Relatório 01 - Instrumentos de medida - Eletrônica Digital

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ – CAMPUS SOBRAL 
CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA 
DISCIPLINA: ELETRÔNICA DIGITAL 
PROFESSOR: MARCELO MARQUES SIMÕES DE SOUZA E LUCIVANDO 
RIBEIRO DE ARAUJO 
 
 
 
 
 
 
 
 
PRÁTICA Nº 01 
UTILIZAMENTO DOS INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO 
 
 
 
 
 
 
GUILHERME FERNANDES DE SENA 415633 
 
 
 
Sobral – CE 
2019 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Sumário 
1. INTRODUÇÃO ...................................................................................................................................... 2 
2. OBJETIVOS DA PRÁTICA ....................................................................................................................... 3 
3. MATERIAIS UTILIZADOS ....................................................................................................................... 3 
4. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL ........................................................................................................ 4 
5. CONCLUSÃO ........................................................................................................................................ 8 
 
 
 
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 1. INTRODUÇÃO 
 
Nas últimas décadas a humanidade fez um grande avanço tecnológico, 
desenvolvendo cada vez mais e mais, seguindo uma função exponencial, não é para tanto que 
a tecnologia digital está impregnada no âmago da sociedade moderna. Porém, poucas pessoas 
sabem sobre tecnologia. Daí que se dá a importância de conhecer os instrumentos de medidas 
utilizados na eletrônica, como por exemplo: osciloscópios, fontes e multímetros. 
 Computadores, celulares, maquinas elétricas, meios de transportes, fornos micro-
ondas, brinquedos, cartões que quando abertos tocam uma música melosa e etc... são exemplos 
de sistemas digitais, ou seja, sistemas que transformam sinais físicos em sinais elétricos que 
geralmente são lidos como uns ou zeros, o famoso sistema binário. O sistema binário e a álgebra 
booleana, apesar de serem relativamente simples, formam a base para os circuitos digitais que 
por sua vez formam a base para as estruturas complexas citadas no início do parágrafo. No 
entanto, existem uma série de problemas que são causados por causa de uma leitura tão simples 
com 0’s e 1’s. 
Um dos primeiros problemas a serem encontrados foi o efeito “bouncing” (que 
literalmente significa: “saltitante”), esse fenômeno ocorre ao utilizar chaves mecânicas como 
maneira de obter sinais digitais do meio físico, o ruído gerado pelo sinal pode acabar indicando 
erroneamente o acionamento na chave assim gerando resultados falsos, problema esse que pode 
ser bastante crucial para sistemas digitais de contagem por exemplo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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2. OBJETIVOS DA PRÁTICA 
 
• Conhecer o funcionamento dos instrumentos de medição utilizados nas aulas 
práticas de Eletrônica Digital; 
 • Aprender as funções elementares desses instrumentos de medição; 
• Aprender a realizar e analisar medições através desses instrumentos. 
 
3. MATERIAIS UTILIZADOS 
 
• Osciloscópio com ponteiras dedicadas; 
• Cabo banana; 
• Capacitor Eletrolítico; 
• Switch; 
• Resistor. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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4. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
 
Com o objetivo de aprendizagem de manuseio de instrumentos de medidas e 
observação do efeito “boucing” foram montados em uma protoboard os circuitos pull up e pull 
down mostrado na figura 1. 
 
Figura 01. Configurações pull up e pull down respectivamente 
 
 Fonte: Professor 
 
Essa “arquitetura” especifica foi escolhida pois, o circuito precisa transformar o 
estado da chave s: aberto ou fechado, em um sinal elétrico para cada estado. Neste caso 
específico, o valor te tensão continua (VCC sigla em inglês) que é 5 volts equivale ao nível 
lógico alto (1) enquanto que os 0 volts equivalem ao nível lógico baixo (0). 
 No caso do circuito pull up quando a chave s1 está aberto a tensão de saída é igual 
a VCC pois como o circuito está aberto a corrente que flui pelo resistor (R1) é zero logo a queda 
de tensão é nula, assim, é lido um nível logico alto, ou 1, na saída. Enquanto que quando s1 é 
pressionada toda a tensão fica em R1, logo é lido um nível lógico baixo, ou 0, na saída. 
No caso do circuito pull down, quando chave s2 está aberto o valor de tensão 
medido é 0v pois não existe nenhuma fonte de tensão conectada, ao fechar s2, o valor de sáida 
será 5v pois a corrente tende a ir pelo ramo que não oferece resistência, assim, obtendo como 
resultado 5v. 
Esses dois circuitos são ótimos casos para observar o já citado efeito “bouncing”. 
Com a fonte, é feito inicialmente um curto circuito para que possa ser medido a corrente de 
entrada (lembrando sempre de diminuir a voltagem para que não ocorra acidentes), feito o 
circuito e corrente ajustado para 0,5 amperes, é desfeito o curto circuito e ajustado a corrente 
para 5v basta ligar na alimentação da protoboard. Agora para observar o resultado é necessário 
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um osciloscópio, após liga-lo e conectar as ponteiras dedicadas, as ligamos nos terminais do 
próprio equipamento para testar a qualidade das ponteiras, depois deste procedimento padrão, 
as ponteiras são ligadas no circuito, para ajustar as escalas de medidas do monitor foram 
alterados alguns parâmetros no canal, como por exemplo o controle horizontal (escala de 
tempo), e o controle vertical (amplitude de voltagem) e também o botão Trigger”. No entanto 
poderia ter sido usado apenas o botão “AutoSet”. O resultado é mostrado na figura 2 para o 
caso do pull up e na figura 3 para o caso pull down. 
 
 Figura 02. Efeito Bouncing em circuito Pull Up 
 
 Fonte: Própria do autor. 
 
Figura 03. Efeito Bouncing em um circuito Pull Down 
 
Fonte: Grande Matheuzinho 
 
 
 
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Como já foi dito o Efeito Bouncing é prejudicial para os sistemas digitais, então 
com o objetivo de atenuar ou até extinguir o efeito, é montado um circuito desbouncing, como 
mostrado na figura 4. 
 
Figura 04. Circuito Desbouncing 
 
 Fonte: Professor 
 
Os capacitores possuem um comportamento interessante de carregamento e 
descarregamento, se fosse feito um gráfico de tem em relação ao tempo teríamos um gráfico 
como no gráfico 01 
Gráfico 01. Comportamento de um capacitor (V X ms)
 
Fonte: UFRJ 
 
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por isso, eles são usados no circuito desbouncing em paralelo com a chave (switch) para que o 
seu descarregamento atenue a queda de tensão provocada pelo efeito bouncing, na figura 05, 
vemos um pull up sendo atenuado por causa do capacitor (que vem a ser a única modificação 
no pull up/ down). 
 
Figura 05. Desbouncing 
 
 Fonte: Própria do Autor 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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5. CONCLUSÃO 
 
 
A eletrônica digital, permeia tudo que nos rodeia, dos celulares à equipamentos 
médicos, das nossas cozinhas até a estação espacial internacional. Os meios de comunicação, a 
globalização em si, é fundamentada na lógica dos sistemas digitais. Daí a importância do estudo 
dos sistemas digitais, incluindo dos instrumentos de medidas. 
Mas como foi visto, existem muitos problemas técnicos a serem ultrapassados no 
desenvolvimento de novas tecnologias, uns dos primeiros a se deparar é o Efeito Bouncing, 
efeito esse que acontece quando trabalhamos com circuitos que utilizam chaves mecânicaspara 
transformas sinais físicos em sinais digitais. Ao montar o circuito descrito (figura 01) é possível 
que ocorra erros de acionamento, pois devido: a ruídos e a defeitos de fabricação dos 
componentes, a queda de tensão sofre de uma irregularidade como fora visto anteriormente 
(vide figura 03). 
Como meio de burlar o Efeito Bouncing é montado o circuito mostrado na figura 
04, onde se utiliza de um capacitor ligado em paralelo com a chave mecânica, pois assim pode 
se aproveitar das propriedades peculiares do carregamento e descarregamento dos capacitores, 
como visto no gráfico 01, a voltagem de um capacitor em relação ao tempo se comporta como 
uma função exponencial, então se liga um capacitor em paralelo a chave mecânica teremos que 
ambos terão a mesma diferença de potencial, assim, atenuando a queda de tensão que ocorre ao 
passarmos de um nível lógico para outro como foi visto na figura 05.