Para a aquisi¸c˜ao dos dados, no meio ambiente da vinha, podem ser utilizados v´arios tipos de sensores. Para este projeto, consideraram-se os sensores de temperatura, humidade do ar, luminosidade, radia¸c˜ao solar, tendo em conta as especifica¸c˜oes definidas.
Os sensores utilizados foram sensores anal´ogicos, nos quais a leitura no MCU dos valores medidos pelos mesmos que ´e realizada atrav´es de uma ADC, e sensores digi- tais, nos quais a leitura no MCU dos valores medidos pelos mesmos que ´e realizada atrav´es da interface digital (e.g. SPI).
5.2.1
Sensores Anal´ogicos
O ciclo de aquisi¸c˜ao de dados dos sensores anal´ogicos inicia-se com a sele¸c˜ao da tens˜ao de referˆencia e de seguida efetua-se a leitura do sensores de tens˜ao ou de corrente.
O esquema da Figura 5.2 ilustra as liga¸c˜oes do circuito das tens˜oes de referˆencia, que ser˜ao descritas abaixo.
54 CAP´ITULO 5. IMPLEMENTAC¸ ˜AO
As tens˜oes de referˆencia s˜ao fornecidas pelo componente LM4140, que ´e um Circuito Integrado que fornece as tens˜oes de referˆencia. Os valores utilizados neste projeto foram 1.024V, 2.048V e 2.5V. A ADC do microcontroldador s´o tem uma porta para a tens˜ao de referˆencia de entrada. Como neste projeto s˜ao preciso trˆes valores de tens˜ao de referˆencia. Logo para a sele¸c˜ao das tens˜oes de referˆencia ´e preciso utilizar um multiplexer. Os pinos de controlo 10 e 7 do multiplexer IC7, est˜ao ligados diretamente aos pinos RA4 e RA5 do microcontrolador. Os canais de entrada 13, 14 e 15 do multiplexer IC7, est˜ao ligados diretamente `a tens˜ao de referˆencia fornecida pelo LM4041. O pino sa´ıda do 3 multiplexer IC7, est´a ligado diretamente ao pino VREF+ do microcontrolador [40] [41].
O esquema da Figura5.3ilustra as liga¸c˜oes do circuito de multiplexagem dos sensores de tens˜ao, que ser˜ao descritas abaixo.
Figura 5.3– Esquem´atico circuito de multiplexagem dos sensores de tens˜ao.
Os sensores de tens˜ao v˜ao ser ligados a um multiplexer de 8:1. Os pinos de controlo 9, 10 e 11 do multiplexer IC2, est˜ao ligados diretamente aos pinos RB0, RB1 e RB2 do microcontrolador. O pino de enable 6 do multiplexer IC2, est´a ligado ao pino de sa´ıda 4 do descodificador 2:4. Os canais de entrada do 13, 14, 15, 12, 1, 5, 2 e 4 multiplexer IC2, est˜ao ligados diretamente aos conectores a que est˜ao ligados os sensores de tens˜ao. O pino de sa´ıda 3 do multiplexer IC2, est´a ligado ao pino RA0
5.2. M ´ODULO DE AQUISIC¸ ˜AO DE DADOS 55
(a entrada anal´ogica da ADC que foi utilizada) do microcontrolador .
O esquema da Figura 5.4 ilustra as liga¸c˜oes de multiplexagem dos sensores de cor- rente, que ser˜ao descritas abaixo.
Figura 5.4 – Esquem´atico circuito de multiplexagem dos sensores de corrente.
Os sensores de corrente v˜ao ser ligados a um multiplexer de 8:1. Os pinos de controlo 9, 10 e 11 do multiplexer IC4 , est˜ao ligados diretamente aos pinos RB0, RB1 e RB2 do microcontrolador. O pino de enable 6 do multiplexer IC4, est´a ligado ao pino de sa´ıda 5 do descodificador 2:4 e ao pino de enable 6 do multiplexer IC1. Os canais de entrada 13, 14, 15, 12, 1, 5, 2 e 4 do multiplexer IC4 , est˜ao ligados diretamente aos conectores que est˜ao ligados os sensores de corrente. O pino de sa´ıda 3 do multiplexer IC4, est´a ligado ao pino RA1 (a entrada anal´ogica da ADC que foi utilizada) do microcontrolador e ao pino 3 do multiplexer IC1. Como o microcontrolador s´o recebe sinais em tens˜ao, logo no caso dos sensores de corrente, ´e necess´ario converter o sinal em tens˜ao atrav´es da Lei de Ohm (V=R.I). Para isso ´e necess´ario uma resistˆencia. Neste projeto ser˜ao utilizadas v´arias escalas de forma a medir grandezas de diferentes ordens, logo necess´ario utilizar um multiplexer. Os pinos de controlo 10 e 11 do multiplexer IC1, est˜ao ligados diretamente aos pinos RB4 e RB3 do microcontrolador. O pino de Enable 6 do multiplexer IC1, est´a ligado ao pino de Enable 6 multiplexer IC4 . Os canais de entrada 13, 14, 15 e 12 do
56 CAP´ITULO 5. IMPLEMENTAC¸ ˜AO
multiplexer IC1, est˜ao ligados as resistˆencias que s˜ao necess´arias para a convers˜ao do valor da corrente em tens˜ao. O pino de sa´ıda 3 do multiplexer IC1, est´a ligado ao pino 3 do multiplexer IC4.
5.2.2
Sensores Digitais
Para a aquisi¸c˜ao de dados dos sensores digitais tem que haver uma comunica¸c˜ao com o microcontrolador. Como j´a foi descrito anteriormente noutro capitulo ´e necess´ario uma linha para o sinal rel´ogio (CLK), uma linha de rece¸c˜ao de dados (SDA) e uma linha para a transmiss˜ao de dados (SDO).
O esquema da Figura5.5ilustra as liga¸c˜oes do circuito de multiplexagem dos sensores digitais, que ser˜ao descritas abaixo.
Figura 5.5 – Esquem´atico circuito de multiplexagem dos sensores digitais.
Neste projeto s˜ao quatro os sensores digitais. Logo ´e necess´ario utilizar um multiple- xer (4:2). Os pinos de controlo 10 e 9 do multiplexer IC3, est˜ao ligados diretamente aos pinos RB0 e RB1 do microcontrolador. O pino de Enable 6 do multiplexer IC3, est´a ligado ao pino de sa´ıda 6 do descodificador 2:4. Os canais de entrada 12, 14, 15, 11, 1, 5, 2 e 4 do multiplexer IC3, est˜ao ligados diretamente aos conectores a que est˜ao ligados os sensores digitais. Os pinos de sa´ıda 3 e 13 do multiplexer IC3 , est˜ao ligados aos pinos SDO1 e SDA1 do microcontrolador .
5.3. M ´ODULO DE COMUNICAC¸ ˜AO 57
5.2.3
Sensores utilizados neste trabalho
Os sensores utilizados neste trabalho foram: SHT75 sensor de humidades e tempera- tura, TMP36 NGT sensor de temperatura e o TSL250 R-LF sensor de luminosidade. Os sensores de temperatura foram escolhidos para suportar os parˆametros esperados para a Regi˜ao de Vila Real temperatura m´ınima de -5.6o
C e a temperatura m´axima de 39.5 o
C [42].
O sensor de luminosidade TSL250 R-LF ´e um foto-d´ıodo e ´e sens´ıvel ao comprimento de onda de 635 nm, que que corresponde ao comprimento de onda vermelho (660nm) [43].