Teste de Verificação de Aprendizagem 02 - Sistemas Analógicos

Coordenadoria do Curso Técnico em Automação Industrial Concomitante ao Ensino Médio TPMAI15 Sistemas Analógicos 60h 72ha Professor Especialista Bene Régis Figueiredo Turma 20232TPMAI3N APROVEITAMENTO O aprendizado profissional requer responsabilidade comprometimento e integridade Quem finge que aprende engana a si mesmo Teste de Verificação de Aprendizagem 02a Instrumento de Avaliação Teórico Nome Leia primeiramente as instruções e a Tarefa Este Instrumento de Avaliação tem 7 questões e uma pontuação máxima de 100 pontos Peso 30 Este Instrumento de Avaliação deverá ser respondido pelo Grupo de Trabalho Projeto Interno A interpretação do texto é integrante do processo de verificação de aprendizagem Todas as respostas das questões propostas devem ser justificadas Os memoriais de cálculo devem estar organizados e conter todos os critérios de projeto os cálculos e resultados intermediários necessários para obtenção dos resultados Caso utilize alguma ferramenta online ou programa aplicativo instalado no seu smartfone na solução das questões propostas elas deverão ser listadas Legenda Atividade não cumprida Atividade cumprida completamente ⅔ ½ ⅓ Atividade cumprida parcialmente proporcional ao descrito Bom Teste de Verificação de Aprendizagem 2 1ª Questão 15 pontos A realização do processo de leitura de sinais analógicos em microcontroladores exige muitas vezes o emprego de circuitos condicionadores de sinais Esses circuitos geralmente implementados por amplificadores operacionais têm a função de adequar as amplitudes de tensão do sinal de entrada para os níveis de tensão pertinentes ao conversor analógicodigital ADC O circuito analógico representado no diagrama esquemático da Figura 1 é um exemplo desses circuitos condicionadores de sinais Figura 1 Considerando que o sinal de entrada é uma fonte de tensão com característica senoidal cuja amplitude de pico é igual a 2 V qual será o valor da resistência R3 para que a excursão do sinal de saída SAÍDA seja coerente com o gráfico apresentado na Figura 2 Figura 2 3 2ª Questão 10 pontos Desejase utilizar um amplificador somador para fazer a conversão analógicodigital AD O circuito deve aceitar uma entrada de 3 bits com palavra binária A2 A1 A0 em que A2 A1 e A0 podem assumir os valores 0 0 V ou 1 5 V fornecendo uma tensão de saída analógica Vo proporcional ao valor de entrada Cada um dos bits da palavra de entrada controla as chaves correspondentemente numeradas Por exemplo se A2 é 0 então a chave S2 conecta o resistor de 10 kΩ ao terra caso contrário a chave S2 conecta o resistor de 10 kΩ ao terminal 5 V da fonte de alimentação Na situação apresentada qual o valor de Rf para que a saída Vo do conversor varie de 0 a 7 V 4 3ª Questão 20 pontos A figura ilustra um motor de indução trifásico acionado pelo inversor de frequência cuja entrada é ligada a rede com frequência constante e igual a 60 Hz Pela variação da corrente IREF de 4 a 20 mA a velocidade de rotação do motor varia linearmente de 0 a 2000 rpm A corrente de referência provém de um circuito analógico com amplificadores operacionais nas configurações amplificador inversor e conversor tensão corrente A entrada do amplificador inversor é ligada a uma fonte de tensão constante e igual a 1 V Considerando esse sistema calcule o valor da resistência do potenciômetro que levará o motor à rotação de 1000 rpm justificando a sua resposta 5 4ª Questão 15 pontos No circuito da figura considere vS 24 V R1 300 Ω R2 200 Ω R3 400 Ω Encontre iS para uma corrente do diodo de 20 mA 5ª Questão 10 pontos Uma das aplicações para o diodo Zener é servir como regulador de tensão proporcionando tensões estáveis para uso em fontes de alimentação voltímetros e outros instrumentos O circuito da figura é implementado com o uso de diodos Zener e a tensão aplicada na entrada do circuito é senoidal cujos valores máximos positivo e negativo variam entre 20 V e 20 V Após passar pelos diodos Zener a tensão na saída foi limitada e varia entre 91 Vpositivo até 51 Vnegativo conforme ilustrada a figura Em face do exposto admitindose que todos os diodos são ideais o circuito com diodo Zener entre os pontos X e Y no espaço marcado com o ponto de interrogação que deve ser inserido nessa posição é a b c d e 6 6ª Questão 15 pontos No circuito da figura considere VCC 9 V R1 30 kΩ R2 15 kΩ RC 30 kΩ e RE 22 kΩ Assuma que o TBJ tem um β 100 Encontre todas as tensões e correntes do TBJ e mostreas no circuito E verifique em que região o TBJ está operando AtivaLinear Corte ou Saturação 7ª Questão 15 pontos Um protótipo de robô foi desenvolvido pelo estudante Epilif Sahneracsam Hcirdeirf Onimrif do Curso Técnico em Automação Industrial que ao final da criação resolveu inserir um LED Light Emitting Diode para indicação da condição de funcionamento do robô Nesse projeto o LED permanece aceso quando o robô estiver inativo e apagado quando o robô estiver em funcionamento Para fazer essa adaptação no protótipo o estudante implementou o circuito ilustrado na figura para o controle liga desliga do LED Com a chave na posição a o LED acende e na posição b o LED apaga O estudante utilizou um LED rosa pink que possui queda de tensão de 2 V e corrente de 10 mA em condição de funcionamento além de um transistor com as seguintes características ganho β típico 100 tensão coletoremissor na saturação VCEsat 0 V tensão baseemissor em condução VBE 07 V Com base nessas informações e considerando VCC 5 V faça o que se pede nos itens a seguir a Calcule os valores dos resistores RB e RC b Descreva o impacto do funcionamento do LED caso o transistor seja substituído por outro de ganho β menor mantendose os valores de tensão da fonte e dos resistores RB e RC