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Parque de estacionamento automatizado

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Escola Secundária Afonso Lopes Vieira<br />

Curso Profissional <strong>de</strong> Técnico <strong>de</strong> Eletrónica e Telecomunicações<br />

2009/2012<br />

<strong>Parque</strong> <strong>de</strong> <strong>estacionamento</strong> <strong>automatizado</strong><br />

Relatório da Prova <strong>de</strong> Aptidão Profissional<br />

Bruno Miguel Rodrigues Barbosa, N.º 18422, 3.º ET<br />

Leiria, junho <strong>de</strong> 2012


Escola Secundária Afonso Lopes Vieira<br />

Curso Profissional <strong>de</strong> Técnico <strong>de</strong> Eletrónica e Telecomunicações<br />

2009/2012<br />

<strong>Parque</strong> <strong>de</strong> <strong>estacionamento</strong> <strong>automatizado</strong><br />

Relatório da Prova <strong>de</strong> Aptidão Profissional<br />

Bruno Miguel Rodrigues Barbosa, N.º 18422, 3.º ET<br />

Orientador – Paulo Manuel Martins dos Santos<br />

Coorientadora – Judite <strong>de</strong> Jesus Rosa Judas da Cunha Vieira<br />

Leiria, junho <strong>de</strong> 2012


Relatório da Prova <strong>de</strong> Aptidão Profissional – Bruno Barbosa<br />

Agra<strong>de</strong>cimentos<br />

Agra<strong>de</strong>ço ao Dr. Pedro Biscaia, Diretor da Escola pela colaboração prestada ao longo <strong>de</strong>stes<br />

anos. À Dr.ª Judite da Cunha Vieira, ex-presi<strong>de</strong>nte do Conselho Executivo, pela abertura <strong>de</strong>ste<br />

curso. Ao Dr. Paulo Santos, Diretor <strong>de</strong> Curso, por todo o apoio que nos <strong>de</strong>u ao longo dos três<br />

anos. A todos os diretores <strong>de</strong> turma por tudo aquilo que passaram connosco. Agra<strong>de</strong>ço<br />

também ao Sr. Nuno Santos , meu orientador <strong>de</strong> estágio, da empresa IPTV TELECOM S.A.<br />

que sempre me apoiou.<br />

- i -


Relatório da Prova <strong>de</strong> Aptidão Profissional – Bruno Barbosa<br />

Índice geral<br />

Agra<strong>de</strong>cimentos...........................................................................................................................i<br />

Índice geral.................................................................................................................................ii<br />

Outros índices............................................................................................................................iii<br />

Índice <strong>de</strong> figuras....................................................................................................................iii<br />

Índice <strong>de</strong> tabelas....................................................................................................................iii<br />

Resumo......................................................................................................................................iv<br />

Palavras-chave.......................................................................................................................iv<br />

1.Introdução...............................................................................................................................1<br />

1.1.Apresentação <strong>de</strong> i<strong>de</strong>ias e linhas fundamentais................................................................1<br />

1.2.Objetivos a alcançar........................................................................................................1<br />

1.3.Estrutura do relatório.......................................................................................................2<br />

2.Desenvolvimento....................................................................................................................3<br />

2.1.Fundamentação do projeto..............................................................................................3<br />

2.2.Métodos e técnicas utilizadas..........................................................................................7<br />

2.3.Execução do projeto........................................................................................................8<br />

3.Conclusão..............................................................................................................................28<br />

Bibliografia...............................................................................................................................29<br />

Anexos......................................................................................................................................30<br />

Anexo 1 – Folhas <strong>de</strong> dados dos principais componentes.....................................................31<br />

- ii -


Relatório da Prova <strong>de</strong> Aptidão Profissional – Bruno Barbosa<br />

Outros índices<br />

Índice <strong>de</strong> figuras<br />

Figura 1: Servomotor comum para aplicações lúdicas...............................................................3<br />

Figura 2: Servomotor para aplicações industriais.......................................................................3<br />

Figura 3: Estrutura interna <strong>de</strong> um servomotor............................................................................4<br />

Figura 4: Diagrama temporal do sinal <strong>de</strong> comando <strong>de</strong> um servomotor......................................5<br />

Figura 5: Sinais PS/2 visualizado no ecrã do osciloscópio digital..............................................6<br />

Figura 6: Logótipo do programa <strong>de</strong> esquemáticos EAGLE da CadSoft.....................................7<br />

Figura 7: Logótipo do programa "Great Cow Graphical BASIC" para código BASIC.............7<br />

Figura 8: Logótipo do programa que utilizei para programar o PIC.........................................8<br />

Figura 9: Esquemático do meu projeto.......................................................................................9<br />

Figura 10: Fotografia do meu projeto.......................................................................................11<br />

Figura 11 – Fluxograma simplificado do projeto......................................................................12<br />

Índice <strong>de</strong> tabelas<br />

Tabela 1 – Lista <strong>de</strong> material......................................................................................................10<br />

- iii -


Relatório da Prova <strong>de</strong> Aptidão Profissional – Bruno Barbosa<br />

Resumo<br />

Este projeto consiste em elaborar um sistema <strong>de</strong> controlo para um parque <strong>de</strong> <strong>estacionamento</strong>.<br />

Quando um automobilista chega com a sua viatura à entrada do parque, a sinalização da<br />

ocupação do parque é feita através do estado <strong>de</strong> uma luz – quando não há luz ligada, existem<br />

lugares livres, quando a luz vermelha está acesa o parque está lotado. A presença do carro é<br />

feita por uma barreira luminosa ligada ao sistema, a cancela irá abrir consoante o estado do<br />

parque, abrirá se houver lugares disponíveis, caso não haja, a cancela permanecerá fechada.<br />

Uma vez a cancela aberta o automobilista <strong>de</strong>verá estacionar no lugar disponível. Em cada<br />

lugar <strong>de</strong> <strong>estacionamento</strong> do parque existirá um sensor <strong>de</strong> presença para <strong>de</strong>tetar se o lugar está<br />

ocupado ou não.<br />

Palavras-chave<br />

Microcontrolador, <strong>estacionamento</strong>, servomotor, barreira luminosa<br />

- iv -


Relatório da Prova <strong>de</strong> Aptidão Profissional – Bruno Barbosa<br />

1. Introdução<br />

Nos dias <strong>de</strong> hoje a necessida<strong>de</strong> <strong>de</strong> <strong>estacionamento</strong> é crescente <strong>de</strong>vido ao elevado número <strong>de</strong><br />

carros que existem. Em parques <strong>de</strong> pequena dimensão torna-se dispendiosa a sua exploração,<br />

<strong>de</strong>vido aos custos com o pessoal. Desta necessida<strong>de</strong> surge o presente projeto.<br />

1.1. Apresentação <strong>de</strong> i<strong>de</strong>ias e linhas fundamentais<br />

Este projeto foi <strong>de</strong>senvolvido no âmbito da Prova <strong>de</strong> Aptidão Profissional do Curso<br />

Profissional <strong>de</strong> Técnico <strong>de</strong> Eletrónica e Telecomunicações da Escola Secundária Afonso<br />

Lopes Vieira.<br />

O meu projeto consiste num sistema <strong>automatizado</strong> que faz a gestão dos lugares através <strong>de</strong><br />

sensores <strong>de</strong> presença. Quando uma viatura chega ao parque, a barreira luminosa da entrada é<br />

interrompida ativando uma cancela que abre a passagem e é mostrado num LCD o código<br />

(standard) que irá servir para a saída do parque, esse código é introduzido à saída do parque<br />

através <strong>de</strong> um teclado PS/2. Caso o código inserido não seja o correto, o sistema pe<strong>de</strong> ao<br />

utilizador para o voltar a introduzir novamente, caso o código tenha sido bem inserido, a<br />

barreira luminosa da saída quando interrompida abre a cancela <strong>de</strong> saída e o respetivo LCD<br />

mostra uma mensagem com a indicação “Boa viagem”.<br />

Eu comecei a <strong>de</strong>senvolver este trabalho porque gostava <strong>de</strong> saber como é que é feita a gestão<br />

<strong>de</strong> um parque <strong>de</strong> <strong>estacionamento</strong> <strong>automatizado</strong> e como programá-lo. Também me lembrei<br />

<strong>de</strong>ste projeto porque um amigo meu, fez na sua PAP um portão elétrico com um sensor <strong>de</strong><br />

movimento e eu quis fazer um projeto do género mas mais elaborado.<br />

1.2. Objetivos a alcançar<br />

Com este projeto pretendi: estudar o funcionamento e comando dos servomotores; interpretar<br />

o funcionamento dos mostradores alfanuméricos <strong>de</strong> cristal líquido (LCD) e a sua interface<br />

com um microcontrolador; estudar a comunicação série; perceber o funcionamento dos<br />

- 1 -


Relatório da Prova <strong>de</strong> Aptidão Profissional – Bruno Barbosa<br />

sensores óticos (LEDs <strong>de</strong> infravermelhos e fototransístores) e construir barreiras luminosas<br />

baseadas neles; estudar a comunicação com um teclado utilizando o protocolo PS/2; etc..<br />

1.3. Estrutura do relatório<br />

Iniciei este trabalho com os agra<strong>de</strong>cimentos a todas as pessoas que me apoiaram ao longo<br />

<strong>de</strong>ste projeto. Seguem-se os índices (geral, figuras e tabelas) e o resumo que é basicamente<br />

uma noção do meu projeto e seu funcionamento.<br />

No capítulo da introdução, como o próprio nome indica, é feita uma síntese <strong>de</strong> como<br />

<strong>de</strong>senvolvi este projeto e também parte do funcionamento.<br />

Depois segue-se o capítulo do <strong>de</strong>senvolvimento, on<strong>de</strong> serão apresentadas noções sobre<br />

servomotores, indicados os métodos e técnicas utilizados na execução do projeto, bem como<br />

será apresentado o esquemático e o programa <strong>de</strong>senvolvido.<br />

Finalmente, no capítulo da conclusão será feita uma reflexão sobre o trabalho <strong>de</strong>senvolvido,<br />

serão apresentadas as principais dificulda<strong>de</strong>s encontradas e a forma como foram superadas.<br />

- 2 -


Relatório da Prova <strong>de</strong> Aptidão Profissional – Bruno Barbosa<br />

2. Desenvolvimento<br />

Neste capítulo vou falar sobre servomotores, basicamente a sua constituição e o seu princípio<br />

<strong>de</strong> funcionamento, vou <strong>de</strong>pois mostrar as diferentes etapas do meu projeto, e por fim mostrar<br />

a execução do projeto, o esquema do mesmo e também a <strong>de</strong>vida lista <strong>de</strong> material utilizado.<br />

2.1. Fundamentação do projeto<br />

Servomotores<br />

Servomotor é uma máquina eletromecânica que apresenta movimento proporcional a um sinal<br />

<strong>de</strong> comando, em vez <strong>de</strong> girar ou se mover livremente sem um controle mais efetivo <strong>de</strong> posição<br />

como a maioria dos motores, os servomotores são dispositivos <strong>de</strong> malha fechada, ou seja,<br />

recebem um sinal <strong>de</strong> controlo, verificam a posição atual, atuam no sistema indo para a posição<br />

<strong>de</strong>sejada.<br />

Figura 1: Servomotor comum para<br />

aplicações lúdicas<br />

Figura 2: Servomotor para aplicações<br />

industriais<br />

Um servomotor possui um sistema eletrónico <strong>de</strong> controlo e um potenciómetro que está ligado<br />

ao eixo <strong>de</strong> saída. Este potenciómetro possibilita ao circuito <strong>de</strong> controlo monitorizar o ângulo<br />

- 3 -


Relatório da Prova <strong>de</strong> Aptidão Profissional – Bruno Barbosa<br />

do eixo do servomotor. Se o eixo estiver no ângulo correto, o motor para, senão roda o<br />

suficiente para corrigir o <strong>de</strong>svio.<br />

Figura 3: Estrutura interna <strong>de</strong> um<br />

servomotor<br />

Em contraste com os motores contínuos que giram in<strong>de</strong>finidamente, o eixo dos servomotores<br />

possui um grau <strong>de</strong> liberda<strong>de</strong> <strong>de</strong> apenas cerca <strong>de</strong> 180º (graus), mas são precisos quanto a<br />

posição. Para isso possuem três componentes básicos:<br />

Sistema atuador – o sistema atuador é constituído por um motor elétrico, embora também<br />

possa encontrar servos com motores <strong>de</strong> corrente alternada, a maioria utiliza motores <strong>de</strong><br />

corrente contínua. Também está presente um conjunto <strong>de</strong> engrenagens que formam uma caixa<br />

<strong>de</strong> redução mecânica com uma relação alta o que ajuda a amplificar o torque/binário. O<br />

tamanho, o torque/binário e a velocida<strong>de</strong> do motor, o material das engrenagens, a rotação do<br />

eixo e o consumo <strong>de</strong> energia são características-chave para a especificação/característica dos<br />

servomotores.<br />

Sensor – o sensor é normalmente um potenciómetro acoplado ao eixo <strong>de</strong> saída do servo. O<br />

valor da sua resistência elétrica indica a posição angular em que se encontra o eixo. A<br />

qualida<strong>de</strong> <strong>de</strong>ste componente vai interferir na precisão, estabilida<strong>de</strong> e vida útil do servomotor.<br />

Circuito <strong>de</strong> controle – o circuito <strong>de</strong> controle é formado por componentes eletrónicos<br />

discretos ou circuitos integrados e geralmente é composto por um oscilador e um controlador<br />

PID (controlo proporcional, integrativo e <strong>de</strong>rivativo) que recebe um sinal do sensor (posição<br />

- 4 -


Relatório da Prova <strong>de</strong> Aptidão Profissional – Bruno Barbosa<br />

do eixo) e o sinal <strong>de</strong> controlo e aciona o motor no sentido necessário para posicionar o eixo na<br />

posição <strong>de</strong>sejada. Os servos possuem três fios <strong>de</strong> interface, dois para alimentação e um para o<br />

sinal <strong>de</strong> controlo. O sinal <strong>de</strong> controlo utiliza o protocolo PWM (modulação por largura <strong>de</strong><br />

pulso) que possui três características básicas: largura mínima, largura máxima e taxa <strong>de</strong><br />

repetição.<br />

A largura do pulso <strong>de</strong> controlo <strong>de</strong>terminará a posição do eixo: a largura máxima equivale ao<br />

<strong>de</strong>slocamento do eixo em -90º da posição central, ou seja posição mais direita; a largura<br />

mínima equivale ao <strong>de</strong>slocamento do eixo em +90º da posição central, ou seja posição mais à<br />

esquerda; e as <strong>de</strong>mais larguras <strong>de</strong>terminam a posição proporcionalmente.<br />

O pulso <strong>de</strong> controlo po<strong>de</strong> ser visto na figura 4 sobre sinais <strong>de</strong> controlo <strong>de</strong> servomotores.<br />

Figura 4: Diagrama temporal do sinal <strong>de</strong> comando <strong>de</strong><br />

um servomotor<br />

- 5 -


Relatório da Prova <strong>de</strong> Aptidão Profissional – Bruno Barbosa<br />

Protocolo PS/2<br />

Na figura 6 apresenta-se uma fotografia que tirei num osciloscópio digital dos dois sinais da<br />

ligação PS/2 <strong>de</strong> um teclado <strong>de</strong> computador, quando se prime a tecla do dígito 7 na secção<br />

numérica. A ligação PS/2 é feita através <strong>de</strong> duas linhas <strong>de</strong> comunicação, a linha do sinal <strong>de</strong><br />

relógio (Clock), ligada ao canal 2 do osciloscópio e correspon<strong>de</strong>nte ao traço azul, e a linha <strong>de</strong><br />

dados (Data), correspon<strong>de</strong>nte ao traço amarelo e ligada ao canal 1 do osciloscópio.<br />

Figura 5: Sinais PS/2 visualizado no ecrã do osciloscópio digital<br />

Todos os dados são transmitidos bit a bit, cada quadro enviado consiste em 11 bits. Estes bits<br />

são:<br />

−<br />

−<br />

−<br />

−<br />

1 bit <strong>de</strong> início (start bit), que correspon<strong>de</strong> sempre ao nível lógico baixo, o (zero);<br />

8 bits <strong>de</strong> dados (data bits), o bit menos significativo é o primeiro a ser enviado;<br />

1 bit <strong>de</strong> parida<strong>de</strong> (parity bit), a parida<strong>de</strong> é ímpar;<br />

1 bit <strong>de</strong> paragem (stop bit), que é sempre 1 (um).<br />

- 6 -


Relatório da Prova <strong>de</strong> Aptidão Profissional – Bruno Barbosa<br />

No estado <strong>de</strong> repouso ambas a linhas encontram-se no nível lógico alto.<br />

2.2. Métodos e técnicas utilizadas<br />

Os métodos utilizados foram o EAGLE, o Great Cow Graphical BASIC (GCGB), o MPLAB<br />

e o PICSTART Plus.<br />

O EAGLE foi o programa que utilizei para fazer o esquema do circuito do meu projeto é um<br />

programa fácil <strong>de</strong> trabalhar e contém muita informação <strong>de</strong> componentes.<br />

Figura 6: Logótipo do programa <strong>de</strong><br />

esquemáticos EAGLE da CadSoft<br />

O Great Cow Graphical BASIC foi o programa para código que utilizei neste projeto, foi<br />

difícil <strong>de</strong> trabalhar nele <strong>de</strong>vido ao facto <strong>de</strong> ser a primeira vez que escrevi código.<br />

Figura 7: Logótipo do programa "Great Cow<br />

Graphical BASIC" para código BASIC<br />

Quanto ao MPLAB utilizei-o para compilar o código Assembly, produzido pelo Great Cow<br />

Graphical BASIC, e programar o PIC. Devido a problemas <strong>de</strong> compatibilida<strong>de</strong> que houve<br />

- 7 -


Relatório da Prova <strong>de</strong> Aptidão Profissional – Bruno Barbosa<br />

noutro programa/programador chamado Serial PIC Programmer, o programador que utilizei<br />

foi o PICSTART Plus porque foi o único programador disponível e compatível para<br />

programar o meu microcontrolador.<br />

Figura 8: Logótipo do programa que utilizei para<br />

programar o PIC<br />

2.3. Execução do projeto<br />

O PIC utilizado no meu projeto foi o PIC16F876A, utilizei este PIC porque fui aconselhado<br />

pelo meu professor orientador, era o que estava disponível na altura e o a<strong>de</strong>quado para o<br />

<strong>de</strong>senvolver o meu projeto. Como multiplexer das entradas correspon<strong>de</strong>ntes aos lugares <strong>de</strong><br />

<strong>estacionamento</strong>, utilizei o circuito integrado 74LS151N que é constituído por 8 portas <strong>de</strong><br />

entrada e 1 <strong>de</strong> saída, a seleção da entrada é feita por 3 bits <strong>de</strong> controlo comandadas pelo<br />

microcontrolador. Quanto às barreiras luminosas, são formadas por LEDs <strong>de</strong> infravermelhos e<br />

fototransístores colocados cada par numa posição alinhada, quando o feixe luminoso é<br />

interrompido este estado é <strong>de</strong>tetado pelo sistema que aciona a respetiva cancela. Existe<br />

também um componente importante, que é o teclado numérico PS/2 com ficha mini-DIN <strong>de</strong> 6<br />

pinos, que serve para introdução/validação do código <strong>de</strong> saída do parque.<br />

- 8 -


Relatório da Prova <strong>de</strong> Aptidão Profissional – Bruno Barbosa<br />

Figura 9: Esquemático do meu projeto<br />

Na tabela 1 encontra-se a lista <strong>de</strong> material que utilizei para realizar fisicamente todo o meu<br />

projeto.<br />

- 9 -


Relatório da Prova <strong>de</strong> Aptidão Profissional – Bruno Barbosa<br />

Tabela 1 – Lista <strong>de</strong> material<br />

Item n.º Nome Quantida<strong>de</strong> Descrição/Valor<br />

1 C1, C2,<br />

C4, C5,<br />

C6, C7,<br />

C8, C9,<br />

C10,C11,<br />

C12, C13<br />

12 Con<strong>de</strong>nsador cerâmico <strong>de</strong> 100nF<br />

2 C3 1 Con<strong>de</strong>nsador eletrolítico <strong>de</strong> 100μF 16V<br />

3 C14 1 Con<strong>de</strong>nsador eletrolítico <strong>de</strong> 1000μF 16V<br />

4 C15, C16 2 Con<strong>de</strong>nsador cerâmico <strong>de</strong> 22pF<br />

5 LED1,<br />

LED3<br />

2 LED <strong>de</strong> infravermelho LD271<br />

6 LED2 1 LED Ø5mm vermelho<br />

7 IC1 1 Circuito integrado regulador <strong>de</strong> tensão 78L05 §<br />

8 DIS2,<br />

DIS3<br />

2 Mostrador <strong>de</strong> cristal líquido (LCD) alfanumérico <strong>de</strong> 2<br />

linhas x 16 carateres – AXE033<br />

9 IC1, IC2 2 Fototransístor <strong>de</strong> infravermelho BPW77<br />

10 IC3 1 Circuito integrado multiplexer 74LS151N com 16 pinos<br />

11 IC4 1 Microcontrolador PIC16F876A com 28 pinos<br />

12 Q1 1 Cristal <strong>de</strong> quartzo <strong>de</strong> 4MHz<br />

13 R2, R3,<br />

R5, R6,<br />

R7<br />

5 Resistência <strong>de</strong> 330Ω 1/4W<br />

14 R4, R8,<br />

R9, R10 § 11 Resistência <strong>de</strong> 10kΩ 1/4W<br />

15 X9 1 Ficha mini-DIN fêmea <strong>de</strong> 6 pinos para teclado PS/2<br />

16 1 Teclado numérico PS/2<br />

17 X10 1 Ficha <strong>de</strong> alimentação DC com ponto central <strong>de</strong> 2,1mm<br />

18 SM1,<br />

SM2<br />

2 Servomotor standard Futaba S3001<br />

- 10 -


Relatório da Prova <strong>de</strong> Aptidão Profissional – Bruno Barbosa<br />

19 S1 § 8 Microinterruptor com contacto normalmente aberto<br />

20 JP1, JP2, 4 Ligador <strong>de</strong> 3 terminais para servomotor<br />

JP3, JP4<br />

21 X1, X2, 12 Ligador <strong>de</strong> 3 terminais<br />

X3, X4,<br />

X5, X6,<br />

X7, X8,<br />

X12,X13,<br />

X16, X17<br />

§ Tantas(os) quanto o número <strong>de</strong> entradas, que na situação presente são 8.<br />

Na figura apresenta-se uma fotografia do projeto montado em placa <strong>de</strong> ensaio (breadboard)<br />

Figura 10: Fotografia do meu projeto<br />

- 11 -


Relatório da Prova <strong>de</strong> Aptidão Profissional – Bruno Barbosa<br />

Segue-se o fluxograma que eu concebi, é uma maneira simplificada <strong>de</strong> enten<strong>de</strong>r o<br />

funcionamento geral do meu projeto.<br />

Figura 11 – Fluxograma simplificado do projeto<br />

O sistema começa por inicializar quando é posto em funcionamento, <strong>de</strong>pois é analisado o<br />

estado do parque, para verificar se o parque está lotado ou não, se estiver, sinaliza a ocupação<br />

e o carro não po<strong>de</strong> entrar, se não estiver, analisa se existe algum carro na saída, se estiver<br />

- 12 -


Relatório da Prova <strong>de</strong> Aptidão Profissional – Bruno Barbosa<br />

valida o código e a saída <strong>de</strong>sbloqueia. Se não houver nenhum carro na saída, a entrada do<br />

parque po<strong>de</strong> ser feita ou seja, o sistema examina se existe algum carro na entrada, se estiver,<br />

o mostrador LCD irá mostrar o código que é necessário inserir para se po<strong>de</strong>r sair do parque<br />

corretamente, <strong>de</strong> seguida <strong>de</strong>sbloqueia a cancela <strong>de</strong> entrada e o carro entra. Se não houver<br />

nenhum carro na entrada, o sistema volta ao início e repete todos os procedimentos referidos.<br />

A listagem do código <strong>de</strong>senvolvido para o meu projeto é a que segue:<br />

'***********************************************************************<br />

'************************ Programa Final ***********************<br />

'***********************************************************************<br />

'<br />

' Nome do Ficheiro: projeto_PAP.gcb<br />

'<br />

' Descrição: Código do projeto da Prova <strong>de</strong> Aptidão Profissional<br />

'<br />

intitulada - <strong>Parque</strong> <strong>de</strong> <strong>estacionamento</strong> <strong>automatizado</strong>.<br />

'<br />

' Autor(es): Bruno Barbosa<br />

'<br />

' Turma:<br />

3º ET<br />

'<br />

' Curso:<br />

C P <strong>de</strong> Técnico <strong>de</strong> Eletrónica e Telecomunicações<br />

'<br />

' Escola:<br />

Escola Secundaria Afonso Lopes Vieira<br />

'<br />

' Data: 19/04/2012<br />

'<br />

;Chip Settings<br />

#chip 16F876A,20<br />

#config CP=OFF, WRT=OFF, CPD=OFF, BODEN=ON, PWRTE=ON, WDT=OFF, OSC=HS<br />

;Defines (Constants)<br />

#<strong>de</strong>fine SendAHigh SET PORTA.0 ON<br />

#<strong>de</strong>fine SendALow SET PORTA.0 OFF<br />

#<strong>de</strong>fine SendBHigh SET PORTA.1 ON<br />

#<strong>de</strong>fine SendBLow SET PORTA.1 OFF<br />

#<strong>de</strong>fine LED_VRM PORTC.2<br />

- 13 -


Relatório da Prova <strong>de</strong> Aptidão Profissional – Bruno Barbosa<br />

#<strong>de</strong>fine PS2_CLK PORTB.1<br />

#<strong>de</strong>fine PS2_DAT PORTB.2<br />

;Variables<br />

Dim Estado<strong>Parque</strong> As byte<br />

Dim EsperaSaida As bit<br />

Dim Contador As byte<br />

Dim Key_Co<strong>de</strong> As byte<br />

Dim Key_Char As byte<br />

Dim PIN(8)<br />

Dim DataCount As byte<br />

Dim PIN_Ok As bit<br />

Dim PIN_Co<strong>de</strong> As string * 8<br />

InitSer 1, r2400, 1+WaitForStart, 8, 1, None, Invert<br />

InitSer 2, r2400, 1+WaitForStart, 8, 1, None, Invert<br />

'Inatialise variables<br />

DataCount = 0<br />

PIN_Co<strong>de</strong> = "2345"<br />

EsperaSaida = 0<br />

'Direcionalida<strong>de</strong> dos pinos<br />

Dir PORTA.0 Out<br />

Dir PORTA.1 Out<br />

Dir PORTA.5 In<br />

Dir PORTC.0 Out<br />

Dir PORTC.1 Out<br />

Dir LED_VRM Out<br />

Dir PORTC.7 In<br />

DIR PS2_CLK In<br />

DIR PS2_DAT In<br />

'Aguarda inicialização dos LCDs<br />

Wait 500 ms<br />

'Limpa LCDs e escreve mensagem inicial<br />

LimpaLCDEntrada<br />

LimpaLCDSaida<br />

- 14 -


EscreveNomeDo<strong>Parque</strong><br />

EscreveInicializacao<br />

Relatório da Prova <strong>de</strong> Aptidão Profissional – Bruno Barbosa<br />

'Inicialização das barreiras<br />

Set LED_VRM On<br />

Loop1:<br />

' Aguarda que a barreira luminosa <strong>de</strong> estrada esteja <strong>de</strong>sobstruída<br />

If PORTA.5 = 1 Then<br />

Goto Loop1<br />

End If<br />

For contador = 1 To 100<br />

'Fecha a cancela <strong>de</strong> entrada<br />

PulseOut PORTC.0, 235 10us<br />

Wait 20 ms<br />

Next<br />

Loop2:<br />

' Aguarda que a barreira luminosa <strong>de</strong> saída esteja <strong>de</strong>sobstruída<br />

If PORTC.7 = 1 Then<br />

Goto Loop2<br />

End If<br />

For contador = 1 To 100<br />

Next<br />

'Fecha a cancela <strong>de</strong> saída<br />

PulseOut PORTC.1, 235 10us<br />

Wait 20 ms<br />

' Outros procedimentos iniciais<br />

LimpaLCDEntrada<br />

LimpaLCDSaida<br />

EscreveNomeDo<strong>Parque</strong><br />

Set LED_VRM Off<br />

'Rotina principal do programa<br />

Main:<br />

Analisa<strong>Parque</strong><br />

- 15 -


Relatório da Prova <strong>de</strong> Aptidão Profissional – Bruno Barbosa<br />

If Estado<strong>Parque</strong> = 255 Then<br />

EsperaSaida= 1<br />

Escreve<strong>Parque</strong>Ocupado<br />

Set LED_VRM On<br />

Goto Main<br />

Else<br />

Set LED_VRM Off<br />

LimpaSegundaEntrada<br />

End If<br />

'Trata procedimentos da saída<br />

If PORTC.7 = 1 Then<br />

If PORTA.5 = 1 Then<br />

EscreveAguar<strong>de</strong>Entrada<br />

End If<br />

EscreveIntroduzirCodigo<br />

Loop3:<br />

'Valida código <strong>de</strong> saída do parque<br />

'Lê teclado<br />

ReadKeyCo<strong>de</strong><br />

'Se não foi premida nenhuma tecla volta atrás<br />

If Key_Co<strong>de</strong> = 0 Then<br />

Goto Loop3<br />

End If<br />

'Aguarda algum tempo para se soltar a tecla<br />

Wait 150 ms<br />

'Se foi premida a tecla ENTER, verifica o PIN<br />

If Key_Co<strong>de</strong> = 224 Or Key_Co<strong>de</strong> = 90 Then<br />

Goto CheckPIN<br />

End If<br />

'Caso contrário, converte o código da tecla para o código ASCII do caráter<br />

e verifica se é caráter numérico<br />

GetKeyChar<br />

- 16 -


Relatório da Prova <strong>de</strong> Aptidão Profissional – Bruno Barbosa<br />

If Key_Char < 48 Or Key_Char > 57 Then<br />

Goto Loop3<br />

End If<br />

'O LED faz uma pequena pisca<strong>de</strong>la <strong>de</strong> validação<br />

PulseOut LED_VRM, 10 ms<br />

'Acrescenta o caráter à sequência<br />

DataCount = DataCount + 1<br />

SerSend 2, 254<br />

SerSend 2, 192+DataCount<br />

SerPrint 2, "*"<br />

PIN(DataCount) = Key_Char<br />

'Espera até a tecla ser solta<br />

Do Forever<br />

'Lê teclado<br />

ReadKeyCo<strong>de</strong><br />

Loop while Key_Co<strong>de</strong> 0<br />

Wait 150 ms<br />

Goto Loop3<br />

'Valida o PIN<br />

CheckPIN:<br />

PIN_Ok = 1<br />

For Contador = 1 to PIN_Co<strong>de</strong>(0)<br />

If PIN(Contador) PIN_Co<strong>de</strong>(Contador) Then<br />

PIN_Ok = 0<br />

End If<br />

Next Contador<br />

If PIN_Ok = 1 Then<br />

EscreveObrigado<br />

Wait 1 s<br />

For contador = 1 To 50<br />

'Abre a cancela <strong>de</strong> saída<br />

PulseOut PORTC.1, 150 10us<br />

Wait 20 ms<br />

- 17 -


Relatório da Prova <strong>de</strong> Aptidão Profissional – Bruno Barbosa<br />

Next<br />

Do forever<br />

Loop until PORTC.7 = 0<br />

Wait 5 s<br />

For contador = 1 To 50<br />

'Fecha a cancela <strong>de</strong> saída<br />

PulseOut PORTC.1, 235 10us<br />

Wait 20 ms<br />

Next<br />

LimpaLCDSaida<br />

Else<br />

SerSend 2, 254<br />

SerSend 2, 192<br />

SerPrint 2, " ***NEGADO*** "<br />

Wait 3 s<br />

LimpaSegundaSaida<br />

Wait 10 ms<br />

EscreveIntroduzirCodigo<br />

DataCount = 0<br />

Goto Loop3<br />

End If<br />

'Limpa registos feitos<br />

For Contador = 1 To 8<br />

PIN(Contador) = 0<br />

Next Contador<br />

DataCount = 0<br />

EsperaSaida = 0<br />

SerSend 2, 254<br />

SerSend 2, 192<br />

SerPrint 2, " "<br />

LimpaSegundaEntrada<br />

End If<br />

'Trata procedimentos da entrada<br />

If PORTA.5 = 1 and EsperaSaida = 0 Then<br />

If PORTC.7 = 1 Then<br />

EscreveAguar<strong>de</strong>Saida<br />

- 18 -


Relatório da Prova <strong>de</strong> Aptidão Profissional – Bruno Barbosa<br />

End If<br />

EscreveBemvindo<br />

Wait 1 s<br />

'Escreve código <strong>de</strong> entrada<br />

SerSend 1, 254<br />

SerSend 1, 192<br />

SerPrint 1, "C"<br />

SerSend 1, 254<br />

SerSend 1, 193<br />

SerSend 1, 162<br />

SerSend 1, 254<br />

SerSend 1, 194<br />

SerPrint 1, "digo: "<br />

SerPrint 1, "2345 "<br />

Wait 1 s<br />

For contador = 1 To 50<br />

'Abre a cancela <strong>de</strong> entrada<br />

PulseOut PORTC.0, 150 10us<br />

Wait 20 ms<br />

Next<br />

LimpaSegundaEntrada<br />

Do forever<br />

Loop until PORTA.5 = 0<br />

Wait 5 s<br />

For contador = 1 To 50<br />

'Fecha a cancela <strong>de</strong> entrada<br />

PulseOut PORTC.0, 235 10us<br />

Wait 20 ms<br />

Next<br />

LimpaSegundaSaida<br />

End If<br />

'Volta ao início da rotina principal do programa<br />

Goto Main<br />

'''Limpa o LCD da entrada<br />

- 19 -


Relatório da Prova <strong>de</strong> Aptidão Profissional – Bruno Barbosa<br />

Sub LimpaLCDEntrada<br />

SerSend 1, 254<br />

SerSend 1, 1<br />

Wait 10 ms<br />

Exit Sub<br />

End Sub<br />

'''Limpa o LCD da saída<br />

Sub LimpaLCDSaida<br />

SerSend 2, 254<br />

SerSend 2, 1<br />

Wait 10 ms<br />

Exit Sub<br />

End Sub<br />

'''Escreve no LCD da entrada a mensagem do nome do parque<br />

Sub EscreveNomeDo<strong>Parque</strong><br />

SerSend 1, 254<br />

SerSend 1, 128<br />

SerPrint 1, " PARQUE@ESALV "<br />

Wait 10 ms<br />

Exit Sub<br />

End Sub<br />

'''Escreve no LCD da entrada a mensagem <strong>de</strong> boas-vindas<br />

Sub EscreveBemvindo<br />

SerSend 1, 254<br />

SerSend 1, 192<br />

SerPrint 1, " Bem-vindo! "<br />

Wait 10 ms<br />

Exit Sub<br />

End Sub<br />

'''Escreve no LCD da saída a mensagem <strong>de</strong> introdução <strong>de</strong> código<br />

Sub EscreveIntroduzirCodigo<br />

SerSend 2, 254<br />

SerSend 2, 128<br />

SerPrint 2, "Digite o c"<br />

SerSend 2, 254<br />

- 20 -


Relatório da Prova <strong>de</strong> Aptidão Profissional – Bruno Barbosa<br />

SerSend 2, 138<br />

SerSend 2, 162<br />

SerSend 2, 254<br />

SerSend 2, 139<br />

SerPrint 2, "digo: "<br />

Wait 10 ms<br />

Exit Sub<br />

End Sub<br />

'''Escreve no LCD da saída a mensagem <strong>de</strong> agra<strong>de</strong>cimento<br />

Sub EscreveObrigado<br />

SerSend 2, 254<br />

SerSend 2, 128<br />

SerPrint 2, " Obrigado "<br />

Wait 10 ms<br />

SerSend 2, 254<br />

SerSend 2, 192<br />

SerPrint 2, " volte sempre "<br />

Wait 10 ms<br />

Exit Sub<br />

End Sub<br />

'''Escreve no LCD da saída a mensagem <strong>de</strong> parque ocupado<br />

Sub Escreve<strong>Parque</strong>Ocupado<br />

SerSend 1, 254<br />

SerSend 1, 192<br />

SerPrint 1, " PARQUE OCUPADO "<br />

Wait 10 ms<br />

Exit Sub<br />

End Sub<br />

'''Escreve nos LCDs a mensagem <strong>de</strong> inicialização<br />

Sub EscreveInicializacao<br />

SerSend 1, 254<br />

SerSend 1, 192<br />

SerPrint 1, "A inicializar..."<br />

Wait 10 ms<br />

SerSend 2, 254<br />

SerSend 2, 192<br />

- 21 -


Relatório da Prova <strong>de</strong> Aptidão Profissional – Bruno Barbosa<br />

SerPrint 2, "A inicializar..."<br />

Wait 10 ms<br />

Exit Sub<br />

End Sub<br />

'''Escreve no LCD da entrada a mensagem aguar<strong>de</strong><br />

Sub EscreveAguar<strong>de</strong>Entrada<br />

SerSend 1, 254<br />

SerSend 1, 192<br />

SerPrint 1, " Aguar<strong>de</strong>... "<br />

Wait 10 ms<br />

Exit Sub<br />

End Sub<br />

'''Escreve no LCD da saída a mensagem aguar<strong>de</strong><br />

Sub EscreveAguar<strong>de</strong>Saida<br />

SerSend 2, 254<br />

SerSend 2, 192<br />

SerPrint 2, " Aguar<strong>de</strong>... "<br />

Wait 10 ms<br />

Exit Sub<br />

End Sub<br />

'''Limpa a segunda linha do LCD da entrada<br />

Sub LimpaSegundaEntrada<br />

SerSend 1, 254<br />

SerSend 1, 192<br />

SerPrint 1, " "<br />

Wait 10 ms<br />

Exit Sub<br />

End Sub<br />

'''Limpa a segunda linha do LCD da saída<br />

Sub LimpaSegundaSaida<br />

SerSend 2, 254<br />

SerSend 2, 192<br />

SerPrint 2, " "<br />

Wait 10 ms<br />

Exit Sub<br />

- 22 -


Relatório da Prova <strong>de</strong> Aptidão Profissional – Bruno Barbosa<br />

End Sub<br />

'''Analisa o estado dos lugares <strong>de</strong> <strong>estacionamento</strong> do parque<br />

Sub Analisa<strong>Parque</strong><br />

'Inicializa variável <strong>de</strong> estado do parque<br />

Estado<strong>Parque</strong> = 0<br />

'Seleciona e analisa lugar 1<br />

Set PORTC.6 Off<br />

Set PORTC.5 Off<br />

Set PORTC.4 Off<br />

Wait 1 10us<br />

If PORTC.3 = On Then<br />

Set Estado<strong>Parque</strong>.0 On<br />

Else<br />

Set Estado<strong>Parque</strong>.0 Off<br />

End If<br />

Wait 1 10us<br />

'Seleciona e analisa lugar 2<br />

Set PORTC.6 On<br />

Set PORTC.5 Off<br />

Set PORTC.4 Off<br />

Wait 1 10us<br />

If PORTC.3 = On Then<br />

Set Estado<strong>Parque</strong>.1 On<br />

Else<br />

Set Estado<strong>Parque</strong>.1 Off<br />

End If<br />

Wait 1 10us<br />

'Seleciona e analisa lugar 3<br />

Set PORTC.6 Off<br />

Set PORTC.5 On<br />

Set PORTC.4 Off<br />

Wait 1 10us<br />

If PORTC.3 = On Then<br />

Set Estado<strong>Parque</strong>.2 On<br />

Else<br />

- 23 -


Relatório da Prova <strong>de</strong> Aptidão Profissional – Bruno Barbosa<br />

Set Estado<strong>Parque</strong>.2 Off<br />

End If<br />

Wait 1 10us<br />

'Seleciona e analisa lugar 4<br />

Set PORTC.6 On<br />

Set PORTC.5 On<br />

Set PORTC.4 Off<br />

Wait 1 ms<br />

If PORTC.3 = On Then<br />

Set Estado<strong>Parque</strong>.3 On<br />

Else<br />

Set Estado<strong>Parque</strong>.3 Off<br />

End If<br />

Wait 1 10us<br />

'Seleciona e analisa lugar 5<br />

Set PORTC.6 Off<br />

Set PORTC.5 Off<br />

Set PORTC.4 On<br />

Wait 1 10us<br />

If PORTC.3 = On Then<br />

Set Estado<strong>Parque</strong>.4 On<br />

Else<br />

Set Estado<strong>Parque</strong>.4 Off<br />

End If<br />

Wait 1 10us<br />

'Seleciona e analisa lugar 6<br />

Set PORTC.6 On<br />

Set PORTC.5 Off<br />

Set PORTC.4 On<br />

Wait 1 10us<br />

If PORTC.3 = On Then<br />

Set Estado<strong>Parque</strong>.5 On<br />

Else<br />

Set Estado<strong>Parque</strong>.5 Off<br />

End If<br />

Wait 1 10us<br />

- 24 -


Relatório da Prova <strong>de</strong> Aptidão Profissional – Bruno Barbosa<br />

'Seleciona e analisa lugar 7<br />

Set PORTC.6 Off<br />

Set PORTC.5 On<br />

Set PORTC.4 On<br />

Wait 1 10us<br />

If PORTC.3 = On Then<br />

Set Estado<strong>Parque</strong>.6 On<br />

Else<br />

Set Estado<strong>Parque</strong>.6 Off<br />

End If<br />

Wait 1 10us<br />

'Seleciona e analisa lugar 8<br />

Set PORTC.6 On<br />

Set PORTC.5 On<br />

Set PORTC.4 On<br />

Wait 1 10us<br />

If PORTC.3 = On Then<br />

Set Estado<strong>Parque</strong>.7 On<br />

Else<br />

Set Estado<strong>Parque</strong>.7 Off<br />

End If<br />

Wait 1 ms<br />

Exit Sub<br />

End Sub<br />

'''Lê teclado numérico<br />

Sub ReadKeyCo<strong>de</strong><br />

Key_Co<strong>de</strong> = 0<br />

'Se o teclado não respon<strong>de</strong>r em 200us, a rotina termina<br />

Contador = 0<br />

Do While PS2_CLK = On<br />

If Contador > 20 Then<br />

Exit Sub<br />

End If<br />

Wait 1 10us<br />

Contador = Contador + 1<br />

Loop<br />

- 25 -


Relatório da Prova <strong>de</strong> Aptidão Profissional – Bruno Barbosa<br />

For Contador = 1 to 11<br />

'Espera que o Clock vá ao nível lógico baixo<br />

Loop4:<br />

If PS2_CLK = On Then<br />

Goto Loop4<br />

End If<br />

'Ignora o Start Bit, o Parity Bit e o Stop Bit<br />

If Contador = 1 Or Contador = 10 Or Contador = 11 then<br />

Goto Loop5<br />

End If<br />

'Desloca para a direita<br />

Rotate Key_Co<strong>de</strong> Right<br />

'Regista o estado da linha <strong>de</strong> dados do teclado<br />

Key_Co<strong>de</strong>.7 = PS2_DAT<br />

'Espera que o Clock vá ao nível lógico alto<br />

Loop5:<br />

If PS2_CLK = Off Then<br />

Goto Loop5<br />

End If<br />

Next Contador<br />

Wait 100 us<br />

Exit Sub<br />

End Sub<br />

'''Converte código do teclado no código ASCII do caráter<br />

Sub GetKeyChar<br />

If Key_Co<strong>de</strong> = 0x70 Then<br />

Key_Char = 48<br />

Else<br />

If Key_Co<strong>de</strong> = 0x69 Then<br />

Key_Char = 49<br />

Else<br />

If Key_Co<strong>de</strong> = 0x72 Then<br />

Key_Char = 50<br />

- 26 -


Relatório da Prova <strong>de</strong> Aptidão Profissional – Bruno Barbosa<br />

Else<br />

If Key_Co<strong>de</strong> = 0x7A Then<br />

Key_Char = 51<br />

Else<br />

If Key_Co<strong>de</strong> = 0x6B Then<br />

Key_Char = 52<br />

Else<br />

If Key_Co<strong>de</strong> = 0x73 Then<br />

Key_Char = 53<br />

Else<br />

If Key_Co<strong>de</strong> = 0x74 Then<br />

Key_Char = 54<br />

Else<br />

If Key_Co<strong>de</strong> = 0x6C Then<br />

Key_Char = 55<br />

Else<br />

If Key_Co<strong>de</strong> = 0x75 Then<br />

Key_Char = 56<br />

Else<br />

If Key_Co<strong>de</strong> = 0x7D Then<br />

Key_Char = 57<br />

Else<br />

Key_Char = 63<br />

End If<br />

End If<br />

End If<br />

End If<br />

End If<br />

End If<br />

End If<br />

End If<br />

End If<br />

End If<br />

Exit Sub<br />

End Sub<br />

- 27 -


Relatório da Prova <strong>de</strong> Aptidão Profissional – Bruno Barbosa<br />

3. Conclusão<br />

Ao longo do meu percurso escolar apercebi-me da realida<strong>de</strong> <strong>de</strong> trabalhar com equipamento<br />

eletrónico, <strong>de</strong> resolver problemas e ser persistente. Também aprendi bastante sobre trabalhar<br />

em equipa e ser responsável pelo material que me é confiado. Num bom local <strong>de</strong> trabalho é<br />

necessário criar boas relação com os restantes colegas. Tudo o que aprendi durante o curso<br />

ser-me-á útil principalmente no mercado <strong>de</strong> trabalho.<br />

Durante a realização do meu projeto da Prova <strong>de</strong> Aptidão Profissional <strong>de</strong>parei-me com certos<br />

problemas os quais não seriam resolvidos sem <strong>de</strong>terminação e empenho. Ao longo do projeto<br />

uma das tarefas mais difíceis foi <strong>de</strong>senvolver o código para ler o teclado PS/2, porque foi a<br />

primeira vez que usei o Great Cow Graphical BASIC e também foi a primeira vez que tive <strong>de</strong><br />

<strong>de</strong>scobrir a forma <strong>de</strong> comunicação com o protocolo PS/2.<br />

- 28 -


Relatório da Prova <strong>de</strong> Aptidão Profissional – Bruno Barbosa<br />

Bibliografia<br />

[1] Sítio do software Great Cow Graphical BASIC, acedido a 14 <strong>de</strong> novembro <strong>de</strong> 2011,<br />

em http://gcbasic.sourceforge.net/.<br />

[2] Servomotor – Wikipédia, acedido a 16 <strong>de</strong> abril 2012, em<br />

http://pt.wikipedia.org/wiki/Servomotor.<br />

[3] Informações sobre o microcontrolador PIC16F876A, acedido a 15 <strong>de</strong> novembro <strong>de</strong><br />

2011, em http://www.microchip.com/.<br />

[4] Sítio <strong>de</strong> on<strong>de</strong> foram retiradas imagens sobre servomotores, acedido a 16 <strong>de</strong> abril <strong>de</strong><br />

2012, em http://www.directindustry.com.<br />

[5] Sítio <strong>de</strong> on<strong>de</strong> foram retiradas imagens sobre servomotores, acedido a 17 <strong>de</strong> abril <strong>de</strong><br />

2012, em http://www.hooked-on-rc-airplanes.com.<br />

- 29 -


Relatório da Prova <strong>de</strong> Aptidão Profissional – Bruno Barbosa<br />

Anexos<br />

- 30 -


Relatório da Prova <strong>de</strong> Aptidão Profissional – Bruno Barbosa<br />

Anexo 1 – Folhas <strong>de</strong> dados dos principais componentes<br />

LD271 – Díodo emissor <strong>de</strong> infravermelho, λ peak =950nm, V F =1,3V, I F =100mA<br />

BPW77N – Fototransístor NPN <strong>de</strong> silício, λ Smax =850nm, V CE =70V, I C =50mA<br />

SN74LS151 –<br />

Multiplexer <strong>de</strong> 8 entradas, V CC =5V, I CC =10mA, I OH =-0,4mA, I OL =8mA<br />

PIC16F876A –<br />

Microcontrolador <strong>de</strong> 8 bits (especificações, pinagem, diagrama <strong>de</strong><br />

blocos e <strong>de</strong>scrição dos pinos)<br />

AXE033 – Módulo mostrador alfanumérico <strong>de</strong> cristal líquido (LCD) com<br />

comunicação série<br />

- 31 -


IR-Lumineszenzdio<strong>de</strong><br />

Infrared Emitter<br />

Lead (Pb) Free Product - RoHS Compliant<br />

LD 271<br />

LD 271 H<br />

LD 271 L<br />

LD 271 LH<br />

Wesentliche Merkmale<br />

• GaAs-LED in 5mm radial-Gehäuse<br />

• Typische Peakwellenlänge 950nm<br />

• Hohe Zuverlässigkeit<br />

• Mit verschie<strong>de</strong>nen Beinchenlängen lieferbar<br />

• Variante mit “stand-off” lieferbar<br />

• TTW Löten geeignet<br />

Anwendungen<br />

• IR-Fernsteuerung von Fernseh- und<br />

Rundfunkgeräten, Vi<strong>de</strong>orecor<strong>de</strong>rn,<br />

Lichtdimmern<br />

• Gerätefernsteuerungen für Gleich- und<br />

Wechsellichtbetrieb<br />

• Sensorik<br />

• Diskrete Lichtschranken<br />

Features<br />

• GaAs-LED in 5mm radial package (T 1 3 / 4 )<br />

• Typical peak wavelength 950nm<br />

• High reliability<br />

• Available with two different lead lengths<br />

• Version with stand-off available<br />

• Suitable for TTW sol<strong>de</strong>ring<br />

Applications<br />

• IR remote control of hi-fi and TV-sets, vi<strong>de</strong>o<br />

tape recor<strong>de</strong>rs, dimmers<br />

• Remote control for steady and varying intensity<br />

• Sensor technology<br />

• Discrete interrupters<br />

Typ<br />

Type<br />

Bestellnummer<br />

Or<strong>de</strong>ring Co<strong>de</strong><br />

Strahlstärkegruppierung 1) (I F = 100mA, t p = 20 ms)<br />

Radiant intensity grouping 1)<br />

I e (mW/sr)<br />

LD 271 Q62703Q0148 15 (>10)<br />

LD 271 L<br />

Q62703Q0833<br />

LD 271 H Q62703Q0256 >16<br />

LD 271 LH<br />

Q62703Q0838<br />

1) gemessen bei einem Raumwinkel Ω = 0.01 sr<br />

measured at a solid angle of Ω = 0.01 sr<br />

2007-04-04 1


LD 271, LD 271 H, LD 271 L, LD 271 LH<br />

Grenzwerte<br />

Maximum Ratings<br />

Bezeichnung<br />

Parameter<br />

Betriebs- und Lagertemperatur<br />

Operating and storage temperature range<br />

Sperrspannung<br />

Reverse voltage<br />

Durchlaßstrom<br />

Forward current<br />

Stoßstrom, t p = 10 μs, D = 0<br />

Surge current<br />

Verlustleistung<br />

Power dissipation<br />

Wärmewi<strong>de</strong>rstand<br />

Thermal resistance<br />

Symbol<br />

Symbol<br />

Wert<br />

Value<br />

T op ; T stg – 40 … + 100 °C<br />

V R 5 V<br />

I F 130 mA<br />

I FSM 3.5 A<br />

Einheit<br />

Unit<br />

P tot 220 mW<br />

R thJA 330 K/W<br />

Kennwerte (T A = 25 °C)<br />

Characteristics<br />

Bezeichnung<br />

Parameter<br />

Wellenlänge <strong>de</strong>r Strahlung<br />

Wavelength at peak emission<br />

I F = 100 mA, t p = 20 ms<br />

Spektrale Bandbreite bei 50% von I max<br />

Spectral bandwidth at 50% of I max<br />

I F = 100 mA<br />

Abstrahlwinkel<br />

Half angle<br />

Aktive Chipfläche<br />

Active chip area<br />

Abmessungen <strong>de</strong>r aktiven Chipfläche<br />

Dimensions of the active chip area<br />

Abstand Chipoberfläche bis Linsenscheitel<br />

Distance chip front to lens top<br />

Schaltzeiten, I e von 10% auf 90% und von 90%<br />

auf 10%, bei I F = 100 mA, R L = 50 Ω<br />

Switching times, I e from 10% to 90% and from<br />

90% to 10%, I F = 100 mA, R L = 50 Ω<br />

Symbol<br />

Symbol<br />

Wert<br />

Value<br />

λ peak 950 nm<br />

Δλ 55 nm<br />

Einheit<br />

Unit<br />

ϕ ± 25 Grad<br />

<strong>de</strong>g.<br />

A 0.25 mm 2<br />

L × B<br />

L × W<br />

0.5 × 0.5 mm²<br />

H 4.0 … 4.6 mm<br />

t r , t f 1 μs<br />

2007-04-04 2


LD 271, LD 271 H, LD 271 L, LD 271 LH<br />

Kennwerte (T A = 25 °C)<br />

Characteristics (cont’d)<br />

Bezeichnung<br />

Parameter<br />

Kapazität, V R = 0 V, f = 1 MHz<br />

Capacitance<br />

Durchlaßspannung<br />

Forward voltage<br />

I F = 100 mA, t p = 20 ms<br />

I F = 1 A, t p = 100 μs<br />

Sperrstrom, V R = 5 V<br />

Reverse current<br />

Gesamtstrahlungsfluß<br />

Total radiant flux<br />

I F = 100 mA, t p = 20 ms<br />

Temperaturkoeffizient von I e bzw. Φ e ,<br />

I F = 100 mA<br />

Temperature coefficient of I e or Φ e ,<br />

I F = 100 mA<br />

Temperaturkoeffizient von V F , I F = 100 mA<br />

Temperature coefficient of V F , I F = 100 mA<br />

Temperaturkoeffizient von λ, I F = 100 mA<br />

Temperature coefficient of λ, I F = 100 mA<br />

Symbol<br />

Symbol<br />

Wert<br />

Value<br />

C o 40 pF<br />

V F<br />

1.30 (≤ 1.5)<br />

V F 1.90 (≤ 2.5)<br />

V<br />

V<br />

I R 0.01 (≤ 1) μA<br />

Einheit<br />

Unit<br />

Φ e 18 mW<br />

TC I – 0.55 %/K<br />

TC V – 1.5 mV/K<br />

TC λ 0.3 nm/K<br />

Gruppierung <strong>de</strong>r Strahlstärke I e in Achsrichtung<br />

gemessen bei einem Raumwinkel Ω = 0.01 sr<br />

Grouping of Radiant Intensity I e in Axial Direction<br />

at a solid angle of Ω = 0.01 sr<br />

Bezeichnung<br />

Parameter<br />

Strahlstärke<br />

Radiant intensity<br />

I F = 100 mA, t p = 20 ms<br />

I F = 1 A, t p = 100 μs<br />

Symbol<br />

Symbol<br />

LD 271<br />

LD 271 L<br />

I e<br />

15 (> 10)<br />

I e typ. 120<br />

Wert<br />

Value<br />

LD 271 H<br />

LD 271 LH<br />

Einheit<br />

Unit<br />

> 16 mW/sr<br />

mW/sr<br />

2007-04-04 3


Silicon NPN Phototransistor<br />

BPW77N<br />

Vishay Telefunken<br />

Description<br />

BPW77N is a very high sensitive silicon NPN epitaxial<br />

planar phototransistor in a standard TO–18 hermetically<br />

sealed metal case.<br />

Its glass lens featuring a viewing angle of ±10 makes<br />

it insensible to ambient straylight.<br />

A base terminal is available to enable biasing and sensitivity<br />

control.<br />

Features<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

Hermetically sealed case<br />

Lens window<br />

Narrow viewing angle ϕ = ± 10<br />

Exact central chip alignment<br />

Base terminal available<br />

High photo sensitivity<br />

Suitable for visible and near infrared radiation<br />

Selected into sensitivity groups<br />

94 8486<br />

Applications<br />

Detector in electronic control and drive circuits<br />

Absolute Maximum Ratings<br />

T amb = 25 C<br />

Parameter Test Conditions Symbol Value Unit<br />

Collector Base Voltage V CBO 80 V<br />

Collector Emitter Voltage V CEO 70 V<br />

Emitter Base Voltage V EBO 5 V<br />

Collector Current I C 50 mA<br />

Peak Collector Current t p /T = 0.5, t p 10 ms I CM 100 mA<br />

Total Power Dissipation T amb 25 C P tot 250 mW<br />

Junction Temperature T j 125 C<br />

Storage Temperature Range T stg –55...+125 C<br />

Sol<strong>de</strong>ring Temperature t 5 s T sd 260 C<br />

Thermal Resistance Junction/Ambient R thJA 400 K/W<br />

Thermal Resistance Junction/Case R thJC 150 K/W<br />

Document Number 81527<br />

Rev. 2, 20-May-99<br />

www.vishay.<strong>de</strong> • FaxBack +1-408-970-5600<br />

1 (6)


BPW77N<br />

Vishay Telefunken<br />

Basic Characteristics<br />

T amb = 25 C<br />

Parameter Test Conditions Symbol Min Typ Max Unit<br />

Collector Emitter Breakdown I C = 1 mA<br />

V (BR)CE 70 V<br />

Voltage<br />

O<br />

Collector Dark Current V CE = 20 V, E = 0 I CEO 1 100 nA<br />

Collector Emitter Capacitance V CE = 5 V, f = 1 MHz, E = 0 C CEO 6 pF<br />

Angle of Half Sensitivity ϕ ±10 <strong>de</strong>g<br />

Wavelength of Peak Sensitivity p 850 nm<br />

Range of Spectral Bandwidth 0.5 620...980 nm<br />

Collector Emitter Saturation E e = 1 mW/cm 2 ,<br />

V CEsat 0.15 0.3 V<br />

Voltage<br />

= 950 nm, I C = 1 mA<br />

Turn–On Time<br />

V S = 5 V, I C = 5 mA,<br />

t on 6 s<br />

R L = 100 <br />

Turn–Off Time<br />

V S = 5 V, I C = 5 mA,<br />

t off 5 s<br />

R L = 100 <br />

Cut–Off Frequency<br />

V S = 5 V, I C = 5 mA,<br />

R L = 100 <br />

f c 110 kHz<br />

Type Dedicated Characteristics<br />

T amb = 25 C<br />

Parameter Test Conditions Type Symbol Min Typ Max Unit<br />

Collector Light Current E e=1mW/cm 2 , BPW77NA I ca 7.5 10 15 mA<br />

=950nm, V CE =5V BPW77NB I ca 10 20 mA<br />

Typical Characteristics (T amb = 25 C unless otherwise specified)<br />

P tot – Total Power Dissipation ( mW )<br />

800<br />

600<br />

400<br />

200<br />

R thJA<br />

R thJC<br />

I CEO – Collector Dark Current ( nA )<br />

10 6<br />

10 4<br />

10 3<br />

10 2<br />

10 1<br />

V CE =20V<br />

E=0<br />

0<br />

0 25 50 75 100<br />

125<br />

150<br />

10 0<br />

20<br />

10 5 150<br />

50 100<br />

94 8342<br />

T amb – Ambient Temperature ( °C )<br />

94 8343<br />

T amb – Ambient Temperature ( °C )<br />

Figure 1. Total Power Dissipation vs.<br />

Ambient Temperature<br />

Figure 2. Collector Dark Current vs. Ambient Temperature<br />

www.vishay.<strong>de</strong> • FaxBack +1-408-970-5600 Document Number 81527<br />

2 (6) Rev. 2, 20-May-99


8-INPUT MULTIPLEXER<br />

The TTL /MSI SN54 /74LS151 is a high speed 8-input Digital Multiplexer.<br />

It provi<strong>de</strong>s, in one package, the ability to select one bit of data from up to eight<br />

sources. The LS151 can be used as a universal function generator to<br />

generate any logic function of four variables. Both assertion and negation<br />

outputs are provi<strong>de</strong>d.<br />

• Schottky Process for High Speed<br />

• Multifunction Capability<br />

• On-Chip Select Logic Decoding<br />

• Fully Buffered Complementary Outputs<br />

• Input Clamp Dio<strong>de</strong>s Limit High Speed Termination Effects<br />

SN54/74LS151<br />

8-INPUT MULTIPLEXER<br />

LOW POWER SCHOTTKY<br />

CONNECTION DIAGRAM DIP (TOP VIEW)<br />

16<br />

1<br />

J SUFFIX<br />

CERAMIC<br />

CASE 620-09<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

16<br />

1<br />

16<br />

1<br />

N SUFFIX<br />

PLASTIC<br />

CASE 648-08<br />

D SUFFIX<br />

SOIC<br />

CASE 751B-03<br />

ORDERING INFORMATION<br />

PIN NAMES LOADING (Note a)<br />

S0–S2<br />

E<br />

I0–I7<br />

Z<br />

Z<br />

Select Inputs<br />

Enable (Active LOW) Input<br />

Multiplexer Inputs<br />

Multiplexer Output (Note b)<br />

Complementary Multiplexer Output<br />

(Note b)<br />

HIGH<br />

0.5 U.L.<br />

0.5 U.L.<br />

0.5 U.L.<br />

10 U.L.<br />

10 U.L.<br />

LOW<br />

0.25 U.L.<br />

0.25 U.L.<br />

0.25 U.L.<br />

5 (2.5) U.L.<br />

5 (2.5) U.L.<br />

NOTES:<br />

a) 1 TTL Unit Load (U.L.) = 40 µA HIGH/1.6 mA LOW.<br />

b) The Output LOW drive factor is 2.5 U.L. for Military (54) and 5 U.L. for Commercial (74)<br />

Temperature Ranges.<br />

<br />

<br />

<br />

SN54LSXXXJ Ceramic<br />

SN74LSXXXN Plastic<br />

SN74LSXXXD SOIC<br />

LOGIC SYMBOL<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

FAST AND LS TTL DATA<br />

5-252


SN54/74LS151<br />

LOGIC DIAGRAM<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

FUNCTIONAL DESCRIPTION<br />

The LS151 is a logical implementation of a single pole,<br />

8-position switch with the switch position controlled by the<br />

state of three Select inputs, S0, S1, S2. Both assertion and<br />

negation outputs are provi<strong>de</strong>d. The Enable input (E) is active<br />

LOW. When it is not activated, the negation output is HIGH<br />

and the assertion output is LOW regardless of all other inputs.<br />

The logic function provi<strong>de</strong>d at the output is:<br />

Z = E ⋅(I0 ⋅ S0 ⋅ S1 ⋅ S2 + ⋅ I1 ⋅ S0 ⋅ S1 ⋅ S2 + I2 ⋅ S0 ⋅ S1 ⋅S2<br />

+ I3 ⋅ S0 ⋅ S1 ⋅ S2 + I4 ⋅ S0 ⋅ S1 ⋅S2 + I5 ⋅ S0 ⋅ S1 ⋅ S2 + I6 ⋅ S0<br />

⋅ S1 ⋅ S2 + I7 ⋅S0 ⋅ S1 ⋅ S2).<br />

The LS151 provi<strong>de</strong>s the ability, in one package, to select<br />

from eight sources of data or control information. By proper<br />

manipulation of the inputs, the LS151 can provi<strong>de</strong> any logic<br />

function of four variables and its negation.<br />

TRUTH TABLE<br />

E S2 S1 S0 I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 Z Z<br />

H X X X X X X X X X X X H L<br />

L L L L L X X X X X X X H L<br />

L L L L H X X X X X X X L H<br />

L L L H X L X X X X X X H L<br />

L L L H X H X X X X X X L H<br />

L L H L X X L X X X X X H L<br />

L L H L X X H X X X X X L H<br />

L L H H X X X L X X X X H L<br />

L L H H X X X H X X X X L H<br />

L H L L X X X X L X X X H L<br />

L H L L X X X X H X X X L H<br />

L H L H X X X X X L X X H L<br />

L H L H X X X X X H X X L H<br />

L H H L X X X X X X L X H L<br />

L H H L X X X X X X H X L H<br />

L H H H X X X X X X X L H L<br />

L H H H X X X X X X X H L H<br />

H = HIGH Voltage Level<br />

L = LOW Voltage Level<br />

X = Don’t Care<br />

FAST AND LS TTL DATA<br />

5-253


SN54/74LS151<br />

GUARANTEED OPERATING RANGES<br />

Symbol Parameter Min Typ Max Unit<br />

VCC Supply Voltage 54<br />

74<br />

TA Operating Ambient Temperature Range 54<br />

74<br />

IOH Output Current — High 54, 74 –0.4 mA<br />

IOL Output Current — Low 54<br />

74<br />

DC CHARACTERISTICS OVER OPERATING TEMPERATURE RANGE (unless otherwise specified)<br />

Limits<br />

Symbol Parameter Min Typ Max Unit Test Conditions<br />

VIH Input HIGH Voltage 2.0 V<br />

VIL<br />

Input LOW Voltage<br />

54 0.7<br />

74 0.8<br />

V<br />

4.5<br />

4.75<br />

–55<br />

0<br />

5.0<br />

5.0<br />

25<br />

25<br />

5.5<br />

5.25<br />

125<br />

70<br />

4.0<br />

8.0<br />

Guaranteed Input HIGH Voltage for<br />

All Inputs<br />

Guaranteed Input LOW Voltage for<br />

All Inputs<br />

VIK Input Clamp Dio<strong>de</strong> Voltage –0.65 –1.5 V VCC = MIN, IIN = –18 mA<br />

VOH<br />

VOL<br />

IIH<br />

Output HIGH Voltage<br />

Output LOW Voltage<br />

Input HIGH Current<br />

54 2.5 3.5 V VCC = MIN, IOH = MAX, VIN = VIH<br />

74 2.7 3.5 V or VIL per Truth Table<br />

54, 74 0.25 0.4 V IOL = 4.0 mA VCC = VCC MIN,<br />

VIN = VIL or VIH<br />

74 0.35 0.5 V IOL = 8.0 mA<br />

per Truth Table<br />

20 µA VCC = MAX, VIN = 2.7 V<br />

0.1 mA VCC = MAX, VIN = 7.0 V<br />

IIL Input LOW Current –0.4 mA VCC = MAX, VIN = 0.4 V<br />

IOS Short Circuit Current (Note 1) –20 –100 mA VCC = MAX<br />

ICC Power Supply Current 10 mA VCC = MAX<br />

Note 1: Not more than one output should be shorted at a time, nor for more than 1 second.<br />

AC CHARACTERISTICS (TA = 25°C)<br />

Limits<br />

Symbol Parameter Min Typ Max Unit Test Conditions<br />

tPLH<br />

tPHL<br />

tPLH<br />

tPHL<br />

tPLH<br />

tPHL<br />

tPLH<br />

tPHL<br />

tPLH<br />

tPHL<br />

tPLH<br />

tPHL<br />

Propagation Delay<br />

Select to Output Z<br />

Propagation Delay<br />

Select to Output Z<br />

Propagation Delay<br />

Enable to Output Z<br />

Propagation Delay<br />

Enable to Output Z<br />

Propagation Delay<br />

Data to Output Z<br />

Propagation Delay<br />

Data to Output Z<br />

27<br />

18<br />

14<br />

20<br />

26<br />

20<br />

15<br />

18<br />

20<br />

16<br />

13<br />

12<br />

43<br />

30<br />

23<br />

32<br />

42<br />

32<br />

24<br />

30<br />

32<br />

26<br />

21<br />

20<br />

AC WAVEFORMS<br />

ns<br />

ns<br />

ns<br />

ns<br />

ns<br />

ns<br />

VCC = 5.0 V<br />

CL = 15 pF<br />

V<br />

°C<br />

mA<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

Figure 1 Figure 2<br />

FAST AND LS TTL DATA<br />

5-254


02334567897679973224<br />

!"#<br />

$%&'(%)+(,-.%.'+/0')$1/120%%/3<br />

4'(56(6+/56,%565% %1/-5%)3<br />

789:;=>@ABCDE>FGHIIJK<br />

7LDMNOPQ9D:M>RAS9DQTUET9ADQTAM>CD<br />

7VMQ9D:M>ENEM>9DQTUET9ADQ>WE>=T@A=A:CB<br />

XCDE;>QR;9E;C>TRAENEM><br />

7L=>CT9D:Q=>>SYZI[\]^8_EMAE`9D=UT<br />

ZI[\]]DQ9DQTUET9ADENEM><br />

7K=TAabWcdRASQA@efVH8JA:CB^>BANg<br />

K=TAOhaWaXNT>QA@ZCTC^>BANiFV^j<br />

K=TA\PhWaXNT>QA@kkJFL^ZCTC^>BAN<br />

7J9DAUTEAB=CT9XM>TAT;>JGIchIlOmnldmnlhnll<br />

7GDT>U=TEC=CX9M9TNiU=TAcdQAUE>Qj<br />

7k9:;TM>o>MS>>=;CSRC>QTCE`<br />

7Z9>ETg9DS9>ETCDS>MCT9o>CSS>QQ9D:BAS>Q<br />

7JAR>[ADF>Q>TiJLFj<br />

7JAR>[U=p9B>iJqFpjCDS<br />

LQE9MCTAHTCT[U=p9B>iLHpj<br />

7qCTE;SA:p9B>iqZpjR9T;9TQARDAD[E;9=FI<br />

AQE9MCTA@A>M9CXM>A=>CT9AD<br />

7JA:CBBCXM>EAS>=AT>ET9AD<br />

7JAR>QCo9D:HfkkJBAS><br />

7H>M>ETCXM>AQE9MCTAA=T9ADQ<br />

7fAR=AR>g;9:;Q=>>SI^LHefVH8nkkJFL^<br />

T>E;DAMA:N<br />

7eUMNQTCT9ES>Q9:D<br />

7GD[I9EU9TH>9CMJA:CBB9D:riGIHJjo9CTRA<br />

=9DQ<br />

7H9D:M>PtGD[I9EU9TH>9CMJA:CBB9D:EC=CX9M9TN<br />

7GD[I9EU9TZ>XU::9D:o9CTRA=9DQ<br />

7JAE>QQA>CSnR9T>CEE>QQTA=A:CBB>BAN<br />

7q9S>A=>CT9D:oAMTC:>CD:>Y\u]tTAPuPt<br />

789:;H9DǹHAUE>IU>DTY\PBV<br />

7IABB>E9CMgGDSUQT9CMCDSkWT>DS>ST>B=>CTU><br />

CD:>Q<br />

7fAR[=AR>EADQUB=T9ADY<br />

[v]uhBVTN=9ECMwOtgd^8_<br />

[\]xVTN=9ECMwOtgO\`8_<br />

[vcxVTN=9ECMQTCDSXNEU>DT'+$'1y51z<br />

%5'{0%51, %1/-5%)3<br />

7p9B>]Ya[X9TT9B>nEAUDT>R9T;a[X9T=>QECM><br />

7p9B>cYch[X9TT9B>nEAUDT>R9T;=>QECM>g<br />

ECDX>9DE>B>DT>SSU9D:HfkkJo9C>WT>DCM<br />

ENQTCMnEMAÈ<br />

7p9B>\Ya[X9TT9B>nEAUDT>R9T;a[X9T=>9AS<br />

>:9QT>g=>QECM>CDS=AQTQECM><br />

7pRAIC=TU>gIAB=C>gJq^BASUM>Q<br />

[IC=TU>9Qch[X9TgBCWu>QAMUT9AD9Qc\uPDQ<br />

[IAB=C>9Qch[X9TgBCWu>QAMUT9AD9Q\]]DQ<br />

[Jq^BCWu>QAMUT9AD9Qc][X9T<br />

7c][X9TBUMT9[E;CDD>MVDCMA:[TA[Z9:9TCMEADo>T><br />

7HNDE;ADAUQH>9CMJATiHHJjR9T;HJGri^CQT><br />

BAS>jCDSG\Iri^CQT>nHMCo>j<br />

7KD9o>QCMHNDE;ADAUQVQNDE;ADAUQF>E>9o><br />

pCDQB9T>iKHVFpnHIGjR9T;|[X9TCSS>QQ<br />

S>T>ET9AD<br />

7JCCM>MHMCo>JATiJHJja[X9TQR9S>gR9T;<br />

>WT>DCMFZgqFCDSIHEADTAMQid]ndd[=9DADMNj<br />

7mARD[AUTS>T>ET9ADE9EU9TN@A<br />

mARD[AUTF>Q>TimLFj<br />

7JGIchealO<br />

7JGIcheald7JGIchealh<br />

7JGIcheallFmlnJ}Z<br />

FmhnJ}I<br />

FmP<br />

Fmd<br />

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FZ\nJHJ\<br />

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FV\nV~\ntFke[<br />

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FVPnV~dnHH<br />

Fk]nFZnV~P<br />

FkcnqFnV~h<br />

Fk\nIHnV~l<br />

tZZ<br />

tHH<br />

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LHI\nIfbLKp<br />

FI]npcLHLnpcIbG<br />

FIcnpcLHGnIIJ\<br />

FI\nIIJc<br />

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5936883<br />

7<br />

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5A<br />

5A<br />

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