O Application Note AN2205 da Freescale (www.freescale.com) descreve a montagem de um teclado de porta de carro, para controlar os vidros, baseado num microcontrolador e na rede LIN. A Freescale parte do fato de que os teclados tradicionais utilizam micro-switches que controlam diretamente as correntes que acionam os vidros elétricos e os espelhos. Se bem que estas chaves possam controlar as correntes destes dispositivos, já que elas não são elevadas, o teclado se torna complexo, dada a necessidade de que, em alguns casos, os motores devem ser controlados nos dois sentidos de rotação, além do fato do mesmo dispositivo poder ser controlado a partir de dois pontos, por exemplo, os vidros da frente devem ser controlados tanto pelo passageiro da direita como da esquerda.
Combinando-se as correntes elevadas com as intensidades da corrente, o dispositivo torna-se caro e difícil de instalar. Com a utilização da solução eletrônica e uma interface para a rede LIN (Local Interconect Network), os problemas são resolvidos.
No Application Note da Freescale, que resumimos neste artigo, mas que pode ser baixado na íntegra no site da empresa, resumimos o projeto de um teclado como um nó escravo da rede LIN, o que significa que ele pode iniciar as comunicações com outros nós da rede, no caso o mestre. No entanto, o mestre a cada 100 ms envia ao teclado uma mensagem que responde com um código de 4 bits que corresponde a todas as funções que ele deve realizar, conforme diagrama de blocos mostrado na figura 1.
Neste tipo de projeto deve-se ainda considerar que existe uma diferença entre o teclado utilizado e o teclado comum de uma calculadora. De fato, nesta aplicação duas teclas podem ser pressionadas ao mesmo tempo, o que não ocorre com uma calculadora. Assim, a utilização da abordagem de matriz X-Y no projeto do teclado não se aplica. Uma disposição de leitura em matriz tem uma capacidade limitada para detectar o pressionamento simultâneo de duas teclas. Para se obter este tipo de aplicação emprega-se a técnica das teclas-espelho. O que ocorre é que sua teclas da mesma linha ou coluna forem pressionadas, estas linhas são curto-circuitadas e desta forma têm-se a detecção de uma terceira função. Isso é conseguido com uma matriz 5 x 2 utilizando-se 10 linhas I/O do microcontrolador. Trata-se do mesmo tipo de solução que normalmente é empregada no projeto de joysticks. Outro problema a ser considerado é o tipo de tecla a ser utilizada neste tipo de aplicação. Como num carro, podemos ter quatro teclad0s, um em cada porta, e pode-se ter a possibilidade de que mais de uma tecla seja pressionada ao mesmo tempo, isso deve ser previsto. Para este tipo de aplicação em que as janelas devem subir e descer, exigindo-se assim funções complexas, não se utiliza a disposição convencional em matriz. Uma solução seriam então Utilizar 16 chaves, com uma disposição em que se empregam 16 I/Os em lugar da matriz 4 x 4. A seguir detalhamos as possíveis soluções.
No primeiro caso temos a interface direta com 16 chaves. Este método tem por vantagem precisar de um software simples, mas a desvantagem está na necessidade de se empregar 16 linhas I/O.
No segundo caso utilizam-se as entradas analógicas-para-digital. A vantagem está no uso de apenas 4 linhas I/O , mas a desvantagem está na necessidade de se empregar um MCU com ADC e alguns componentes externos.
A terceira solução emprega 8 chaves onde a duração do pressionamento distingue entre a operação normal e rápida. A vantagem está no uso de apenas 8 linhas I/O e a desvantagem está no fato de ser um pouco complicada para o usuário.
Finalmente temos a solução dotada neste projeto que consiste em 8 chaves, onde a subida e descida rápida são obtidas com o acionamento simultâneo de duas chaves (up e down). Na figura 2 temos o aspecto das chaves utilizadas.
Na figura 3 temos finalmente o diagrama completo do controlador de vidros com teclado na porta do carro, sugerido pela Freescale.
Informações sobre o software e a listagem para o microcontrolador empregado podem ser obtidos no documento original da Freescale, disponível em nosso site.
