De volta para casa...
Construindo um Painel Digital
inserido no site em 06/12/2003

Introdução

Amigos do Planeta Buggy, a convite do Carlos resolvi preparar este artigo, espero que lhes seja útil. Tenho um buggy Look ano 93 que é “relíquia” da família e, com o objetivo de dar-lhe um ar mais “moderno”, resolvi projetar e construir um painel digital, a exemplo do encontrado nos veículos modernos, com várias informações, inclusive auxiliando em sua manutenção. Este material descreve o processo, mas antes de iniciar gostaria de comentar que esta implementação só é possível com conhecimentos em eletrônica e informática, haja vista a necessidade de programar o microprocessador utilizado. Não há grande dificuldade, mas a tarefa é para quem tem algum conhecimento e prática em montagens de circuitos eletrônicos.

Luiz Alberto Feijó Jr.
luiz.alberto.fj@terra.com.br
Buggy Look´93


O computador - descrição

O computador de bordo utiliza um componente fabricado pela Parallax chamado basic stamp II. Ele é um chip que pode ser reprogramado em campo, usando um programa que pode ser baixado gratuitamente do site da Parallax, basta clicar no link a seguir: (http://www.parallax.com/dl/sw/bs/win/SetupStampEditorv2.1Beta1_lg.exe). Este componente pode ser adquirido da empresa Anacom em São Paulo (http://www.anacom.com.br).

Este processador tem 16 entradas /saídas digitais. A ele foi anexado um conversor analógico digital, dois termômetros digitais e um display de cristal líquido, tudo adquirido da empresa Tato, também de São Paulo (http://www.tato.ind.br). A Tato também tem processadores programáveis (que são mais baratos que o basic stamp), mas tentei usar o basic step e o basic step 2 e não gostei da baixa confiabilidade que constatei no software de programação. Talvez algum colega possa desenvolver mais o hardware usando um destes componentes, mas minha idéia era fazer algo simples e que funcionasse de maneira confiável.

Os demais componentes (resistores, placa de circuito impresso universal, fotoacoplador, led´s, etc) podem ser adquiridos em qualquer casa de eletrônica. O valor total em material, excluindo o processador, fica em torno de R$ 250,00. O processador, que é importado, custa talvez uns R$ 200,00, mas seu valor depende da cotação do dólar. O jeito de saber seu preço é mesmo contactar a Anacom.


A mecânica usada foi a carcaça de um velocímetro antigo, de VW Brasília (veja foto ao lado). Este hardware suporta muitas outras funções, que devo implementar com mais tempo, tais como monitoração de lâmpadas queimadas, avisos de manutenção baseados em quilometragem, alerta de velocidade (para evitar multas com controladores de velocidade, etc).

A maior dificuldade mecânica neste projeto é sensorizar a velocidade do Buggy. Resolvi usar a mecânica já existente no velocímetro analógico, aproveitando não só sua carcaça como também a conexão ao cabo do velocímetro, para não ter problemas.


O sensor ótico está apresentado na foto 2. Ele substituiu o imã que vem aí originalmente preso, e consiste de um par led-foto transistor. O led emite luz e o foto transistor, ao recebê-la, conduz. No eixo do velocímetro adaptei uma peça de metal em formato de "margarida" com quatro folhas. À medida que o cabo do velocímetro gira, estas folhas interrompem a luz entre o par led - optoacoplador, gerando pulsos. Para cada volta do cabo (que equivale a uma volta da roda) temos, portanto, quatro pulsos. A roda dianteira do meu buggy tem 60 cm de diâmetro. Daí é fácil fazer o cálculo de quantos metros a roda anda por volta, e se medimos o tempo com que chegam os pulsos sabemos a velocidade. O programa faz isto tudo.

Adaptei um conector dB-9 (foto 3) na parte traseira do velocímetro. Por este conector, mesmo com o computador montado no painel do Buggy, posso conectar um laptop e ler e reprogramar o stamp como quiser, sem ter que tirar tudo do lugar. Isto foi bem útil quando fiz a calibração do velocímetro.

 

 

foto 4: Usei uma placa de circuito impresso universal, para não ter que mandar fazer o layout fora (com conseqüente custo adicional). Esta é a placa montada. Pode-se ver o stamp e os conectores que permitem sua retirada, o regulador de voltagem que protege todo o circuito e o sonoalert para alarmes acústicos (bem à esquerda).

Placa montada no lugar (foto5). Note os leds de sinalização de luz alta, sinaleira, pisca e alarme.

Display no lugar (foto 6). Usei um com iluminação de fundo, para poder ler os valores inclusive à noite. Ele foi fixado nos pinos de conexão das lâmpadas de sinaleira do antigo velocímetro. O display LCD é particularmente interessante porque ele funciona bem na luz ou no escuro. Já andei com meu Buggy no sol, sem capota, e não houve qualquer dificuldade em ler os valores apresentados.

Vista frontal com o velocímetro fechado. Pode-se ver dois dos três LEDs acesos.

Funcionamento

Não há mistério no uso do computador. Basta ligar a chave do buggy e ele entra em funcionamento. O display mostra, após a mensagem de saudação ("Buggyputer - versão 1.2") a temperatura ambiente, a do motor, a voltagem da bateria e a velocidade. Como num carro sem computador, é normal que a lâmpada de pressão de óleo e bateria acendam, permanecendo assim até que o motor entre em funcionamento, no caso do nosso computador ele fica alternando as mensagens "verificar alternador / correia" e "verificar pressão do óleo" e o LED vermelho pisca alternadamente, além de ficar tocando a pequena cigarra de alarme. No momento que o motor "pega" estes alarmes desaparecem.

Lista de material

1 x regulador LM-7805, 5 volts 1 ampére
3 x diodo 1n4001
2 x capacitor eletrolítico 470 microfarads /16 volts
3 x capacitor poliéster 100 nf / 63 volts
1 x conversor ADC-3 da Tato
1 x display LCD serial 16caracteres x 2 linhas com backlight
1 x sonalert 12 volts
1 x conector dB-9 macho
1 x sensor de temperatura TMP da Tato
1 x processador basic stamp 2 da Parallax
1 x LED verde
1 x LED vermelho
1 x LED vermelho
3 x resistor 15kohms, ¼ watt
1 x resistor 18 ohms, ¼ watt
1 x resistor 4k7 , ¼ watt
1 x resistor 1k5, ¼ watt
2 x resistor 1k, ¼ watt
1 x foto acoplador aberto, em formato de “U”, ou então um par foto-diodo / foto-transistor
1 x placa circuito impresso universal pequena
Pedaços de fios
Solda

O programa

Abaixo está listado o programa, na versão 1.2. Ele ainda não inclui a parte de medição de quiilometragem nem os avisos de hora de trocar óleo ou revisão geral, mas isto será implementado em breve. Deve-se copiar o mesmo para o programa de gravação do basic stamp e fazer download do mesmo para a memória do processador, conforme instruções da Parallax.

Para garantir uma leitura estável do velocímetro, o computador executa duas leituras da velocidade por segundo e calcula o valor médio das duas para então atualizar o display. A correção para diferentes diâmetros de roda é feita no software, o meu Buggy usa rodas de 60 cm de diâmetro (aro 14), mas se o seu usar aro diferente então se deve corrigir o valor de correção na linha com comentário "calibração velocímetro", abaixo.

'{$STAMP BS2}
a VAR Word
b VAR Word
c VAR Word
d VAR Word
e VAR Word
f VAR Byte
g VAR Byte
h VAR byte
i VAR byte
j VAR byte

c = 396 '2400 8nn
d = 16780 '2400 8Ni
f = 0
g = 0

PAUSE 400
high 4 'high ativa alarme da pressao oleo
high 5 'high alarme da correia
high 6
SEROUT 15,d,[254,1]
SEROUT 15,d,[254,2]
SEROUT 15,d,[254,1]

SEROUT 15,d,[" Buggyputer"]
SEROUT 15,d,[254,192]
SEROUT 15,d,[" firmware 1.0"]
PAUSE 1000
SEROUT 15,d,[254,1]

loop:
SEROUT 13,c,[0]
SEROUT 13,c,[0]
SERIN 14,c,[a]
a= a * 17 'ajuste de calibração termometro
a= a/10
SEROUT 15,d,[254,128]
SEROUT 15,d,[" +",DEC2 a]
SEROUT 15,d,["C"]
SEROUT 15,d,[" Bat:"]
SEROUT 13,c,[1]
SERIN 14,c,[b]
b= b*193 ' ajuste calibração voltimetro
b= b/132
a = b DIG 2
SEROUT 15,d,[DEC a]
a = b DIG 1
SEROUT 15,d,[DEC a]
a = b DIG 0
SEROUT 15,d,["."]
SEROUT 15,d,[DEC a]
SEROUT 15,d,["V"]
SEROUT 15,d,[254,192]
SEROUT 15,d,[" veloc:"]
COUNT 12,500,i
COUNT 12,500,j
e = i+j
e = e/2
e = e * 339 'calibração velocímetro
e = e / 100
SEROUT 15,d,[DEC3 e]
SEROUT 15,d,[" km/h"]
BUTTON 0,0,0,0,f,0,bateria
SEROUT 15,d,[254,1]
high 3
SEROUT 15,d,[" Verificar nivel"]
freqout 2,400,4500,3600
SEROUT 15,d,[254,192]
SEROUT 15,d,[" do O L E O ! "]
freqout 2,400,4500,3900
f = 0
PAUSE 600
low 3
SEROUT 15,d,[254,1]
bateria:
BUTTON 1,0,0,0,g,0,noalarm
SEROUT 15,d,[254,1]
freqout 2,400,4700,3800
high 3
SEROUT 15,d,[" Veja CORREIA "]
SEROUT 15,d,[254,192]
SEROUT 15,d,[" do ALTERNADOR "]
freqout 2,400,4700,3400
g = 0
PAUSE 600
low 3
SEROUT 15,d,[254,1]
noalarm:
GOTO loop
STOP

A montagem e ligação no Buggy

Usei um conector multi-pinos para conectar o computador à instalação elétrica do Buggy. Os fios que eram usados antes (com o velocímetro convencional) continuam sendo usados, apenas troquei seus conectores por um único, multi-pinos , para facilitar a tarefa de tirar e recolocar o mesmo.

A alimentação do circuito é tomada da chave de ignição, de tal forma que ao girar a chave de contatos liga-se o circuito. Embora o circuito tenha uma fonte devidamente desacoplada e protegida contra "barbeiragens", é importante verificar que todas as ligações estejam corretamente feitas antes de alimentar o computador, para evitar danos a algum componente.

Como não gosto de mau contato e funcionamento intermitente, soldei todas as conexões. Recomendo que você faça o mesmo!

 


A foto 7 apresenta o trabalho feito já "in loco", usando um osciloscópio - mas não se preocupe, a depuração do software já está feita e se você não tem um osciloscópio isto não importa!



Diagrama esquemático (clica no desenho, para poder imprimir em tamanho maior):

email do Autor: luiz.alberto.fj@terra.com.br
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