robótica 02-08-2000 copyright 2000, jorge lagoa 4ª aula - elementos lógicos e biestáveis

02-08-2000

Copyright 2000, Jorge Lagoa

RobóticaRobótica

4ª aula - Elementos lógicos e biestáveis

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02-08-2000


4. 2.

Robótica

■Representação da acçãoRepresentação da acçãoElementos Lógicos

■Representação do comandoRepresentação do comando

Interacção cobre o sistema.Interrupção de um fluxo (0).Abertura dum fluxo (1).Fluxo:

Água,Corrente eléctrica,Óleo,Ar, etc...

Elemento de comando - maiúsculasElemento comandado - minúsculasAos estados de comando

A=0 e A=1Correspondem os estados comandados

a=0 e a=1respectivamente.


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4. 3.

Robótica

■Lógica negadaLógica negadaSe aos estados de comando

A=0 e A=1Correspondem os estados comandados

a=1 e a=0respectivamente.

■Representação simbólicaRepresentação simbólicaLógica directa:

Comando A - comandado aLógica negada:

Comando A - comandado a


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4. 4.

Robótica

■Realização físicaRealização física

Comando:humano: Interruptoresmecânico: Fins-de-cursoeléctrico: Transístores,

por exemplo.

Tecnologia:Células fotoeléctricasDetectores indutivosDetectores laserElementos electrónicos

por exemplo.


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4. 5.

Robótica

Símbolos pneumáticosSímbolos pneumáticos

ORORANDANDNOTNOT

Válvula monoestávelVálvula monoestável

X=0 X=1x=0 x=1

Variável de comando

Variável comandada

Obs.: O circuito pneumático será aprofundado posteriormente.

Implementação de funções

Válvula 3/2


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4. 6.

Robótica

Circuito de contactosCircuito de contactos

Símbolos

Variável discreta de entrada

Variável discreta de saída

Variável discreta de entrada negada

Comparação (menor que)

Leitura do valor de um registo

Temporizador de atraso na activação

GET

CMP<

TON


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4. 7.

Robótica

cba F

ba F

ba F OROR

ANDAND

Fa

b

Fa b

Fa

b

c


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4. 8.

Robótica

Contactos

Interruptor

Botão Relé

aberto fechado

unipolar bipolar

inversor

Contacto comandado

Circuito eléctricoCircuito eléctricoSímbolos eléctricos

Lâmpada Motor

M


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4. 9.

Robótica

Circuito de comando

Circuito de potênciaFa 0V220V

0V24V

ReléRelé

Variável de comando ou excitação

Variáveis comandadas

A=10a 1a

A=01a 0a

Ab


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4. 10.

Robótica

bF

ba F

ba F OROR

ANDAND

bFFb

Fb

Fa

bFa b

NOTNOT

YESYES


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4. 11.

Robótica

Símbolos electrónicos

OROR

ANDAND NANDNAND

NORNOR

NOTNOT

Chip

NAND de 2 entradas

Circuito electrónicoCircuito electrónico


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4. 12.

Robótica

230231

2323101

xxxxxx

xxxxxxx

F


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4. 13.

Robótica

Memórias / Biestáveis

Símbolos pneumáticos

MemóriaMemória

S

Obs.: O circuito pneumático será aprofundado posteriormente.

Duas variáveis de comando: SET (S) / RESET (R)

Uma variável comandada: x /

R0x1x

Válvula 5/2

x


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4. 14.

Robótica

Símbolos electrónicosSímbolos electrónicos

Biestável R/SBiestável R/S

Dois estados estáveis: 0 / 1Duas variáveis de comando: SET (S) / RESET

(R)Duas saídas: x /

x

S

R Q

QS R nQ 1nQ

0 0 Q Q0 1 d 01 0 d 11 1 - -

S

R Q

Q

R

S

Q

Q


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4. 15.

Robótica

Biestável J/KBiestável J/K

J

KQ

QJ K nQ 1nQ

0 0 Q Q0 1 d 01 0 d 11 1 Q Q

J

K

Q

Q

Biestável DBiestável D Biestável TBiestável T

J

K

Q

Q

J

K

Q

Q

D nQ1n

Q 0 d 01 d 1

K nQ 1nQ

0 Q Q1 Q Q


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4. 16.

Robótica

Tabelas de funcionamento

nQ

1nQ RS JK T D

0 0 0d 0d 0 01 1 d0 d0 0 10 1 10 1d 1 11 0 01 d1 1 0


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4. 17.

Robótica

AutorizaçãoAssíncrono - permanentemente autorizado

Síncrono - autorização por sinal externo: relógio

clock

S

R

Q

SR

QQ


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4. 18.

Robótica

Representação

Permanentemente autorizado

R

S

Q

Q

Autorizado por nível de sinal

R

S

Q

Q

Autorizado por variação positiva do sinal

R

S

Q

Q

Autorizado por variação negativa do sinal

R

S

Q

Q

clock

clockclock


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4. 19.

Robótica

ContadoresContadores

R

S 0Q

0Q

input

R

S

R

S1Q

1Q

2Q

2Q

0Q 1

Q2

Q

input

0Q

1Q

2Q

0 1 0 1 0 1 0

0 0 1 1 0 0 1

0 0 0 0 1 1 1

Contador binário assíncrono incondicional crescente

Reset


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4. 20.

Robótica

J

K

input 1Q

1Q

3Q

3Q

Contador BCD assíncrono incondicional crescente

Obs.: BCD significa BINARIO CODIFICADO DECIMAL..

1Q

1Q

2Q

2Q

J

K

J

K

J

K

out

input BCD1 BCD2 BCD3


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4. 21.

Robótica

Sequenciador de EstadosSequenciador de EstadosConjunto de biestáveis ligados entre si, por forma a formar uma sequência pré-estabelecida de estados.

Exemplo de projecto de um sequênciador

Seja a sequência de estados (a três variáveis) pretendida estabelecida por:

a b c0 0 01 1 11 0 11 1 00 0 10 1 0


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4. 22.

Robótica

Se utilizarmos biestáveis JK (um por cada variável da sequência de estados), teremos:

a b c JAKA JBKB JCKC

0 0 0 1d 1d 1d1 1 1 d0 d1 d01 0 1 d0 1d d11 1 0 d1 d1 1d0 0 1 0d 1d d10 1 0 0d d1 0d

Utilizando mapas de Karnaugh determinam-se as equações de comando:

0 1 1 0 bJAKA 0 0 1 1 a

0 1d 0d d1 dd1 0d dd d0 d0c

0 1 1 0 bJBKB 0 0 1 1 a

0 1d d1 d1 dd1 1d dd d1 1dc

0 1 1 0 bJCKC 0 0 1 1 a

0 1d 0d d1 dd1 d1 dd d0 d1c

cbJA cKA

1JB 1KB

baJC bKC


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4. 23.

Robótica

a

a

input b

b

c

c

AJ

AK

BJ

BK

CJ

CK

>=11

1

&

Cujo circuito é:


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4. 24.

Robótica

Há outros métodos de realizar sequenciadores. Dois outros métodos são:

� realização por utilização de um biestável por estado

� síntese por EPROM


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4. 25.

Robótica

Bibliografia Folhas das Cadeiras de Automação Industrial:

Mestrado em Engenharia Mecânica - IST (1995/96)

Rui Loureiro

Licenciatura em Engenharia Mecânica - IST (1990)

Caldas Pinto

Método Sequencial para Automação Electropneumática

Fundação Calouste Gulbenkian (Agosto 1983)

José Novais L’Automatique par les Problemes - tome I

Les Éditions Foucher

R. Chappert, J. Cojean, A. Campa

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