 24 V a entrada que estiver conectada, ou seja, teremos lógica positiva. Se ligarmos o ponto comum de um dos conjuntos a 0 V (terra) as chaves deste conjunto irão aterrar a entrada que estiver conectada, ou seja, teremos lógica negativa. Se ligarmos a 24 V as chaves fornecerão 24 V a entrada que estiver conectada, ou seja, teremos lógica positiva.

14 Análise do Painel de LEDs 24 V Resistor Limitador Considerando uma corrente de alimentação de 5 mA e uma tensão de condução do diodo de 1,8 V temos: R = VCC – Vcond./Id R = 24-1,8/0,005 R = 4400 Ω Valor comercial 4K7 Ω Corrente resultante: Id = 24-1,8/4700 = 4,72 mA Considerando uma corrente de alimentação de 5 mA e uma tensão de condução do diodo de 1,8 V temos: R = VCC – Vcond./Id R = 24-1,8/0,005 R = 4400 Ω Valor comercial 4K7 Ω Corrente resultante: Id = 24-1,8/4700 = 4,72 mA

15 Análise do Painel de LEDs Lógica Positiva. O sinal é Positivo e o catodo é aterrado. Lógica Positiva. O sinal é Positivo e o catodo é aterrado. Lógica Negativa. O sinal é tem tensão zero e o anodo é aterrado. Lógica Negativa. O sinal é tem tensão zero e o anodo é aterrado.

16 Verificando os valores Selecione um módulo de LEDs. Leia o valor do resistor de polarização utilizado. Meça com um multímetro o valor do resistor. Alimente o LED com 24V. Com cuidado meça as tenções no resistor e LED. Calcule a corrente que esta passado pelo LED. Com cuidado meça esta corrente com o multímetro. Selecione um módulo de LEDs. Leia o valor do resistor de polarização utilizado. Meça com um multímetro o valor do resistor. Alimente o LED com 24V. Com cuidado meça as tenções no resistor e LED. Calcule a corrente que esta passado pelo LED. Com cuidado meça esta corrente com o multímetro.

17 Exercício 1 - Proposição Selecione e instale no painel um módulo com 8 chaves retentivas. Selecione e instale no painel um módulo de LEDs. Interligue dois LEDs com lógica Negativa em duas chaves, uma configurada NA e a outra configurada NF. Idem com lógica Positiva dos LEDs. Selecione e instale no painel um módulo com 8 chaves retentivas. Selecione e instale no painel um módulo de LEDs. Interligue dois LEDs com lógica Negativa em duas chaves, uma configurada NA e a outra configurada NF. Idem com lógica Positiva dos LEDs.

18 Exercício 1 - Resolução Lógica Positiva e Polarização Negativa dos LEDs Chave Normalmente Aberta e Normalmente Fechada Lógica Positiva e Polarização Negativa dos LEDs Chave Normalmente Aberta e Normalmente Fechada

19 2 – Chave Binary Coded Decimal BCD significa Binary Coded Decimal, em português, Decimal Codificado em Binário. Esta chave é composta de quatro chaves ligadas em paralelo com um ponto comum. Uma chave rotativa apresenta os algarismos de 0 a 9. Para cada algarismo selecionado as chaves são ligadas para representar o valor binário do algarismo. Por exemplo, selecionando-se o algarismo 6 as chaves 4 e 2 são ligadas resultando em 4X1+2x1 = 6. BCD significa Binary Coded Decimal, em português, Decimal Codificado em Binário. Esta chave é composta de quatro chaves ligadas em paralelo com um ponto comum. Uma chave rotativa apresenta os algarismos de 0 a 9. Para cada algarismo selecionado as chaves são ligadas para representar o valor binário do algarismo. Por exemplo, selecionando-se o algarismo 6 as chaves 4 e 2 são ligadas resultando em 4X1+2x1 = 6.

20 Verificando a operação da chave. Selecione um módulo BCD. Utilizando um multímetro meça a continuidade entre o ponto comum e os pinos de saída verificando a codificação BCD. Entenda que quando o pino marcado com 0 estiver conectado deve-se somar 1. Selecione um módulo BCD. Utilizando um multímetro meça a continuidade entre o ponto comum e os pinos de saída verificando a codificação BCD. Entenda que quando o pino marcado com 0 estiver conectado deve-se somar 1.

21 Exercício 2 – Chave BCD & LEDs Selecione e instale no painel o módulo BCD e um módulo de LEDs. Ligue os quatro LEDs em lógica positiva nas Saídas 1, 2, 4 e 8 do módulo BCD. Complete as outas ligações. Monte a tabela de operação da chave BCD. Selecione e instale no painel o módulo BCD e um módulo de LEDs. Ligue os quatro LEDs em lógica positiva nas Saídas 1, 2, 4 e 8 do módulo BCD. Complete as outas ligações. Monte a tabela de operação da chave BCD.

22 2 – Chave Binary Coded Decimal Nr.8421 00000 10001 20010 30011 40100 50101 60110 70111 81000 91001 LED Apagado = 0 LED Aceso = 1

23 3 – Módulo D/A e Módulo Medidor Instale no Painel o módulo D/A, um módulo de chaves e o módulo medidor. Interligue quatro chaves na entrada do módulo D/A e o módulo medidor nas duas saídas analógicas do módulo medidor. Ligue todas as chaves e ajuste a tensão de saída para 10 V. Monte a tabela de conversão Digital para analógica em tensão e corrente. Instale no Painel o módulo D/A, um módulo de chaves e o módulo medidor. Interligue quatro chaves na entrada do módulo D/A e o módulo medidor nas duas saídas analógicas do módulo medidor. Ligue todas as chaves e ajuste a tensão de saída para 10 V. Monte a tabela de conversão Digital para analógica em tensão e corrente.

24 3 – Módulo D/A e Módulo Medidor Monte uma tabela com os dezesseis valores digitais de entrada e os valores de tensão e corrente resultantes.

25 4 – Módulo D/A e Módulo A/D Instale no Painel um módulo de chaves, o módulo D/A, e o módulo A/D. Interligue quatro chaves na entrada do módulo D/A. Ajuste a saída analógica em tensão para 10 V para todas as chaves ligadas. Interligue a saída analógica em volts com a entrada analógica em volts do módulo A/D mantendo todas as chaves ligadas. Ajuste o A/D para que todos os LED acendam. Teste a conversão D/A A/D para os 16 valores digitais possíveis. Instale no Painel um módulo de chaves, o módulo D/A, e o módulo A/D. Interligue quatro chaves na entrada do módulo D/A. Ajuste a saída analógica em tensão para 10 V para todas as chaves ligadas. Interligue a saída analógica em volts com a entrada analógica em volts do módulo A/D mantendo todas as chaves ligadas. Ajuste o A/D para que todos os LED acendam. Teste a conversão D/A A/D para os 16 valores digitais possíveis.

26 4 – Módulo D/A e Módulo A/D Verifique a correspondência da entrada e saída para os dezesseis valores digitais de entrada.

27 5 – Potenciômetro Linear e Módulo A/D Instale no Painel o módulo de resistores lineares e o módulo A/D. Ligue um dos potenciômetros lineares à fonte regulada. Ajuste a saída da fonte para 10 V. Ligue a entrada analógica em volts do módulo A/D ao centro do potenciômetro e ao terra. Verifique a conversão A/D ao girar o potenciômetro. Instale no Painel o módulo de resistores lineares e o módulo A/D. Ligue um dos potenciômetros lineares à fonte regulada. Ajuste a saída da fonte para 10 V. Ligue a entrada analógica em volts do módulo A/D ao centro do potenciômetro e ao terra. Verifique a conversão A/D ao girar o potenciômetro.

28 5 – Potenciômetro Linear e Módulo A/D Verifique a geração da sequência binária. A atividade pode ser implementada utilizando o módulo medidor para montar a tabela Tensão de Entrada X Tabela Digital Verifique a geração da sequência binária. A atividade pode ser implementada utilizando o módulo medidor para montar a tabela Tensão de Entrada X Tabela Digital

29 6 – módulo D/A e Motor DC Instale no Painel um módulo de chaves, o módulo D/A, e o módulo motor DC. Interligue quatro chaves na entrada do módulo D/A. Ajuste a saída analógica em tensão para 10 V para todas as chaves ligadas. Desligue todas as chaves. Interligue a saída analógica em volts com a entrada analógica em volts do módulo do motor DC. Se possível meça com um osciloscópio a frequência do sinal gerado pelo transdutor de óptico. Monte uma tabela com os valores digitais de entrada, a frequência medida e uma coluna para RPM que será calculada. Considerando que são gerados 50 pulsos por volta, calcule a RPM do motor e complete a tabela. Instale no Painel um módulo de chaves, o módulo D/A, e o módulo motor DC. Interligue quatro chaves na entrada do módulo D/A. Ajuste a saída analógica em tensão para 10 V para todas as chaves ligadas. Desligue todas as chaves. Interligue a saída analógica em volts com a entrada analógica em volts do módulo do motor DC. Se possível meça com um osciloscópio a frequência do sinal gerado pelo transdutor de óptico. Monte uma tabela com os valores digitais de entrada, a frequência medida e uma coluna para RPM que será calculada. Considerando que são gerados 50 pulsos por volta, calcule a RPM do motor e complete a tabela.

30 6 – módulo D/A e Motor DC Use um osciloscópio para medir a frequência do sinal. Monte uma tabela para os dezesseis valores de entrada. Use um osciloscópio para medir a frequência do sinal. Monte uma tabela para os dezesseis valores de entrada.

31 7 – Módulo Motor de Passo É composto por um motor de passo unipolar, com um circuito integrado composto de Transistores Darlington. Esquema simplificado da ligação dos transistores.

32 Conjunto de transistores Diagrama do conjunto de transistores Darlington. Cada bobina é energizada através de um transistor em montagem Darlington para permitir uma alimentação de potencia das bobinas e diminuir a corrente de saída do circuito de comando

33 Operação do Motor de Passo Operação no modo passo inteiro. As bobinas são energizadas uma a uma em uma determinada sequência. Considerando nosso módulo devemos energizar na ordem A, B, A traço e B traço. Operação no modo passo inteiro. As bobinas são energizadas uma a uma em uma determinada sequência. Considerando nosso módulo devemos energizar na ordem A, B, A traço e B traço.

34 Passo Inteiro Sequência ilustrativa da operação em passo inteiro.

35 Operação do Motor de Passo Operação no modo meio passo. A sequência está mostrada ao lado. Considerando nosso módulo devemos energizar na ordem: A e B, B, B e A traço, A traço, A traço e B traço, B traço, B traço e A, A. Operação no modo meio passo. A sequência está mostrada ao lado. Considerando nosso módulo devemos energizar na ordem: A e B, B, B e A traço, A traço, A traço e B traço, B traço, B traço e A, A. A B Atr Btr

36 Meio Passo Sequência ilustrativa da operação em meio passo.

37 Exercício com Motor de Passo

38 7 – Módulo Motor de Passo Operando as chaves na sequência 0, 1 2 e 3 o motor deverá girar no sentido horário com comando de passo inteiro. Na ordem inversa, 3, 2, 1 e 0 o motor deverá girar no sentido anti-horário com comando de passo inteiro. Considerando a tabela de meio passo, acione as chaves de modo a obter esta operação. A e B, B, B e A traço, A traço, A traço e B traço, B traço, B traço e A, A. Operando as chaves na sequência 0, 1 2 e 3 o motor deverá girar no sentido horário com comando de passo inteiro. Na ordem inversa, 3, 2, 1 e 0 o motor deverá girar no sentido anti-horário com comando de passo inteiro. Considerando a tabela de meio passo, acione as chaves de modo a obter esta operação. A e B, B, B e A traço, A traço, A traço e B traço, B traço, B traço e A, A.

39 Dúvidas e Conclusões