Spoke-o-dometer - Parte 2

Nesta segunda parte vou começara a falar do hardware do meu Spoke-o-dometer. Me baseei fortemente no que está descrito em http://www.openobject.org/opensourceurbanism/Spoke-o-dometer_Overview.

O Sensor

O sensor será usado para detectar quando o circuito (que está preso à roda) passar por um determinado ponto. Isto permite tanto determinar a velocidade da roda (medindo o tempo de cada volta) como posicionar a mensagem (medindo o tempo a partir da detecção feita pelo sensor).

Eu já tinha pesquisado este tipo de sensor quando comecei o meu projeto (inacabado) de velocímetro e comprado alguns sensores de efeito Hall modelo A1321 da Allegro (que comprei na Farnell e cujo datasheet está aqui). De uma forma bem simplificada, um sensor efeito Hall gera uma tensão proporcional ao campo magnético a que for submetido. É uma alternativa bem mais precisa e resistente ao ambiente que, por exemplo, usar um reed switch ou um sensor ótico.

O sensor fica montado no circuito e um ima é preso no quadro da bicicleta. Quando o circuito passar pelo ima a variação de tensão no sensor será detectada pelo microcontrolador.

O sensor escolhido requer uma tensão de 4.5 a 5.5V. A saída é normalmente (sem campo magnético) metade desta tensão, conforme a polaridade do campo magnético a tensão irá variar de 0 até a tensão de alimentação.

Os LEDs

Em princípio qualquer LED serviria para o projeto. Aproveitei uns LEDs que eu tinha comprado em uma promoção; são LEDs pequenos (3 mm), opacos e de cor vermelha. O projeto que tomei como exemplo utiliza LEDs maiores, transparentes e de cor vermelha, que provavelmente dariam uma maior visibilidade.

Como no projeto de referência, usei 7 LEDs. Isto permite usar um gerador padrão de caracteres de 5x7.

O Microcontrolador

Os requisitos técnicos para o microcontrolador são:

• Um timer para contagem de tempo
• Um conversor analógico digital (ADC) para medir a tensão na saída do sensor
• Sete saídas digitais para controlar os LEDs
  

Uma montagem compacta e leve é preferencial para este projeto. Por este motivo resolvi aproveitar a minúscula placa que vem com o programador eZ430-F2013 (que eu comentei aqui), soldando a ela um conector padrão:


A placa pode também ser comprada separada do programador, em pacotes de três (apesar da página no link não mencionar que cada item contém três placas). Um detalhe é que o processador na placa que vem com o programador (MSP430F2013) é diferente do que vem na placa avulsa (MSP430F2012). A diferença está justamente no ADC, que é mais sofisticado no 2013. Entretanto, o ADC do 2012 é mais que suficiente para o que queremos.

Uma outra vantagem de usar o MSP430 é a possibilidade de aproveitar depois um o outro kit que eu tenho, o EZ430-RF2500. Este kit acrescenta um rádio 2.4GHz, o que possibilita transmitir as informações para um display no guidão ou para uma estação na calçada.

O MSP430 trabalha com alimentação de 3V.

A Alimentação

O consumo do circuito será principalmente devido aos LEDs. Inicialmente estou optando por pilhas alcalinas tamanho AA. Não é uma opção compacta ou leve, mas deve durar durante o desenvolvimento, independente dos meus bugs de hw e sw.

Estou usando três pilhas em série, para obter os 4.5V para o sensor. A alimentação do resto do circuito é feita com 3.0V, portanto puxo uma ligação entre a segunda e a terceira pilha.

No próximo post vou mostrar o circuito elétrico e a minha montagem.