RELATORIO LAB1 MULTIVIBRADOR

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UVIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA ESCOLA POLITÉCNICA
COLEGIADO DO CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA –UFBA 
TEMA 01 – MULTIVIBRADOR ASTÁVEL 
BRUNNA LARISSA EVANGELISTA E DANIEL MELO
Atividade de pesquisa solicitada à turma, da disciplina Laboratório Integrado I, ministrada pelo professor Amauri como forma de avaliação parcial, cujo tema é projetar um multivibrador astável.
Salvador 
2017
OBJETIVO
O seguinte relatório tem por objetivo esquematizar a atividade realizada. Cujo objetivo O trabalho tem como objetivo é projetar o sistema da figura 1, e o multivibrador astável(“astable multivibrator”) implementado com portas lógicas para ser utilizado como sinal de clock do sistema. Ele é composto de uma simulação no multisim, uma prototipagem em protoboard.
Figura 1
INTRODUÇÃO
 O sistema da figura 1 composto de um multivibrador astável feito com portas lógicas - circuito digital sincronizado que produz um sinal oscilante entre o nível alto e o nível baixo, um sinal de clock - e por um contador assíncrono, o qual recebe o sinal de clock e gera as quatro frequências especificadas na figura. Contadores assíncronos são utilizados principalmente para contagens diversas, divisão de frequência, e tempo, geração de formas de onda e conversão de analógico para digital.
MULTISIM 
 Foi empregado o softwareNI Multsim para a realização da simulação desse circuito - o qual é ferramenta interativa para projeto e simulação de circuitos eletrônicos, simulação interativa, projeto de placas e testes integrados.
 O software Multisim é uma ferramenta interativa para projeto e simulação de circuitos eletrônicos, simulação interativa, projeto de placas e testes integrados.  Técnicos e projetistas podem desenvolver placas de circuito impresso (PCBs) personalizadas, além de comparar facilmente dados simulados em modelos com dados medidos em componentes reais.
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 
Para o desenvolvimento de um circuito digital que geramquatro sinais luminosos oscilantes com a frequência dividida foi necessário a elaboração de um multivibrador astável com portas lógicas e a utilização de um contador assíncrono.
 Multivibrador astável: 
Multivibradores que não tem estados estáveis são chamados de multivibradores astáveis, segundo TOCCI a saída desse tipo de circuito lógico oscila entre dois estados instáveis, ou seja, o circuito gera um alternância de estados em função do tempo, mesmo sem estímulos externos. A frequência dessa oscilação depende dos valores da resistência e da capacitância, gerando um sinal retangular. Dessa forma, esses circuitos são úteis na geração de sinais de clock para sistemas digitais síncronos. 
Há diversas maneiras de implementar um multivibrador astável, nesse trabalho foi utilizado duas portas NANDs, resistores e um capacitor.
Contador assíncrono:
Contadores são circuitos digitais que variam os seus estados a cada pulso de clock, os contadores assíncronos consiste em uma sequência de Flip Flops conectados de forma que o clock de cada FF - com exceção do primeiro que é conectado a um clock externo - é conectado à saída do FF anterior, como pode ser observado na figura 2. Dessa forma, o FF seguinte mudará o nível lógico da saída quando ocorrer a descida de nível do FF anterior. 
Figura 2: Contador Assíncrono de 4 bits
Figura 3: Saídas do Contador Assíncrono
Como pode-se observar na figura 3, o primeiro Flip Flop de saída Q0 comuta na borda de descida de cada pulso na entrada de clock. Logo, a frequência de Q0 é metade da frequência do pulso de clock. A saída do primeiro FF Q0 é a entrada de clock do segundo FF, seguindo o mesmo principio podemos afirmar que a saída Q1 vai ter a metade da frequência de Q0, portanto, um quarto da frequência do sinal de clock. Dessa mesma forma a saída Q2 do terceiro FF vai ter um oitavo da frequência do sinal de clock e Q3 vai ser um dezesseis avos.
MATERIAIS E MÉTODOS 
4 Leds
4 Resistores de 140Ω e 1 resistor de 1kΩ e 1 de 10k Ω
1 Capacitor de 220цF
1 CI NAND SN74LS00 N
1 Contador: CI 74LS293
Figura 4: Datasheet CI 74LS293
Figura 5: Datasheet CI SN74LS00 N
DESENVOLVIMENTO 
Etapa 1: Simulação.
	A simulação foi montada conforme mostrado na figura 6 e 7, tendo o resultado esperado e atendendo a proposta inicial. 
	Pode ser visto na figura 6 a implementação do multivibrador astável, no qual quando o circuito é alimentado envia um sinal de nível alto para a NAND U1A, independente do nível da outra entrada, ela gera como saída um sinal baixo, esse sinal vai passar pela resistência e chegar no capacitor por um lado, já pelo outro lado o sinal vai passar em ambas as entradas da porta NAND U1B, a qual vai atuar negando o sinal - como uma porta NOT - e chegar do outro lado do capacitor com nível lógico alto. Dessa forma, foi formada uma diferença de potencial que vai carregar o capacitor, gerando assim a oscilação do sinal de saída.
	Foi utilizado um osciloscópio (XSC1), instrumento de medição, para analisar a onda de saída do multivibrador ástavel.
Figura 6: Multivibrador astável
 
A frequência do sinal de saída é determinada pelo valor da resistência e da capacitância, foi observado que 1kΩ de resisntência e 220цF de capacitancia geram uma oscilação visível e agradável.
	Para dividir a frequência foi utilizado o contador assíncrono - CI 74LS293, o qual tem como entrada do primeiro clock (INA) o sinal gerado pelo multivibrador ástavel, e no segundo clock (INB) o sinal gerado na primeira saída (QA=Q0), em cada saída está conectado uma resistência de 240Ω e um led. Pode ser observado com essa simulação que usando que a frequência foi divida como especificado nos conceitos iniciais.
Etapa 2: Prototipagem em protoboard
	O circuito simulado no Multsim foi montado na protoboard como pode ser visto na figura 8.
Figura 7: Montagem do circuito na protoboard
CONCLUSÃO 
 Podemos concluir através da montagem deste projeto queque o tempo de carga e descarga dos capacitores, ou seja, das oscilações geradas por este circuito dependem tanto dos valores do capacitor quanto dos resistores através dos quais ocorrem as descargas. Também podemos observar que os sinais gerados por estes são retangulares pois ocorre uma comutação rápida. 
 O contador utiliza os sinais de entrada como pulsos para as saídas (leds) a partir da frequência coletada no multivibrador. 
REFERÊNCIAS 
[1] TOCCI, Ronald J. , WIDMER, Neal S., MOSS, Gregory L., Sistemas Digitais: Princípios e Aplicações
 [2] Os Multivibradores astáveis e mono astáveis http://www.newtoncbraga.com.br/index.php/eletronica-digital/97-licao-8-os-multivibradores-astaveis-e-monoestaveis > Acesso em 23/03/2017.
[3] VASQUEZ, J.; GUERRERO, J.; MIRET, J.; CASTILLA, M.; VICUÑANDA, L., Hierarchical control of intelligent microgrids, IEEE Ind. Electron. Mag., vol. 4, no. 4, pp. 23–29, Dec. 2010. 
[4] datasheet http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/5706/MOTOROLA/74LS293.html <Acesso em 02/03/2017.