Em seu Application Note AN2264 a Freescale (www.freescale.com), descreve um display de temperatura para ser usado em redes LIN de modo a resolver os problemas de muitos fios de conexão, por exemplo, num carro. O barramento das redes LIN (Local Interconnect Network) são de menor custo e ideais para serem utilizados fora de casa ou em outras áreas onde o carro ou outro meio, com suas baixas taxas de dados de 20 000 bauds são apropriadas para a aplicação. O display de temperatura externo é uma aplicação que cai nesta categoria. O display, neste caso, está dentro do carro a alguma distância de onde o barramento LIN pode ser acessado, facilitando assim a conexão do sistema. Um nodo LIN exige apenas 3 fios, sendo um para os dados e o outro para alimentação positiva e negativa. Neste artigo resumimos o conteúdo deste Application Note.
No Application Note da Fresscale é apresentado o projeto de um display de temperatura num nodo LIN escravo. Este projeto foi desenvolvido como porta de um projeto de controle de porta (vidros) que descrevemos nesta revista no Application Note AN2205.
O esquema de mensagens incorpora na comunicação com a porta (controles dos vidros) um byte de temperatura na resposta do espelho, conforme mostra a tabela 1. O LIN mestre, neste caso é o controlador de corpo. Numa base normal, a cada 100 ms, o mestre envia uma mensagem com o ID do espelho e ele responde com as mensagens de dois bytes mostrada na tabela. Esta mensagem inclui um byte com a temperatura codificada em incrementos de meio grau centígrado numa faixa de -30oC a +97,5º C.
O hardware do projeto conta com um microcontrolador MC68HC908EY16 ou então o MC68HC908AZ60A. A implementação do segundo tipo pode diminuir de modo significativo o custo do projeto.
O diagrama do circuito usado no projeto é mostrado na figura 1. Além do microcontrolador são utilizados mais dois chips para facilitar a implementação.
Os chips são a interface LIN, sendo utilizado um MC33399 ou MC33661 e um regulador de tensão de 5 V. Um único chip MC33689 (LIN SBC) pode substituir estes dois chips. O regulador utilizado é o LT1121 de 8 pinos que tem a capacidade de levar o circuito a um modo shutdown sob o controle do MCU. O arranjo utilizado acorda via MC33399 ou MC33661 quando ocorre atividade no barramento.
O MC33399 ou MC33661 incluem um resistor LIN pull-up de 30 k ?, o que significa que esse componente não precisa ser agregado ao projeto da placa de circuito impresso. Os únicos componentes discretos adicionais exigidos são resistores pull-up para o IRQ e pinos de reset, capacitores de desacoplamento e um cristal com seus componentes associados. Também temos resistor pull-up para PortC e um zener de 9 V para facilitar a entrada no modo monitor utilizando uma interface externa serial. Isso facilita a programação in-circuit da memória flash da MCU. O software foi desenvolvido na placa protótipo conectada a um sistema de desenvolvimento MMDS.
Como os LEDs são alimentados diretamente pela MCU deve-se tomar cuidado para não drenar correntes excessivas dos pinos das portas ou ultrapassar a capacidade de dissipação do regulador de 5 V. Como a corrente exigida para se obter um bom brilho é alta demais para as correntes das portas, buffers utilizando FETs foram incorporados. Os resistores dos segmentos de 220 ? foram escolhidos para se obter uma corrente de 10 mA, o que significa uma corrente máxima por dígito de 80 mA. Como o ciclo ativo na excitação é de 25%, isso significa uma corrente média por segmento de 2,5 mA e 20 mA por dígito. A corrente mais alta drenada é com o número 88.0o que envolve 21 segmentos ativos levando a um consumo de 52,5 mA. Com uma corrente na MCU de 15 mA e 9 V sobre o regulador, assumindo uma tensão de bateria de 14 V, a dissipação máxima do LT1121 será calculada em 610 mW, o que leva o dispositivo a operar dentro de seus limites de temperatura sem problemas.
Detalhes adicionais do funcionamento, assim como todo o programa para este projeto pode ser obtidos no documento original da Freescale (AN2264) que pode ser baixado em formato PDF diretamente no site da empresa.