Sensores e Atuadores - LEIM-2122SI

Objetivos de aprendizagem

O objetivo é dotar o estudante com capacidade para analisar e desenvolver sistemas interactivos baseados em sensores e atuadores e controlados por microcontrolador. Conhecimentos e competências a desenvolver são:

  1. Analisar resistências em redes (topologias série e paralelo) e conhecer componentes electricos básicos;
  2. Conhecer grandezas elétricas e leis fundamentais e saber utilizá-las na análise de circuitos;
  3. Conhecer e utilizar técnicas de laboratório (montagem em breadboard, medidas com multímetro dc);
  4. Conhecer transdutores (sensores e atuadores) resp. características e saber integrar em circuitos e testar;
  5. Conhecer microcontroladores e saber utilizá-los para adquirir e controlar sinais e processar dados Conhecer linguagem C/arduino e saber programar e testar aplicações;
  6. Conhecer analisar sinais ac, e gerar sinais TTL, e medir com osciloscópio e testar com atuadores;
  7. Conhecer modelação tipo UML (diagramas de atividades e estados) e usar a implementar sistema interativo;

Conteúdos programáticos

  1. Resistências em redes associados em topologias série e paralelo; resistências normalizadas;
  2. Interruptores, potenciómetro; sensor resistivo(LDR, FSR, termístor); condensador e bobina; díodo, LEDs;
  3. Grandezas eléctricas e leis fundamentais na análise de circuitos lineares;
  4. Técnicas de laboratório: montagem em breadboard; medidas com ohmímetro, voltímetro, amperímetro;
  5. Transdutores (sensores e atuadores) de grandezas físicas (força/pressão, temperatura, som e luz, e posição, velocidade e aceleração); resposta em tempo/frequência e amplitude;
  6. Microcontroladores e linguagem C; estrutura código; declarar constantes e variáveis e definir funções; ciclos;
  7. Sinais ac; análise em amplitude e tempo; controlar fator de ciclo em sinais TTL e aplicar para comunicação série, LEDs e motores (servo e dc), piezo; medidas ac (osciloscópio);
  8. Modelação tipo UML (diagramas de atividades e estados) e projecto de sistema interativo baseado em sensores e atuadores e controlado por microcontrolador;

O ensino é teórico-prático, estando previstas 30 aulas durante o semestre a que correspondem 67,5 horas de contacto (15 aulas de 3 horas e 15 de 1,5 horas). O tempo total de trabalho do estudante é de 162 horas. O ensino consiste numa aula de ensino teórico (tipo T) de 1,5 horas semanais onde o docente leciona os conteúdos programáticos e numa aula de ensino prático e laboratorial (tipo PL) de 3 horas onde o aluno faz a aplicação dos conceitos estudados na realização dos trabalhos práticos com o apoio do docente. Os resultados da aprendizagem são avaliados na componente teórica individualmente com um exame (com peso de 50% na nota final), e na componente prática com relatórios em grupo de três alunos assim como avaliação escolha múltipla mais discussão individual (com peso total de 50% na nota final). Os objectivos agrupados 1-3 e 4-6 e 7 são avaliados em alturas separadas ao longo do semestre.