(2008) O MAXQ3210 da Maxim (www.maxim-ic.com) consiste num microcontrolador RISC de 16 bits indicado especialmente para monitoramento ambiental e sistemas de alarme. Esse dispositivo possui um regulador de tensão interno de 5 a9 V, um timer wake-up, modo stop e oscilador de anel que possibilita sua operação com muito baixo consumo.
O MAXQ3210 possui ainda um comparador analógico integrado, um driver para buzzer piezoelétrico e uma referência de tensão de precisão que minimizam a necessidade de componentes externos.
Nesse artigo, baseado em Application Note da Maxim, mostramos como usar esse microcontrolador num sistema que detecta a prsença de água, fazendo soar um alarme.
Descrição Geral
Na aplicação que descrevemos, aproveita-se a condutividade de um ambiente para se detectar a presença de umidade ou água. Se bem que não seja muito indicado em determinados tipos de aplicação, os procedimentos para se implementar o projeto podem ser aproveitado em outras aplicações.
O que ocorre é que o sensor simples, baseado na condutividade não tem a devida confiabilidade para uma aplicação mais crítica, servindo apenas para demonstração.
O código de programação foi escrito especificamente para essa aplicação e para se avaliar a capacidade do microcontrolador usado pode-se adquirir o kit de avaliação MAXQ3110EVKIT disponível no site da Maxim.
Na figura 1 temos então o sensor usado, o qual consiste em dois condutores separados por certa distância. O material usado na fixação do sensor pode ser plástico, PVC, vidro ou outro que apresente um elevado grau de isolamento. Na presença de água a resistência entre esses condutores cai, podendo então ser detectada pelo circuito proposto.
O circuito de acoplamento ao sensor é mostrado na figura 2. Um terminal é ligado ao comparador do microcontrolador enquanto que o outro terminal é aterrado.
A entrada também é conectada a um resistor de 1 M Ω. Esse resistor também é conectado ao pino da porta P0.6. O software configura P0.6 como uma saída e coloca-o no nível alto como parte da inicialização do sistema.
Dada a elevada impedância do comparador, com a presença do resistor de alto-valor, ela é colocada no nível baixo com a presença da água. Isso faz com que a saída do comparador CPMO mude de estado fornecendo assim o sinal que comuta o circuito.
Um detalhe importante do funcionamento desse circuito é o modo stop que leva o circuito ao mais baixo consumo possível. Nesse modo, todos os circuitos internos do microcontrolador são desabilitados exceto o oscilador de anel e o timer wake-up (que "acorda" o sistema). Todos os circuitos são desabilitados assim como os periféricos. A própria execução do código é paralisada. Como a corrente consumida depende muito das correntes de fuga, nessas condições o circuito é levado a um estado de consumo extremamente baixo.
Nas aplicações do mundo real, normalmente espera-se que as variações do nível de água a serem detectadas, por exemplo, no enchimento de um reservatório são lentas. Assim, pode-se programar o processador para passar a maior parte do tempo no estado de baixo consumo, "acordando" em intervalos regulares para fazer a leitura do sensor.
No exemplo dado, o circuito faz a amostragem do sensor em intervalos de 1 minuto. Evidentemente, dependendo da aplicação, esse intervalo pode ser reduzido. No Application Note da Maxim é dada a fórmula para se calcular o intervalo de tempo desejado para a amostragem e inseri-lo na nova programação.
A listagem para a programação do microcontrolador está disponível no site ftp:
ftp://ftp.dalsemi.com/pub/microcontroller/app_note_software/ no documento AN3885.
Para o acionamento de um transdutor piezoelétrico externo, o MAXQ3210 possui um pino que pode fazer o interfaceamento direto do dispositivo, sem a necessidade de elementos adicionais de circuito.
A polaridade do transdutor deve ser observada nessa conexão já que o pino indicado como prata (silver) deve ser ligado ao vivo do transdutor cerâmico, enquanto que o outro pino (brass = bronze) deve ser ligado à carcaça do transdutor. A entrada FEED é o pino de realimentação do sinal do transdutor.
O transdutor também serve como indicador de bateria fraca, quando então será produzida uma salva de 8 bits regularmente espaçados em intervalos de 1 minuto. Se a tensão da bateria cair ainda mais, então haverá o power-down reset que desativará todo o circuito.
