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SISTEMAS DE GERENCIAMENTO I

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Apresentação em tema: "SISTEMAS DE GERENCIAMENTO I"— Transcrição da apresentação:

1 SISTEMAS DE GERENCIAMENTO I
DISCIPLINA SISTEMAS DE GERENCIAMENTO I EEA102 Prof. Edson Prof. Edson-2012

2 Objetivos Específicos da Aula: - Histórico da EEC
Representações do Mundo Leitura de Sinais Digitais. (Cap. 4 do Milhor e tomar notas da aula) Ruído (Bosch 25 ed pag. 102) Aquisição de sinais Analógicos (Bosch 25 ed pag. 102) Conversão A/D (Tomar notas das aulas) Prof. Edson-2012

3 Prof. Edson-2012

4 Prof. Edson-2012

5 Prof. Edson-2012

6 Electronic Engine Control (EEC)
Primeiro projeto nasceu em 1978 com uma parceria entre a Intel e a Ford. EEC – I Controlava a ignição, Válvula de Recirculação dos Gases (1978) EEC – II Realimentação através do Lambda (1979) EEC – III Controle Central da Injeção (1983) EEC – IV Controle Central mais OBD I (1984) EEC – V OBD II (1994) EEC – VI CAN A EEC-IV foi desenvolvida em 1978 e aplicada inicialmente em 1983 no Ford Escort 1.6L. Prof. Edson-2012 6 6

7 Vista Externo e Interno de um EEC-IV
A EEC somente avalia o sensor de posição do comando de válvulas através do sinal Hall do distribuidor. Contudo, modelos multiponto, inicialmente utilizavam a alimentação sequêncial (SEFI – Sequencial Electronic Fuel Injection) valendo-se do sinal do dente mais curto do distribuidor para detectar o primeiro cilindro. Prof. Edson-2012

8 EEC-IV Brasil Ford-Zetec
Prof. Edson-2012

9 EEC-V Brasil - Multiponto
Intel 8065 Prof. Edson-2012 9 9

10 EEC-IV Brasil - Multiponto
Prof. Edson-2012 10 10

11 Arquitetura da CPU 8061 Intel (PLCC de 60 pinos)
Prof. Edson-2012

12 Arquitetura da CPU 8061 Intel
256 Bytes de RAM A/D 13 canais e 10 bits de resolução 8 entradas de alta velocidade Saídas de alta velocidade Coprocessadores para HSI e HSO RALU = Register Arithmetic Unit Prof. Edson-2012

13 Mapa de Memória Prof. Edson-2012

14 Conexões para Partida Relé Principal C9C Relé da Bomba C9 Bobina KAPWR
FP-Fuel Pump Prof. Edson-2012

15 Arquitetura da EEC-IV com o GOL-95
FPM = Fuel Pump Monitor ACT = Air Charge Temperature MAP = Manifold Absolute Pressure VREF = Voltage Reference TPS = Throttle Position Sensor ECT = Engine Coolant Temperature INJ = Injection Valve ISC = Idle Speed Control Relé da Bomba 11 FPM 29  49 GND  INJ 59 25 ACT ACT 46 GND ECU 45 MAP MAP 26 VREF 47 TPS ISC-A 13 ISC-B 14 ISC-C 31 ISC-D 32 7 ECT ECT 46 GND Prof. Edson-2012 Arquitetura da EEC-IV com o GOL-95

16 Arquitetura da EEC-IV com o GOL-95
PIP = Profile Ignition Pickup IGN = Ignition System Module IDM = Ignition Diagnostic Module WAC = WOT A/C cut-off WOT = Wide Open Throttle A/C = Air Conditioning PSPS = Power Steering Pressure Switch VSS = Vehicle Speed Sensor KAPWR = Keep Alive Power SPOUT = Spark Output Signal CANP = Canister Purge Solenoid Chave de Ignição PSPS Bobina 3 VSS CANP 31 ECU 2 PIP IGN 1 16 GND 4 SPOUT 4 IDM WAC 54 1 KAPWR GND 37 VPWR 57 Prof. Edson-2012 Arquitetura da EEC-IV com o GOL-95

17 Vista Explodida da TBI FORD
1- Vista explodida do corpo do conjunto injetor 2 – Componentes do Regulador de Pressão 3 – Conector de entrada do combustível 4 – ACT (Air Charge Temperature) 5 – Válvula Borboleta 6 – TPS (Throttle Position Sensor) 7 – Fiação do Bico Injetor Prof. Edson

18 TBI do GOL Prof. Edson-2012

19 MAP do GOL Prof. Edson-2012

20 Conector de 60 Pinos Prof. Edson-2012

21 Mundo Sensor Condicionamento A/D Decisão Atuação Análise Processamento
Representação do Mundo e Atuação no Mundo Mundo Sensor Condicionamento A/D Decisão Atuação Análise Processamento Prof. Edson-2012

22 Um sinal é uma relação entre dois parâmetros, tais como tensão e tempo
Um sinal é uma relação entre dois parâmetros, tais como tensão e tempo. Se os dois parâmetros podem ter valores contínuos em uma faixa de valores, dizemos que o sinal é considerado contínuo. Contudo, para um sinal ser processado digitalmente é necessário digitalizá-lo e neste processo o sinal passa de tempo contínuo para tempo discreto. Prof. Edson-2012 Digital Signal Processing, Steven W. Smith, Caltech, 1999.

23 Uma ECU para funcionar adequadamente necessita ser alimentada por sinais vindos de diversos sensores. Contudo, os sinais dos sensores nem sempre são adequados para serem aplicados diretamente às entradas de um microprocessador ou micro-controlador. Por isto, é necessário um trabalho de condicionamento do sinal para ajustar o nível de tensão, impedância, reduzir ruído, etc. Esta parte da disciplina vai tratar sobre o Condicionamento e Processamento de Sinais. Prof. Edson-2012

24 Entrada típica de uma porta TTL
Prof. Edson-2012 Projetos com Circuitos Integrados TTL, Texas Instruments, 1971.

25 Curva de transferência típica de uma porta TTL
Prof. Edson-2012 Projetos com Circuitos Integrados TTL, Texas Instruments, 1971.

26 Porém, os sinais que vem do campo não estão adaptados
Prof. Edson-2012 Projeto de Computadores Digitais, Edson Fregni e Glen Langdon, 2ed, 1977

27 O problema do circuito da página anterior é o efeito causado pelos contatos metálicos. Como os contatos “pulam” durante a comutação ou descomutação, eles produzem um transiente que denominado Bounce Time. Portanto, devemos projetar circuitos que evitem esse problema. Prof. Edson-2012 Projeto de Computadores Digitais, Edson Fregni e Glen Langdon, 2ed, 1977

28 Cópia das páginas para estudo.
Prof. Edson-2012 Projeto de Computadores Digitais, Edson Fregni e Glen Langdon, 2ed, 1977

29 Cópia das páginas para estudo.
Prof. Edson-2012 Projeto de Computadores Digitais, Edson Fregni e Glen Langdon, 2ed, 1977

30 Cópia das páginas para estudo.
Prof. Edson-2012 Projeto de Computadores Digitais, Edson Fregni e Glen Langdon, 2ed, 1977

31 Projetos com Circuitos Integrados TTL, Texas Instruments, 1971.
Considerações sobre o ruído Prof. Edson-2012 Projetos com Circuitos Integrados TTL, Texas Instruments, 1971.

32 Projetos com Circuitos Integrados TTL, Texas Instruments, 1971.
Classificação dos ruídos, origem e possível solução Prof. Edson-2012 Projetos com Circuitos Integrados TTL, Texas Instruments, 1971.

33 Com isolação Galvânica
Alguns modelos de circuitos de acoplamento (Discutir os modelos) Circuitos de grampeamento Com isolação Galvânica Direto Prof. Edson-2012

34 Entradas Digitais Básicas de uma ECU Bosch
Sinais de entrada com referência à Terra ou VCC. Prof. Edson-2012

35 Entradas Digitais Básicas de uma ECU Bosch
Sinais de entrada com referência à Terra ou VCC. Prof. Edson-2012

36 Entradas Analógica Sinais de entrada com referência à Terra ou VCC.
Prof. Edson-2012

37 Entradas Digitais Básicas de uma ECU EEC-IV Ford
Sinais de entrada com referência à Terra ou VCC. Prof. Edson-2012

38 Entradas Analógicas Básicas de uma ECU EEC-IV Ford
Prof. Edson-2012

39 Prof. Edson-2012 Luiz Carlos Passarini – USP São Carlos

40 Prof. Edson-2012 Luiz Carlos Passarini – USP São Carlos

41 Prof. Edson-2012 Luiz Carlos Passarini – USP São Carlos

42 Prof. Edson-2012

43 Arquitetura básica de um pino do grupo RA
Prof. Edson-2012

44 PIC 16F877A Prof. Edson-2012

45 Objetivos Específicos da Aula:
Analise Espectral do Sinal Amostrado (Smith, Cap. 3, pag 35-44) Filtros Passivos (Boylestad, Cap ed. , pag ) Resposta RC para Transientes (Boylestad, Cap ed. , pag ) Amplificadores Operacionais. (Notas de aula do Prof. Edson, 1983) Circuito da Injeção Eletrônica O livro The Scientist and Engineer's Guide to Digital Signal Processing By Steven W. Smith, Ph.D. ser obtido por capítulos, gratuitamente em Prof. Edson-2012

46 Lista de Exercícios 1 (Entrega no dia 30/03/2012)
Montar um programa no Projeto ECU com PIC que leia um botão e incremente um contador interno de 8 bits. A cada pulso do botão esse contador de 8 bits deve acrescentar 1 unidade no contador. O conteúdo desse contador interno deve ser apresentado nos 8 leds disponíveis na porta C do PIC. Apresentar o projeto funcionando na aula e trazer um relatório com o programa e esquema do circuito eletrônico. Prof. Edson-2012

47 A conversão A/D é um processo de duas fases.
A primeira é a Quantização, que é o processo de converter um sinal contínuo em discreto. A segunda fase é o processo de Codificação. O processo é uma função não linear e a resolução (Q) depende do número de estados (N) de saídas. Prof. Edson-2012 Intersil Application Handbook, 1985.

48 Freqüência de Amostragem e Faixa de Passagem
Suponha um sinal de amostragem SP (b) com amplitude 1 sendo multiplicado pelo sinal de entrada (a). O resultado do produto é um sinal com comportamento discreto modulado pelo sinal de entrada. Prof. Edson-2012 Intersil Application Handbook, 1985.

49 Frequência de Amostragem e Faixa de Passagem
Suponha um sinal de amostragem fs (b) com amplitude “1” sendo multiplicado pelo sinal de entrada (a), mas com um um capacitor na saída. Durante o chaveamento, um valor constante é armazenado (S/H). Prof. Edson-2012 Intersil Application Handbook, 1985.

50 Intersil Application Handbook, 1985.
Qual deve ser a frequência mínima de amostragem para não perder informação? Se um sinal contínuo, com largura de banda limitada, não contiver nenhuma frequência maior que fc, então o sinal original pode ser reconstruído sem distorção se a taxa de amostragem for maior que fc. (fc=frequência do sinal de entrada) A curva de espectro de frequência mostram as amplitudes para cada valor de frequência. Prof. Edson-2012 Intersil Application Handbook, 1985.

51 Quando adicionamos um sinal de amostragem nós introduzimos novas harmônicas (1fs, 2fs, 3fs), deslocando o espectro. Caso a frequência de amostragem não seja suficientemente alta, ocorrerá uma sobreposição do espectro do sinal original com a frequência de amostragem. (Aliasing=superposição) fs<fc Prof. Edson-2012 Intersil Application Handbook, 1985

52 fc=9%fs fc=0%fs Exemplos de sinais com taxa de amostragem adequados.
(fc = frequência do sinal fs = frequência de amostragem) fc=9%fs fc=0%fs Prof. Edson-2012 Digital Signal Processing, Steven W. Smith, Caltech, 1999.

53 fc=95%fs Exemplo de sinal com taxa de amostragem inadequado.
Frequência Alias Prof. Edson-2012 Digital Signal Processing, Steven W. Smith, Caltech, 1999.

54 Segundo o critério de Nyquist, a frequência de amostragem fs deve ser sempre maior do que duas vezes a maior frequência do sinal amostrado fc. Harry Nyquist ( ) Bell Laboratories Prof. Edson-2012 Digital Signal Processing, Steven W. Smith, Caltech, 1999.

55 Espectro de um de Amostragem na de Trem de Pulsos.
Como o pulso de amostragem não tem largura infinitesimal, observaremos um trem de pulsos que possui muitas harmônicas. Prof. Edson-2012 Rogério Regazzi et al., Soluções práticas de instrumentação e automação.

56 Partindo de Fourier que postula que qualquer sinal periódico pode ser representado como uma somatória adequada de sinais senoidais. Prof. Edson-2012

57 Efeito no Sinal Amostrado
Prof. Edson-2012 Rogério Regazzi et al., Soluções práticas de instrumentação e automação.

58 FILTRO PASSIVO PASSA BAIXA (FPB)
Fundamentalmente, um circuito composto por um resistor e um capacitor formam um FPB passivo, cuja atenuação da amplitude do sinal de entrada é dependente da freqüência. Quanto maior a freqüência, menor será a impedância visto pela linha e como conseqüência, uma maior atenuação. Prof. Edson-2012 Robert L. Boylestad Introductory Circuit Analysis, 10ed

59 R Xc Vi Vo Determinação do Ganho Prof. Edson-2012
Robert L. Boylestad Introductory Circuit Analysis, 10ed

60 FILTRO PASSIVO PASSA ALTA (FPA)
De forma oposta ao FPB, o FPA reduz a atenuação na medida que a frequência de entrada aumenta. Para sinais abaixo do ponto de corte a impedância somente aumenta, reduzindo a amplitude do sinal de saída. Prof. Edson-2012 Robert L. Boylestad Introductory Circuit Analysis, 10ed

61 Xc R Vi Vo Classificação dos ruídos, origem e possível solução
Prof. Edson-2012 Robert L. Boylestad Introductory Circuit Analysis, 10ed

62 PULSO IDEAL Prof. Edson-2012
Robert L. Boylestad Introductory Circuit Analysis, 10ed

63 PULSO REAL Prof. Edson-2012 Robert L. Boylestad Introductory Circuit Analysis, 10ed

64 Circuito RC com Chaveamento
Prof. Edson-2012 Robert L. Boylestad Introductory Circuit Analysis, 10ed

65 Aplicação de uma Onda Quadrada no FPB
Prof. Edson-2012 Robert L. Boylestad Introductory Circuit Analysis, 10ed

66 Saída do Filtro Prof. Edson-2012
Robert L. Boylestad Introductory Circuit Analysis, 10ed

67 Amplificador Operacional com Ganho Unitário
Características: Alta impedância de entrada Baixa impedância de saída Ganho unitário Ein=Eout Prof. Edson-2012

68 Amplificador não Inversor
Características: Impedância de entrada alta Corrente IR1=IR2 Ganho = (1+R2/R1) Não se consegue ganho < 1 Prof. Edson-2012

69 Amplificar Inversor Características: Impedância de entrada igual a R1
Corrente IR1=IR2 não importando R2 Ganho = -(R2/R1) É possível ganho < 1 Saída é invertida Prof. Edson-2012

70 Conversor Corrente Tensão
Características: Impedância de entrada igual a R Corrente I=IR Saída invertida Prof. Edson-2012

71 Amplificador Operacional CA3140 BIMOSFET
Prof. Edson-2012

72 Prof. Edson-2012

73 Amostragem de um Sinal Analógico ta = Tempo de aquisição do sinal.
Prof. Edson-2012

74 Determinando a taxa de amostragem para uma frequência de 1kHz e uma resolução de 0.001V.
Prof. Edson-2012

75 S/H Sample Hold Vin Vout
O Sample-Hold permite o alongamento do tempo de amostragem S/H Prof. Edson-2012

76 Sample Hold Prof. Edson-2012

77 Prof. Edson-2012

78 Características das entradas analógicas
Observar: Impedância da fonte de sinal Diferença de tensão entre os canais Prof. Edson-2012

79 Prof. Edson-2012

80 Registrador de Aproximação Sucessiva
D/A Converter Sinal + - Saída Registrador de Aproximação Sucessiva Clock Prof. Edson-2012

81 Vamos Testar um Conversor de 4 bits Limitado à 5V
V(in) D C B A V(AD) Status 3V ,496V V(in)>V(AD) 3V ,744V V(in)<V(AD) 3V ,120V V(in)<V(AD) 3V , V(in)>V(AD) Prof. Edson-2012

82 Resultado da Amostragem e Digitalização
Mundo S/H ADC uP Prof. Edson-2012

83 Tabela de aplicações Prof. Edson-2012

84 Tabela básica de sinais de entrada
Prof. Edson-2012

85 Tabela de sinais de saída
Prof. Edson-2012

86 Cuidados com o AGND e DGND
Prof. Edson-2012

87 Cuidados com o AGND e DGND
Prof. Edson-2012


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