TROFÉU SUBA03-I

O  SUBA03-I  diz respeito  ao primeiro semestre  do 1º ano lectivo de 2003-2004, apoia apenas a  disciplina de Sistemas Digitais da LEE e será realizado no átrio do edifício do IST no Taguspark, sobre um tapete apropriado (ver cosmética).

O SUBA03-I  consiste na realização experimental de duas máquinas lógicas sequenciais e de uma demonstração pública do desempenho dessas máquinas depois de serem inseridas no SUBA.

As máquinas lógicas são montadas em 2 placas de montagem do tipo "bread board", normais, com 2 filas de 5 x 64 contactos, mais 4 barramentos em linha. Essas placas serão depois montadas debaixo da carroçaria do SUBA sobre um chassis de alumínio,  ver peça 2 da Foto 1.

Foto 1                                              Foto2   

Através de um cabo plano  com 16 condutores, terminado numa ficha macho que liga aos contactos da  "bread board", e que é denominada por "FARÓIS/VISOR IN", terá acesso  aos bits A B C D  do código BCD do visor de 7 segmentos instalado no tejadilho do SUBA e ao farol de emergência, FE. O sinal lógico LE "Latch Enable" activa o visor e o sinal lógico PD activa o ponto decimal do visor (não usado).

Através de um cabo plano  com 14 condutores, terminado numa ficha macho que liga aos contactos da  "bread board", e que é denominada por "MotorIN/CLKout/Int", terá acesso ao comando dos motores, a 5 sinais de relógio F1 a F5 e a 2 sinais lógicos, INICIO1 e INICIO2,  provenientes de interruptores colocados nos pára-choques do SUBA.

Todos os sinais lógicos são activos a "1"  (5 V). As setas indicam o sentido de entrada / saída dos sinais. Os sinais lógicos de saída são gerados por circuitos HCMOS e podem alimentar várias carga HCMOS (ver especificações para cargas "TTL low Power"), pelo que pode ser necessário usar um andar tampão (Buffer), se nas máquinas digitais estes sinais atacarem várias entradas lógicas.

Os 2 cabos planos estão terminados com conectores que têm uma disposição de contactos do tipo macho, semelhantes aos pinos de um circuito integrado normal, mas a numeração dos pinos é feita de modo diferente, pois aqui esta numeração  indica a posição de cada condutor dentro do cabo plano.

 Nos 2 conectores estão disponíveis vários portos com tensão de alimentação contínua de 5 V estabilizada e várias massas ( 0 V).

Os sinais lógicos INICIO1 e INICIO2 vão momentaneamente ( cerca de 1 ms) a "1" sempre que se liga o interruptor de alimentação do SUBA ou se carrega momentaneamente nos interruptores dos pára choques, regressando depois a "0".

Foto 3  

O SUBA dispõe de um relógio digital de alta precisão, estabilizado por um  cristal de quartzo, que gera a frequência de 2¹⁵ Hz (32768 Hz).

Além do relógio com esta frequência, o SUBA  dispõe de saídas lógicas proporcionadas pelos de divisores desta  frequência por qualquer potência de 2 (^número inteiro) entre 2⁴ e 2¹⁴ com excepção da frequência obtida pela divisão por  2¹¹. No conector "MotorIN/CLKout/Int" terá 5 frequências quaisquer, F1 a F5, que pode escolher do conjunto anterior, para usar nas 2 máquinas digitais.

AS MÁQUINAS SEQUENCIAIS

Máquina1

Esta máquina lógica sequencial, depois de ser aplicada ao SUBA, simula uma caixa de velocidades sequencial.

Máquina2

 Esta máquina lógica sequencial é um programa de demonstração das capacidades da caixa de velocidades e do SUBA em andamento.

Caixa de velocidades sequencial (máquina 1)

A caixa de velocidades sequencial é caracterizada por as relações de caixa (mudanças) só poderem ser variadas (para cima, para baixo) de uma unidade de cada vez. Esta máquina permite dotar o SUBA de várias velocidades de deslocamento, correspondentes às "mudanças" seguintes:

0-  SUBA parado (motores desligados);

1-  SUBA em andamento lento para a frente (FWD);

2-  SUBA em andamento moderado para a frente;

3-  SUBA em andamento rápido para a frente;

MA- marcha atrás (BWD); SUBA em andamento lento (igual ao da mudança 1).

                                    Fig.1                                                                                    Fig.2

Princípio de funcionamento do controlo de velocidade do SUBA

O controlo de velocidade do motor de tracção é feito ligando e desligando o motor com um sinal digital aplicado ao barramento de controlo do SUBA, ver Fig. 1. O valor médio <V_M>, no tempo, do sinal de controlo, é proporcional à velocidade do SUBA em piso plano.

O SUBA é alimentado por uma bateria de V_B = 9,6 V e se o interruptor I₁ estiver ligado permanentemente, o carro atinge a sua velocidade máxima, v_max. Todavia, se o motor for actuado pelo interruptor I₁, controlado a partir de um sinal de relógio pelo sinal digital periódico  de controlo, v_D, com período T, representado na Fig. 2, a velocidade será dada por v_máxT₁/T;  isto é, tudo se  passa como se o motor fosse alimentado por uma bateria com uma tensão de valor médio <v_M> = V_B.T₁/T. Recomenda-se a utilização de uma  frequência baixa, 128 Hz por exemplo, afim de que o motor não vibre muito devido ao facto de estar alimentado por uma tensão  pulsada de baixa frequência.

Juntamente com o movimento para frente/trás pode usar o comando da direcção esquerda/direita de  movimento do carro.

Programa de demonstração (máquina 2)

O programa de demonstração  deve fazer pelo menos o seguinte:

1- Ler um estado lógico (de  um interruptor externo) e arrancar o SUBA a partir da velocidade 0;

2- Percorrer as mudanças todas, durante o tempo e na ordem que entender;

3- Usar  o controlo da direcção RIGHT / LEFT do SUBA, se necessitar;

4- Accionar o farol de emergência do tejadilho, FE, durante toda a prova com uma frequência entre 1 e 10 Hz;

5- Mostrar num visor de 7 segmentos colocado no tejadilho do SUBA, a velocidade "engrenada" na caixa;

6- Nunca sair de cima do tapete (quadrado com 6 m x 6 m, ver palco pequeno na página da cosmética);

7- A prova deve durar pelo menos 30 segundos e nunca mais de 2 minutos.

8- Voltar ao sítio de partida (centro do tapete).

 MAIS INFORMAÇÕES

Todas as informações técnicas sobre o SUBA estão  na página do SUBA, apontada pela  página da LEE. Se quiser obter informações mais detalhadas contacte o Prof. Moisés Piedade.