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Disponibilizando componentes e evitando circuitos perigosos Como criar um laboratório para ensino de eletrônica com acesso remoto Part 3.

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1 Disponibilizando componentes e evitando circuitos perigosos Como criar um laboratório para ensino de eletrônica com acesso remoto Part 3

2 Esboço Disponibilizando componentes físicos para experimentos remotos Assegurando que apenas circuitos inofensivos possam ser ativados Experimentos avançados Sumário

3 Manipulação de componentes e verificação do circuito Em um Laboratório local o instrutor disponibiliza para cada bancada de trabalho um conjunto de componentes para serem utilizados durante a sessão de laboratório Durante a sessão de laboratório é permitido aos estudantes ativarem a fonte de tensão apenas após o instrutor verificar que os circuitos montados são inofensivos.

4 Manipulação de componentes e verificação do circuito no laboratório O instrutor do laboratório instala o conjunto de componentes na matriz de comutação para a sessão de laboratório. O estudante pode somente utilizar o conjunto pertencente à sessão à qual está registrado. Antes de um circuito ser ativado, este é verificado por um instrutor virtual que utiliza regras escritas pelo professor.

5 Componentes utilizados nos exercícios de laboratório são instalados na matriz Componentes para os estudantes

6 Preparação do Laboratório em três passos O instrutor instala na matriz os componentes listados no manual de instruções do laboratório necessários para àquele exercício. Os professores criam regras para o instrutor virtual para cada experimento de laboratório. Cabe também aos professores o cuidado para que o conjunto correto de componentes seja mostrado na caixa de componentes localizada acima da matriz de contados (protoboard) virtual.

7 O circuito é montado na matriz de comutação obedecendo-se as conexões feitas na protoboard virtual XML, TCP/IP, porta 2324 Computador do Cliente Servidor de Equipamentos Protoboard VirtualMatrix de Comutação O procedimento para se criar um circuito na matriz imita como o estudante conecta um circuito em uma protoboard real

8 Matriz de Contatos (protoboard) Possível nó de um circuito

9 Placa para componentes da matriz ICBL Grupo de 6 pinos interconectados para formarem um possível nó Conector de nós Soquete de 20 pinos para componentes com mais de dois pinos Um componente com apenas dois pinos Relés de dois polos Relés de um único polo

10 Parte do lay out da placa de componentes Os nós são denominados A – I e 0 Os outros condutores nos nós são denominados X1 – X6 e COM. Eles são usados para conexão com a fonte e para futura expansão da matriz Número do relé

11 Documentação da configuração da matriz (Component List) Todos os compenentes instalados na matriz são salvos em uma lista chamada Lista de Componentes (component.list) As fontes também são salvas na lista Conjuntos de componentes para várias sessões de laboratório podem estar online se a matriz possuir mais de uma placa de componentes O driver da matriz, Circuit Builder, utiliza a lista de componentes para associar os nós de um componente com o número de um relé

12 Uma parte da Lista de Componentes *This is commentNúmeros dos pinos * Kort OP_4_10:4_11:4_13 NC B D G NC C F NC uA741 R_4_9 A B1.6k R_4_8 B C 1.6k O texto em vermelho não faz parte da lista. Ele mostra apenas a orden dos pinos para componentes com mais de dois pinos. NC significa não conectado. Número da placa Esses três componentes são instalados na placa 4

13 Conexões possíveis para o mutímetro digital e osciloscópio A placa do multímetro digital possui duas entradas, uma para medir-se tensão e resistência e uma para medida de corrente. Cada uma dessas entradas pode ser conectada a qualquer um dos nós A – I ou 0 para realizar-se medições diferenciais. O terminal terra de ambos os canais do osciloscópio são conectados ao nó 0. Os outros terminais podem ser conectados a qualquer um dos nós A – I ou 0.

14 Conexão do multímetro digital, osciloscópio e fontes de tensão Placa da Fonte Placa do oscl. Placa do Multímetro

15 Conexão das diversas fontes O gerador de função pode ser conectado ao nó A. O terminal de referência é permanentemente conectado ao nó 0 A fonte de tensão diferencial pode conectar-se à X2, X3. O terminal comum é permanentemente conectado ao COM A fonte de tensão nao diferencial pode conectar-se a X1 e seu outro terminal é permanentemente conectado ao nó 0. O número da placa da fonte é sempre 24

16 As conexões da fonte são listadas na lista de componentes Uma parte da lista de componentes: * Fonte de tensao * Placa 24 é a placa da fonte VDC+25V_24_4:4_5F VDC+25V_24_4:4_3 D VDC-25V_24_5:4_4 G VDC+6V_24_3:4_7 A VDCCOM_24_2 0 * Gerador de Funcao VFGENA_24_1A A 0 B COM C X1 D X2 E X3 F X4 G

17 Circuito criado se todos os componentes instalados forem conectados

18 Preparativos do Professor Todos os componentes necessários para uma sessão de laboratório devem estar online Deve ser possível conectá-los de modo que os circuitos dos exercícios de laboratório possam ser montados. Deve-se também possibilitar a realização de erros não nocivos ao equipamento.

19 Maneiras para se evitar circuitos perigosos É possível limitar a máxima tensão ou corrente permitida para a saída das fontes. Os níveis de impedância das malhas possíveis de serem criadas podem ser controladas.

20 O professor especifica as regras em Max Lists que mostram todas as conexões permitidas Por exemplo, omite-se a última linha se não for permitido ao estudante curto-circuitar a saída do AMP OP. VFGENA_1 A 0max:5 VDC+25V_1 F vmax:15 imax:0.5 VDC-25V_2 G vmax:-15 imax:0.5 VDCCOM_1 0 OP_1 nc1 B D G nc5 C F nc8uA741 R_R1 A B1k R_R2 A B1.6k R_R3 A B10k R_R4 B C 1k R_R5 B C 1.6k R_R6 B C 10k R_R7 0 B 1k R_R8 0 B10k JUMPERLEAD_S1A B JUMPERLEAD_S2A D JUMPERLEAD_S3B C JUMPERLEAD_S40 D JUMPERLEAD_S50 C

21 Uma regra especial para medidas de corrente com o multímetro digital O multímetro digital quando medindo corrente está em modo de baixa impedância e deve apenas substituir um jumper Se você quiser medir, por exemplo, a corrente de curto circuito do amp. op. Este jumper deve ser instalado

22 Uso Avançado A bancada de trabalho pode ser utilizada para se fazer medições em uma PCB ou outro circuito pré-montado com até 10 pontos de teste. É possível também incluir componentes da caixa de componentes e usar as fontes de tensão Os preparativos realizados pelo professor são os mesmos. Entretanto, o circuito fixo deve ser definido como um novo componente.

23 Exemplo de um circuito pré-montado definido como um CI de 16 pinos

24 Conectando um circuito externo na matriz de comutação

25 Incluindo o circuito na Lista de Componentes OP_2_8:2_9:2_10nc1 A nc3 nc4 G nc6 nc7 nc8 nc9 C nc11 nc12 F D B nc16 int1 R_1_2 B C1.6k R_2_2 B C 10k R_1_9 B C 1k R_2_11 B C 120k R_1_1 B C 4.02k

26 Criando uma Max List VFGENA_1 A max:5 VDC+25V_1 Fvmax:15 imax:0.5 VDC-25V_2 Gvmax:-15 imax:0.5 VDCCOM_1 0 OP_2_8:2_9:2_10 nc1 A nc3 nc4 G nc6 nc7 nc8 nc9 C nc11 nc12 F D B nc16int1 R_R1 B C 1.6k R_R2 B C 10k R_R3 B C 1k R_R4 B C 120k R_R5 B C 4.02k

27 Mostrando o circuito e os componentes extras na caixa de componentes

28 Sumário da Terceira Parte

29 Sumário do Tutorial O laboratório VISIR é um aperfeiçoamento de um laboratório local O software desenvolvido em aproximadamente 20 homens-ano de trabalho está publicado e você está convidado a juntar-se ao grupo VISIR e contribuir com o projeto O objetivo é formar engenheiros com uma sólida e bem documentada experiência em laboratório sem que isso aumente o custo por estudante para as universidades


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