Plano de Ensino - Eletrônica

7/23/2019 Plano de Ensino - Eletrônica

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SERVIÇO PÚBLICO FEDERALMINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO

UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIAFaculdade de Engenharia Mecânica

COLEGIADO DO CURSO DE ENGENHARIA AERONÁUTICA

PLANO DE ENSINO

1. IDENTIFICAÇÃO

COMPONENTE CURRICULAR: ELETRÔNICA DE AERONAVES

UNIDADE OFERTANTE: FEMEC

CÓDIGO: FEMEC33071 PERÍODO/SÉRIE: 7o TURMA: W / WA, WB

CARGA HORÁRIA: NATUREZA

TEÓRICA:

60

PRÁTICA:

15

TOTAL:

75

OBRIGATÓRIA: ( X ) OPTATIVA: ( )

PROFESSOR(A):

Roberto Mendes Finzi Neto

ANO/SEMESTRE:

02/2013

OBSERVAÇÕES:

Nenhuma.

2. EMENTA

Componentes eletrônicos passivos. Componentes eletrônicos ativos/semicondutores.Filtragem analógica. Regulação de tensão. Componentes optoeletrônicos. Sensores e atuadores.Sistemas eletrônicos de bordo.

3. JUSTIFICATIVA

Propiciar ao aluno o conhecimento dos conceitos e circuitos básicos presentes nos diversossistemas de voo, monitoramento e controle de uma aeronave moderna.

4. OBJETIVO

Objetivo Geral:Capacitar o aluno para a compreensão sobre os fundamentos de circuitos eletrônicos, acomposição, construção e as funções de aviônicos.

Objetivos Específicos:

• Apresentar e descrever do Sistema de Interconexão Elétrica de Aeronaves (EWIS).

• Entender os padrões de conectores e circuitos de controle elétricos adotados para ainterconexão de equipamentos de uma aeronave.

• Entender o uso de Fibras Ópticas em aplicações de tráfego de sinais digitais entre osdiversos sistemas de uma aeronave.

• Avaliar, experimentar e prototipar circuitos eletrônicos que façam uso desemicondutores.

• Analisar e avaliar as aplicações de filtros ativos em circuitos eletrônicos de



aeronaves.

• Compreender e utilizar a circuitos lógicos em sistemas digitais de aeronaves.

• Compreender a arquitetura básicos de microprocessadores e microcontroladoresusados nos aviônicos.

• Conhecer, analisar e prototipar sistemas de instrumentação baseados em diversostipos de transdutores e sensores.

•

Pesquisar e dissertar sobre sistemas de “voo por fio”, barramentos de dados paraaeronaves (ARNC, MIL-STD-1553)

• Desenvolver um protótipo, micro-controlado, de sistema de instrumentação devariáveis ambientais (temperatura, pressão, humidade, gazes combustíveis, fogo) ede voo ( pitch, yaw, roll e norte magnético) para uma aeronave simples de forma avalidar os conhecimentos adquiridos durante a disciplina.

5. PROGRAMA

1. COMPONENTES PASSIVOS:1.1. Cabos e Cabeamento

• Construção e materiais• Padrões e identificação• EWIS – Electrical Wiring Interconnection System • Procedimentos de Instalação

1.2 Conectores e Dispositivos de controle de circuitos:• Conectores/terminações• Fusíveis, Disjuntores, Relês e Chaves

1.3 Fibras ópticas• Multimodo / monomodo.•

Características construtivas e conectores• Equipamentos.

2. COMPONENTES ATIVOS2.1 Diodos

• Conceitos de semicondutores: junção PN, operação.• Diodos de sinal, schottky e retificadores: 1M4148 e 1N400x (parâmetros)• Circuitos retificadores: meia onda, onda completa por ponte e com trafo de tap

central• Fontes lineares de energia (AC!DC): fontes simétricas, reguladores das famílias

LM78XX e LM79XX, regulador linear LM317.2.2 Transistores• Transistores Bipolares: NPN, PNP, topologias com emissor comum, base comum,

coletor comum.• Circuitos com transistores: amplificadores de tensão/corrente e chaveadores.• Transistores de Efeito de Campo (FET)• Transistores de potencia: SCR, THYRISTOR, MOSFET, circuitos de gatilho.

2.3 Amplificadores Operacionais (AO)• Princípios de funcionamento: realimentação negativa e terra virtual.• Circuitos lineares: buffer e amplificador de tensão, inversor de tensão, conversorcorrente-tensão, fonte de corrente.•

Circuitos aplicados a controle: Integrador, derivador, somador e diferenciador.2.4 Filtros Ativos



• Tipos: passa baixa, passa alta, passa faixa e rejeita faixa.• Tipos de respostas: Butterworth, Chebyshev e Bessel.

2.5 Osciladores• Tipos: mono-estáveis e astáveis.• Circuitos integrados: 555 e 556.

2.6 Circuitos Lógicos• Lógica Binária: 0 e 1, conversão entre base binária e decimal.•

Funções e Portas lógicas: AND, OR, XOR e INV• Lógica Combinacional• Flip-Flops: RS, D, J-K• Famílias lógicas: TTL e CMOS.• Níveis lógicos de tensão para cada família

2.7 Microprocessadores e Microcontroladores• Conceitos• PLC e PLD• Arquitetura interna• Representação de dados: binária e hexadecimal• Armazenamento de dados/códigos: RAM e ROM•

Tipos de dados: inteiro (byte, int, word,...) assinalado ou não e real (float).• Clock • Interrupções• Interfaceamento: I/O, A/D e D/A

3. TRANSDUTORES e SENSORES3.1 Sensores de variáveis ambientais

• Temperatura, pressão e humidade,3.2 Sensores de navegação

• Giroscópio, acelerômetro

3.3 Sensores de gases•

Monóxido de carbono, Combustíveis (metano, propano, butano, etanos,hidrogênio,...)

4. SISTEMAS ELETRÔNICOS DE BORDO:4.1 Conceito de "vôo-por-fio";4.2 Barramentos de dados digitais4.3 Padronização internacional;4.4 Barramentos-de-dados para a aviação (ARNC, MIL-STD-1553)

6. METODOLOGIA

Cronograma das Aulas Teóricas

Semana

Aula Data Tipo Assunto

01

01-02 23/10 TApresentação da disciplina.Cabeamentos, Conectores e Dispositivos de Controle: construção emateriais, padrões de identificação

03-04 24/10 TCabeamentos, Conectores e Dispositivos de Controle: instalação docabeamento – construção e materiais, padrões de identificação, EWIS.

05-06 25/10 TCabeamentos, Conectores e Dispositivos de Controle: conectores,fusíveis, chaves e relês. Fibras ópticas. Exercícios.

02

07-08 30/10 PCabeamentos, Conectores e Dispositivos de Controle: conectores,

fusíveis, chaves e relês. Fibras ópticas. Exercícios.09-10 31/10 T L01 – Laboratório sobre cabos, fios conectores e prototipagem



0311-12 01/11 T

Diodos: junção PN, diodos de sinal e retificadores (1N4148 e 1N400x),Circuitos retificadores (meia onda), circuitos retificadores (onda completaem ponte ou com Trafo de tap central. Simulações com o OrCAD.

13-14 08/11 TDiodos: Fontes DC simples e simétricas. Reguladores LM78XX, LM79XX,LM317 Simulações com o OrCAD.

0415-16 13/11 T

Transistores: BJT – NPN e PNP. Ganho de corrente e demais parâmetros.Tipos de conexões mais comuns.

17-18 14/11 P L02 – Fontes AC-DC: simples, simétricas e reguladas.05 19-20 20/11 T Transistores: simulações e exercícios

21-22 21/11 TTransistores: Fototransistores e acopladores ópticos. Exercícios esimulações.

23-24 22/11 PAmplificadores Operacionais: parâmetros e aplicações. Configurações decircuitos: seguidor de tensão e amplificador não inversor. Simulações.

0625-26 27/11 T

Amplificadores Operacionais: Configurações de circuitos: amplificador dediferença e somador inversor. Simulações.

27-28 28/11 P L03: Circuitos com transistores: amplificadores e chaveadores29-30 29/11 T Amplificadores Operacionais: Configurações de circuitos:

0731-32 04/12 T

Amplificadores Operacionais: Configurações de circuitos: integrador e

derivador. Simulações.33-34 05/12 P L04: Circuitos Lineares com Amplificadores Operacionais35-36 06/12 T Filtros Ativos:

0837-38 11/12 T Filtros Ativos:39-40 12/12 T Filtros Ativos:41-42 13/12 T Filtros Ativos:

0943-44 18/12 T Aplicação da primeira prova 45-46 19/12 P L05: Filtros ativos

47-48 20/12 T Osciladores:

10

49-50 08/01 T Osciladores:

51-52 09/01 P L06: Osciladores53-54 10/01 P Circuitos Lógicos:

1155-56 15/01 T Circuitos Lógicos:57-58 16/01 T Circuitos Lógicos:59-60 17/01 T Circuitos Lógicos:

1261-62 22/01 T Circuitos Lógicos:63-64 23/01 T Circuitos Lógicos:65-66 24/01 T Microprocessadores e Microcontroladores:

1367-68 29/01 P Microprocessadores e Microcontroladores:69-70 30/01 T L07: Circuitos lógicos71-72 31/01 T Microprocessadores e Microcontroladores:

1473-74 05/02 T Microprocessadores e Microcontroladores:75-76 06/02 T Microprocessadores e Microcontroladores:77-78 07/02 T Transdutores e Sensores:

1779-80 12/02 T Transdutores e Sensores:81-82 13/02 P L08: Microcontrolador PIC83-84 14/02 T Transdutores e Sensores:

1885-86 19/02 T Transdutores e Sensores:87-88 20/02 P L09: Transdutores e Sensores89-90 21/02 T Aplicação da Segunda prova

19 91-92 26/02 T Apresentação de seminários



7. Processo de AVALIAÇÃO

Total de pontos: 100,00.

M = 0, 3* Pi

2+

i=1

2

! 0,25* L j

9+

j =1

8

! 0,25*Pt + 0,2*S , para i = 1,2 e j = 1, 2, ..., 9

Onde: ! P

i – prova teórica

! Li – atividades de laboratório.

! Pt – Protótipo de hardware a ser desenvolvido ao longo do semestre. Grupos de até três alunosirão desenvolver seu protótipos seguindo o projeto desenvolvido pelo docente da disciplina. As

placas de circuito impresso, esquemas e layouts de montagem serão fornecidos. Oscomponentes eletrônicos deverão ser adquiridos pelos alunos. O custo total para oscomponentes é de até US$ 80,00

!

S – seminários abordando o tópico 04 do programa.Obs: Caso o(a) aluno(a) falte a alguma L

i , o mesmo deverá agendar a atividade para outra data,

em outro horário, de acordo com a disponibilidade do técnico de laboratório.

8. BIBLIOGRAFIA

Básica

• TOOLEY, M. “Electronic Circuits: Fundamentals and Applications”. 3rd Edition. ELSEVIER,2006. ISBN-13: 978-0-75-066923-8

•

TOOLEY, M and WYATT, D., “Aircraft Electrical and Electronic Systems: Principles,Maintenance and Operation”. 1st edition, Butterworth-Heinemann, 2008, ISBN-13: 978-0-7506-8695-2.

• MOIR, I and SEABRIDGE, A., Aircraft Systems: Mechanical, Electrical and AvionicsSubsystems Integration (Aerospace Series (PEP)), 3rd edition, Wiley, 2008, ISBN 978-0-470-05996-8.

Complementar

• MIL-STD-1533, Military Standard Digital Time Division Command/Response Multiplexed

Data Bus.

•

TOOLEY, M., “Aircraft Communications and Navigation Systems: Principles, Maintenanceand Operation for Aircraft Engineers and Technicians”, Butterworth Heinemann, 2007, ISBN-13:978-0750681377.

• "Aviation Maintenance Techinician Handbook-Powerplan”. Volume 1. US Department ofTransportation. Federal Aviation Administration. Flight Standard Services.

• PALLET, E. H. J. “Aircraft Electrical Systems”. 2nd Edition, PITMAN PUBLISHINGLTDA, 1980.

• MIYADAIRA, A. N. “Microcontroladores PIC18. Aprenda e Programa em Linguagem C”, 3a Edição, 2012. Editora ÉRICA



9. APROVAÇÃO

Aprovado em reunião do Colegiado realizada em: ____/______/______

Coordenação do Curso de Graduação em: Engenharia Aeronáutica

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