Implementação de um Ohmímetro Utilizando PIC16F877A

1. Instrumentação Eletrônica Implementação de um Ohmímetro Utilizando PIC16F877A

2. Sumário • Introdução • Descrição geral do projeto • Componentes utilizados • Implementação do software • Simulação • Resultados • Referências

3. Introdução • 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

4. Descrição Geral do projeto • Diagrama genérico de um instrumento • Ente físico • Sensor e transdutor • Conformador • Processamento do sinal • Interface homem máquina

5. Sinal Elétrico Sensor e transdutor Conformador Processamento do sinal Ente Físico Interface Homem Máquina Descrição Geral do projeto • Diagrama Genérico de um instrumento

6. Descrição Geral do Projeto • 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

7. Descrição Geral do Projeto

8. Descrição Geral do Projeto • 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 mux caso 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 pushbutton que dá o sinal de início para a conversão e um LCD que mostra o valor da resistência em Kohm

9. Componentes Utilizados • Para a implementação, serão utilizados os seguintes componentes: • PIC16F877A • Multiplexador analógico • Resistores, potenciômetros e pushbuttons • Amp. Op. LM358 • Display LCD JHD162A

10. Implementação do software • 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:

11. Implementação do software

12. Implementação do software • 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

13. Implementação do software • 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

14. Implementação do software • 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

15. Implementação do software • 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

16. Implementação do software • No estado Tratar, é feita uma regra de 3 que transforma o valor entre zero e 255 num valor de zero a um

17. Implementação do software • 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

18. Implementação do software • O valor será sempre mostrado em Kohm, a posição da vírgula que determinará o valor correto da resistência

19. Implementação do software • 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

20. Simulação • 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

21. Resultados • 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

22. Referências • 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