Relatorio João Victor

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Utilização de circuitos lógicos para solucionar problemas reais
João Victor D. Viana
Curso de Bacharelado em Ciência da Computação – Instituto Federal do Ceará (IFCE)– Campus Maracanaú
Jv.duarte.viana@gmail.com
Abstract. This paper describes an assembly of logic circuits in a contact matrix, applying basic knowledge of digital electronics, thus developing students' ability to solve real problems.. This report aims to collaborate with an understanding and use of logic gates, based on Boolean algebra theory.
Resumo. Este artigo descreve a montagem de circuitos lógicos em uma matriz de contato, aplicando conhecimentos básicos da eletrônica digital, desenvolvendo assim a capacidade dos alunos em solucionar problemas reais. Este relatório visa colaborar com a compreensão e a utilização das portas lógicas, com base na teoria da álgebra booleana.
1. Introdução
Em meados do século XIX, o matemático George Boole desenvolveu um sistema matemático de análise lógica conhecida como álgebra de Boole. Porém, foi em meados do século XX, que o engenheiro americano C. E. Shannon provou que a teoria da álgebra booleana poderia ser utilizada para solucionar os problemas de circuito no campo da eletrônica digital. [Idoeta and Capuano 2012]. 
 As portas lógicas ou circuitos lógicos, são pequenos grupo de circuitos básicos padronizados capazes de realizar as expressões geradas pela álgebra de Boole. 
 O objetivo deste artigo é demostrar a praticidade do conhecimento em circuitos lógicos, utilizando uma matriz de contato, um Protoboard, para verificar sua aplicabilidade e veracidade na resolução de problemas reais.
2. Montagem de um Circuito Lógico
Para a montagem de um circuito lógico são necessários alguns componentes. Estes componentes são: Uma matriz de controle (neste relatório iremos utilizar um protoboard); fios de cobre para passar a corrente com carga positiva ou negativa, que representa verdadeiro ou falso respectivamente; cabo e alimentação USB; LED’s ; resistores para não queimar os LED’s; porta “AND” HD74LS08P [Positive 2005], porta “OR” HD74LS32 [April and Electronics 2010] , porta “NOT” HD74LS04P [Inverters and Outputs 2005]. 
2.1. Circuito Lógico Completo e Simplificado
Em primeira instância, foi elaborada uma aula prática para a turma 2017.2 do bacharelado em Ciência da Computação do IFCE – Campus Maracanaú. Após uma breve explicação acerca dos componentes, foi pedido aos aluno que montassem um circuito lógico completo na matriz de contato, representado na Figura 1. Ao término da montagem, os alunos testaram sua veracidade, verificando a compatibilidade entre o ascendimento do LED e a tabela-verdade extraída do circuito completo. O resultado deste teste é mostrado na Figura 2. 
Figura 1.Circuito lógico comum complete feito no logisim 
Figura 2.Circuito lógico comum na protoboard
 Utilizando a teoria da álgebra booleana, os alunos simplificaram este circuito lógico. Da mesma forma, foi orientado que os alunos montassem e testassem este novo circuito no protoboard. O circuito simplificado está representado na Figura 4, e na Figura 5 é mostrado o circuito montado e testado.
Figura 3.Circuito lógico simplificado
Figura 4.Circuito lógico simplificado na matriz de contato
2.2. Situação Real
Em última instância, foi apresentado a seguinte situação real: em uma caixa d’água há dois sensores. Um deles foi colocado no nível alto do volume da caixa e foi denominado High, o outro foi colocado no nível baixo, e denominado Low. Esta caixa d’água é abastecida por um motor que é ligado quando o sensor High é falso. Para evitar que esta caixa fique totalmente vazia, foi colocado um alarme que dispara quando o sensor Low é falso.
 A partir dessas condições pré-estabelecidas, foi feito a tabela-verdade, ilustrada na Figura 5, e utilizando as saídas, foi criado e montado um circuito lógico, onde foi colocado um LED vermelho para representar o alarme e um LED amarelo para o motor. O circuito lógico é demonstrado na figura 6 e o mesmo montado no protoboard na Figura 8.
Figura 5.Circuito Lógico da caixad’água feita no Logisim
Figura 6.Circuito Lógico Montado na protoboart
3. Resultados
Utilizando os conhecimentos adquiridos anteriormente acerca dos circuitos lógicos, tivemos um bom desempenho e consequentemente desenvolvendo o conhecimento prático, facilitando, portanto, o aprendizado.
4. Considerações Finais
A criação de aulas práticas é um método eficaz que facilita o aprendizado, visto que durante a execução da mesma, normalmente, acontece problemas e erros, ajudando o aluno a se tornar mais capacitado para a realidade.
 A experiência adquirida durante as aulas práticas, incentivam os aluno a desenvolverem seis próprios projetos, contribuindo para seu crescimento acadêmico e fazendo com que o mesmo descubra o seu potencial cientifico, que outrora era desconhecido por diversos fatores. Toda experiência prática inicial, é um passo fundamental para que o aluno se torne futuramente um cientista. 
5. Referências Bibliográficas
April, O. and Electronics, N. E. C. (2010). Old Company Name in Catalogs and Other Documents. Electronics, p. 1–7. 
Idoeta, I. V. and Capuano, F. M. (2012). Elementos de Eletrônica Digital. v. 41, p. 544. 
Inverters, H. and Outputs, C. (2005). Hd74Ls04 / Hd74Ls05. p. 1–6. 
Positive, Q. (2005). HD74LS08. p. 1–6.