Damos aqui início a um pequeno curso sobre programação de Autómatos, em linguagem gráfica Grafcet (ou SFC), que se prolongará por 7 artigos a publicar até ao final do mês de Fevereiro.
É profusamente ilustrado e, no futuro, é possível que façamos este curso também em screencast.
Tem uma primeira parte sobre os conceitos teóricos mais importantes e depois um exemplo para resolver “manualmente” até se chegar ao programa em ladder que pode então ser escrito no Syswin e de seguida descarregado para o autómato, através de cabo de dados próprio.
A seguir tem uma segunda parte que começa por explicar como se trabalha com o Grafcet no CX-Programmer e depois um exemplo feito de raiz, em Grafcet, no CX-Programmer que pode ser de imediato passado directamente para o autómato (sem passar por ladder, portanto).

MÉTODO GRAFCET

Definição – é um método que descreve, em forma de diagrama gráfico, as várias fases de funcionamento de um sistema automatizado sequencial.

Vantagens
O método Grafcet (Gráfico Funcional de Comando Etapa Transição) foi dado por concluído em 1993 e veio permitir ultrapassar alguns problemas que se verificavam anteriormente no projecto de sistemas automáticos, nomeadamente:
1. Permite que os projectos de automatismos mais complexos sejam feitos por mais pessoas.
Anteriormente, com a linguagem de contactos (Ladder) apenas os projectistas mais experientes estavam capacitados para a realização de programas mais complexos uma vez que a programação era feita, em ladder, de forma mais ou menos intuitiva;
2. Permite que mais pessoas possam facilmente discutir qualquer projecto;
3. Por se tratar de uma linguagem gráfica e universal, e não dirigida a qualquer tipo/marca de autómato, permite a comunicação mais fácil entre técnicos;
4. Facilita a manutenção e reparação posteriores;
5. Como é elaborado de modo a explicar o funcionamento sequencial dos automatismos, este tipo de lógica casa-se muito melhor com a forma como o nosso cérebro actua;
6. Tem ainda a enorme facilidade de poder ser passada facilmente a código máquina (lista de instruções,…) através de software próprio, que foi criado por todas as marcas de autómatos (Siemens, Omron, Telemecanique, etc.).

Elementos constituintes
Em Grafcet temos os seguintes elementos que, interligados, explicitam o funcionamento sequencial dos automatismos:
• Estados ou Etapas
o Correspondem a estados do sistema a automatizar.
o Em cada uma das etapas/estados podem ser realizadas um conjunto de acções no sistema que podem ser internas ao autómato (ex: temporizador arranca, contador incrementa) ou externas (ex: alarme soa, motor arranca)
o Em cada momento do funcionamento do sistema cada uma das etapas pode estar activa (1) ou inactiva (0), sendo que as acções só são realizadas quando a etapa está activa.

Etapa 6 está activa (E6=1). Se não estivesse activa não aparecia o pontinho no esquema.

Notas:
. Em cada instante pode haver mais que uma etapa activa no sistema;
. As etapas iniciais do sistema são aquelas para as quais o sistema evolui logo que é ligada a alimentação. Diferenciam-se no Grafcet por terem um traço duplo.

• Transições
o Correspondem à possibilidade de o sistema passar de uma etapa activa para outra, activando esta e desactivando a original;
o Estas transições apenas se dão se se verificarem as condições exigidas, isto é, se as condições que o projectista idealizou forem todas verdadeiras nesse momento;
o Entre etapas tem de haver uma transição;
o A transição é representada no Grafcet através de um traço sobre a linha que une as etapas em causa.
o Uma transição é válida se entre duas etapas existir uma união/ligação e a etapa com o nº mais baixo estiver activa
o Uma transição é transposta se for válida e se as condições de transição (receptividades forem todas verdadeiras (1).
o Entre etapas só pode existir uma transição

• Ligações
• Receptividades (ou Condições de Transição)
o São as condições que se têm de verificar para que as transições entre etapas ocorram;
o Estão associadas a condições lógicas, como por ex: externas -o sensor detectou uma peça, o botão de pressão 1 foi pressionado, o motor parou, etc.; internas – o contador chegou a um certo número, o temporizador terminou a sua contagem de tempo, etc.

O nosso mini-curso básico de Electrónica Prática chegou já ao fim.
Os posts constituintes do mesmo são os seguintes:

Curso Básico de Electrónica Prática: capítulo 1
Curso Básico de Electrónica Prática: capítulo 2, secção 1
Curso Básico de Electrónica Prática – capítulo 2, secção 2
Curso de Electrónica Prática: Capítulo 3 – Construção de (Placa de) Circuito Impresso
Curso Básico de Electrónica Prática – Capítulo 3 (b): Soldadura de Componentes
Construção de Placa de Circuito Impresso: Guião – Tecnologias Aplicadas
Curso Básico de Electrónica Prática – Capítulo 4: Multímetro

No futuro prosseguiremos com um novo volume, centrado em montagens práticas de exemplos funcionais, mas sempre com uma explicação teórica do funcionamento dos mesmos.

Entretanto resolvemos compilar o mini-curso agora terminado, o qual pode ser adquirido em formato de livro impresso ou em formato e-book.

Multímetro

Para quem se dedica a estas coisas da electrónica prática, quer como profissional quer como “hobbista” um dos equipamentos mais importantes é o multímetro.
Um multímetro é um aparelho de medida que serve para inúmeras coisas, para além de medir os valores das grandezas eléctricas básicas: tensão eléctrica, corrente eléctrica e resistência eléctrica. Normalmente, ele também serve para testar componentes, tais como condensadores, díodos, transístores e detectar falhas de continuidade nos circuitos.
Há multímetros para todos os gostos e bolsas. Desde aqueles que podemos comprar na “loja do chinês” ou, periodicamente, no Lidl, que custam uns meros 10 euros, até àqueles que oneram em mais de 100 euros.
Como é nossa opinião que se trata de um aparelho essencial, sugerimos que encontre o equilíbrio entre preço e qualidade. Uma boa dica será aquilatar do dinheiro que pode despender e depois comprar o modelo imediatamente acima.

Como funciona
Um multímetro possui um par de pontas de prova, isto é, dois cabos que ligados aos terminais apropriados do multímetro possuem na outra extremidade uma ponta metálica que vamos encostar ao ponto do circuito onde queremos medir qualquer grandeza ou nos terminais de algum componente a testar.
Um dos cabos é vermelho e deve ser ligado no terminal + do multímetro, e o outro é preto sendo ligado no terminal de massa do aparelho.
Alguns dos multímetros, dos melhores (lá está) possuem a capacidade de auto-range, isto é, adaptam a escala a usar automaticamente, conforme o valor do que estamos a medir, o que é de uma excelente comodidade. Caso contrário termos de ser nós a escolher previamente a escala/campo de medida, das várias disponíveis, a usar. Ou seja, se sabemos que o valor a medir ronda os 220 volts, por exemplo, temos de seleccionar, à partida, um campo de medida maior, sob pena de queimarmos o aparelho. Quando não fazemos ideia sobre o valor que vamos medir, o melhor é escolher a escala maior e depois ir baixando. Isto porque convém sempre, para que os erros introduzidos sejam menores, utilizar a escala imediatamente a seguir ao valor que está a ser medido.
Os aparelhos que compramos trazem, normalmente, pontas de prova terminadas conicamente. É uma boa ideia comprar outras pontas de prova, que contêm na sua extremidade um gancho, que podemos prender nos terminais dos componentes, pois há casos em que precisamos das mãos livres para fazer outras coisas simultaneamente… e só temos duas.

As duas grandezas que mais vezes iremos medir quando trabalhamos em electrónica são a resistência eléctrica e a tensão eléctrica.

Medição da resistência eléctrica
As resistências usadas em electrónica são de tamanho muito pequeno, e por isso os fabricantes não inscrevem nelas, directamente, o seu valor mas sim através de um código de cores. Se não nos lembramos desse código e não o temos acessível, torna-se necessário medi-lo através do multímetro. Esse está sempre à mão.
Então, prendemos as pontas de prova aos terminais da resistência, seleccionamos o campo de medida a usar e lemos o valor da resistência no visor do aparelho.
Se o aparelho indicar 1, quer dizer que o valor da resistência excede o valor do campo de medida, pelo que temos de seleccionar o campo seguinte.

Medição da resistência de uma lâmpada:

Como dissemos, iremos muitas vezes utilizar o multímetro como verificador de continuidade.
Por exemplo, quando queremos testar um interruptor ou um relé, podemos medir a resistência entre os seus dois terminais. Se o resultado for 1, quer dizer que a resistência é muito grande (“infinito”) e o interruptor estará aberto. Se o valor medido for próximo de zero, o interruptor estará fechado, pois há continuidade entre os seus dois terminais, o que é indicado pelo valor de “zero” da resistência entre eles.

Medição de Tensão Eléctrica
Por exemplo, se quisermos medir a tensão aos terminais de um componente do circuito, ligamos o cabo vermelho do multímetro ao lado positivo do componente (aquele mais próximo do terminal positivo da bateria) e a ponta de prova preta no outro terminal.

Medição de tensão aos terminais de um conjunto de resistências em série
Muitas vezes fazemos esta operação directamente sobre os terminais da bateria/pilha para vermos se ainda está em condições. Mais uma vez devemos seguir as regras de polaridade já enunciadas.
Quando a bateria começa a ficar velha/gasta, a tensão aos seus terminais cai. Por exemplo se obtivermos menos de 4 volts para uma associação de 4 pilhas de 1,5 V, está na altura de substituir o conjunto. O valor deverá rondar os 6 volts, naturalmente (4 x 1,5 V).

Quando um circuito não funciona, a primeira coisa a fazer é medir a tensão entre o terminal/bus + e o – da breadboard, que deverá apresentar o valor da tensão de alimentação da bateria/pilha.

Medição de corrente eléctrica
Quando se pretende medir uma corrente eléctrica, o aparelho de medida deve ser colocado em série com o componente onde queremos medir a corrente que nele flui. Como todos os professores sabem, esta é uma operação “delicada” e que origina muitos fusíveis de amperímetros queimados, quando não o próprio aparelho completamente ou parcialmente inutilizado.
O problema é que, como o multímetro tem de ficar ligado em série no circuito, quando este já está previamente montado e queremos medir uma corrente, temos de desligar o circuito nalgum ponto para podermos inserir o aparelho de medida. Não basta encostar as pontas de prova em dois pontos do circuito, como para medir a tensão. Temos mesmo de desligar qualquer coisa, mexer no circuito. Ora, a tendência (natural?) é encostar as pontas de prova e … bum!
A imagem esclarece este problema. Clique na imagem para ser levado a uma página intercativa onde tem acesso a esta imagem que poderá observar melhor (possibilita zoom)
Cuidado pois na medição de correntes eléctricas em circuitos previamente montados.

Para analisar as características mais comuns da maioria multímetros, clique nas imagens abaixo, que o conduzirão a páginas interactivas, a primeira apresentando um modelo mais comum de multímetro e a segunda outro modelo.
Pode rodar o selector de funções para saber qual a função de cada posição deste selector
Pode colocar o rato sobre os elementos/terminais do multímetro para ver, numa caixa de texto que surge na zona superior direita, a sua função. Infelizmente está em inglês 🙁