Construção de automatismos, lógica básica
robótica
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Adriano A. Santos Departamento de Engenharia Mecânica Instituto Politécnico do Porto
AUTOMAÇÃO E CONTROLO
2.a Parte
SISTEMAS LÓGICOS, PORTAS LÓGICAS Na eletrónica digital, os dígitos (0 e 1) são designados de bit. Um bit é caraterizado por dois valores de tensão (Figura 2). Assim sendo, a tensão positiva é considerada o nível 1, considera-se que o sistema utiliza uma lógica positiva enquanto a tensão negativa (0 Volt) é considerada como o nível 0, e por isso diz-se que o sistema utiliza uma lógica negativa. Assim, poderemos referir-nos à lógica positiva quando consideramos o nível 1 para os contactos fechados, a lâmpada acesa, a saída ativa, a entrada verdadeira, ou outros e lógica negativa quando consideramos o nível 0 para os contactos abertos, a lâmpada apagada, a saída não ativa, e outros. Sendo assim, e tendo em mente que a lógica booleana é uma combinação de várias funções primárias, apresenta-se de seguida uma descrição sucinta das mesmas. Porta lógica AND (E) A função lógica AND (E) pode ser considerada como a representação de um circuito série onde o resultado lógico da operação será verdadeiro quando todas as entradas forem verdadeiras. Esta porta lógica pode apresentar duas ou mais entradas com uma única saída. Poderá então dizer-se que "a saída da porta AND será 1 se e só se todas as entradas forem 1”. A simbologia gráfica desta porta e a Tabela de Verdade são apresentados na Figura 3.
os valores de L apresentados na Tabela anterior. Assim, e se considerarmos o nível lógico 1 (um) igual ao interruptor atuado (fechado) e o nível lógico 0 (zero) ao interruptor não atuado (aberto) obteremos o circuito elétrico apresentado na Figura 4. Note-se que a lâmpada se manterá acesa enquanto os contactos A e B permanecerem atuados.
OR, rapidamente se compreende os valores de L apresentados na Tabela anterior. Se considerarmos o nível lógico 1 (um) igual ao interruptor atuado (fechado) e o nível lógico 0 (zero) ao interruptor não atuado (aberto) obteremos o circuito elétrico apresentado na Figura 6. Note-se que a lâmpada se manterá acesa enquanto pelo menos um dos contactos A ou B permanecer atuado.
Figura 4. Implementação elétrica da porta lógica AND (E).
Figura 6. Implementação elétrica da porta lógica OR (OU).
Quando acionados, em simultâneo, os contactos A e B a saída L, a lâmpada, irá acender-se. Para qualquer outra das combinações de A e B, segundo a Tabela anterior, a lâmpada permanece apagada, saída igual a zero. A sua saída será dada pela expressão matemática L = A · B. Porta lógica OR (OU) A função lógica OR (OU) pode ser considerada como a representação de um circuito em paralelo onde o resultado lógico da operação será verdadeiro quando, pelo menos, uma das entradas, for verdadeira. Esta porta lógica pode apresentar duas ou mais entradas com uma única saída. Poderá então dizer-se que "a saída da porta OR será 1 se duas ou mais entradas forem 1”. A simbologia gráfica desta porta e a Tabela de Verdade são apresentados na Figura 5.
A
B
L
0
0
0
A
B
L
1
0
0
0
0
0
0
1
0
1
0
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
Quando se aciona simplesmente um dos contactos, A ou B, ou os dois em simultâneo, a saída L, a lâmpada, irá acender-se segundo dita a Tabela anterior. A lâmpada permanecerá apagada, a saída igual a zero, caso não haja atuação de A ou B. A sua saída será dada pela expressão matemática L = A + B. Porta lógica NOT (NÃO, inversor) A função lógica NOT (NÃO, inversor) pode ser considerada como a representação de um circuito em série onde o resultado lógico da operação será verdadeiro enquanto não se atuar uma qualquer das entradas. Esta porta lógica apresenta uma única entrada e uma única saída. Poderá então dizer-se que “a saída da porta NOT assume o valor lógico 1 somente quando a sua entrada é 0 (zero) e vice-versa”, ou seja, funciona como um inversor. A simbologia gráfica desta porta e a Tabela de Verdade são apresentados na Figura 7.
Figura 3. Simbologia da porta AND (E) e respetiva Tabela de Verdade.
Analisando o circuito apresentado na Figura 4, representação elétrica da função AND, rapidamente se compreende
A
L
Figura 5. Simbologia da porta OR (OU) e respetiva
0
1
Tabela de Verdade.
1
0
Analisando o circuito apresentado na Figura 6, representação elétrica da função
Figura 7. Simbologia da porta NOT (NÃO) e respetiva Tabela de Verdade.