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UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA Av. João Naves de Ávila, 2121 - Bairro Santa Mônica, Uberlândia-MG, CEP 38400-902 |
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Plano de Ensino
IDENTIFICAÇÃO
Componente Curricular: |
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Unidade Ofertante: |
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Código: |
Período/Série: |
Turma: |
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Carga Horária: |
Natureza: |
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Teórica: |
Prática: |
Total: |
Obrigatória: |
Optativa: |
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Professor(A): |
Ano/Semestre: |
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Observações: |
EMENTA
Capacitores e sensores capacitivos, resistência elétrica e sensores conductométricos, indutores e sensores indutivos, características de dispositivos com junções de semicondutores e circuitos simples de diodos; transistores e transistores de efeito de campo (FET), circuitos ressonantes (instrumentação de radiofrequência), reguladores de tensão, princípios básicos de amplificadores operacionais, amplificadores de instrumentação para sistema de aquisição de sinais bioelétricos, componentes opto eletrônicos, álgebra booleana, circuitos lógicos digitais simples, interfaces e microcontroladores.
JUSTIFICATIVA
Os conceitos abordados em Instrumentação em Física Médica I, segundo a ementa acima, são de extrema importância na formação de um Físico Médico, uma vez que esses conceitos são fundamentais para o entendimento direto e indireto de pesquisas efetuadas na fronteira do conhecimento, quanto solucionar os problemas nas pesquisas da área. Indubitavelmente, a formação sólida, científica e profissional é construída a partir desta base das ciências.
OBJETIVO
Objetivo Geral: |
Disciplina de natureza ampla e de aprofundamento médio que tem por objetivo introduzir conceitos básicos de circuitos eletrônicos e princípios físicos de funcionamento dos mesmos, abrangendo principalmente a parte analógica necessária na área de Instrumentação em física Médica voltada a sensores e transdutores. Uma ênfase teórica e prática é dada aos principais componentes eletrônicos e circuitos integrados fundamentais na Instrumentação em Física Médica. |
Objetivos Específicos: |
Ensinar conceitos básicos de eletrônica para aplicação no cotidiano de um físico médico. |
PROGRAMA
1. INSTRUMENTOS DE MEDIDAS, ERROS E TRATAMENTOS DE DADOS;
2. RESISTORES E SENSORES CONDUCTOMÉTRICOS;
3. CAPACITORES E SENSORES CAPACITIVOS;
4. INDUTORES E SENSORES INDUTIVOS;
5. ANÁLISE DE CIRCUITOS ELÉTRICOS BÁSICOS;
6. JUNÇÃO DE SEMICONDUTORES;
7. DIODOS, TRANSISTOR BIPOLAR, TRANSISTOR DE EFEITO DE CAMPO, COMPONENTES OPTO-ELETRÔNICOS E SENSORES POR EFEITO DE CAMPO;
8. CIRCUITOS RC, LR, RLC E FILTROS PASSIVOS;
9. FONTES DE ALIMENTAÇÃO, FONTES CHAVEADAS, CONTROLADORES DE TENSÃO, CIRCUITOS RETIFICADORES;
10. AMPLIFICADORES DE POTÊNCIA - (conversores transistorizados, controladores de tensão, conversores de frequência);
11. INSTRUMENTAÇÃO ANALÓGICA:
Amplificador operacional (integrador, derivação, somador, comparador);
Amplificadores bioelétricos (eletrocardiografia, eletroencefalografia e eletromiografia);
Filtros ativos aplicados em instrumentação;
12. INSTRUMENTAÇÃO DIGITAL
Portas logicas;
Circuitos digitais;
Somadores;
Contadores;
Comparadores;
Tabela verdade;
breve descrição de codificadores e decodificadores, multiplexadores e demultiplexadores;
Conversores de sinal analógico para digital e digital para analógico (conversor AD e DA);
Interfaces aplicadas em Instrumentação;
13. SISTEMAS EMBARCADOS;
Introdução ao hardware dos microcontroladores;
Introdução aos tipos de linguagem empregadas na programação de microcontroladores;
Introdução de sistemas VHDL;
METODOLOGIA
Serão ministradas 48 aula de 50 min síncronas e 24 aulas de 50 min assíncrona, totalizando 72 horas/aula distribuída da seguinte forma descrita na tabela 1.
Tabela 1: Programação de aulas.
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No. de aulas |
Conteúdo |
1 |
03/12/2021 |
Sinc |
3 |
Apresentação do curso. Discussão das avaliações e critérios. Apresentação dos softwares de simulação de circuitos. |
Ass |
2 |
Instrumentos de medidas, solda, estação de retrabalho, circuito impresso, softwares de simulação de circuitos, Instrumentos de medidas, erros e tratamentos de dados; (Videoaula) |
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2 |
10/12/2021 |
Sinc |
3 |
Montagem de circuitos do conteúdo do dia 03/12/2021 em simuladores virtuais e discussão dos conceitos. |
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Ass |
2 |
Equipamentos de medidas (osciloscópio, multímetro, protoboard, gerador de função, frequencimetro, estação de solda e de retrabalho) (Videoaula) |
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3 |
17/12/2021 |
Sinc |
3 |
Montagem de circuitos do conteúdo do dia 10/12/2021 em simuladores virtuais e discussão dos conceitos. |
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Ass |
2 |
Resistores, Circuitos simples, lei de kirchoff, sensores resistivos. (Videoaula) |
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4 |
07/01/2022 |
Sinc |
3 |
Montagem de circuitos do conteúdo do dia 17/12/2021 em simuladores virtuais e discussão dos conceitos. |
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Ass |
2 |
Capacitores, sensores capacitivos, a câmara de ionização. (Videoaula) |
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5 |
14/01/2022 |
Sinc |
3 |
Montagem de circuitos do conteúdo do dia 07/01/2022 em simuladores virtuais e discussão dos conceitos. |
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Ass |
2 |
Circuitos básicos, resposta de impedância, circuito RC, RL, RLC, filtros passivos. (Videoaula) |
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6 |
21/01/2022 |
Sinc |
3 |
Montagem de circuitos do conteúdo do dia 14/01/2022 em simuladores virtuais e discussão dos conceitos. |
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Ass |
2 |
Diodos, transistor bipolar, transistor de efeito de campo, componentes opto-eletrônicos, sensores por efeito de campo, Fontes de alimentação e circuitos retificadores, amplificadores de potência. (Videoaula) |
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7 |
28/01/2022 |
Sinc |
3 |
Montagem de circuitos do conteúdo do dia 21/01/2022 em simuladores virtuais e discussão dos conceitos. |
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Ass |
2 |
instrumentação analógica (o amplificador operacional), circuito seguidor de tensão, amplificador inversor e não inversor, circuito integrador, diferenciador, amplificador de instrumentação e circuito de um eletrômetro (Videoaula) |
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8 |
04/02/2022 |
Sinc |
3 |
Montagem de circuitos do conteúdo do dia 28/01/2022 em simuladores virtuais e discussão dos conceitos. |
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Ass |
2 |
Instrumentação digital, portas logicas, circuitos digitais, somadores, contadores, comparadores, tabela verdade; breve descrição de decodificadores, multiplexadores, de multiplexadores, conversores analógico digital/digital analógico. (Videoaula) |
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9 |
11/02/2022 |
Sinc |
3 |
Montagem de circuitos do conteúdo do dia 04/02/2022 em simuladores virtuais e discussão dos conceitos. |
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Ass |
2 |
Sistemas embarcados, hardwares, tipos de hardwares e estrutura, linguagem, VHDL(Videoaula) 100% da ementa do curso |
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10 |
18/02/2022 |
Sinc |
3 |
Montagem de circuitos do conteúdo do dia 11/02/2022 em simuladores virtuais e discussão dos conceitos. |
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Ass |
2 |
Sistemas embarcados, Simulação no Thinkercad (Videoaula) - Bônus 01 |
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11 |
25/02/2022 |
Sinc |
3 |
Montagem de circuitos do conteúdo do dia 18/02/2022 em simuladores virtuais e discussão dos conceitos. |
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Ass |
4 |
Sistemas embarcados: trabalhando com a IDE do Arduino, sua biblioteca, interface com o computador, aquisição de dados e fazendo um programa no visual studio (Linguagem C#) para aquisição de dados (Videoaula) - Bônus 02 |
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12 |
04/03/2022 |
Sinc |
3 |
Montagem de circuitos do conteúdo do dia 18/02/2022 em simuladores virtuais e discussão dos conceitos. |
13 |
11/03/2022 |
Sinc |
3 |
Orietação na execução de um projeto P1 |
14 |
18/03/2022 |
Sinc |
3 |
Finalização com a execução de um projeto P1 |
15 |
25/03/2022 |
Sinc |
3 |
Finalização com a execução de um projeto P1 |
16 |
01/04/2022 |
Sinc |
3 |
Apresentação do projeto P1 - encerramento das notas |
total de aulas |
72 |
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Metodologia
Atividades e Recursos que serão utilizados no curso proposto
A Plataforma de T.I./softwares que serão utilizados: será utilizado preferencialmente o Microsoft Teams® para criações de sala de aulas e em caso de emergência de mal funcionamento do Teams, o Google Meet.
Em cada aula, o(a)s aluno(a)s terão a oportunidade de interagir com a parte síncronas, podendo interromper a explicação a qualquer momento, possibilitando a interação entre o(a)s aluno(a)s e o professor.
Videoaula, notas de aula, softwares gratuitos ou versões estudantis, fórum de dúvidas serão disponibilizados aos alunos. Vídeo de aula será oferecido pelas plataformas Microsoft Stream dentro da plataforma Microsoft Teams®.
Endereço web de localização dos arquivos: todo o material será disponibilizados em uma classe criada no Microsoft Teams®.
-O aluno matriculado deverá ter ferramentas mínimas: câmera e áudio para que permita interação nas aulas síncronas, assim como todos os acessórios para viabilizar o trabalho, por exemplo, conexão de internet compatível para as aulas.
O aluno matriculado também deverão ter preferencialmente um computador. Na ausência de computadores, os celulares e tablets poderão ser utilizados, mas com uma conexão USB-OBG, que permita ao menos colocar um mouse, mas será recomendado utilizar um HUB USB na porta USB-OTG que permita conectar um teclado e um mouse para que as operações não fiquem limitadas nos sites propostos.
-Aulas assíncronas: as videoaulas serão oferecidas semanalmente, com uma semana de antecedência da aula que será trabalhado o conteúdo, utilizando a metodologia de aula invertida. Os alunos realizarão tarefas de estudos através da videoaula e utilizarão as bibliografias sugeridas.
-Aulas síncronas: Serão propostos roteiros para realizar os circuitos e trabalhar os conceitos das vieoaulas enviada com uma semana de antecedência. Os circuitos serão realizados em salas de aula em duas plataformas paralelas e didáticas voltada a circuitos elétricos (https://www.tinkercad.com/ e https://www.multisim.com/). As salas de aulas, serão feitas com o convite individual dos alunos, e que cada poderá fazer o circuito elétrico proposto e simultaneamente o professor poderá corrigir os circuitos e ensinar os alunos. Tudo sincronizado e armazenado nos sites propostos. As avaliações poderão facilmente ser realizadas com acompanhamento de 100% das participações ao realizarem os circuitos propostos, sem que seja subjetiva a nota. Os circuitos propostos serão realizados nas plataformas individualmente e discutidas em sala de aula com a projeção e gravação na plataforma Microsoft Teams®. Portanto, cada aula síncrona, irá gerar um trabalho da participação do discente.
As aulas síncronas serão oferecidas através da plataforma Microsoft Teams® e com as outras plataformas sendo projetada na reunião. As salas de aulas serão geradas utilizando-se o e-mail institucional (*usuário*@ufu.br).
Siga as instruções de cadastro;
Envie um e-mail para o docente da disciplina (mauriciofos@ufu.br), informando o seu e-mail UFU empregado no cadastro do Microsoft TEAMS;
Apenas os alunos que seguiram os passos acima poderão acessar Microsoft TEAMS, e desta forma, cursar a disciplina.
Outros programas de simuladores de circuitos poderão ser sugeridos extraclasse neste período, para ampliar o conhecimento da turma.
1) https://www.partsim.com/
2) https://easyeda.com/page/download
3) Nathional INstruments - Multisim 14.2 Education - https://lumen.ni.com/nicif/PT/ACADEMICEVALMULTISIM/content.xhtml?du=https://www.ni.com/pt-br/support/downloads/software-products/download/packaged.multisim.312060.html#
5) Fritzing (software de código aberto) - https://fritzing.org/
6) http://www.falstad.com/circuit/
7) Circuit Lab - https://www.circuitlab.com/
AVALIAÇÃO
Um número de trabalhos de participação (N) e um projeto serão realizados através de uma das plataformas e softwares mencionadas, individualmente. Cada trabalho e projeto valerá no máximo 100 pontos e terá pesos iguais. A soma ponderada (MT) entre os trabalhos e o projeto será a nota final. Logo, a nota final é calculada da seguinte forma:
MT = (T1+T2+...+Tn +P2) /(n+1)
Informações dos trabalhos:
BIBLIOGRAFIA
Bibliografia com acesso digital através endereço eletrônico:
[1] http://granada.ifsc.usp.br/labApoio/images/apostilas/apostilaEletronica2018-v1.pdf
[2] https://www.ifi.unicamp.br/~brito/eletronica.htm
[3] http://www.peteletrica.uff.br/wp-content/uploads/2014/07/Apostila-de-Eletr%C3%B4nica-B%C3%A1sica.pdf
[4] http://redeetec.mec.gov.br/images/stories/pdf/eixo_ctrl_proc_indust/tec_autom_ind/eletronica/161012_eletronica.pdf
[5] https://www.newtoncbraga.com.br/index.php/analogica
[6] http://www.lrc.ic.unicamp.br/~luciano/publications/smc12.pdf
Básica
Complementar
APROVAÇÃO
Aprovado em reunião do Colegiado realizada em: ____/____/______
Coordenação do Curso de Graduação: _________________________
Documento assinado eletronicamente por Mauricio Foschini, Professor(a) do Magistério Superior, em 28/10/2021, às 18:07, conforme horário oficial de Brasília, com fundamento no art. 6º, § 1º, do Decreto nº 8.539, de 8 de outubro de 2015. |
A autenticidade deste documento pode ser conferida no site https://www.sei.ufu.br/sei/controlador_externo.php?acao=documento_conferir&id_orgao_acesso_externo=0, informando o código verificador 3135067 e o código CRC 80B80D7B. |
Referência: Processo nº 23117.068691/2021-70 | SEI nº 3135067 |