Como criar um laboratório para ensino
de eletrônica com acesso remoto
Part 3
Disponibilizando
componentes e
evitando circuitos
perigosos
Esboço
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


Disponibilizando componentes físicos para
experimentos remotos
Assegurando que apenas circuitos
inofensivos possam ser ativados
Experimentos avançados
Sumário
Manipulação de componentes e
verificação do circuito


Em um Laboratório local o instrutor
disponibiliza para cada bancada de trabalho
um conjunto de componentes para serem
utilizados durante a sessão de laboratório
Durante a sessão de laboratório é permitido
aos estudantes ativarem a fonte de tensão
apenas após o instrutor verificar que os
circuitos montados são inofensivos.
Manipulação de componentes e
verificação do circuito no laboratório



O instrutor do laboratório instala o conjunto
de componentes na matriz de comutação
para a sessão de laboratório.
O estudante pode somente utilizar o
conjunto pertencente à sessão à qual está
registrado.
Antes de um circuito ser ativado, este é
verificado por um “instrutor virtual” que utiliza
regras escritas pelo professor.
Componentes utilizados nos exercícios
de laboratório são instalados na matriz
Componentes
para os
estudantes
Preparação do Laboratório em três
passos



O instrutor instala na matriz os componentes
listados no manual de instruções do laboratório
necessários para àquele exercício.
Os professores criam regras para o instrutor virtual
para cada experimento de laboratório.
Cabe também aos professores o cuidado para que o
conjunto correto de componentes seja mostrado na
caixa de componentes localizada acima da matriz de
contados (protoboard) virtual.
O circuito é montado na matriz de
comutação obedecendo-se as conexões
feitas na protoboard virtual
Protoboard Virtual
Matrix de Comutação
XML, TCP/IP, porta 2324
Computador do
Cliente
Servidor de
Equipamentos
O procedimento para se criar um circuito na matriz imita como o
estudante conecta um circuito em uma protoboard real
Matriz de Contatos (protoboard)
Possível nó de
um circuito
Placa para componentes da matriz
Soquete de 20 pinos para
componentes com mais de
dois pinos
Conector de
nós
Um componente com
apenas dois pinos
Grupo de 6 pinos
interconectados para
formarem um possível nó
Relés de dois
polos
9
2015-11-05
Relés de um
único ICBL
polo
2008
Parte do lay out da placa de componentes
Os nós são
denominados
A–Ie0
Os outros
condutores nos
nós são
denominados
X1 – X6 e COM.
Eles são usados
para conexão
com a fonte e
para futura
expansão da
matriz
Número do relé
Documentação da configuração da
matriz (Component List)




Todos os compenentes instalados na matriz são
salvos em uma lista chamada Lista de
Componentes (component.list)
As fontes também são salvas na lista
Conjuntos de componentes para várias sessões
de laboratório podem estar online se a matriz
possuir mais de uma placa de componentes
O driver da matriz, Circuit Builder, utiliza a lista
de componentes para associar os nós de um
componente com o número de um relé
Uma parte da Lista de Componentes
*This is comment
* Kort 4
OP_4_10:4_11:4_13
R_4_9
R_4_8
Números dos pinos
1 2 3 4 5 67 8
NC B D G NC C F NC uA741
AB
1.6k
BC
1.6k
O texto em vermelho não
faz parte da lista. Ele
mostra apenas a orden dos
pinos para componentes
com mais de dois pinos.
NC significa não
conectado.
Esses três componentes
são instalados na placa 4
Número da placa
Conexões possíveis para o
mutímetro digital e osciloscópio


A placa do multímetro digital possui duas
entradas, uma para medir-se tensão e
resistência e uma para medida de corrente.
Cada uma dessas entradas pode ser
conectada a qualquer um dos nós A – I ou 0
para realizar-se medições diferenciais.
O terminal terra de ambos os canais do
osciloscópio são conectados ao nó 0. Os
outros terminais podem ser conectados a
qualquer um dos nós A – I ou 0.
Conexão do multímetro digital,
osciloscópio e fontes de tensão
Placa do
Multímetro
Placa do
oscl.
Placa da
Fonte
Conexão das diversas fontes




O gerador de função pode ser
conectado ao nó A. O terminal de
referência é permanentemente
conectado ao nó 0
A fonte de tensão diferencial pode
conectar-se à X2, X3. O terminal
comum é permanentemente conectado
ao COM
A fonte de tensão nao diferencial pode
conectar-se a X1 e seu outro terminal é
permanentemente conectado ao nó 0.
O número da placa da fonte é sempre
24
As conexões da fonte são listadas na
lista de componentes
Uma parte da lista de componentes:
* Fonte de tensao
* Placa 24 é a placa da fonte
VDC+25V_24_4:4_5
VDC+25V_24_4:4_3
VDC-25V_24_5:4_4
VDC+6V_24_3:4_7
VDCCOM_24_2
* Gerador de Funcao
VFGENA_24_1
F
D
G
A
0
A
A
0
B
COM
C
X1
D
X2
E
X3
F
X4
G
Circuito criado se todos os componentes
instalados forem conectados
Preparativos do Professor



Todos os componentes necessários para
uma sessão de laboratório devem estar
online
Deve ser possível conectá-los de modo que
os circuitos dos exercícios de laboratório
possam ser montados.
Deve-se também possibilitar a realização de
erros não nocivos ao equipamento.
Maneiras para se evitar circuitos perigosos

É possível limitar a máxima tensão ou
corrente permitida para a saída das fontes.

Os níveis de impedância das malhas
possíveis de serem criadas podem ser
controladas.
O professor especifica as regras em
Max Lists que mostram todas as
conexões permitidas
VFGENA_1
VDC+25V_1
VDC-25V_2
VDCCOM_1
OP_1
R_R1
R_R2
R_R3
R_R4
R_R5
R_R6
R_R7
R_R8
JUMPERLEAD_S1
JUMPERLEAD_S2
JUMPERLEAD_S3
JUMPERLEAD_S4
JUMPERLEAD_S5
A0
max:5
F
vmax:15 imax:0.5
G
vmax:-15 imax:0.5
0
nc1 B D G nc5 C F nc8
uA741
AB
1k
AB
1.6k
AB
10k
BC
1k
BC
1.6k
BC
10k
0B
1k
0B
10k
AB
Por exemplo, omite-se a
AD
última linha se não for
BC
permitido ao estudante
0D
curto-circuitar a saída do
0C
AMP OP.
Uma regra especial para medidas de
corrente com o multímetro digital

O multímetro digital quando medindo
corrente está em modo de baixa impedância
e deve apenas substituir um jumper
Se você quiser medir, por
exemplo, a corrente de curto
circuito do amp. op. Este
jumper deve ser instalado
Uso Avançado



A bancada de trabalho pode ser utilizada
para se fazer medições em uma PCB ou
outro circuito pré-montado com até 10
pontos de teste.
É possível também incluir componentes da
caixa de componentes e usar as fontes de
tensão
Os preparativos realizados pelo professor
são os mesmos. Entretanto, o circuito fixo
deve ser definido como um novo
componente.
Exemplo de um circuito pré-montado
definido como um CI de 16 pinos
Conectando um circuito externo
na matriz de comutação
Incluindo o circuito na Lista de
Componentes
OP_2_8:2_9:2_10
R_1_2
R_2_2
R_1_9
R_2_11
R_1_1
nc1 A nc3 nc4 G nc6 nc7 nc8 nc9 C nc11 nc12 F D B nc16
BC
1.6k
BC
10k
BC
1k
BC
120k
BC
4.02k
int1
Criando uma Max List
VFGENA_1
VDC+25V_1
VDC-25V_2
VDCCOM_1
OP_2_8:2_9:2_10
R_R1
R_R2
R_R3
R_R4
R_R5
A
max:5
F
vmax:15 imax:0.5
G
vmax:-15 imax:0.5
0
nc1 A nc3 nc4 G nc6 nc7 nc8 nc9 C nc11 nc12 F D B nc16 int1
BC
1.6k
BC
10k
BC
1k
BC
120k
BC
4.02k
Mostrando o circuito e os componentes
extras na caixa de componentes
Sumário da Terceira Parte
Sumário do Tutorial
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O laboratório VISIR é um aperfeiçoamento
de um laboratório local
O software desenvolvido em
aproximadamente 20 homens-ano de
trabalho está publicado e você está
convidado a juntar-se ao grupo VISIR e
contribuir com o projeto
O objetivo é formar engenheiros com uma
sólida e bem documentada experiência em
laboratório sem que isso aumente o custo
por estudante para as universidades