PROJETO CRONÔMETRO

IV SEMANA DE ENGENHARIA

Universidade São Francisco - Campus Swift-Campinas/SP




Campus Campinas-SP

 

Desenvolvendo o Cronômetro:

 

O projeto deste cronômetro tem o objetivo de contar de 00:00 até 99:99, desta forma utilizaremos quatro displays de 7 segmentos para mostrar a informação. Neste cronômetro utilizaremos o microcontrolador PIC16F628A em conjunto com um conversor binário para display de 7 segmentos HEF4511B.

Utilizaremos quatro pinos do microcontrolador PIC16F628A para controlar o conversor HEF4511B. Esses quatro pinos (RB0, RB3, RB2, RB1) serão conectados nas quatro entradas de dados do HEF4511B (DA, DB, DC, DD), isto é, se as quatro saídas do microcontrolador forem iguais a 0 (zero – binário) o conversor HEF4511B irá mostrar no display o número 0 (zero - decimal). Portanto as saídas de A à G do conversor HEF4511B serão conectadas nos respectivos segmentos dos displays de sete segmentos, catodo comum.

Os segmentos dos displays serão conectados em cascata, isto é, segmento de um display conectado com o segmento igual do próximo display.

A informação em binário é calculada pela programação gravada no PIC16F628A, é enviada para a entrada de dados do HEF4511B. Com a informação convertida de binário para 7 segmentos, o PIC16F628A, pelo programa, indica qual display vai ascender, isto é, se a informação é da dezena de segundos, somente esse display será ativado. Quatro pinos do PIC16F628 efetuam esse controle que são: RA4 - display unidade de segundos, RA5 - display dezena de segundos, RA6 - unidade de minutos, RA7 - dezena de minutos.

Uma porta do microcontrolador PIC16F628A será utilizada como função pause do cronômetro (RA1) e outra porta (RA2) será utilizada como função reset do cronômetro. Ambas as funções são controladas por botões NA, que ao pressionar envia nível lógico alto na entrada do PIC16F628A.
 

 

Características do PIC 16F628A:

• 2048 palavras de 14 bits de memória de programa FLASH;
• 224 bytes de memória de dados RAM;
• 128 bytes de memória de dados EEPROM;
• 3 Temporizadores/ Contadores;
• 2 Comparadores analógicos;
• Módulo CCP (Captura/Comparação/PWM);
• Comunicação serial síncrona e assíncrona (USART);
• Tensão de referência interna programável;
• Encapsulamento DIP de 18 terminais;
• 16 Terminais configuráveis como entrada ou saída independentemente;
• 10 Interrupções;
• Vários modos de oscilador (XT, LP, HS, RC interno e externo);
• Temperatura de trabalho: -40°C até +125°C;
• Tensão de trabalho: 3,0 Vcc  A  5,5Vcc;
• Tensão máxima no pino MCLR (Em relação ao Vss): -0,3 até +14,0Vcc;
• Corrente máxima de saída de uma porta: 25mA;
• Corrente máxima de entrada de uma porta: 25mA;
• Corrente máxima de entrada dos PORT A+PORT B: 200mA;
• Corrente máxima de saída dos PORT A+PORT B: 200mA;

Pinos do PIC16F628A:

 

Imagem retirada da folha de dados do componente.

Pinos do Conversor HEF4511B:

Imagem retirada da folha de dados do componente.

 

 

Neste projeto não abordaremos todas as funções do microcontrolador PIC16F628A, apenas abordaremos como foi realizada a programação do microcontrolador, e como foi projetado o circuito do cronômetro.

 

Abaixo temos o circuito do cronômetro:

 

Esquema elétrico desenvolvido no programa Proteus 8 Professional®.

 

Abaixo temos a programação do PIC16F628:

 

#INCLUDE<16F628A.H> //INCLUI A BIBLIOTECA DO PIC16F628A

#USE DELAY(CLOCK=10000000) //USE UM CRISTAL DE 10MHz

#FUSES NOWDT
#FUSES INTRC_IO
#FUSES NOPUT
#FUSES NOPROTECT
#FUSES NOBROWNOUT
#FUSES NOMCLR
#FUSES NOLVP
#FUSES NOCPD

#BYTE RA=0X05
#BYTE RB=0X06

#BIT DA=RB.0 //VAI PARA O PINO "DA" DO 4511#BIT DB=RB.3 //VAI PARA O PINO "DB" DO 4511
#BIT DC=RB.2 //VAI PARA O PINO "DC" DO 4511
#BIT DD=RB.1 //VAI PARA O PINO "DD" DO 4511

#BIT D1=RB.4 //KATODO COMUM DO DISPLAY DA UNIDADE
#BIT D2=RB.5 //KATODO COMUM DO DISPLAY DA DEZENA
#BIT D3=RB.6 //KATODO COMUM DO DISPLAY DA CENTENA
#BIT D4=RB.7 //KATODO COMUM DO DISPLAY DO MILHAR

#BIT BOTAO2=RA.2 //BOTAO DE RESETE (ZERA A CONTAGEM)
#BIT PAUSE=RA.1 //BOTAO DE PAUSE

INT UNI; //VARIAVEL UNIDADE
INT DEZ; //VARIAVEL DEZENA
INT CEN; //VARIAVEL CENTENA
INT MIL; //VARIAVEL MILHAR
INT NUMERO; //VARIAVEL DO DISPLAY DE 7 SEGMENTOS(0 A 9
INT CICLOS; //VARREDURA DOS DISPLAYS(TAXA DE ATUALIZAÇÃO)

 

DIVERSOS() //SUB ROTINA DO CONTADOR
{
UNI++;
IF(UNI==10)UNI=0; //CONTA ATE 9 DEPOIS ZERA A UNIDADE
ELSE GOTO SAI;
DEZ++;
IF(DEZ==6)DEZ=0; //CONTA ATE 5 DEPOIS ZERA A DEZENA
ELSE GOTO SAI;
CEN++;
IF(CEN==10)CEN=0; //CONTA ATE 9 DEPOIS ZERA A CENTENA
ELSE GOTO SAI;
MIL++;
IF(MIL==10)MIL=0; //CONTA ATE 9 DEPOIS ZERA O MILHAR
SAI:
CICLOS=0; //ZERA CICLOS
}

FORMATO() //CONVERSSOR DECIMAL PARA BINARIO (SAIDA DO PIC PARA A ENTRADA DO 4511)
{
IF(NUMERO==0)DA=0,DB=0,DC=0,DD=0;
IF(NUMERO==1)DA=1,DB=0,DC=0,DD=0;
IF(NUMERO==2)DA=0,DB=1,DC=0,DD=0;
IF(NUMERO==3)DA=1,DB=1,DC=0,DD=0;
IF(NUMERO==4)DA=0,DB=0,DC=1,DD=0;
IF(NUMERO==5)DA=1,DB=0,DC=1,DD=0;
IF(NUMERO==6)DA=0,DB=1,DC=1,DD=0;
IF(NUMERO==7)DA=1,DB=1,DC=1,DD=0;
IF(NUMERO==8)DA=0,DB=0,DC=0,DD=1;
IF(NUMERO==9)DA=1,DB=0,DC=0,DD=1;
}

MAIN()//INICIA O PROGRAMA
{
SET_TRIS_A(0B00000111); //SETA O PORT A COMO ENTRADA
SET_TRIS_B(0B00000000); //SETA TODO O PORTO B COMO SAIDA

COMUM:
UNI=0,DEZ=0,CEN=0,MIL=0,CICLOS=0; //ZERA TODAS AS VARIAVEIS (CONDIÇÃO INICIAL)

ESPERA:
IF(BOTAO2==0)UNI=0,DEZ=0,CEN=0,MIL=0,CICLOS=0; //SE O BOTAO2 FOR PRESSIONADO ZERA TODAS AS VARIAVEIS

NUMERO=UNI,FORMATO();
D1=0,D2=1,D3=1,D4=1,DELAY_US(990); //ACENDE O DISPLAY DA UNIDADE DURANTE 1MS E APAGA O RESTANTE
NUMERO=DEZ,FORMATO();
D1=1,D2=0,D3=1,D4=1,DELAY_US(990); //ACENDE O DISPLAY DA DEZENA DURANTE 1MS E APAGA O RESTANTE
NUMERO=CEN,FORMATO();
D1=1,D2=1,D3=0,D4=1,DELAY_US(990); //ACENDE O DISPLAY DA CENTENA DURANTE 1MS E APAGA O RESTANTE
NUMERO=MIL,FORMATO();
D1=1,D2=1,D3=1,D4=0,DELAY_US(990); //ACENDE O DISPLAY DO MILHAR DURANTE 1MS E APAGA O RESTANTE

IF(PAUSE==0)GOTO ESPERA;
IF(CICLOS<250)CICLOS++; //DEFINE A TAXA DE ATUALIZAÇÃO DOS DISPLAYS EM 250 VEZES

ELSE DIVERSOS();
GOTO ESPERA;
}

 

 

Gravando o microcontrolador PIC16F628A:

Para gravarmos o programa acima foi necessário a utilização do gravador de PIC K150 USB.

 

 

 

Para mais informações acesse sobre como instalar o gravador:

http://blog.filipeflop.com/pic/como-utilizar-gravador-de-pic-usb-k150.html

 



Vídeo do circuito montado em um protoboard Minipa:

 

 

 

 

Desenvolvedores do projeto Cronômetro:

Alunos do 8º Semestre (2014) de Engenharia Elétrica da Universidade São Francisco, campus Swift - Campinas-SP.

Na foto abaixo os desenvolvedores desse projeto, da esquerda para a direita, são:

 

- Mauricio Antônio Da Silva;
- Gilberto Dinis Soares Junior;
- Luiz Flavio Viana;
- Gustavo Oliveira Silva.

 

 

Foto do grupo na apresentação do projeto interdisciplinar realizado no dia 27/10/2014

 

 

 

 

 

TRANSMISSOR FM

AGRADEÇO OS ESFORÇOS DE TODOS NESSE PROJETO, NOVAS EXPERIÊNCIAS NA MINHA VIDA! 

POR MAIS SIMPLES QUE SEJA SEU TRABALHO, SEMPRE PODE OFERECER RISCOS!

ISSO FOI O QUE ACONTECEU COM O MEU DEDO NESSE PROJETO.

CUIDADO!!!!

VÍDEOS DO FUNCIONAMENTO DO TRANSMISSOR

OBSERVAÇÕES: O SOM CAPTADO PELO MICROFONE E TRANSMITIDO NA FREQUÊNCIA DESEJÁVEL.

2° VÍDEO DO FUNCIONAMENTO

1° VÍDEO DO FUNCIONAMENTO

MONTAGENS

MONTAGEM FINAL

OBSERVAÇÕES IMPORTANTES

O CV VARIÁVEL E MUITO SENSÍVEL, SE DEIXAR A BOBINA MUITO PEQUENA NÃO VAI CONSEGUIR FIXAR EM UMA FREQUÊNCIA.  AUMENTANDO A BOBINA A SUA FAIXA DE FREQUÊNCIA AUMENTA, ASSIM FICA MAIS FÁCIL ACHAR A FREQUÊNCIA DESEJÁVEL.

PARA LIGAR ANTENA, É PRECISO COLOCAR UM RESISTOR DE 3,9 k.

MONTAGENS

PLACA CORROÍDA

CIRCUITO IMPRESSO

TRANSMISSOR FM

NOSSO TRANSMISSOR FM

   O circuito escolhido para ser base desse trabalho se destacou por sua simplicidade, e fácil construção, não deixando de atender os critérios estabelecidos, e nos proporcionando grandes conhecimentos sobre transmissão FM.

Características do transmissor FM
Tensão de alimentação	9 Volts (opcional 12 V)
Faixa de frequências	88 a 108 MHz
Alcance	De 500 m até 1 km (conforme a alimentação e antena)
Potência	200 mW (Tipicamente)
Corrente exigida	50 mA a 100 mA (Tipicamente)

	Lista de Materiais
U1	Circuito integrado UA 741 ou LM 741
Q2	Transístor 2N2219
R1	Resistência 4,7 KΩ
R2	Resistência 1 KΩ
R3,R4	Resistência 47 KΩ
R5	Resistência 220 KΩ
R6	Resistência 8,2 KΩ
R7	Resistência 6,8 KΩ
R8	Resistência 47 Ω
C1	Condensador electrolítico 4,7 µF
C2	Condensador electrolítico 10 µF
C3	Condensador cerâmico 47 nF
C4	Condensador cerâmico 10 nF
C5	Condensador cerâmico 5,6 pF
C7	Condensador cerâmico 100 nF
Cv	Condensador variável de 2 a 33 pF
L1	Bobine (vêr instruções de montagem)
MIC	Microfone de electro de 2 terminais
J1	Pilha de 9 Volts

   Ao decorrer desse semestre o circuito será simulado para que possamos testar e entender totalmente seu funcionamento, e também nos possibilitar implementar eventuais ajustes teóricos, para melhorar a eficiência do nosso circuito, e aplicar os conhecimentos adquiridos através das aulas e pesquisas.

Fonte: http://radiofonia.com.sapo.pt/Transmissor_FM.html

TRANSMISSOR FM

PRINCIPIO DE FUNCIONAMENTO DE UM TRANSMISSOR

   O principio de funcionamento básico de um transmissor FM pode ser demonstrado pelo seguinte diagrama de blocos:

Microfone:

   É um elemento electromecânico, que quando sofre diferenças de pressão provocadas pela voz humana, converte-as em ondas electromagnéticas com uma frequência possível de ser ouvida pelo ser humano (sinal de frequência de áudio).

Amplificador frequência de áudio (AF):

   Dispositivo que tem como função, aumentar a amplitude do sinal de frequência de áudio das ondas electromagnéticas produzidas no microfone.

Modulador:

   Dispositivo onde se efetua o processo de modulação.

Oscilador:

   Elemento do transmissor, responsável pela geração de uma onda sinusoidal (portadora) a uma frequência escolhida, necessária para se efectuar a modulação.

Amplificador de rádio frequência (RF):

   Este dispositivo tem como função, aumentar a amplitude do sinal de rádio frequência produzido pela modulação, conservando a frequência, para assim poder ser enviado através do canal de comunicação pela antena.

Antena

   É o dispositivo condutor que emite para o espaço as ondas electromagnéticas geradas no emissor ou que recebe do espaço essas ondas destinadas ao receptor. A forma geométrica que uma antena pode apresentar depende, essencialmente, do comprimento de onda das ondas que ela emite ou recebe.

Modulação:

   Processo utilizado para permitir que ondas de rádio possam transportar a informação em frequência de áudio (voz e música). Este processo pode ser visto como sendo um sistema que recebe dois sinais de entrada e produz um sinal de saída. Uma destas entradas é o sinal de informação que é gerado por exemplo pelo microfone (sinal de frequência de áudio), a esta entrada dá-se o nome de sinal modulante, a outra entrada é um sinal apropriado para se fazer a transmissão pelo canal de comunicação (ar), entrada essa que tem como função transportar a informação a ser transmitida, sendo por isso conhecida como sinal de portadora. Ao sinal de saída é dá-se o nome de sinal modulado (sinal de rádio frequência).

   Existem várias técnicas para modular uma onda portadora de rádio frequência:

Modulação em Amplitude (AM): A amplitude do sinal da portadora acompanha de forma directamente proporcional as variações de amplitude da onda de frequência de áudio.

Modulação em Frequência (FM): A frequência da onda portadora acompanha de forma directamente proporcional as variações da amplitude das ondas de frequência de áudio.

   A grande vantagem da modulação FM relativamente à modulação AM é que o nível de ruído na recepção é reduzido.  Quanto à escolha, qual a técnica de modulação a utilizar, esta deverá ter em conta as características, do sinal a transmitir e as do canal de comunicação.

Fonte: http://radiofonia.com.sapo.pt/Sistemas_radio.html