Eletrônica Aplicada - Saber Eletrônica

Microcontroladores
aos que já foram até o presente momento
publicados. Temos um circuito que se
aproxima bastante dos muitos equipamentos
comerciais distribuídos no mercado
especializado.
A inserção da leitura de um código de
barras (cartão) aliada à digitação de uma
senha para confirmar o usuário garante um
nível muito bom de segurança no controle
de acesso a recintos e outros.
Onde usar
O projeto pode ser aplicado em diversas
situações como:
• Controle de acesso de pessoas em
áreas restritas em:
• Escritórios
• Fábricas
• Residências
• Controle (liga/desliga) de equipamentos
como:
• Alarmes residenciais e outros
• Máquinas importantes no chão
de fábrica
• Controles automotivos como:
• Controle de partida (ignição)
para veículos
• Inibição de alarmes
Com uma boa dose de criatividade, o
leitor poderá descobrir inúmeras aplicações
para o sistema proposto. Se descobrir
alguma do tipo “inusitada e criativa”, não
deixe de compartilhá-la conosco e com
outros leitores através do nosso fórum.
O Circuito
Na figura 1 o leitor tem o circuito
elétrico do sistema. Todo o controle é feito
pelo microcontrolador PIC16F876-I/P da
Microchip®. Ele controla um display de
cristal liquido (LCD), um teclado matricial
com 16 teclas (4 x 4), um relé (para liberação
da fechadura eletromagnética), dois LEDs,
um buzzer e dois pontos de comunicação:
um com o leitor de cartões de código de
barras e outro com o PC.
O leitor notará que o “buzzer” foi ligado
ao canal CCP (Capture, Compare and
PWM) do microcontrolador. Desta maneira,
não é necessário implementar via software
a oscilação do mesmo. Está será feita
através do hardware do microcontrolador,
com poucas linhas de programa.
O LCD e o teclado são controlados por
meio da mesma porta de I/O do microcontrolador
(porta B). Esse controle é feito
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com a ajuda de CI 4 , um 75HC573. Este CI
é um “lacth” de oito bits. Assim os dados
do display são isolados do teclado e viceversa
com o auxílio deste CI.
Um outro detalhe importante sobre o
circuito é sua comunicação serial (RS-232).
Aproveitamos o pino RX do microcontrolador
para receber os dados do leitor
de cartão e o pino TX para enviar dados
para o PC. Dessa maneira, com uma única
porta de comunicação (TX/RX) pôde-se
implementar a comunicação com dois
dispositivos distintos.
CN 1 é a entrada para o leitor de cartões
de código de barras e CN 2 a saída para
comunicação com o PC. CI 2 é um “driver”
para comunicação RS-232 (MAX232). A alimentação
(5 VDC) para o leitor de código
de barras é retirada do circuito através do
pino 9 de CN 1 .
S 1 é uma chave do tipo magnética
“NA” (normalmente aberta). Na figura
2 vemos um exemplar da mesma. Este
tipo de chave é acionada ao aproximar
um ímã.
Esta chave serve para informar ao sistema
o estado da porta controlada, se aberta
ou fechada. Após a liberação da fechadura
magnética através de um cartão e senhas
válidos, se a porta permanecer mais que
10 segundos aberta o sistema soará um
alarme que poderá ser visualizado através
do conjunto de LEDs e LCD, além de também
poder ser ouvido através do buzzer.
O sistema ainda informará o fato a um PC,
se o mesmo estiver conectado.
O buzzer BZ 1 deve ser do tipo sem
oscilador interno. Sua tensão de trabalho
deve estar entre 3 e 30 volts.
X 1 , C 7 e C 8 formam o “circuito de oscilação”.
CI 2 é um regulador de tensão para
5 VDC e os capacitores C 10 , C 11 , C 12 e C 13
formam os filtros necessários para a mesma.
O diodo D 4 protege o circuito contra
uma possível inversão de polaridade da
fonte externa, quando a mesma for ligada
ao circuito. Esta fonte de alimentação deve
fornecer uma tensão, previamente regulada
e filtrada, entre 9 VDC e 12 VDC.
P 1 regula o contraste do LCD. Os
LEDs D 1 e D 2 devem ter cores diferentes,
conforme indicado na lista de materiais
(vermelho e verde) para auxiliar no uso
do sistema (compreensão do estado do
sistema – pronto, alarme, acesso negado
ou permitido, etc).
F2. Exemplo de chave com
controle “magnético”.
Montagem
Na figura 3 o leitor tem nossa sugestão
para o lay-out do circuito impresso. O leitor
que preferir, também poderá montar o
circuito em uma placa padrão ou mesmo
em uma matriz de contatos, sendo este
último caso recomendado apenas para
testes e prováveis alterações no circuito e
programa originais.
Sugerimos o uso de soquetes para
todos os CIs. Tenha cuidado ao soldar os
componentes polarizados como capacitores
eletrolíticos, diodos, transistores e outros.
Qualquer inversão poderá prejudicar
ou mesmo não permitir o funcionamento
correto do circuito.
O potenciômetro P 1 pode ser do tipo
comum, ou mesmo multivoltas e neste
caso o leitor deverá promover alteração
do lay-out da placa para viabilizar a sua
correta inserção/conexão.
A ligação do LCD à placa deve ser feita
pensando no “lay-out” a ser adotado para o
gabinete. Na figura 4 o leitor tem nossa sugestão
para o lay-out do gabinete, que pode
ser feito em plástico ou mesmo metal.
O teclado utilizado é do tipo matricial
com 16 teclas (4 linhas e 4 colunas). A disposição
das teclas em relação à distribuição
das linhas e colunas deve respeitar rigorosamente
o esquema elétrico (figura 1).
Isto é de suma importância para o correto
funcionamento do programa.
Este teclado pode ser confeccionado
com chaves do tipo “push buttons mini”
NA (normalmente aberto), ou ainda adquirido
pronto no mercado especializado.
O leitor de código de barras usado em
nosso projeto pode ser encontrado facilmente
em lojas de informática nos grandes
centros ou através da Internet. Ele deve ter
as seguintes características: