Em outros artigos decrevemos uma série de projetos aplicando o microprocessador MSP430 da Texas Instruments. Na ocasião, não só abordamos o uso deste microprocessadores em aplicativos de grande interessa como também analisamos seu princípio de funcionamento e set de instruções de modo a dar aos projetistas todos os elementos para a criação de suas próprias aplicações. No entanto, existe ainda muito mais, e neste artigo voltamos com mais projetos usando o MSP430. (2001)
Medidor de Consumo de Gás
Um dos projetos que analisamos, usando o MSP430 em edições anteriores, foi de um medidor de consumo de energia elétrica bastante versátil, tanto pela possibilidade de se excitar diretamente um mostrador de cristal líquido como também de se tramnsmitir via interface sem fio o resultado da medida a um receptor de leitura remota.
Este mesmo projeto, conforme o manual de aplicações da Texas SLAU028 (em inglês) Getting Started With the MSP430 Microcontroller pode ser usado para medir fluxo ou consumo de gás tanto em aplicações domésticas como industriais.
Na figura 1 temos o diagrama completo do mediro sugerido pela Texas Instruments numa primeira versão que usa sensores que tanto podem ser mecânicos como eletrônicos.
O circuito pode usar tanto interface mecânica como eletrônica. A interface mecânica usa contactos de modo a enviar ao processador informações sobre o volume do gás consumido.
A saída Oz é usada para a varredura, reduzindo o consumo de um dos contactos ficar travado na posição de ligado.
Para a versão de interface eletrônica os sinais são selecionados e são lidos com uma defasagem de 90 graus de modo a possibilitar a distinção do sentido do fluxo.
O circuito também mede a temperatura do gás usando o conversor ADC.
Isso é importante neste tipo de aplicação pois permite obter uma precisão maior na leitura do volume, já que este é dependente de uma forma bastante acentuada da temperura.
Qualquer combinação de elementos pode ser usada dependendo da aplicação a que se destina o circuito.
Nesta aplicação o MSP430 opera no modo de baixo consumo com uma corrente de 1,6 uA (nominal) mas todas as fontes de interrupção habilitadas permanecem ligadas.
Estas interrupções são:
Interface de volume: qualquer alteração no volume quando a saída Oz está ativa.
Timer básico que continuamente alimentar o timer e ue pode ser ligada em uma faixa muito grande de tempos (2 elevado a –16 segundos a 2 segundos).
Esta frequência é derivada do cristal de 32 kHz.
Key Push – as entradas da Port0 possuem capacidade de interrupção.
Atividade M-BS via a interrupção P0.0 (RCD)
Inserção de um cartão na interface de cartão.
Uma segunda versão para o circuito é mostrada na figura 2 e contém EEPROMs que normalmente já são disponíveis no chip do MSP430C33x.
A EEPROM de 128k x 8 bits é ligada ao MSP430 para armazenar a informação sobre o volume de gás medido.
Com este recurso o produtos de gás pode tanto prever o consumo independente do consumidor no qual está instalado o aparelho como também determiná-lo para o caso de uma venda pré-paga, por exemplo.
Medidor de Consumo de Água
Evidentemente, qualquer coisa que possa ser vendida ou fornecida em quantidades que possam ser medidas por um sensor são passíveis da aplicação do MSP430 como medidor.
Este é o c aso do consumo de água em que podemos ter um circuito prático bastante simples baseado no MSP430, conforme mostra a figura 3.
Este circuito pode ser usado para medir o consumo doméstico de água ou ainda para controlar o fluxo de água num reservatório ou numa aplicação que exija este tipo de medida.
Neste circuito, a interface de volume meda o fluxo de água numa canalização da maneira convencional, enviando esta informações para as portas de leitura P5 e P6.
Uma característica importante dos sinais enviados é que eles são pulsos em defasagem de 90 graus o que permite detectar o sentido de rotação do sensor e portanto o sentido do fluxo de água.
O princípio de funcionamento desta aplicação é o mesmo das aplicações anteriores.
Sugerimos que o leitor procure na literatura recomendada ou então nos artigos anteriores do MSP430 em que descrevemos o medidor de consumo de energia elétrica informações sobre a operação do microcontrolador.
Medidor de Consumo de Calor
Esta aplicação pode ser usada na industria para medir o consumo de calor de uma máquina ou que é enviado a um equipamento através de um fluxo de líquido ou de gás ou mesmo em sistemas de ar condicionado comerciais e domésticos de diversos tipos.
O princípio de funcionamento do MSP430 nesta aplicação é o mesmo das anteriores: um sensor mede a presença do elemento de transporte de calor e envia esta informação ao MSP430 na forma digital (pulsos).
No caso temos quatro controles a considerar: o próprio controle dos elementos de aquecimentos para o caso deles serem elétricos, como no caso exemplificado, elementos de um sistema de ar condicionado doméstico, as chaves de acionamento e finalmente o sensor.
Veja que neste circuito, além de termos a indicação num display de cristal líquido também podemos conectar uma interface de leitura remota operando por sinais de rádio.
O MSP430 possui uma saída de modulação serial que pode ser conectada diretamente a módulos transmissores de diversos tipos. Esta saída de modulação opera numa velocidade de 19,2 quilobauds com código bifase.
O consumo de calor para um sistema de aquecimento doméstico, por exemplo, é computado levando-se em conta a temperatura do quarto e a temperatura do elemento de aquecimento.
Os resultados são computados e gravados na RAM tanto para apresentação nio display como para leitura posteriores usando o sistema sem fio.
As constantes de calibração do circuito assim como outras informações para o funcionamento ficam permanentemente gravadas na RAM do microprocessador.
Nesta aplicação a CPU é “acordada” em intervalos regulares de 3 minutos para fazer o processamento.
Isso permite que na maior parte do tempo o componente permaneça numa condição de baixo consumo.
Conclusão:
Não existem limites para as aplicações em instrumentação e controle do microprocessador da Texas Instruments MSP430.
Além dos projetos que descrevemos na nossa série de artigos e nos que apresentamos neste artigo especificamente, existem muitos outros que estão analisados de forma bastante detalhada nos manuais do componente, em especial o SLAU028 que pode ser acessado via Internet no site da Texas (http://www.ti.com).
Algumas ideias interessantes de projetos que podem ser encontradas no documento são: medidor de pressão sanguínea, multímetro, medidor de carga de bateria e muitos outros.
Lembramos que para a programação deste microprocessador é preciso dispôr de uma interface apropriada e do software.
A Texas Instruments fornece o Starter Kit que contém tanto o manual de programação com o software apropriado como também a interface que possibilita a programação individual de cada microprocessador da série MSP430.
