Instrumentação Eletrônica

Introdução Descrição geral do projeto Componentes utilizados Implementação do software Simulação Resultados Referências

O objetivo deste trabalho é a implementação de um ohmímetro utilizando o micro-controlador PIC16F877A

O trabalho também é um aperfeiçoamento do projeto do aluno Rafael D. C. que implementou um ohmímetro utilizando diversos CIs e visa reduzir o tempo de implementação e depuração e a complexidade

Diagrama genérico de um instrumento

▪ Ente físico

▪ Sensor e transdutor

▪ Conformador

▪ Processamento do sinal

▪ Interface homem máquina

Diagrama Genérico de um instrumento

Ente Físico

Sensor

e

transdutor

Conformador Processamento do

sinal

Interface

Homem

Máquina

Sinal Elétrico

▪ Ente físico▪ O ente físico a ser medido será a resistência

▪ Sensor e transdutor e conformador do sinal▪ Estas operações são realizadas utilizando-se um Amp. Op na

configuração inversora e um Multiplexador analógico que seleciona os resistores adequados para que o nível do sinal seja diminuído até a faixa mais adequada a o ADC do PIC utilizado posteriormente

▪ A tensão -5 V é utilizada para compensar a inversão de fase que ocorre devida a configuração do Amp. Op.

▪ A tensão no terminal 1 será lida pelo o ADC

▪ A resistência R1 será selecionada pelo multiplexador, podendo ser: 1 Kohm, 10 Kohm, 100 Kohm ou 1 Mohm

▪ Processamento do Sinal▪ O processamento do sinal é feito pelo PIC16F877A

▪ São dele as tarefas de: converter o sinal analógico em digital, analisar se o sinal está no nível tolerado, enviar um sinal ao muxcaso a resistência não seja adequada, aguardar o sinal de início da conversão e mostrar o valor de saída no LCD

▪ Interface Homem Máquina▪ As IHMs são um push button que dá o sinal de início para a

conversão e um LCD que mostra o valor da resistência em Kohm

Para a implementação, serão utilizados os seguintes componentes:

PIC16F877A

Multiplexador analógico

Resistores, potenciômetros e push buttons

Amp. Op. LM358

Display LCD JHD162A

A implementação teve dois principais estágios, um em software e outro em hardware

O principal estágio da implementação foi o desenvolvimento do software para o Micro-controlador

A implementção do software foi esquematizada por uma máquina de estados, como mostrada no seguinte flowchart:

No estado Início, todas as variáveis são inicializadas e em seguida o PIC fica aguardando o pressionar de um botão

Este botão está ligado ao canal zero do PORTC

No estado converter, o PIC converte a tensão presente no Canal zero do PORTA em um byte correspondente a esta

O Byte resultante é armazenado na variável Valor para o tratamento dos próximos blocos

Este estado pode ser acessado mais de uma vez, dependendo do processamento no próximo estado

O estado Testar verifica se o sinal está em um nível aceitável, e, em caso afirmativo, segue pra o estado Tratar

O nível de sinal tolerado é de 10% do valor de entrada, caso seja menor, vai para o estado Ajustar MUX

Em Ajustar MUX, A variável MUX é incrementada e seu valor é passado ao PORTB, que está diretamente ligado aos pinos de controle do multiplexador

No estado Tratar, é feita uma regra de 3 que transforma o valor entre zero e 255 num valor de zero a um

Por último, no estado Mostrar, faz-se o tratamento adequado para que seja mostrado no LCD

O valor resultante do último estado é separado em Unidade de milhar, Centena, Dezena e Unidade simples

Além disso, a posição da vírgula é selecionada de acordo com o valor de MUX, já que esta variável contém a informação da ordem de grandeza da resistência na entrada

O valor será sempre mostrado em Kohm, a posição da vírgula que determinará o valor correto da resistência

A descrição dada anteriormente é apenas superficial

Para uma descrição detalhada de cada estado, é necessário checar o código fonte do software

Detalhes como: rotinas utilizadas, protocolo de inicialização do LCD, lista completa de variáveis utilizadas, entre outros, são descritos como comentários no código fonte

A simulação do software foi feita no MPLAB v8.46 com o auxílio do plugin que permite utilizar as funções do ambiente Proteus 7 dentro do próprio MPLAB

A utilização do micro-controlador tornou o projeto mais simples de simulação, implementação e depuração

O projeto abre margem para expansão da faixa de resistência a ser mediada

É provável que utilizando-se as outras entradas analógicas do PIC possa-se evitar o uso do multiplexador

Souza, David José de e Lavinia, Nicolás César – Conectando o PIC, 3ª Edição

Datasheet do 16 F877A Notas de aula da disciplina Tópicos Especias

em Sistemas Digitais, ministrada pelo Prof. José AlabeNicolau