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Secador de cabelos inteligente com PIC e sensor de temperatura (MIC015)

Em seu Application Note AN861 a Microchip (www.microchip.com) descreve o projeto de um secador de cabelos portátil usando sensor de temperatura, o ProMPT e o PIC18F2539. O leitor poderá perceber que este projeto poderá ser facilmente adaptado para equipamentos em que exista um elemento de aquecimento e um sistema de ventilação onde a temperatura do fluxo de ar deve ser controlada. No artigo que se segue resumimos as principais características do projeto, que pode ser baixado na íntegra incluindo a programação do PIC, diretamente do site da Microchip na seção de Mecatrônica - Projetos.

Nas aplicações em que se tem elementos de aquecimento e ventilação como as de um secador de cabelo, os motores normalmente estão desligados ou são acionados à plena potência. Se um sistema de velocidade variável for agregado a este aplicativo, como outros semelhantes, além da economia de energia, pode-se ter um controle melhor da temperatura. É justamente isso o que a Microchip propõe com seu projeto.

A aplicação descreve a implementação de um controle de velocidade num secador de cabelos que utiliza um motor AC de fase única. O projeto é simplificado com a utilização kit de avaliação usando a Programmable Motor Control Processor Technology (ProMPT) da Microchip com microcontrolador PIC18F2539.

Como os motores AC de fase única são utilizados numa ampla gama de aplicações domésticas como lavadores de pratos, secadores, lavadoras de roupa, sistema de abertura de portas de garagem, a configuração básica descrita pode ser facilmente adaptada para estas aplicações.

 

O Projeto

A idéia básica é utilizar um PIC para controlar a velocidade do motor de uma secadora de cabelos, a partir tanto da programação feita pelo usuário como também de informações obtidas a partir de sensores. O circuito não visa controlar o elemento de aquecimento, já que o fluxo de ar sobre ele, dado pela velocidade do motor, pode realizar esta função.

Na figura 1 temos o diagrama de blocos do projeto sugerido pela Microchip.

 

Diagrama de blocos do controle para secador de cabelos.
Diagrama de blocos do controle para secador de cabelos.

 

Neste projeto a temperatura de operação visada é fixada pelo termostato instalado dentro do gabinete. Nesta aplicação, uma interface simples, que consiste em dois displays de 8 segmentos e dois push-buttons são empregados para a fixação da temperatura visada. A temperatura real do ar é medida utilizando o sensor de temperatura TC1047 da Microchip, conforme uma curva de resposta mostrada na figura 2.

 

Curva de resposta do circuito de controle do motor
Curva de resposta do circuito de controle do motor

 

Observe que o motor terá sua velocidade aumentada chegando à plena potência quando a temperatura do ar for mais de 5º C abaixo da temperatura visada. Nesta faixa de 5º C abaixo da temperatura real, o sistema controla a velocidade do motor numa determinada faixa de valores programados.

Na programação de velocidade está previsto que os motores utilizados não podem rodar abaixo de uma determinada velocidade, assim, existe uma velocidade mínima que será dada pela Min Freq no gráfico da figura 2. Mais detalhes sobre a programação das velocidades e temperaturas podem ser obtidos na documentação original da Microchip.

O sensor de temperatura é o TC1047A, ligado diretamente ao PIC18F2539, conforme mostra a figura 3

.

Interface do sensor com o PIC.
Interface do sensor com o PIC.

 

O TC1047A consiste num conversor temperatura-tensão de precisão, que não exige calibração. A saída deste dispositivo é linear dentro da faixa de temperaturas que vai de -40º C a +125º C. Com as características deste componente, a leitura da temperatura pode ser feita com facilidade sem a necessidade da elaboração de tabelas. A tensão de alimentação do sensor pode variar entre 2,5 V e 5,5 V. Mais informações sobre o sensor utilizado neste projeto podem ser obtidas diretamente de seu datasheet.

Na figura 4 temos então o diagrama da aplicação, consistindo na placa de avaliação que é fornecida pela Microchip. Veja que a interface de controle é plugada nesta placa podendo ficar remota ao aplicativo. Na documentação original será possível obter o programa para o microcontrolador que implementa o controle completo para o motor do secador de cabelos. Conforme já salientamos, a aplicação poderá ser facilmente adaptada para controles equivalentes.

 

 

Controle completo para o secador de cabelos.
Controle completo para o secador de cabelos.

 

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