Aps_Fonte de Cronometro Digital

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UNIVERSIDADE PAULISTA 
CURSO DE ENGENHARIA 
 
 
 
CAIQUE DIAS M DA ROCHA 
GERSON OLIVEIRA CHAVES 
HENRIQUE CORREIA BOLNALDO 
MARCOS VINÍCIUS DE SOUSA 
MARCOS VINICIUS SOUSA PISHININ 
MATEUS DOS SANTOS 
RAFAEL REBEQUE 
THIAGO BARROS DE MENESES MORAIS 
 
 
 
 
APS – ATIVIDADE PRÁTICA SUPERVISIONADA 
CRONÔMETRO CRESCENTE ATÉ 3 MINUTOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
São Paulo 
2018 
 
1 
 
UNIVERSIDADE PAULISTA 
CURSO DE ENGENHARIA 
 
 
 
CAIQUE DIAS M DA ROCHA 
GERSON OLIVEIRA CHAVES 
HENRIQUE CORREIA BOLNALDO 
MARCOS VINÍCIUS DE SOUSA 
MARCOS VINICIUS SOUSA PISHININ 
MATEUS DOS SANTOS 
RAFAEL REBEQUE 
THIAGO BARROS DE MENESES MORAIS 
 
 
 
APS – ATIVIDADE PRÁTICA SUPERVISIONADA 
CRONÔMETRO CRESCENTE ATÉ 3 MINUTOS 
 
 
 
Trabalho referente à Atividade Prática 
Supervisionada (APS), apresentado para 
avaliação na disciplina de APS, do curso de 
Engenharia Elétrica, turno noite, da 
Universidade Paulista – UNIP, Instituto e 
Ciências Exatas e Tecnologia – ICET. 
 
Orientador: Prof. MSc. Ademir Antônio dos 
Santos 
 
 
São Paulo 
2018 
 
2 
 
RESUMO 
 
Para este projeto será considerado a construção de um protótipo de um cronômetro 
digital crescente, como visualizador de contagem pode-se utilizar uma tela LCD, 
LED ou displays de 7 seguimentos. Utilizaremos para este projeto o display de 7 
seguimentos.Os cronômetros digitais são utilizados diariamente para diversas 
aplicações, eles podem ser de contagem crescente ou decrescente, digitais ou 
analógicos. Eles são encontrados e utilizados em diversos aparelhos eletrônicos 
como: fornos micro-ondas, relógios, equipamentos de bancada para estudos 
científicos ou medição, painéis eletroeletrônicos e também utilizados geralmente 
para marcar o tempo em atividades esportivas, sendo assim vemos que eles fazem 
parte do dia a dia da sociedade e de certa forma coordenam as atividades diárias do 
transporte público, medições de energia e água, a partida ou chegada de um avião, 
o tempo gasto em uma viagem e o tempo de funcionamento de uma máquina para 
produção de peças que serão revendidas, sem o controle desse tempo decorrido 
para tais atividades a produção de uma empresa poderia atrapalhar a quantidade de 
produtos que deveriam ser produzidos em determinado tempo estipulado. 
 
Palavras-chave: Cronômetro, Eletrônica, Display, Corrente Contínua. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3 
 
LISTA DE FIGURAS 
 
 
Figura 1 – Esboço do projeto .................................................................................... 10 
Figura 2 – Esboço do projeto .................................................................................... 12 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4 
 
 
 
LISTA DE TABELAS 
Tabela 1 – Cronograma do projeto Cronômetro digital até 3 minutos ....................... 09 
Tabela 2 – Custo do projeto e protótipo .................................................................... 10 
Tabela 3 – Custos de apresentação do projeto ......................................................... 11 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5 
 
SUMÁRIO 
 
 
1 OBJETIVOS ............................................................................................................. 6 
1.1 Objetivo Geral ....................................................................................................... 6 
1.2 Objetivos Específicos ............................................................................................ 6 
2 INTRODUÇÃO ......................................................................................................... 6 
3 REVISÃO DE LITERATURA ................................................................................... 7 
4 METODOLOGIA ...................................................................................................... 8 
4.1 Procedimentos ...................................................................................................... 8 
4.2 Esboço do projeto e custos ................................................................................... 9 
4.3 Construção .......................................................................................................... 11 
5 CONSIDERAÇÕES FINAIS ................................................................................... 13 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ......................................................................... 14 
ANEXO 1 – DATASHEET FIO DE SOLDA ............................................................... 15 
ANEXO 2 – DATASHEET FIO DE SOLDA ............................................................... 16 
ANEXO 3 – DATASHEET RESISTOR ...................................................................... 17 
ANEXO 4 – DATASHEET RESISTOR ...................................................................... 18 
ANEXO 5 – DATASHEET CAPACITOR ................................................................... 19 
ANEXO 6 – DATASHEET CAPACITOR ................................................................... 20 
ANEXO 7 – DATASHEET CAPACITOR ................................................................... 21 
ANEXO 8 – DATASHEET CAPACITOR ................................................................... 22 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6 
 
1 OBJETIVOS 
 
1.1 Objetivo geral 
 
O objetivo do presente trabalho é o desenvolvimento de um protótipo de um 
Cronômetro crescente até 3 minutos, por meio da utilização de conceitos teóricos e 
atividades práticas obtidos no curso de Engenharia. 
 
1.2 Objetivos específicos 
 
 Aplicar conhecimentos teóricos obtidos no decorrer do curso de Engenharia nas 
disciplinas: Eletrônica digital, Arquitetura de processadores digitais, Circuitos 
Lógicos, Circuitos Digitais; 
 Aprofundar conhecimentos acerca de conceitos e cálculos relacionados à 
Eletrônica, para a correta construção do protótipo; 
 Capacitar os pesquisadores a articular teoria e prática; 
 Desenvolver habilidades em desenvolvimentos de projetos com protótipos. 
 
2 INTRODUÇÃO 
Cronômetros digitais são utilizados diariamente para diversas aplicações, eles 
podem ser de contagem crescente ou decrescente, digitais ou analógicos. 
Para estre projeto será considerado a construção de um protótipo de 
cronometro digital crescente e como visualizador de contagem pode-se utilizar uma 
tela LCD, LED ou displays de 7 seguimentos, no entanto para este projeto será 
considerado o display de 7 seguimentos. 
Cronômetros digitais são encontrados e utilizados em diversos aparelhos 
eletrônicos como fornos micro-ondas, relógios, equipamentos de bancada para 
estudos científicos ou medição, painéis eletroeletrônicos e também utilizados 
geralmente para marcar o tempo em atividades esportivas. 
Os cronômetros fazem parte do dia a dia da sociedade e de certa forma 
coordenam as atividades diárias do transporte publico, medições de energia ou 
água, a partida ou chegada de um avião, o tempo gasto em uma viagem e o tempo 
de funcionamento de uma máquina para produção de peças que serão revendidas. 
7 
 
Sem o controle do tempo decorrido para tais atividades a produção de uma empresa 
poderia atrapalhar a quantidade de produtos que deveriam ser produzidos em 
minutos ou horas. 
 
3 REVISÃO DE LITERATURA 
 
Para a correta elaboração do projeto, realizou-se um levantamento 
bibliográfico de temas e conceitos como circuito, tensão e corrente, corrente 
continua e corrente alternada, bem como a definição dos principais equipamentos 
utilizados como fundamentação do projeto. 
Dorf e Svoboda (2012, p. 2) consideram que circuito elétrico é como “um 
conjunto de componentes elétricos ligados entre si de modo a formar um percurso 
fechado através do qual pode circular uma corrente”. Irwin (2000, p. 3) corrobora 
desta definição e refere-se ao circuitoelétrico como “uma interconexão de 
componentes elétricos”. 
Ainda sobre circuitos, Nilsson e Riedel (2015, p. 12) destacam que: 
 
“Um elemento básico ideal de circuito possui três atributos: (1) tem apenas 
dois terminais, que são pontos de conexão com outros componentes de 
circuito; (2) é descrito matematicamente em termos de corrente e/ou tensão; 
e (3) não pode ser subdividido em outros elementos”. 
 
Outro conceito importante é o de tensão. Alexander e Sadiku (2013, p. 9) 
apresentam o conceito de tensão ou diferença de potencial, como “a energia 
necessária para deslocar uma carga unitária através de um elemento, medido em 
volts (V)”. Já Johnson, Hilburn e Johnson (1994, p. 7) definem tensão sobre um 
elemento como “o trabalho realizado para mover uma unidade de carga (+ 1C) 
através do elemento, de um terminal ao outro”. 
Markus (2004, p. 16) considera que “o dispositivo que fornece tensão a um 
circuito é chamado genericamente de fonte de tensão ou fonte de alimentação”, e 
destaca três tipos de fonte de tensão: fontes de alimentação eletrônicas, corrente 
contínua e corrente alternada. 
Alexander e Sadiku (2013, p. 7) destacam que a “corrente continua (CC) é 
uma corrente que permanece constante ao longo do tempo e uma corrente alternada 
(CA) é uma corrente que varia com o tempo segundo uma forma de onda senoidal”. 
8 
 
Observa-se que, em um circuito, as fontes de corrente contínua preservam a 
corrente em um sentido único, assim como possui sentidos pré-determinado. 
Já as fontes de corrente alternadas trocam a polaridade regularmente, ou 
seja, há uma variação entre tensão positiva e negativa, o que promove fluxos 
positivos e negativos em um circuito. 
Dorf e Svoboda (2012, p. 2) explicam também que a corrente elétrica é a 
“taxa de variação do fluxo de carga elétrica em um ponto dado”. Boylestad (2012, p. 
28) afirma que corrente “é uma reação à tensão aplicada”. 
 
4 METODOLOGIA 
 
A metodologia utilizada para construção de um Cronômetro Crescente até 3 
minutos foi obtida através de pesquisa bibliográfica de livros, artigos científicos e 
sites especializados sobre Elétrica e Eletrônica, acrescida das informações obtidas 
por meio do manual de especificações para a construção do projeto, disponibilizado 
pelo Instituto de Ciências Exatas e Tecnologia e professores da universidade. 
 
4.1 Procedimentos 
 
O grupo organizou o desenvolvimento e construção de Cronometro Crescente 
até 3 minutos de acordo com o cronograma abaixo (Tabela 1). 
Observou-se ausência de dificuldade para seguir o cronograma. Todas as 
etapas, passos e tarefas do projeto foram bem detalhados entre os responsáveis 
conforme abaixo: 
 
 Definição do cronograma: todos os integrantes; 
 Pesquisa bibliográfica: Thiago e Marcos Sousa; 
 Reunião “Zero”: todos os integrantes; 
 Esboço do projeto: Marcos Sousa e Mateus dos Santos; 
 Cálculos: Marcus Sousa e Gerson Chaves; 
 Planejamento para execução: Todos os integrantes; 
 Compra do material: Marcos Pishinin; 
 Reunião para montagem: Todos os integrantes; 
9 
 
 Testes: Gerson, Marcos Pishinin, Mateus dos Santos e Caique Dias; 
 Acabamento e finalização: todos os integrantes; 
 Trabalho escrito: Thiago; 
 Ajustes e revisão: todos os integrantes; 
 Apresentação: todos os integrantes. 
 
Tabela 1 – Cronograma do projeto Cronômetro Crescente até 3 Minutos. 
Etapas 
Mês 
Abril Maio 
Semana Semana 
2ª 3ª 4ª 1ª 2ª 3ª 4ª 
Definição de cronograma X 
 
Pesquisa bibliográfica X 
 
Reunião "Zero" X 
 
Esboço do projeto X 
 
Cálculos 
 
X 
 
Planejamento para 
execução 
X 
 
Compra de material 
 
X 
 
Montagem 
 
X 
 
Testes 
 
X X 
 
Acabamento e finalização 
 
X X 
 
Trabalho escrito 
 
X X 
 
Ajustes e revisão 
 
X X 
Apresentação X 
 Fonte: próprios autores. 
 
4.2 Esboço do projeto e Custos 
O esboço do projeto foi desenvolvido por dois integrantes do grupo, após 
pesquisa bibliográfica e análise do material de apoio. 
A partir da revisão de literatura, iniciou-se o planejamento do projeto e 
desenho do Cronômetro digital de 3 minutos. 
O primeiro esboço foi realizado no Software Protheus (Figura 1). 
 
 
 
 
 
 
10 
 
Figura 1 – Esboço do projeto. 
 
 Fonte: próprios autores. Software Protheus. 
 
Para a construção do protótipo Cronômetro digital até 3 minutos, o grupo 
utilizou os informados na Tabela 2. 
O Software Protheus foi obtido através do site do fornecedor, com custo zero. 
 O custo do projeto pode ser visualizado abaixo: 
 
 Tabela 2 – Custos do protótipo e projeto. 
Materiais 
Referência 
Quantidade 
Valor 
unitário 
R$ 
Total R$ 
Resistor 10K ohms 2 0,08 0,16 
Resistor 330 ohms 30 0,08 2,40 
Resistor 5K ohms 1 0,17 0,17 
CI 4027 1 2,32 2,32 
CI 555 1 0,72 0,72 
CI 4081 1 1,60 1,60 
CI 4510 4 2,90 11,60 
CI 4511 4 2,80 11,20 
CI 4009 1 2,80 11,20 
Potenciômetro 3005P – 101 – ND 10K ohms 1 3,80 3,80 
Display de 7 Segmentos – Catodo Comum 4 1,74 6,96 
Capacitor 10uf 1 0,12 0,12 
Capacitor 100uf 1 0,13 0,13 
Custo total 52,38 
Fonte: próprios autores. 
 
11 
 
Ao ser comparado ao custo de uma de um cronômetro digital até 3 minutos do 
fornecedor “A”, que possui valor médio de mercado de R$ 7,00, o custo do projeto 
foi superior em 763% ou R$ 52,38. Isto indica que o projeto não é viável do ponto de 
vista financeiro. 
Para a apresentação do projeto, o custo foi de R$ 142,50, contemplando a 
impressão do banner com dimensões de 80cm x 120cm e impressão e 
encadernação do trabalho escrito (relatório). 
 
Tabela 3 – Custos da apresentação do projeto. 
Materiais 
Referência 
Quantidade 
Valor 
unitário 
Total 
Banner 1 R$ 120,00 R$ 120,00 
Impressão do trabalho escrito 1 R$ 19,50 R$ 19,50 
Encadernação do trabalho 
escrito 
1 R$ 3,00 R$ 3,00 
Custo total R$ 142,50 
 Fonte: próprios autores. 
 
4.3 Construção 
 
O circuito tem como intuito fazer a contagem do tempo, como o objetivo do 
trabalho é fazer a contagem de 0 a 3 minutos, utilizamos como base o circuito CI 
4510 que possui como características de contagem crescente e decrescente 
incrementando e decrementando valores, esse componente é responsável no 
circuito com função de contador, porém a base de contagem é binaria com 
codificação BCD, os display utilizados não trabalham com codificação binária e para 
fazer essa decodificação de bits utilizamos o CI4511 é um decodificador BCD 8421 
(4 bits) para displays Catodo Comum, que utiliza a tecnologia CMOS 
(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor). Recebe nos pinos de entrada (ABCD) 
os dados em código binário e os decodifica para código decimal, sendo possível a 
sua exibição nos Display's de 7 Segmentos, por isso o mesmo é utilizado no circuito 
apresentado esse sinal codificado é encaminhado para os displays. 
O maior desafio no circuito era a lógica de dimensionamento de sinais, como 
foi utilizado quatros displays, o tempo de contagem era definido da seguinte forma 
no caso o primeiro display vai receber o sinal apenas de contagem, por motivo do 
valor ser fixo. O segundo display precisa ser travado no máximo em 5 de valor, pois 
12 
 
o período de contagem vai até 59 segundos, como ele não pode passar desse valor 
foi colocado duas portas lógicas para travar o valor nesse período. Então nesse 
período de contagem ao chegar em 6 reseta o valor e incrementa um sinal no 
próximo display. Para fazer o chaveamento de sinal utilizamos as portas lógicas 
AND com o circuito 7408 em nosso sistema ele serve para a comparação com as 
saídas binárias para poder travar o display na sequência de tempo desejável. Abaixo 
a configuração com a tabela da verdade do circuito.Figura 2 – Tabela verdade 
 
Fonte: Próprios Alunos 
 
Ou seja, a lógica do circuito está direcionada para os valores ficarem de 
acordo com o tempo e o travamento dos valores, para fazer o ajuste do clock 
utilizamos o circuito 555 que tem como objetivo fazer o controle de tempo de ajuste 
dos sinais no display, dimensionando o tempo conforme cálculo com capacitores. 
Dois botões utilizados para fazer o ajuste de start que inicia a contagem no 
circuito e o botão de reset para reiniciar o circuito 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
13 
 
5 CONSIDERAÇÕES FINAIS 
O desenvolvimento prático do projeto ajudou o grupo a desenvolver de 
maneira pratica os conhecimentos teóricos obtidos em sala de aula nas matérias de 
grade regular, bem como desenvolvimento de lógica e controle de sinais. 
Inicialmente houve diversos problemas com relação a montagem do circuito 
no protoboard, pois a montagem do circuito apresentou problemas de mal contato e 
o circuito não estava funcionando da maneira como deveria, fazendo a contagem de 
00:00 á 03:00 minutos. 
Ao decorrer do processo decidimos montar em PCI o protótipo de circuito que 
foi desenvolvido com a ajuda do software PROTHEUS, foram encontradas diversas 
dificuldades para montagem do circuito pelo fato de ser necessária a impressão do 
circuito em ambos os lados da placa de circuito impresso. 
Efetuamos o esboço do circuito e imprimimos em placa de circuito impresso, 
obtivemos êxito na montagem de acordo com teste realizados e com ajuda de 
equipamentos de medição realizamos na montagem dos componentes e houve 
êxito. 
Agradecemos aos professores e a todos que estiveram envolvidos no 
processo de aprendizado e elaboração do protótipo, colocamos desde já nossos 
agradecimentos ao corpo docente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
14 
 
REFERÊNCIAS 
ALEXANDER, C. K; SADIKU, M. N. O. Fundamentos e circuitos elétricos. 5.ed. 
Tradução de José Lucimar do Nascimento. Porto Alegre: AMGH, 2013. 
BOYLESTAD, R. L. Introdução à análise de circuitos. 12. ed. Tradução de Daniel 
Vieira e Jorge Ritter. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2012. 
DORF, R. C; SVOBODA, J. A. Introdução aos circuitos elétricos. 8.ed. Tradução 
de Ronaldo Sérgio de Biasi. Rio de Janeiro: LTC, 2012. 
IRWIN, J. D. Análise de circuitos em Engenharia. 4. ed. Traduzido por Luiz Antônio 
Aguirre, Janete Furtado Ribeiro Aguirre. São Paulo: Pearson Makron Books, 2000. 
JOHNSON, D. E.; HILBURN, J. L.; JOHNSON, J. R. Fundamentos de análise de 
circuitos elétricos. 4. ed. Rio de Janeiro: PHB, 1994. 
NILSSON, J. W; RIEDEL, S. A. Circuitos elétricos. 10. ed. Tradução de Sonia 
Midori Yamamoto. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2015. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
15 
 
ANEXO 1: DATASHEET FIO DE SOLDA 
 
 
 
 
 
 
 
 
16 
 
ANEXO 2: DATASHEET FIO DE SOLDA 
 
 
 
 
 
 
 
17 
 
ANEXO 3: DATASHEET RESISTOR 
 
 
 
 
 
 
18 
 
ANEXO 4: DATASHEET RESISTOR 
 
 
 
 
 
19 
 
ANEXO 5: DATASHEET CAPACITOR 
 
 
 
 
 
 
 
20 
 
ANEXO 6: DATASHEET CAPACITOR 
 
 
 
 
21 
 
ANEXO 7: DATASHEET CAPACITOR 
 
 
 
 
 
22 
 
ANEXO 8: DATASHEET CAPACITOR