PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO GRANDE DO SUL

FACULDADE DE ENGENHARIA

CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA

DISCIPLINA DE TRABALHO DE INTEGRAÇÃO

SISTEMA DE INSTRUMENTAÇÃO AUTOMOTIVO

EDUARDO BOCHENEK STELLA

MARCOS AUGUSTO STEMMER

Porto Alegre, Dezembro de 2006.

2

Dedicatória

Este trabalho é dedicado aos meus pais, Célio e Lídia, que me proporcionaram esta oportunidade de crescimento intelectual.

3

Agradecimentos

Agradeço minha namorada Fabiana, por ter estado sempre ao meu lado e ser uma

grande motivadora.

4

Resumo

Desenvolveu-se o projeto de um sistema para auxiliar na monitoração de motores

automotivos, integrando no mesmo aparelho a leitura da rotação, temperatura do ar e do

motor e leitura da relação Ar/Combustível. Para execução do projeto foi utilizada a placa

desenvolvida na cadeira de Laboratório de Processadores (2005/II). A placa contém um

microcontrolador com a interface de programação via computador, assim facilitando o

desenvolvimento do projeto. O protótipo foi executado com sucesso, tendo como melhoria

a implementação de um conversor analógico digital externo mais rápido.

5

Sumário

1. Introdução...................................................................................................................... 7 1.1. Fundamentos Teóricos........................................................................................... 7

1.1.1. Breve História do Motor Ciclo Otto.............................................................. 7 1.1.2. Transdutor.................................................................................................... 10 1.1.3. Condicionador ............................................................................................. 11 1.1.4. Conversor Analógico/Digital....................................................................... 12 1.1.5. Sonda Lambda ( λ ) ..................................................................................... 13 1.1.6. Microcontrolador ......................................................................................... 16 1.1.7. Bobina de ignição: ....................................................................................... 17

2. Desenvolvimento do Trabalho..................................................................................... 19 2.1. Cálculos ............................................................................................................... 21

2.1.1. Circuito do Shift-light.................................................................................. 21 2.1.2. Sinalizadores da mistura Ar/Combustível ................................................... 22 2.1.3. Transistores como chave ............................................................................. 23

2.2. Software............................................................................................................... 24 2.2.1. Leitura da Rotação....................................................................................... 24 2.2.2. Leitura das Temperaturas e Sonda Lambda ................................................ 25 2.2.3. Acionamento da Luz de Segurança (Shift-Light)........................................ 26

2.3. Funcionamento Simulado.................................................................................... 26 2.4. Calibração do Instrumento................................................................................... 28

3. Resultados.................................................................................................................... 30 4. Conclusões................................................................................................................... 32 5. Referências Bibliográficas........................................................................................... 33 ANEXO A .......................................................................................................................... 34 ANEXO B .......................................................................................................................... 43

6

Lista de Figura

FIGURA 1 – Ciclo de trabalho de um motor ciclo Otto. [BOSCH (1998), p.7, fig. 4] ........ 8

FIGURA 2 – Pressão no cilindro em função da posição do pistão. [BOSCH (1998), p. 5,

fig. 2] ........................................................................................................................... 10

FIGURA 3 – Faixa de controle da sonda lambda e redução da concentração de poluentes

na exaustão. [BOSCH (1995), p. 18, fig. 1] ................................................................ 14

FIGURA 4 – Curva característica de uma sonda lambda operando a uma temperatura de

600°C. [BOSCH (1995), p. 227, fig. 15]..................................................................... 15

FIGURA 5 – Detalhe construtivo de uma sonda lambda. [www.bosch.com, 18 nov. 2006]

..................................................................................................................................... 16

FIGURA 6 – Tensão na vela de ignição. [BOSCH (1998), p. 141, fig. 2].......................... 18

FIGURA 7 – Placa dos displays. ......................................................................................... 19

FIGURA 8 – Placa de controle dos displays. ...................................................................... 20

FIGURA 9 – Esquemático dos displays. ............................................................................. 21

FIGURA 10 – Esquemático das entradas analógicas e sinalizadores da mistura

Ar/Combustível. .......................................................................................................... 23

FIGURA 11 – Circuito do Sensor de Temperatura. ............................................................ 25

FIGURA 12 – Shift-light acionado. .................................................................................... 26

FIGURA 13 – Circuito do gerador de pulsos. ..................................................................... 27

FIGURA 14 – Gerador de pulsos, freqüência baixa............................................................ 28

FIGURA 15 – Gerador de pulsos, freqüência alta............................................................... 28

FIGURA 16 – Calibração do instrumento........................................................................... 29

FIGURA 17 – Protótipo final. ............................................................................................. 30

FIGURA 18 – Protótipo final com shift-light acionado. ..................................................... 31

7

1. Introdução

Este projeto é direcionado para carros de alta performance, que tiveram seu motor

alterado e necessitam uma monitoração extra do seu funcionamento. A partir dessa

necessidade, são instalados vários instrumentos no painel do veículo, motivação à qual

levou ao agrupamento de três funções em um só aparelho. Reduzindo-se assim o número

de acessórios instalados e também facilitando a sua visualização.

Descrição geral:

O projeto executado é um contagiros microprocessado com luz espia ou shift-light

(luz de alerta para o motorista) com rotação de acendimento programável, leitura da

temperatura do ar admitido pelo veículo, temperatura do motor e leitura da mistura

Ar/Combustível (esta efetuada através de um sensor de oxigênio instalado na saída do cano

de escapamento, chamado sonda lambda). O equipamento funcionará na maioria dos

modelos de automóveis comercializados no Brasil, 4 cilindros tipo ciclo Otto com ignição

a bobina simples. E terá uma facha de operação de: 100 a 9.900 rotações por minuto.

O microcontrolador utilizado é baseado na arquitetura 8051, porém com alguns

extras como conversor AD de 24bits, conversor DA de 16bits entre outras.

1.1. Fundamentos Teóricos

1.1.1. Breve História do Motor Ciclo Otto

“O motor ICE (Ignição por Centelha Elétrica) começou a ser concebido quando em

1862, o físico francês Alphonse Beau de Rochas propôs as condições necessárias para que

um motor de combustão interna, de quatro tempos, funcionasse com um máximo de

economia. Rochas chegou a descrever também, a seqüência de eventos, por meio do qual a

8

economia e a eficiência poderiam ser conseguidas. Essa seqüência, que totalizava 4 tempos

é, em síntese, o que hoje ocorre basicamente em todo motor ICE. Porém Rochas não

chegou a construir motor algum, tendo apenas formulado as condições de funcionamento

econômico que havia imaginado. O motor apenas construído experimentalmente em 1872,

só foi realizado praticamente em 1876 por Nikolaus Otto, que foi, inclusive, quem

determinou o ciclo teórico sob o qual trabalha o motor ICE1. Quando a firma alemã Otto

und Lagen passou a fabricar os motores a 4 tempos, de pistões móveis, ligados a um

virabrequim, este tipo de motor passou a se chamar popularmente de motor Otto.”

(PASSARINI, 1993, p.1.1)

Ciclo de trabalho:

Nos motores 4 tempos, um ciclo de trabalho corresponde a duas voltas da

árvore de manivelas. Na medida que a árvore de manivelas (ou virabrequim) realiza o

movimento rotativo, os pistões se movem dentro dos cilindros, entre o ponto morto

superior (PMS) e o ponto morto inferior (PMI). As bielas são responsáveis por

transmitirem o movimento da árvore de manivelas para os pistões. Com as duas voltas da

árvore de manivelas, 4 tempos são executados por um cilindro, como mostra a FIGURA 1.

FIGURA 1 – Ciclo de trabalho de um motor ciclo Otto. [BOSCH (1998), p.7, fig. 4]

1A ignição já era obtida por meio de vela, como nos dias de hoje.

9

Para cada cilindro, um conjunto de válvulas é responsável pela admissão da

mistura ar-combustível (nos motores de injeção indireta) e exaustão dos produtos da

combustão da mistura. Denominadas válvula de admissão e válvula de escape

respectivamente, elas podem variar em número de motor para motor. As válvulas são

acionadas pelo eixo comando de válvulas, que por sua vez é acionado pela árvore de

manivelas.

Os quatro tempos do funcionamento de um motor estão descritos a seguir.

Admissão:

A admissão se caracteriza pelo movimento do pistão do PMS para o PMI

com a válvula de admissão aberta e a válvula de exaustão fechada. Com o movimento do

pistão, a mistura ar-combustível flui para dentro do cilindro.

Compressão:

Durante a compressão, o pistão se desloca do PMI para o PMS, com as

válvulas fechadas, comprimindo a mistura ar-combustível na câmara de combustão. Antes

de o pistão atingir o PMS, o sistema de ignição produz uma centelha, através da vela de

ignição do respectivo cilindro. A centelha provoca a queima da mistura, fazendo com que a

pressão no cilindro se eleve.

Expansão:

A pressão alta no cilindro, causada pela queima da mistura, faz com que o

pistão se desloque do PMS para o PMI, com as válvulas ainda fechadas. É durante a

expansão que a energia contida no combustível é liberada, transformando-se em

movimento.

Exaustão:

Na exaustão, o pistão se desloca do PMI para o PMS. A válvula de exaustão

se abre, fazendo com que o produto da queima da mistura ar-combustível seja expelido do

cilindro para a atmosfera.

10

A FIGURA 2, mostra a variação de pressão no cilindro em função da

posição do pistão e a fase que está sendo realizada.

FIGURA 2 – Pressão no cilindro em função da posição do pistão. [BOSCH (1998), p. 5,

fig. 2]

Deve-se lembrar que, os motores ICE têm sido modificados e melhorados

ao longo dos anos, de acordo com as necessidades da indústria automobilística. Desta

forma os motores têm se tornado mais leves, econômicos e potentes, com a aplicação de

novos materiais, melhorias em seus mecanismos, e outras alterações (como materiais e até

geometria variável do coletor de admissão). [Dissertação de Mestrado de Carlos Eduardo

Milhor, pg. 3-6, SP 2002]

1.1.2. Transdutor

O transdutor é o componente responsável pela transformação entre grandezas

físicas. Na maioria dos casos são passivos e sua curva de resposta não é linear, tendo como

variação uma resistência, capacitância ou indutância. Existem transdutores encapsulados

junto ao circuito de linearização, necessitando excitação para seu funcionamento. Nessa

11

condição normalmente lê-se uma tensão, ou corrente, variando linearmente com a grandeza

de interesse.

1.1.3. Condicionador

Os sinais elétricos gerados pelos sensores ou fontes de sinal que devem ser

monitoradas, precisam ser convertidos em uma forma aceitável pelo circuito de aquisição

de dados. Condicionadores de sinais podem amplificar ou atenuar, deslocar nível médio,

detectar pico, nível médio ou valor eficaz, linearizar, filtrar e/ou isolar o sistema para uma

medição mais exata e segura. As funções mais importantes desempenhadas pelos

condicionadores são discutidas a seguir:

• Deslocamento de Nível: Algumas vezes, a grandeza pode assumir valores

numa faixa maior do que a de interesse. Nesses casos, desloca-se o nível do

sinal para que na entrada do ADC tenha-se somente a faixa de interesse,

cobrindo todos os valores aceitos. Desse modo, melhora-se a precisão na

aquisição dos dados. Por exemplo, para leitura de um circuito que opere em

uma facha de -12 até +12V tendo um ADC operando de 0 a +5V, será

necessário atenuar e deslocar esse sinal de forma que -12V corresponda a

0V e +12V corresponda a 5V assim utilizaremos toda a precisão que o ADC

oferece e teremos a leitura completa do sinal de interesse.

• Linearização: Como discutido na seção Transdutor, a linearização é um

condicionamento necessário em alguns casos. Ela pode ser feita de forma

analógica ou digital. No primeiro caso, usa-se normalmente um circuito que

tenha uma característica inversa à do transdutor, por exemplo: um termistor

varia sua resistência de forma exponencial com sua temperatura, usando-se

um amplificador logarítmico pode-se então linearizar a resposta. No

segundo caso, o sinal de saída do transdutor é convertido para a forma

digital e suas amostras são linearizadas a partir de um processo numérico

usando equações ou pelo uso de tabelas. Evidentemente, a resolução do

sistema dependerá da quantidade de pontos na tabela e, sobretudo, da

resolução do ADC.

12

• Excitação: Alguns transdutores necessitam de sinais de excitação (tensões

ou correntes externas). Por exemplo, detectores de temperatura resistivos

necessitam de uma fonte de corrente para converter a variação de resistência

em uma tensão que possa ser medida. Funções tais como multiplicação

(analógica ou digital), conversão F/V (freqüência para tensão) e V/F (tensão

para freqüência), etc, também são exemplos de condicionamento. A

grandeza a ser adquirida determina o tipo de transdutor a ser utilizado.

Contudo, a escolha do tipo de transdutor deve ser tomada tendo em vista a

facha de interesse da grandeza a ser observada. Por exemplo, para medir a

temperatura ambiente utiliza-se em grande escala os circuitos integrados

(CI´s) sensores de temperatura, pois apresentam dimensões muito pequenas,

preços reduzidos e boa linearidade. Contudo, para fachas de centenas de

graus, a melhor opção são os termopares, pois possuem uma extensa facha

de operação. [Trabalho de graduação em Tecnólogo em Eletrônica de:

Claudio L. Martins, Jair Honório e Nélio José Klechowicz, PR 2006]

1.1.4. Conversor Analógico/Digital

O conversor analógico-digital (freqüentemente abreviado por conversor A/D) é um

dispositivo eletrônico capaz de gerar uma representação digital de uma grandeza analógica.

Por exemplo, um conversor A/D de 10 bits, preparado para um sinal de entrada

analógica de tensão variável de 0V a 5V pode gerar números binários de 0 (0000000000) a

1023 (1111111111) (ou seja, capturar 1024 pontos do sinal), dependendo do sinal de

entrada. Se o sinal de entrada do suposto conversor A/D estiver em 2,5V, o valor binário

gerado será 511 ou 512.

Sinais gerados por circuitos analógicos são muitas vezes processados por circuitos

digitais, por exemplo, por um microcontrolador ou por um microcomputador.

Para processar sinais analógicos usando circuitos digitais, deve-se efetuar uma

conversão para essa última forma, a digital. Tal conversão é efetuada por um Conversor

Analógico-Digital ("A/D converter" ou ADC).

O sinal recebido, depois de digitalizado, é processado e, na maioria das vezes, será

utilizado para atuar sobre o circuito analógico que gerou o sinal original ou até mesmo

sobre outro circuito. [http://pt.wikipedia.org/wiki/Conversor_anal%C3%B3gico-digital, 18

nov. 2006]

13

1.1.5. Sonda Lambda ( λ )

O controle em malha fechada através da sonda lambda, em conjunto com o

conversor catalítico, é o mais eficiente método de purificação dos gases de exaustão dos

motores ICE disponível atualmente, não havendo ainda, outra alternativa capaz de obter

algo próximo ao mesmo nível de emissão.

Operando em conjunto, os sistemas de injeção e ignição permitem obter

níveis muito baixos de emissão de gases poluentes. No entanto, uma redução adicional,

particularmente dos componentes prejudiciais, hidrocarbonetos não queimados, monóxido

de carbono e óxidos de nitrogênio, pode ser obtida se um conversor catalítico for usado. O

conversor catalítico de três estágios pode reduzir a emissão de HC, CO e NOX em mais de

90%, se o motor estiver sendo operado em uma faixa muito estreita em torno da mistura ar-

combustível estequiométrica (λ = 1 ± 0,5%), como mostra a FIGURA 3. Este pequeno

desvio, só pode ser mantido pelos modernos sistemas de injeção de combustível,

controlados eletronicamente. Por essa razão, utiliza-se o controle em malha fechada com

sonda lambda, ou seja, a composição da mistura ar-combustível é continuamente mantida

dentro da faixa ótima, pelo controle em malha fechada. Para isso, a exaustão deve ser

medida e a quantidade de combustível injetada imediatamente corrigida, em função da

medida realizada. A sonda lambda é utilizada como o sensor de realimentação. Exata gera

uma tensão de ruptura exatamente em λ = 1, fornecendo portanto um sinal que mostra o

quanto a mistura desvia do valor estequiométrico.

14

FIGURA 3 – Faixa de controle da sonda lambda e redução da concentração de poluentes

na exaustão. [BOSCH (1995), p. 18, fig. 1]

O sensor de oxigênio (ou sonda lambda) mede no tubo de exaustão, de

maneira uniforme, o fluxo de exaustão de todos os cilindros. O método de operação é

baseado no princípio de uma célula galvânica para concentração de oxigênio com eletrólito

de estado sólido.

Método de operação:

O material cerâmico usado pelo sensor, se torna condutor a uma

temperatura de 350°C. Se a concentração de oxigênio for diferente entre os dois lados do

sensor, será gerada uma diferença de potencial entre os eletrodos, servindo como uma

medida da diferença na concentração de ar entre os dois lados do sensor. A quantidade de

oxigênio remanescente na exaustão de um motor a combustão interna é fortemente

dependente da relação ar-combustível na mistura fornecida ao motor. A tensão fornecida

pela sonda lambda como resultado da concentração de oxigênio na exaustão, atinge valores

entre 800 a 1000mV com a mistura rica (λ < 1), mas fica em torno de 100mV com mistura

pobre (λ > 1). A transição entre a faixa pobre e a rica permanece entre 450 e 500mV, como

mostra a FIGURA 4.

15

Além da concentração de oxigênio na exaustão, a temperatura do corpo

cerâmico também é um fator importante, uma vez que esta influencia a condutividade dos

íons de oxigênio. Assim, a curva de tensão elétrica fornecida como uma função de λ (curva

“estática” do sensor) é fortemente influenciada pela temperatura. Além disso, o tempo de

resposta para uma mudança de tensão devido a uma alteração na composição da mistura

também depende da temperatura. Ao passo que, o tempo de resposta, estando à cerâmica a

uma temperatura abaixo de 350°C, é da ordem de segundos, em condições de temperatura

ideal de operação, em torno de 600°C, o sensor responde em menos de 50ms. Por isso, o

controle em malha fechada através da sonda lambda passa a ser ativado somente quando se

atinge a temperatura mínima de operação do sensor, ou seja, por volta de 350°C. Até este

ponto, o motor opera com o controle em malha aberta.

FIGURA 4 – Curva característica de uma sonda lambda operando a uma

temperatura de 600°C. [BOSCH (1995), p. 227, fig. 15].

Sonda lambda aquecida:

Com este sensor, a temperatura da cerâmica, em condições de carga baixa

do motor (baixa temperatura de exaustão), é determinada por um aquecedor elétrico, já, em

condições de carga elevada, o aquecimento da cerâmica é determinado pela temperatura da

exaustão. A sonda lambda com o aquecimento pode ser instalada a uma grande distância

16

do motor, de modo que o problema de diminuição da vida útil do sensor, devido à

exposição a elevadas temperaturas e por períodos longos, deixa de existir. Com o

aquecimento interno, a sonda tem um aquecimento mais rápido, de modo que, de 20 a 30

segundos após o início de funcionamento do motor, a temperatura de operação já será

alcançada e o controle em malha fechada ativado. Pelo fato de que, a sonda com

aquecimento sempre está operando na temperatura ideal, pode-se alcançar e manter um

baixo nível de emissão por mais tempo. Desde que estejam corretas as condições de

operação, a sonda lambda aquecida pode ter sua vida útil além dos 100 000 Km. Porém, a

fim de se evitar danos, o motor deve ser operado com combustível livre de chumbo.

[Dissertação de Mestrado de Carlos Eduardo Milhor, pg. 37-40, SP 2002]

FIGURA 5 – Detalhe construtivo de uma sonda lambda. [www.bosch.com, 18 nov. 2006]

1.1.6. Microcontrolador

Os microcontroladores são sistemas microprocessados encapsulados na forma de

um único circuito integrado. Além de uma CPU (Central Processing Unit), possui

elementos como memória ROM (Random Only Memory) e RAM (Random Access

Memory), temporizadores, contadores, canais de comunicação e conversores analógico-

digitais. Os sistemas baseados em microcontroladores se diferenciam daqueles baseados

em microprocessadores, onde normalmente utilizam-se vários componentes para

implementar essas funções. Em contrapartida, as CPU's dos microcontroladores são, em

17

geral, menos poderosas do que a dos microprocessadores. Seu clock é mais baixo e o

espaço de memória endereçável costuma ser bem menor. Com isso vê-se que a área de

aplicação dos dois é um pouco distinta, o microcontrolador será usado em sistemas de

menor complexidade e menor custo do que um sistema que exija a capacidade de

processamento de um microprocessador.

A programação dos microcontroladores é, em geral, mais simples do que a dos

microprocessadores, ao menos no que diz respeito às exigências de conhecimento dos

componentes periféricos. Isto acontece porque os periféricos on-chip dos

microcontroladores são acessados de uma forma padronizada e integrada na própria

linguagem de programação.

Considerando a relação custo-benefício, o uso dos microcontroladores não fica

restrito somente às empresas de grande e médio porte, eles também podem ser usados em

projetos eletrônicos de pequeno porte, na substituição de vários componentes digitais,

obtendo-se assim no final do projeto, um melhor acabamento, pois, o microcontrolador

ocuparia um menor espaço físico, além de uma maior eficiência. [Trabalho de graduação

em Tecnólogo em Eletrônica de: Claudio L. Martins, Jair Honório e Nélio José

Klechowicz, PR 2006].

1.1.7. Bobina de ignição:

A função da bobina de ignição é gerar a tensão alta requerida para provocar o

centelhamento na vela de ignição, cujo objetivo é iniciar o processo de combustão da

mistura ar-combustível.

O funcionamento da bobina de ignição baseia-se na lei da indução,

consistindo de dois enrolamentos de cobre acoplados magneticamente (enrolamento

primário e secundário). A energia armazenada no enrolamento primário, por um sinal de

baixa tensão, é transformada em um sinal de alta tensão na saída do secundário. A relação

entre os sinais é função da relação do número de espiras entre os enrolamentos. Nos

sistemas controlados eletronicamente, a energização e posterior corte do primário são

realizadas por um transistor, que, atuando como chave, fecha o circuito de alimentação do

primário até que se tenha energia suficiente para suprir a demanda. Geralmente a tensão

18

fornecida pelo secundário é da ordem de 30kV, garantindo assim que a tensão de ruptura

da vela de ignição seja alcançada e se tenha uma combustão eficiente.

“No momento da ignição, a tensão nos eletrodos da vela de ignição sobe

abruptamente de zero até a tensão disruptiva (tensão de ignição). Lançada a faísca, a tensão

na vela de ignição cai até a tensão de combustão. Durante o período de duração da faísca a

mistura ar-combustível tem a oportunidade de se inflamar. Após a ruptura da faísca a

tensão se estabelece periodicamente como mostra a FIGURA 6.” (BOSCH, 1998, p.10)

FIGURA 6 – Tensão na vela de ignição. [BOSCH (1998), p. 141, fig. 2]

São aplicadas diferentes configurações quanto “a forma de se transmitir o

sinal secundário às velas de ignição e ao número de bobinas disponíveis, tais como, bobina

simples com distribuidor de tensão (distribuição rotativa), bobina de ignição com uma

saída de tensão para cada cilindro (distribuição estática) entre outras”. (BOSCH, 1998).

[Dissertação de Mestrado de Carlos Eduardo Milhor, pg. 35,36, SP 2002]

19

2. Desenvolvimento do Trabalho

Escolheu-se para a montagem do protótipo o suporte para instrumentação

automotiva de diâmetro 85mm, pois esse diâmetro mostrou-se o mais adequado para dispor

todas as informações necessárias, e é de fácil aquisição por ser um tamanho padrão. A

partir do espaço disponível dentro dele foram confeccionadas as placas. Dividiu-se em

duas pela quantidade de itens necessários, uma com os displays e a outra com o circuito de

controle.

O tipo de display escolhido foi o de sete segmentos, por possuir resposta rápida e

por seu custo ser relativamente baixo. A disposição dos itens foi organizada para uma

melhor visualização da leitura das medidas, colocando em destaque o dígito de maior

interesse, que é o milhar da rotação lida. Utilizou-se dois dígitos para cada informação,

sendo o total de seis displays. A luz de sinalização da rotação crítica fica por conta de

dezesseis LED´s (diodo emissor de luz) dispostos no perímetro do instrumento, formando

um anel. Também é feita a sinalização da mistura Ar/Combustível através de três LED´s,

cada um indicando a característica da mistura lida. Podemos visualizar a montagem na

FIGURA 7.

FIGURA 7 – Placa dos displays.

20

A técnica de controle utilizada para a escrita nos displays foi a de varredura (ou

multiplexação). Este método consiste em escrever em um display de cada vez, sendo esta

escrita com uma freqüência mínima de aproximadamente 50Hz. A partir desse valor o olho

humano não é mais capaz de visualizar esta multiplexação, percebendo como se todos eles

estivessem acesos.

Para montagem desse circuito foram necessários dois CI´s (Circuito Integrado), um

DM74LS138 (decodificador de 3 para 8 bits) e um DM74LS47 (decodificador BCD para 7

segmentos). O 74138 é utilizado para selecionar o display a ser escrito e o 7447 converte o

dado de valor binário para a codificação do display sete segmentos. Podemos visualizar

esta placa na FIGURA 8. Foram utilizados transistores BC558, operando como chave, em

conjunto com o decodificador 74138 (seguem mais explicações no item 2.1.3). Na

FIGURA 9 podemos visualizar o esquemático completo do circuito.

FIGURA 8 – Placa de controle dos displays.

21

FIGURA 9 – Esquemático dos displays.

2.1. Cálculos

2.1.1. Circuito do Shift-light

Este dispositivo luminoso de segurança é montado com LED´s, portanto uma breve

explicação sobre o seu funcionamento: O LED é um Diodo Emissor de Luz que possui a

propriedade de emitir luz proporcionalmente a corrente por ele drenada. A queda de

tensão sobre um LED pode variar de dois a quatro volts e a corrente pode chegar a 70mA.

Estas variações se dão principalmente conforme a eficiência luminosa.

Os LED´s comuns, como os utilizados neste trabalho, operam com

aproximadamente 2V e 15mA. Por ser esta apenas uma informação teórica, na prática

encontramos produtos de vários fabricantes que utilizam diferentes materiais para a sua

construção, apresentando assim pequenas variações no comportamento. Portanto, optei

22

pela medição em bancada dos LED´s utilizados, assim obteremos os dados reais de

operação dos mesmos.

A medição foi realizada com uma fonte de 5Vdc e uma resistência série de 470Ω,

pois teoricamente fica dentro da corrente recomendada como podemos verificar no cálculo

abaixo:

mAV

RLED 38,6470

)25( =Ω

−=

Medida:

• Tensão de 1,92V e corrente de 7mA.

A partir desses valores foram feitos os cálculos:

O circuito do shift-light foi montado com alimentação de 5 Volts, utilizando uma

ligação mista, série paralelo. Esta configuração faz com que a corrente seja a mesma nos

componentes ligados em série e a tensão seja a mesma dos componentes em paralelo. A

montagem pode ser observada na FIGURA 9. Segue o cálculo da resistência:

Resistência para cada série de 2 LED´s.

Valor equivalente para o paralelo, reduzindo-se para

apenas uma resistência.

Este valor de resistência é teórico, pois na prática existem apenas alguns valores

comerciais. Por este motivo devemos escolher o valor acima ou abaixo. Neste caso a

escolhida será a primeira imediatamente abaixo, 18Ω, pois a corrente de base vezes o β

deve ser igual ou maior a corrente da carga.

2.1.2. Sinalizadores da mistura Ar/Combustível

A sinalização dessa medida é feita através de três LED´s retangulares, conforme o

circuito da FIGURA 10.

Como estamos drenando a corrente dos LED´s direto pelo microcontrolador, não

podemos sobrecarregá-lo. A corrente máxima admitida por entrada é de 17mA. Para isso

Ω==

Ω=−=

==

71,208

71,165

71,165007,0

))92,1*2(5(

7

92.1

TR

A

VR

mAI

VV

23

utilizou-se uma resistência de 470Ω, a mesma do teste de bancada. Consumindo então

uma corrente de aproximadamente 7mA.

FIGURA 10 – Esquemático das entradas analógicas e sinalizadores da mistura

Ar/Combustível.

2.1.3. Transistores como chave

Para o acionamento dos displays e do shift-light, foi utilizado um transistor

operando como chave. Desta forma teremos a facilidade de acionar estas cargas com

correntes pequenas, não danificando os decodificadores que as comandam.

A corrente de polarização IB multiplicada pelo ganho β deverá ser maior ou igual a

corrente da carga, assim o transistor ficará na região de saturação. Os displays são

alimentados com 5Vdc e sua corrente com todos os segmentos acesos pode variar de 5 a

10mA, de acordo com a intensidade luminosa desejada. Nesta situação será utilizada a

maior corrente. O transistor utilizado é o BC558B que possui as seguintes características:

βmin = 200, ICmáx= -100mA, VceSat máx= -0,3V, VBE=-0,7V. Seguem os cálculos para a

resistência de base.

Ω==−=−

= kmA

VVI

VVR

Cmáx

BECCB 8686000

)20010(

)7,05(

)(

)(

minβ

Como já dito anteriormente, o valor a ser escolhido será o primeiro imediatamente

abaixo, 82kΩ.

O acionamento do shift-light foi dimensionado da mesma forma.

24

Ω=−=−

= 15357)200

)8*7((

)7,05(

)(

)(

min

mAVV

IVV

RCmáx

BECCB

β

O valor comercial imediatamente abaixo será, 15kΩ.

2.2. Software

2.2.1. Leitura da Rotação

O método utilizado para a leitura da rotação do motor foi o de janela de tempo.

Este consiste na fixação de um intervalo de tempo com uma simultânea leitura dos pulsos

provindos da bobina de ignição. Ao término do intervalo, são multiplicados o somatório

dos pulsos lidos com o fator de correção, se necessário.

No caso do motor de quatro tempos, a unidade de medida mais conveniente a ser

mostrada é a de rotações por minuto (RPM). Se tivéssemos um pulso por volta e a janela

de tempo fosse de um minuto, a leitura seria direta sem a necessidade de um fator de

correção. Mas nesse caso são produzidas duas faíscas (pulsos) por volta, tendo assim a

janela de tempo reduzida pela metade para uma leitura direta. Porém este intervalo de

tempo é inaplicável, pois o instrumento trabalharia com uma taxa de atualização de 30

segundos, sendo que o motor varia sua rotação muito mais rápido.

Para tornar viável este método, são necessários: a redução do tempo de leitura e a

posterior multiplicação dos pulsos lidos pelo fator de redução da janela de tempo,

trabalhando assim com uma taxa de atualização muito mais rápida. Porém esta

multiplicação acrescenta também um erro de medida que será proporcional ao fator de

redução. Utilizou-se no trabalho uma janela de tempo de 0,3 segundos e o fator de

multiplicação para o número de pulsos lidos é de 100. Portanto a precisão da leitura será de

100 rotações por minuto.

Foi estipulado como limite máximo de rotação 9.900rpm, passando desse valor o

software limita o mostruário em 9.900rpm.

25

2.2.2. Leitura das Temperaturas e Sonda Lambda

O microcontrolador usado MSC1211 (da Texas Instruments) possui internamente

um conversor analógico digital (AD) de 24bits, que pode ser configurado para ler até oito

entradas analógicas multiplexadas. Configurou-se o microcontrolador para a leitura de três

entradas que correspondem a: temperatura do ar, temperatura do motor e a sonda lambda.

O sensor de temperatura utilizado é o LM35D (da National Semiconductor), que é

ativo e linear e opera na facha de 0ºC até 100ºC com alimentação de +4V até +20Volts. O

circuito montado está configurado para operar de +2ºC até +100ºC conforme a FIGURA

11. A temperatura máxima do sensor utilizado (modelo “D”) está limitada em 100ºC,

conforme o manual do sensor (DataSheet).

FIGURA 11 – Circuito do Sensor de Temperatura.

As temperaturas lidas são mostradas em dois displays de sete segmentos, menores

que os da rotação e de cor diferente para facilitar a visualização das informações.

A leitura do sensor lambda (λ) irá informar ao condutor o comportamento da

relação Ar/Combustível. Esta será classificada em três níveis de mistura: Pobre (λ>1), Rica

(λ<1) e Ideal (λ=1). Sendo cada uma sinalizada por um LED, conforme o gráfico da Figura

4. Mistura pobre até 200mV, Ideal entre 201 e 800mV e Rica acima de 800mV.

26

2.2.3. Acionamento da Luz de Segurança (Shift-Light)

Esta advertência luminosa é utilizada como um parâmetro para a troca de marcha

no veículo. A rotação de acionamento é programável, pois varia de motor para motor

conforme o nível de preparação executado.

O acionamento da luz de segurança é feito via software. Esta ativação é feita a

partir da comparação da rotação lida com a rotação limite. Quando a rotação lida supera a

limite, é acionado o shift-light e permanecerá ligado em quanto essa condição permanecer.

Podemos observar seu funcionamento na Figura 12.

FIGURA 12 – Shift-light acionado.

2.3. Funcionamento Simulado

Para testar o funcionamento do protótipo, montou-se um circuito que varia a

freqüência através de um potenciômetro. Este será acoplado a placa, simulando os pulsos

de um motor em funcionamento.

Este circuito é basicamente um CI 555 funcionando como astável (Gerador de

pulsos). Estas informações foram encontradas em uma apostila de aplicações para o CI 555

no site “http://www.oeletronico.hpg.ig.com.br”. O circuito pode ser visto na FIGURA 13.

27

FIGURA 13 – Circuito do gerador de pulsos.

A fórmula apresentada para o funcionamento deste circuito é:

RtCtTT DESCARGACARGA **7,0==

Simplificando para um ciclo completo:

RtCtT CARGATOTAL **4,1*2 ==

Os valores de Rt e Ct foram definidos da seguinte forma:

Primeiro estipulamos que Ct = 10µF, a partir daí calculamos a variação que o Rt

deverá assumir para cobrir toda a facha de freqüência que um motor apresentaria .

Transformaremos a rotação de RPM para Hz e após multiplicamos por dois, que é

como vamos ler os pulsos do motor.

HzRPM

HzRPM

3302*60

99009900

66,162*60

500500

=>−

=>−

Para estes valores de freqüências calculamos a variação de Rt:

Ω==

Ω==

216330*10*4,1

1

428666,16**4,1

1

min FRt

CtRtMAX

µ

A partir desses valores estipulou-se um potenciômetro de 5kΩ linear como sendo

Rt.

Seguem também algumas formas de onda capturadas com um osciloscópio, do

gerador de pulsos, FIGURA 14 e FIGURA 15.

28

FIGURA 14 – Gerador de pulsos, freqüência baixa.

FIGURA 15 – Gerador de pulsos, freqüência alta.

2.4. Calibração do Instrumento

O procedimento executado para se conseguir regular a janela de tempo mencionada

anteriormente foi a seguinte: Escolheu-se um pino do processador que estivesse livre e

29

fosse de fácil acesso e através do software este pino é acionado. Este acionamento é feito

toda a vez que o contador do microcontrolador termina a contagem do tempo programado,

assim emitindo um breve pulso. Com a ajuda do osciloscópio conseguimos medir este

tempo com precisão, como podemos verificar na FIGURA 16.

FIGURA 16 – Calibração do instrumento.

30

3. Resultados

Este foi o primeiro passo dado para o desenvolvimento de um equipamento inédito

no setor automotivo, que disponibiliza estas três leituras em um mesmo aparelho. Algumas

melhorias serão necessárias, pois esta é apenas a primeira versão.

Conseguiu-se implementar com êxito todas as funções desejadas. Podemos

visualizar o resultado final da montagem nas Figuras 17 e 18.

FIGURA 17 – Protótipo final.

31

FIGURA 18 – Protótipo final com shift-light acionado.

32

4. Conclusões

O trabalho foi de grande valia, pois proporcionou o estímulo à criação de um

produto inédito.

Vimos que o objetivo principal deste trabalho foi o de desenvolver um instrumento

automotivo capaz de realizar a leitura de quatro informações, muito importantes para o

monitoramento de um motor, que são: a rotação do motor, a leitura das temperaturas do ar

e do motor e a leitura da sonda lambda. A partir daí foram desenvolvidas as estratégias de

como seriam mostradas as informações para o motorista e como seriam realizadas as

medidas. Após esta etapa foram montadas as placas necessárias e realizada a programação

do microcontrolador, seguido de alguns testes e regulagens.

O esforço e a dedicação foram recompensados com o êxito deste projeto, pois

conseguiu-se implementar a leitura das quatro informações desejadas.

Apesar das funções principais estarem implementadas, seguem algumas melhorias

necessárias constatadas ao término do projeto:

• Implementação de um conversor AD mais rápido para a leitura da sonda

lambda.

• Instalação de um barragraf (barra de LED´s) para facilitar a visualização da

rotação.

• Utilizar uma memória E2PROM para armazenar o valor da rotação da luz

de segurança.

Frisando que este é apenas um projeto inicial, estou certo de que novas etapas

surgirão, como: o estudo de mercado, a adequação dos sinais provindos do motor, o custo

de fabricação, a adequação para uma montagem em série, dentre outras, sendo estas, não

abordadas neste trabalho.

Sendo assim, creio que o objetivo deste estudo foi atingido recompensando o

esforço necessário e empreendido neste trabalho, ficando a esperança de ser este projeto

apenas o início de um futuro produto comercializável no mercado.

33

5. Referências Bibliográficas

[1] Chowanietz, Eric. Automobile Electronics. Warrendale, Pa: SAE International, 1995.

[2] Denton, Tom. Automobile Electrical and Electronic Systems. Warrendale, Pa: SAE

International, 1995.

[3] (2006) Universidade Federal do Rio Grande do Sul - UFRGS.

http://www.mecanica.ufrgs.br/mmotor/otto.htm (18 nov.)

[4] (2006) Enciclopédia Livre. http://pt.wikipedia.org (18 nov.)

[5] (2006) Texas Instrument. http://www.ti.com (18 nov.)

[6] (2006) Prof. Me. Júlio César Marques de Lima. http://www.jclima.tk (18 nov.)

[7] (2006) OSRAM do Brasil. http://www.osram.com.br/produtos/leds/index.html (18 nov.)

[8] (2006) O Eletrônico Home Page. http://www.oeletronico.hpg.ig.com.br

[9] Milhor, Carlos Eduardo. Sistema de desenvolvimento para controle eletrônico dos

motores de combustão interna ciclo otto.São Carlos, SP. Dissertação de Mestrado em

Engenharia Mecânica, 2002.

[10] Texas Instrument. MSC121x User´s Guide, Abr. 2005.

[11] Texas Instrument. Datasheet MSC1211, Set. 2005.

[12] Texas Instrument. Datasheet SN74LS47, Mar. 1988.

[13] National Semiconductor. Datasheet DM74LS138, Jun. 1989.

[14] TERMINAL.EXE; 2004. Versão 2.5. Programa para comunicação do PC com o

Microcontrolador MSC1211, via serial RS232. Prof. Me. Júlio César Marques de Lima.

http://www.jclima.tk

34

ANEXO A Programa do Microcontrolador. ;****************************************************************************** ;*** Programador: Eduardo Bochenek Stella *** ;*** Trabalho de Integração - Engenharia Elétrica – Eletrônica *** ;*** Título: Sistema de Instrumentação Automotivo *** ;*** Orientador: Me. Marcos Augusto Stemmer *** ;*** Porto Alegre, Dezembro de 2006 *** ;****************************************************************************** $MOD51 ; ATENCAO: Declaração dos Registradores do MSC1211!!! ; Remova as declarações a seguir, caso voce utilize o arquivo ; $MODMSC1211 ao invés de $MOD51 ; PWMCON EQU 0A1H PWMLO EQU 0A2H PWMHI EQU 0A3H PDCON EQU 0F1H DACSEL EQU 0B7H DACH EQU 0B6H DACL EQU 0B5H ADMUX EQU 0D7H ADRESL EQU 0D9H ADRESM EQU 0DAH ADRESH EQU 0DBH ADCON0 EQU 0DCH ADCON1 EQU 0DDH ADCON2 EQU 0DEH ADCON3 EQU 0DFH ACLK EQU 0F6H AIE EQU 0A6H ; ; *** Definições ************************************************************ ; ** ** ; ***************************************************************************** ; ; Exemplos de Declaração de Pinos de I/O!!! ; ; ATENCAO: Declaração dos pinos da placa do Conversor ADC0831. ; Remova e/ou modifique estas declarações caso voce ; utilize outros dispositivos ou já esteja ocupando ; os pinos aqui declarados!!! ; KB0 EQU P2.0 ;TECLADO KB1 EQU P2.1 ;TECLADO KB2 EQU P2.2 ;TECLADO KB3 EQU P2.3 ;TECLADO KB4 EQU P2.4 ;TECLADO

35

M_POB EQU P3.2 ;LED INDICATIVO MISTURA POBRE M_IDE EQU P3.6 ;LED INDICATIVO MISTURA IDEAL M_RIC EQU P3.7 ;LED INDICATIVO MISTURA RICA ; ; *** Declarações de Variáveis ********************************************** ; ** ** ; ******************************************************************************** ; ; *** Declaração de Variáveis ************************************************ ; TEMP1 EQU 7FH TEMP2 EQU 7EH LAMB EQU 7DH ; ; *** Vetor de Reset ********************************************************** ; ** ** ; ****************************************************** Endereco: 0000H **** ; ORG 0000H LJMP START ; ; *** INTERRUPÇÕES *********************************************************** ; ** ** ; ** +----+----+----+----+-----+------+-----+------+ ** ; ** | EA | -- | -- | ES | ET1 | INT1 | ET0 | INT0 | IE ** ; ** +----+----+----+----+-----+------+-----+------+ ** ; ** ** ; ** +----+----+----+----+-----+-----+-----+-----+ ** ; ** | -- | -- | -- | PS | PT1 | PX1 | PT0 | PX0 | IP ** ; ** +----+----+----+----+-----+-----+-----+-----+ ** ; ** ** ; ************************************************************************************ ; ; *** Vetor da INT0 *************************************************************** ; ** ** ; ****************************************************** Endereco: 0003H ******** ; ORG 0003H RETI

36

; *** Vetor do Timer 0 ************************************************************ ; ** ** ; ****************************************************** Endereco: 000BH ******** ; ORG 000BH RETI ; ; *** Vetor da INT1 *************************************************************** ; ** ** ; ****************************************************** Endereco: 0013H ******** ; ORG 0013H RETI ; ; *** Vetor do Timer 1 ************************************************************ ; ** ** ; ****************************************************** Endereco: 001BH ******** ; ORG 001BH RETI ; ; *** Vetor da Porta Serial ******************************************************* ; ** ** ; ****************************************************** Endereco: 0023H ******** ; ORG 0023H RETI ; ; *** Vetor do Timer 2 ************************************************************ ; ** ** ; ****************************************************** Endereco: 002BH ******** ; ORG 002BH LJMP OVRFLW ; ; *** REGISTRADORES UTILIZADOS *** ; R0 - ROTAÇÃO LIDA (CENTENA E MILHAR) ; R1 - VALOR DO SET(MILHAR) P/ SHIFT ; R2 - VALOR DO SET(CENTENA) P/ SHIFT ; R3 - AUXILIAR DO TIMER2 (AJUSTE DA JANELA DE TEMPO) ; R4 - AUXILIAR DA LEITURA DO AD ; R5 - (CENTENA)_ |RESERVADO P/ TRANSFORMAÇÃO DE 16bits P/ 8bits, ; R6 - (MILHAR) |SEPARA MILHAR E CENTENA DA ROTAÇÃO LIDA ; R7 - XXX ;P3.4 - PINO AUXILIAR P/ CALIBRAÇÃO DA JANELA DE TEMPO ;

37

; *** INICIALIZAÇÕES *** ******************************************************** ; ** ** ; ********************************************[MSC1211 @ 11.0592MHz ]******** ; START: MOV RCAP2H,#39D ;VALOR BASE DE TEMPO DO TIMER2 MOV RCAP2L,#0FFH ;16bIts SETB IE.7 ;HABILITA INTERRUPÇÕES GLOBAIS SETB IE.5 ;HABILITA INTERRUP TIMER2 EM 002BH SETB IP.5 ;CONF T2 ALTA PRIOR INTERRUPÇÃO SETB TR2 ;TIMER 2 RUN CONTROL MOV TMOD,#50H ;CONFIG MODO DE OPER T0 E T1 SETB TR1 ;TIMER 1 RUN CONTROL MOV R2,#04H ;4bits SUP DA REF P/ SHIFT-ON MOV R1,#05H ;4bits INF DA REF P/ SHIFT-ON MOV R3,#00H MOV R4,#04H MOV TEMP1,#00H MOV TEMP2,#00H MOV LAMB,#00H LCALL INITADC0 ;INICIALIZA O CONVERSOR AD ; ;**** LOOP Programa Principal ********************************************************** ;** ** ;********************************************************************************************* LOOP: CLR CY

MOV A,#99D SUBB A,R0 JB CY,LIMITE

CONT1: MOV A,R0 ;CONV ROT LIDA E ESCR DISPLAYS MOV B,#10D ; || DIV AB ; || ANL A,#0FH ; || MOV P0,A ; || LCALL DELAY250us ;DELAY P/ Ñ OCORRER SOMBRA NA MOV A,B ;ESCRITA ANL A,#0FH ; || ORL A,#10H ; || MOV P0,A ; || LCALL DELAY250us ; FIM CLR CY ;ROTINA DE TESTE SE SHIFT-ON MOV A,#0FH ; || ANL A,R2 ; || MOV B,#10D ; || MUL AB ; || MOV R7,A ; || MOV A,#0FH ; ||

38

ANL A,R1 ; || MOV R1,A ; || MOV A,R7 ; || ADD A,R1 ; || SUBB A,R0 ; || JB CY,SHIFT ;FIM DA ROTINA DO SHIFT CONT2: JNB KB2,CONFIG ;BOT CONFIG. ESTÁ PRES LCALL E_TEMP1 LCALL E_TEMP2 LCALL E_LAMB MOV A,AIE ;TESTA FIM DA LEITURA DO AD ANL A,#20H ; || CJNE A,#20H,LOOP ; || MOV A,ADRESL MOV AIE,#00H DJNZ R4,LOOP LJMP L_TEMP1 ; ;**** SUBROTINAS ********************************************************************** ;** ** ;******************************************************************************************** ; ; *** OVERFLOW DO TIMER 2 (BASE DE TEMPO P/ LEITURA DA ROTAÇÃO) *** OVRFLW: CLR TF2 SETB TR2 CLR P3.4 ;REF P/ ACERTO JANELA DE TEMPO INC R3 CJNE R3,#03D,RET1 MOV R3,#00D MOV A,TL1 MOV B,#100D MOV TL1,#00D MOV TH1,#00D MUL AB MOV R5,A MOV R6,B MOV R0,#00D LP2: CLR CY MOV A,R5 SUBB A,#100D MOV R5,A MOV A,R6 SUBB A,#00D MOV R6,A JB ACC.7,RET1 ;COND FINAL DA DIV. POR #100D INC R0 SJMP LP2

39

RET1: SETB P3.4 ;REF P/ ACERTO JANELA DE TEMPO RETI ; ;*** ROTAÇÃO MÁXIMA *************************************************************** LIMITE: MOV R0,#99D LJMP CONT1 ; ; *** ACIONAMENTO DO SHIFT LIGHT ********************************************** SHIFT: MOV A,#60H MOV P0,A LCALL DELAY250us LJMP CONT2 ; ; ; *** PROGRAMAÇÃO DA ROTAÇÃO DO SHIFT LIGHT **************************** CONFIG: SETB M_RIC SETB M_IDE SETB M_POB MOV A,#0FFH MOV P0,A LCALL DELAY500ms MOV A,#60H MOV P0,A

LCALL DELAY500ms MOV A,#0FFH MOV P0,A LCALL DELAY500ms MOV A,#60H MOV P0,A LCALL DELAY500ms MOV A,#0FFH MOV P0,A LCALL DELAY500ms LOOPC: MOV A,#0FH ANL A,R2 MOV P0,A LCALL DELAY250us MOV A,#0FH ANL A,R1 ADD A,#10H MOV P0,A LCALL DELAY250us JNB KB1,INC_MIL JNB KB4,DEC_MIL JNB KB0,INC_CEN JNB KB3,DEC_CEN JNB KB2,LP4 LJMP LOOPC LP4: LCALL DELAY250ms

40

LJMP LOOP ; INC_MIL: INC R2 ;INCR MILHAR DA ROT LIMITE CLR CY ;TESTA O LIMITE MÁXIMO MOV A,#9D ; || SUBB A,R2 ; || JB CY,Z_MIL ; || LCALL DELAY250ms LJMP LOOPC ; DEC_MIL: DEC R2 ;DECREMENTA MILHAR MOV A,R2 ;TESTA LIMITE INFERIOR JB ACC.7,Z_MIL ; || LCALL DELAY250ms LJMP LOOPC ; INC_CEN: INC R1 ;INCREMENTA CENTENA CLR CY ;TESTE DE LIMITE MÁXIMO MOV A,#9D ; || SUBB A,R1 ; || JB CY,Z_CEN LCALL DELAY250ms LJMP LOOPC ; DEC_CEN: DEC R1 ;DECREMENTA CENTENA MOV A,R1 ;TESTE DE LIMITE INFERIOR JB ACC.7,Z_CEN ; || LCALL DELAY250ms LJMP LOOPC ; Z_MIL: MOV R2,#00H ;ZERA MILHAR LCALL DELAY250ms LJMP LOOPC ; Z_CEN: MOV R1,#00H ;ZERA CENTENA LCALL DELAY250ms LJMP LOOPC ; ;*** ROTINA DE INICIALIZAÇÃO DO CONVERSOR AD ************************ INITADC0: MOV PDCON,#77H ;ATIVA O SUBSISTEMA -> ADC MOV ACLK,#0AH ;ACLOCK - FREQ MODUL DELTA-SIGMA MOV ADCON3,#06H ;CONFIGURAÇÕES DO ADC MOV ADCON2,#22H ; || ; *-*-*-*-*-*-*-**-*-*-*-*

MOV ADMUX,#08H ;SEL ENTR ANALÓGICA A SER LIDA MOV ADCON0,#30H ;CONFIG. ADC - CLOCK, V_REF E GANHO

41

MOV ADCON1,#41H ;CONFIG. ADC - POLARIDADE, CALIBRAÇÃO E FILTRO RET ;*** LEITURA DAS TEMPERATURAS ********************************************** L_TEMP1: JB PSW.1,L_TEMP2 JB PSW.5,L_LAMB MOV TEMP1,ADRESH MOV ADMUX,#18H SETB PSW.1 MOV R4,#4H LJMP LOOP ;*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-* L_TEMP2: MOV TEMP2,ADRESH MOV ADMUX,#28H CLR PSW.1 SETB PSW.5 MOV R4,#4H LJMP LOOP ;*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-* L_LAMB: MOV LAMB,ADRESH MOV ADMUX,#08H CLR PSW.5 MOV R4,#4H LJMP LOOP ; ;**** ESCRITA DAS TEMPERATURAS NOS DISPLAYS *************************** ; E_TEMP1: MOV A,TEMP1 ;LEITURA DA TEMPERATURA MOV B,#10D ;ESCRITADA TEMPERATURA DIV AB ANL A,#0FH ; || ADD A,#20H ; || MOV P0,A ; || LCALL DELAY250us ; || MOV A,B ANL A,#0FH ; || ADD A,#30H ; || MOV P0,A ; || LCALL DELAY250us ; FIM RET ; E_TEMP2: MOV A,TEMP2 ;LEITURA DA TEMPERATURA MOV B,#10D ;ESCRITADA TEMPERATURA DIV AB ANL A,#0FH ; || ADD A,#40H ; || MOV P0,A ; || LCALL DELAY250us ; || MOV A,B

42

ANL A,#0FH ; || ADD A,#50H ; || MOV P0,A ; || LCALL DELAY250us ; FIM RET ; E_LAMB: CLR CY MOV A,#75D ;VALOR ANALOG. +/- 800mV SUBB A,LAMB JB CY,E_MRIC MOV A,#15D ;VALOR ANALOG. +/- 200mV SUBB A,LAMB JB CY,E_MIDE LJMP E_MPOB RET ; E_MPOB: SETB M_IDE ;MISTURA POBRE SETB M_RIC CLR M_POB RET E_MIDE: SETB M_POB ;MISTURA IDEAL SETB M_RIC CLR M_IDE RET E_MRIC: SETB M_IDE ;MISTURA RICA SETB M_POB CLR M_RIC RET ; *** ARQUIVOS DE INCLUSAO ******************************************************* ; ** ** ; ******************************************************************************************* ; $INCLUDE(DELAY.INC) END