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Teclado de Porta de Carro Utilizando LIN (MIC027)

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.

 

Funções implementadas pelo teclado.
Funções implementadas pelo teclado.

 

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.

 

Chaves utilizadas no teclado.
Chaves utilizadas no teclado.

 

Na figura 3 temos finalmente o diagrama completo do controlador de vidros com teclado na porta do carro, sugerido pela Freescale.

 

Diagrama completo do teclado de porta de carro.
Diagrama completo do teclado de porta de carro.

 

Informações sobre o software e a listagem para o microcontrolador empregado podem ser obtidos no documento original da Freescale, disponível em nosso site.

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