ebook: engenharia elétrica

e.BOOK: Engenharia Elétrica

QUESTÃO Nº 10

Os materiais magnéticos podem ser classificados em ferromagnéticos (permeabilidade magnética relativa muito alta), diamagnéticos (permeabilidade magnética relativa aproximadamente menor que um) e paramagnéticos (permeabilidade magnética relativa aproximadamente maior que um). Duas das razões fundamentais para o aproveitamento das propriedades magnéticas dos materiais ferromagnéticos é a elevada permeabilidade e baixas perdas, que permite a realização de circuitos magnéticos de baixa relutância nos quais se pode estabelecer um fluxo apreciável à custa de uma força magnetomotriz – FMM relativamente baixa. A esse respeito, analise as seguintes asserções. Em relação aos materiais ferromagnéticos, o ferro silício é o mais utilizado nas mais diversas aplicações que envolvam núcleos em circuitos magnéticos.

PORQUE O ferro silício é composto de ferro com dopagem de silício, que promove o aumento da resistividade do material, reduzindo as perdas de correntes de Foucault no núcleo. A respeito dessas asserções, assinale a opção correta.

Gabarito: A) As duas asserções são verdadeiras, e a segunda é uma justificativa da primeira.

Tipo de questão: fácil, conceitual

Conteúdo avaliado: Propriedades dos matérias magnéticos

Autor(a): Marcos Lajovic Carneiro

Comentário: O conteúdo referente à questão pode ser encontrado no capítulo 1, seção 1.3 “Propriedades dos materiais magnéticos”, pág. 35 da referência [1].

Referências: [1] Fitzgerald, A.E., Kingsley, C.Jr., Umans, S.D., “Máquinas Elétricas, com introdução à eletrônica de potência”, Bookman, 6ed, ISBN 007-3660094, 2008.

e.BOOK: QUESTÕES DO ENADE COMENTADAS

QUESTÃO Nº 41

Em uma fábrica de automóveis, foi solicitado a um Engenheiro de Controle e Automação a especificação de robôs manipuladores para uma célula de produção, onde seriam feitas montagens e soldagens em partes internas e externas de veículos. Após a análise do problema, o engenheiro especificou robôs manipuladores com 6 (seis) graus de liberdade do tipo articulado (antropomorfo) com punho do tipo esférico, e com a opção de controle de impedância para salvaguardar a destruição de peças durante as etapas de montagens e soldagem. Na solução adotada pelo Engenheiro para o problema, I. seis é o número mínimo de graus de liberdade que possibilita um robô manipulador alcançar um conjunto posição + orientação, especificado em uma tarefa de montagem ou soldagem. II. a estrutura dos graus de liberdade de posicionamento é de três juntas revolucionárias (RRR), enquanto a estrutura de orientação é de uma junta revolucionária e duas prismáticas (RPP). III. o controle de impedância faz uso do conceito de impedância mecânica para controlar a força de contato aplicada pelo robô manipulador. IV. os graus de liberdade estão divididos em três graus para o posicionamento e três graus para a orientação. É correto apenas o que se afirma em:

Gabarito: D) I, III e IV.

Tipo de questão: fácil

Conteúdo avaliado: graus de liberdade de manipuladores robóticos

Autor(a): Marcos Lajovic Carneiro

Comentário: A questão possui conceitos específicos de robótica. Dos seis graus de liberdade, três correspondem ao posicionamento do manipulador (liberdade nos eixos X, Y e Z – três graus de liberdade) e os outros três graus de liberdade correspondem à orientação do manipulador robótico (ex: garra, pinça ou ventosa) também nos três eixos (X, Y e Z). O controle de impedância é utilizado para impedir que o manipulador continue fazendo força em situações de bloqueio, podendo danificar a peça manipulada ou o próprio braço robótico.

Referências: Groover, M. P., “Automação industrial e sistemas de manufatura”, 3ed São Paulo, Pearson, vii, p.581, ISBN 9788576058717, c2011.

QUESTÃO Nº 11 | ENADE 2011

Um microprocessador precisa verificar o estado de um dispositivo de saída a cada 20 ms. Isto é feito por meio de um timer que alerta o processador a cada 20 ms. A interface do dispositivo inclui duas portas: uma para estado e uma para saída de dados. O microprocessador utiliza uma instrução para verificar o estado do dispositivo, e outra para examinar o seu conteúdo. Se o dispositivo estiver pronto, é necessária mais uma instrução para enviar os dados ao dispositivo. O microprocessador possui uma taxa de clock de 8 MHz e todos os ciclos de instrução pertinentes são de 12 ciclos de clock.

Gabarito:


Conteúdo avaliado: microcontroladores, ciclo de máquina, manipulação de I/O’s

Autor(a): Wanderson Rainer

Comentário: Esta questão, apesar de grau de complexidade bastante reduzido, aborda os ciclos de máquina gastos para execução de instruções em sistemas microprocessados. No caso, foi indicado que o sistema utiliza a seguinte quantidade de instruções:

- uma para verificação do estado do I/O; - uma para tomada de decisão (baseado no resultado da instrução anterior); - uma para execução do resultado no dispositivo de I/O.

No enunciado, foi apresentada a relação de 12 ciclos de clock para cada instrução. Esta é uma característica intrínseca desses sistemas, pois depende da arquitetura adotada (como exemplo, a arquitetura Harvard, dos microcontroladores PIC, necessita de 4 ciclos de clock para execução de uma instrução). No caso, o clock de 8 MHz é dividido por 12, logo, 8 MHz/12 = 0,667 MHz, o que resulta em um ciclo de

de execução do procedimento é s.

Referências: STALLINGS, W. Arquitetura e Organização de Computadores, 8 ed., Pearson Prentice Hall, 2010.

QUESTÃO Nº 37 | ENADE 2011 - Prof. Wanderson Rainer

Um conversor A/D de aproximações sucessivas de 10 bits aceita como entrada valores de tensão entre –10 V e +10 V. Nesse caso, a resolução do conversor é:

GABARITO: B = maior que 10 mV e menor que 30 mV


Conteúdo avaliado: conversão analogical/digital, resolução de conversores A/D, fundo de escala

Autor: Wanderson Rainer

Comentário: Esta questão aborda a teoria dos conversores A/D. Tais conversores possuem diferentes técnicas de conversão, como aproximações sucessivas, A/D paralelo, conversão sigma-delta etc.

No caso, a técnica de aproximações sucessivas foi empregada, mas não é necessário empregar a técnica para resolução do problema.

O enunciado solicita o cálculo da resolução de A/D, que possui 10 bits, ou seja, o valor analógico é convertido para digital com uma capacidade de 10 bits. Da electronica digital, sabe-se que com n bits, para números sem sina, a faixa de contagem vai de 0 até 2n-1. Logo, para n bits é possível uma contagem de 1024 valores (0 até 1023). Também da electronica digital, sabe-se que a resolução de um conversor A/D pode ser obtida por VFE/FC, onde VFE é o valor do fundo de escala e FC é a faixa de contagem (que depende do número de bits). Porém, o valor de fundo de escala vai de -10 a 10 V, sendo de 20 V. Logo a resolução possui o valor 20 V/1024 = 19,53 mV, caracterizando o gabarito B.

Referências: TOCCI, Ronald J. ; WIDMER, Neal S. ; MOSS, Gregory L. Sistemas digitais: princípios e aplicações. 11. ed. São Paulo: Pearson, c2011. xx, 817 p. ISBN 9788576059226.

QUESTÃO Nº 13

Considere um sistema de modulação em que o sinal de entrada m(t) (modulante) é

multiplicado pelo sinal de uma portadora ( ) , em que E0 é a amplitude de pico da portadora, sendo sua frequência muito maior que a frequência da modulante. O sinal modulado na saída é ( ) ( ) . Esse sistema pode ser classificado como A) causal e instável. B) não linear e estável. C) linear e variante no tempo. D) não causal e sem memória. E) com memória e invariante no tempo.

Gabarito: C

Tipo de questão: Média

Conteúdo avaliado: Sistemas Lineares

Autor(a): Felipe de Sousa Nobre

Comentário: Para a resolução desta questão são necessários conhecimento acerca das definições básicas de definições e sistemas. Nos livros indicados na bibliografia básica e complementar da disciplina, estes tópicos são, usualmente, encontrados nos capítulos iniciais. Analisando o sistema indicado, observamos que ele é linear, variante no tempo, estável, causal e sem memória. Uma questão semelhante pode ser encontrada em [1] no tópico Problemas resolvidos do Capítulo 1, questão 1.34.

Referências: [1] HSU, HWEI P.: Teoria e Problemas de Sinais e Sistemas, Ed. Bookman; 2004. [2] HAYKIN, SIMON. Sinais e Sistemas. Bookman Companhia Ed. 2000.

QUESTÃO Nº 15

Uma câmera fotográfica utiliza o formato RGB (red, green, blue) para informação de cores nos pixels, no qual cada cor é representada por 8 bits. Deseja-se comprar um único cartão de memória para essa máquina de forma tal que seja possível armazenar 1.024 fotos com resolução de 1.024 x 1.024 pixels. Qual deve ser, em gigabytes (GB), a capacidade mínima do cartão de memória a ser comprado? A) 1 GB. B) 3 GB. C) 8 GB. D) 24 GB. E) 64 GB.

Gabarito: B

Tipo de questão: Fácil

Conteúdo avaliado: Processamento Digital de Sinais


Comentário: Esta questão avalia a capacidade de interpretação do candidato e conhecimento sobre processamento digital de sinais. Como tem-se 3 canais de cores (vermelho, verde e azul) e cada pixel é representado por 8 bits, ou seja, 1 byte, isto implica que cada pixel (cada ponto da imagem) é representado por 24 bits ou 3 bytes. Como a imagem possui 1024 x 1024 pixels, cada imagem ocupa o equivalente a 3 MB do cartão de memória. Sendo 1024 imagens, a capacidade mínima do cartão de memória deve ser de 3 GB.

Referências: HSU, Hwei P. Teoria e problemas de sinais e sistema. Belo Horizonte:Ed. Bookman, 2004 PROAKIS, J.G.; MANOLAKIS, D.G. Digital Signal Processing Using Matlab. Macmillan Pub. Co., 1999. PROAKIS, J.G.; MANOLAKIS, D.G. Introduction to Digital Signal Processing. Macmillan Pub.Co., 1997

QUESTÃO No 20

O chuveiro elétrico tem sido apontado como um dos principais aparelhos

consumidores de energia em ambiente doméstico. Para minimizar tal demanda

de eletricidade, um inventor amador pensou em implementar um sistema de

geração de energia próprio, que lhe permita manter o conforto de seu banho,

sem demandar energia elétrica da rede.

Já que reside no último andar de um edifício de 60 metros de altura, sua ideia é

a de construir um sistema de geração no qual a descida de uma massa de 10

kg atue sobre um gerador e que a energia elétrica produzida seja armazenada

em um banco de baterias para posterior aproveitamento na alimentação do

chuveiro, de acordo com o desenho esquematizado a seguir.

Considere que a potência do chuveiro é de 6 kW, a duração pretendida do

banho é de 10 minutos, a aceleração da gravidade é igual a 10 m/S2 e que a

conversão da energia potencial da massa de 10 kg em eletricidade, a

acumulação dessa energia nas baterias e sua posterior utilização para

alimentar o chuveiro se dão sem perdas.

Sob essas condições, para que se produza a energia elétrica necessária para o

banho, o procedimento deve ser repetido, no mínimo,

A) 10 vezes.

B) 60 vezes.

C) 100 vezes.

D) 360 vezes.

E) 600 vezes.

Gabarito:

E

Tipo de questão:

Pode ser considerada de dificuldade média.

Conteúdo avaliado:

Os conceitos fundamentais necessários para resolver esta questão são:

- Transformação de unidades de medidas;

- Manipulação de multiplicador decimal;

- Cálculo de energia potencial;

- Princípios básicos de transformação de energia;

- Definição conceitual de energia e potência elétricas.

Estes conteúdos podem ser estudados/obtidos nas disciplinas de Física I

(Mecânica) e Circuitos Elétricos 1.

Autor(a):

Marcos Antônio de Sousa

Comentário:

A solução da questão requer o cálculo da energia potencial do sistema

proposto pelo inventor e, posteriormente, ajustar o funcionamento do sistema

de forma a atender as especificações de energia elétrica necessária para que o

chuveiro funcione adequadamente.

A energia potencial (Ep) pode ser calculada por: hgmEp , onde m =

massa do objeto, em [kg]; g = aceleração da gravidade, em [m/S2]; e h = altura

do objeto, em [m]. Para os dados apresentados na questão, tem-se:

6[kJ]6.000[J]N.m6.000

S

m.kg6.00060[m]

S

m1010[kg]

2

2

2

Ep

Ep

A potência elétrica é, por definição, a taxa no tempo de liberação ou absorção

de energia. Uma vez que a potência do chuveiro é de

S

Jk66[kW]P , e

que o enunciado da questão considera uma conversão de energia sem perdas,

o sistema proposto pelo inventor necessita gerar 6[kJ] de energia a cada

segundo, [S].

Portanto, como o banho tem uma duração de 10 minutos, o que equivale a 600

segundos [S], o procedimento necessita ser repetido pelo menos 600 vezes.

Referências:

Halliday. Fundamentos de Física – Vol. 1 – Mecânica, Capítulo 8. Editora

LTC, 9ª edição, Rio de Janeiro – RJ, 2012.

Richard C. Dorf e James A. Svoboda. Introdução aos circuitos elétricos,

Capítulo 1. Editora LTC, 8ª edição, Rio de Janeiro – RJ, 2012.

QUESTÃO Nº 23

Em uma planta industrial, deseja-se implementar um controle da vazão de gás combustível que alimenta um sistema de combustão de uma caldeira. Entre as opções de equipamentos a seguir, selecione aquela adequada para a implementação desse controle em malha fechada e com ação PID.

A. Placa de orifício, transmissor de pressão diferencial, controlador com algoritmo PID e válvula pneumática com conversor corrente-pressão.

B. Medidor de vazão eletromagnético, transmissor de pressão diferencial, controlador com algoritmo PID e válvula pneumática com conversor corrente-pressão.

C. Placa de orifício, transmissor de pressão diferencial, controlador com algoritmo PID e válvula solenoide.

D. Medidor de vazão eletromagnético, transmissor de pressão diferencial, controlador com algoritmo PID e válvula solenoide.

E. Medidor de vazão eletromagnético, transmissor de vazão, controlador com algoritmo PID e válvula solenoide.

Gabarito: A

Tipo de questão: média

Conteúdo avaliado: Variável de processo, Elementos finais de controle (válvulas).

Autor (a): Priscilla Araújo Juá Stecanella

Comentário: Para resolução do exercício número 23 é necessário saber conceitos da variável de processo (Pressão e Vazão) e elementos finais de controle (Válvulas). A medição de pressão é o mais importante padrão de medida, pois as medidas de vazão, nível, temperatura, etc. podem ser feitas utilizando-se esse princípio. A medição de vazão pelo princípio da Pressão Diferencial é produzida por vários tipos de elementos primários colocados na tubulação de forma tal que o fluído passe através deles. A sua função é aumentar a velocidade do fluido diminuindo a área da seção em um pequeno comprimento para haver uma queda de pressão. A vazão pode então, ser medida a partir desta queda, utilizando um transmissor de pressão diferencial. A vantagem deste tipo de medição é que podem ser aplicados nas medições da maioria dos gases e líquidos, fluídos com sólidos em suspensão, fluídos viscosos e em uma faixa de temperatura e pressão bastante ampla. Como desvantagem tem a perda de carga que causa ao processo, sendo a placa de orifício, o dispositivo que provoca a maior perda de carga "irrecuperável" (de 40 a 80% do ΔP gerado). Na indústria, o método mais utilizado para medir vazão pelo princípio da pressão diferencial variável é através da placa de orifício. A Placa de Orifício é o mais simples e mais comum tipos de elemento primário. Consiste em uma placa precisamente perfurada, a qual é instalada perpendicularmente ao eixo da tubulação. De maneira mais prática pode-se concluir que a vazão varia em função de √ΔP.

Portanto, a expressão para calcular a vazão pela pressão diferencial é: √ , onde K é uma constante que depende de fatores como: relação entre orifício e tubulação e características do fluido. O Medidor Eletromagnético de Vazão é seguramente um dos medidores mais flexíveis e universais dentre os métodos de medição de vazão. Possui perda de carga equivalente a de um trecho reto de tubulação, já que não possui qualquer obstrução. São ideais para medição de produtos químicos altamente corrosivos, fluidos com sólidos em suspensão, lama, água, polpa de papel, mas não são recomendados para gases, pois possui como restrição a necessidade do fluído ser eletricamente condutivo. O princípio de funcionamento de um Medidor Eletromagnético de Vazão é baseado na Lei de Faraday: quando um objeto condutor se move em um campo magnético, uma força eletromotriz é gerada. Ou seja, para medição de vazão com este modelo de medidor, não é necessário saber a pressão, e sim a velocidade do fluido (que é

proporcional à vazão, pois vazão é velocidade vezes a área). . O elemento final de controle é o instrumento responsável por corrigir a variável medida, baseado no resultado do cálculo realizado pelo controlador. Considera-se então que a variável de processo está controlada. Válvula é um exemplo de elemento final de controle. Uma válvula do tipo solenoide é uma válvula que possui apenas duas posições: aberta ou fechada, ligada ou desligada e para o seu controle é utilizado um controlador com saída digital, ou seja, controlador do tipo ON/OFF ou LIGA/DESLIGA. Um controlador do tipo PID (Proporcional, Integral e Derivativo) é um controlador em que altera o valor de potência fornecida a carga é variado conforme o valor da

grandeza controlada aproxima‐se do valor do setpoint determinado, ou seja, a saída é proporcional a um erro gerado e pode assumir vários valores (dentro de um limite) e não apenas duas posições, como ligada ou desligada. Assim, este tipo de controle poder ser utilizado em válvulas pneumáticas com conversor corrente-pressão por

estas precisarem um sinal de saída pneumático proporcional a uma entrada e não apenas um sinal digital (ON/OFF).

Referências: ALVES, J. L. L. Instrumentação, controle e automação de processos. 2. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2010. PESSA, Rogério. Manual de Treinamento SMAR: Instrumentação Básica para Controle de Processo. Rev. 2.10. SMAR, 2004. PAZOS, F. Automação de sistemas e robótica. Rio de Janeiro: Axcel Books, 2002.

QUESTÃO Nº 24

Gabarito:E


Conteúdo avaliado:teoria de amplificadores operacionais

Autor(a): Prof. Antonio Marcos de Melo Medeiros

Comentário:Questão fácil, o aluno tem que saber a base do amplificador operacional em malha aberta, no qual o amp-op trabalha com ganho infinito, amplificando muito sinais diferentes e atenuando sinais iguais, praticamente zero na saída do amp-op.

Referências: 1. BOYLESTAD, R. L.; NASHELSKY, L. Dispositivos eletrônicos e teoria dos

circuitos. 8.ed. São Paulo: Prentice Hall, 2004.(capitulos 13 e 14) 2. SEDRAS, A. S.; SMITH, K. C. Microeletrônica. 5.ed. São Paulo: Prentice Hall,

2007.(capitulo 2)

QUESTÃO Nº 28

Gabarito:E

Tipo de questão: Médio

Conteúdo avaliado: Teoria de diodo Zener

Autor(a): Prof. Antonio Marcos de Melo Medeiros

Comentário: O aluno tem que saber o principio de funcionamento do diodo, onde ele tem três regiões de operação, polarização direta, polarização reversa e região de zener, o diodo zener trabalha também nas três regiões.Na região zener é fixa a tensão no seu valor, no caso da questão 9,1V ( no semi-ciclo positivo) e 5,1 V( no semi-ciclo negativo) e os mesmo tem que estar em sentindo contrario da corrente para poder trabalha na região zener.

Referências: 1. BOYLESTAD, R. L.; NASHELSKY, L. Dispositivos eletrônicos e teoria dos

circuitos. 8.ed. São Paulo: Prentice Hall, 2004.(capitulos 1 e 2) 2. SEDRAS, A. S.; SMITH, K. C. Microeletrônica. 5.ed. São Paulo: Prentice Hall,

2007.(capitulo 3)

QUESTÃO Nº 39

Deseja-se utilizar um amplifi cador somador para fazer a conversão analógico-digital (A/D). O circuito deve aceitar uma entrada de 3 bits com palavra binária A2A1A0, em que A0, A1 e A2 podem assumir os valores 0 ou 1, fornecendo uma tensão de saída analógica V0 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 k ao terra; caso contrário, a chave S2 conecta o resistor de 10 k ao terminal +5 V da fonte de alimentação.

Na situação apresentada, o valor de Rf para que a saída V0 do conversor varie de 0 a -7 V é igual a:

A) 4,1Ω. B) 5,6 kΩ. C) 8,0 kΩ. D) 98,0 kΩ . E) 245,0 Ω.

Gabarito: C

Tipo de questão: Médio

Conteúdo avaliado: Eletrônica Geral, Sistemas Digitais, Processamento Digital de Sinais


Comentário: Esta questão apresenta um amplificador operacional (amp-op) sendo utilizado para conversão analógico-digital (Conversor A/D). São necessários conhecimentos a respeito do dispositivo amp-op, análise básica de circuito e interepretação de texto. É indicado que serão utilizados 3 bits controlando as três chaves S0, S1 e S2, e solicita-se o projeto para que a tensão Vo varie de 0 a -7 V. Desta forma, para a entrada 000 a tensão de saída será 0 V e para a entrada 111 a tensão de saída será -7 V. Pela primeira situação não é possível avaliar o valor de Rf já que esta entrada sempre resultará em Vo = 0 V independente do valor de Rf. Para a segunda situação, utilizando Lei de Kirchhoff da Corrente e lembrando do curto virtual no amp-op, chega-se ao valor de Rf = 8,0 kΩ.

Referências: Boylestad , R. L & Nashelsky , L. Dispositivos Eletrônicos e Teoria de Circuitos, Editora Prentice – Hall do Brasil , 6º Edição , 1996 . Malvino , J. A , Eletrônica . Sedra, A. S. Smith, K. C., Microeletrônica. Ed. Makron Books. 2000. 4º Edição. São Paulo – SP

QUESTÃO Nº 41

Em uma fábrica de automóveis, foi solicitado a um Engenheiro de Controle e

Automação a especificação de robôs manipuladores para uma célula de produção, onde

seriam feitas montagens e soldagens em partes internas e externas de veículos. Após a

análise do problema, o engenheiro especificou robôs manipuladores com 6(seis) graus

de liberdade do tipo articulado (antropomorfo) com punho do tipo esférico, e com a

opção de controle de impedância para salvaguardar a destruição de peças durante as

etapas de montagens e soldagem. Na solução adotada pelo Engenheiro para o

problema,

I. Seis é o número mínimo de graus de liberdade que possibilita um robô

manipulador alcançar um conjunto posição + orientação, especificado em

uma tarefa de montagem ou soldagem.

II. A estrutura dos graus de liberdade de posicionamento é de três juntas

revolucionárias (RRR), enquanto a estrutura de orientação é de uma junta

revolucionária e duas prismáticas (RPP).

III. O controle de impedância faz uso do conceito de impedância mecânica

para controlar a força de contato aplicada pelo robô manipulador.

IV. Os graus de liberdade estão divididos em três graus para o

posicionamento e três graus para orientação.

É correto apenas o que se afirma em

A. I e II.

B. II e III.

C. III e IV.

D. I, III e IV.

E. I, II e IV.

Gabarito: D


1. Conteúdo avaliado: Anatomia do robô industrial e suas aplicações na indústria.

Autor(a): Profa. Mírian Sandra Rosa Gusmão

Comentário:

No item I a afirmação que seis é o número mínimo de graus de liberdade que

possibilita um robô manipulador alcançar um conjunto posição + orientação,

especificado em uma tarefa de montagem ou soldagem está correta, pois para

aplicação de montagem e soldagem as configurações mais comuns são braço

articulado, SCARA e coordenadas cartesianas com seis graus de liberdade sendo três

no corpo e braço e três no punho. Nessas aplicações as exigências de precisão são

rigorosas para alcançar pontos de difícil alcance como é o caso em partes internas e

externas de veículos.

A sentença A estrutura dos graus de liberdade de posicionamento é de três juntas

revolucionárias (RRR), enquanto a estrutura de orientação é de uma junta

revolucionária e duas prismáticas (RPP) do item II está incorreta, pois a estrutura

de orientação que é feita pelo punho é somente de junta revolucionária enquanto que no

posicionamento feita pelo corpo e braço são realizadas por juntas prismáticas e/ou de

revolução.

No item III a afirmação O controle de impedância faz uso do conceito de impedância

mecânica para controlar a força de contato aplicada pelo robô manipulador está

correta. O método de impedância ativa realiza a impedância mecânica desejada

através dos atuadores de juntas, usando um controle por realimentação baseado nas

medidas de posição, velocidade e força de contato.

No item IV a sentença: Os graus de liberdade estão divididos em três graus para o

posicionamento e três graus para orientação está correta. Segundo Groover, um

robô manipulador pode ser dividido em duas partes: um conjunto formado pelo corpo e

pelo braço e um conjunto formado pelo punho. Normalmente, há três graus de

liberdade associados ao corpo e braço, e dois ou três graus associados ao punho, sendo

que o corpo e o braço do robô são utilizados para posicionar e o punho do robô é

utilizado para orientar o efetuador.

Portanto a resposta da questão é letra D: sentenças I, III e IV corretas.

Referências:

1. GROOVER, Mikell P.; tradução Jorge Ritter, Luciana do Amaral Teixeira, Marcos Vieira. Revisão técnica José Hamilton. Automação industrial e sistemas de manufatura. 3. ed. São Paulo: Pearson Prentice-Hall, 2011.

2. ROMANO, Vitor Ferreira. Robótica industrial: aplicação na indústria de manufatura e de processos. São Paulo: Edgard Blücher, 2002.

QUESTÃO Nº 43

Considere o processo de controle de uma cancela na saída do estacionamento de um shopping center. O diagrama de lógica ladder e o diagrama de interligação são ilustrados na figura seguinte.

Para controle do sistema, considere que: o sensor S0 indica presença de veículo, o sensor S1 indica que o cartão foi inserido (fica acionado durante 12 segundos após a inserção do cartão), o sensor S2 indica cancela aberta e o sensor S3 indica cancela fechada. Para as saídas, considere que: L1 é uma lâmpada de sinalização, C1 é a saída para acionamento do fechamento da cancela e C2 é a saída para acionamento da abertura da cancela, cujo tempo de abertura é sempre inferior a 6 segundos. Os temporizados são do tipo temporizado na ligação e não retentivo. Supondo que, inicialmente, o sistema está com a cancela fechada, sem presença de veículo e sem inserção de cartão, analise as seguintes afirmações.

I. A lâmpada de sinalização indica que o veículo pode passar. II. Uma vez aberta, o fechamento da cancela iniciará 4 segundos depois da saída

do carro. III. A abertura da cancela iniciará 4 segundos após a presença do veículo e a

inserção do cartão. IV. Após a presença do veículo e a inserção do cartão, o motorista terá, no máximo,

14 segundos para sair com o veículo. É correto apenas o que se afirma em

F. I e II. G. I e IV. H. II e III. I. I, III e IV. J. II, III e IV.

Gabarito: C

Tipo de questão: média

Conteúdo avaliado: Controlador lógico programável (CLP), linguagem ladder, sensores e atuadores.

Autor (a): Priscilla Araújo Juá Stecanella

Comentário: Para resolução do exercício número 43 é necessário saber conceitos de Controlador Lógico Programável (CLP), linguagem de programação ladder, sensores e esquema elétrico das entradas e saída digitais de um CLP. Um Controlador Lógico Programável (CLP) é definido pela IEC (International Electrotechnical Commission) como: "Sistema eletrônico operando digitalmente, projetado para uso em um ambiente industrial, que usa uma memória programável para a armazenagem interna de instruções orientadas para o usuário para implementar funções específicas, tais como lógica, sequencial, temporização, contagem e aritmética, para controlar, através de entradas e saídas digitais ou analógicas, vários tipos de máquinas ou processos. O controlador programável e seus periféricos associados são projetados para serem facilmente integráveis em um sistema de controle industrial e facilmente usados em todas suas funções previstas." O CLP é um dos equipamentos mais importantes em uso na automação de processos industriais e de máquinas atualmente, podendo controlar desde simples máquinas e processos até automatizar uma planta completa. A norma IEC 61131 retrata as melhores práticas e técnicas de orientação a objetos e engenharia de software para programação de controladores. A parte 3 desta norma define quais linguagens de programação devem ser utilizadas para a programação. Linguagem de programação é um conjunto padronizado de instruções que o sistema computacional é capaz de reconhecer. Programar significa fornecer uma série de instruções a um sistema com capacidade computacional, de maneira que este seja capaz de comportar-se deterministicamente, executando de forma automática as decisões de controle em função do estado atual, das entradas e das saídas do sistema num dado instante. O programador é responsável por prever as situações possíveis do sistema, planejar uma estratégia de controle e codificar as instruções em uma linguagem de programação padronizada para posteriormente serem passadas ao sistema computacional. Dentre as linguagens de programação definidas para a programação de um CLP, está a linguagem Ladder, que é uma linguagem que permite programar desde funções binárias até funções matemáticas complexas. A sua representação originou-se dos diagramas elétricos em ladder (escada), cujo princípio provém da lógica de relés e contatos. Graficamente, as regras que constituem os elementos básicos da linguagem ladder são:

Bobinas (saídas – símbolo ) sempre ficam à direita das linhas horizontais; Linhas verticais são denominadas linhas-mãe; Das linhas verticais partem linhas horizontais que podem ligar-se a mais linhas

verticais; As sequências de causa e efeito orientam-se da esquerda para a direita e de

cima para baixo; A habilitação das linhas horizontais, da qual decorre o acionamento das

bobinas, depende da afirmação dos contatos à sua esquerda. Para resolução do exercício número 43 é necessário observar a condição inicial (se NA – Normalmente Aberto ou NF – Normalmente Fechado) das entradas físicas (representados no esquema elétrico das entradas digitais) e dos contatos representados no diagrama ladder. As entradas digitais recebem o sinal de sensores, chaves, botoeiras, e outros equipamentos que fornecem sinais do tipo ligado/desligado. As saídas digitais do CLP fornecem comandos do tipo ligado/desligado, podendo com elas controlar dispositivos do tipo: reles, contatores, lâmpadas, solenóides, válvulas, etc. Quando uma entrada física é representada como um contato do tipo NA, significa que somente haverá reconhecimento da ativação desta entrada no CLP quando este contato for acionado. Quando no diagrama ladder um contato é representado com um contato do tipo NF

(símbolo ) significa que mesmo que a entrada física referente a este endereço não esteja acionada, no ladder já se considera que este contato está ativado. Quando a entrada física referente a este endereço for acionada, o contato no ladder inverte, ou seja, será considerado como desativado. O contrário é válido para um contato do

tipo NA (símbolo ). Observe também que para cada entrada física existe um endereço corresponde no ladder. Sempre que um contato do tipo NA ou NF estiver com o mesmo endereço de uma

bobina (símbolo ), significa que quando esta bobina for acionada (quando todas as condições à esquerda estiverem acionadas), o respectivo contato NA fechará ou o contato NF abrirá. Quando um temporizador é do tipo temporizado na ligação e não retentivo, significa que todas as condições à direita do bloco do temporizador devem estar acionadas para que o tempo seja contado. Caso alguma condição desacione, o temporizador para a contagem e zera o tempo. Quando o temporizador chegar ao final de sua contagem, o contato referente ao seu endereço seja ativado.

Referências: MORAES, Cícero Couto de; CASTRUCCI, Plínio de Lauro. Engenharia de Automação Industrial. 2. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2012. CAMARGO, V. L. A.; FRANCHI, C. M. Controladores lógicos programáveis: Sistemas Discretos. 2. ed. São Paulo: Érica, 2012.

ebook: engenharia elétrica

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