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5.7: Transmissão bidirecional

Por mais bem feito que seja o hardware de transmissão, por mais confiável que ele seja, sempre haverá perda de informação durante o envio de dados de um emissor a um receptor, fato presente em todos os meios de transmissão, não só via rede elétrica. Este é inclusive o ponto principal que fez com que a tecnologia da X10
Ltda. não se tornasse um padrão absoluto, a tremenda antecedência com que ingressou no mercado não foi capaz de compensar a falta de robustez de seu produto.

Isto faz necessário um controle capaz de assegurar que as informações cheguem corretamente ao destino, e tomar medidas de contenção caso isto não seja possível. Essa segurança vem da notificação de recebimento da informação, ou seja, o receptor avisa que recebeu corretamente a informação, e se o aviso não
chegar o emissor pode repetir a operação, até que a transação seja concluída com sucesso ou um alerta de falha de comunicação seja emitido.

Comunicações robustas necessitam então de uma via de mão dupla, que possibilite ‘conversas’ entre emissor e receptor, e de um algoritmo de detecção de erros. Para permitir que cada módulo transmita e receba informação pela mesma via algumas alterações foram feitas na implementação física, além é claro de unir os
circuitos de emissão e recepção. Decidiu-se implementar o que se chama de transmissão half-duplex, ou seja, os módulos ora recebem, ora enviam informação, nunca ambos juntos.

Uma das alterações foi no amplificador de envio, para que sua impedância de saída fosse elevada sem sinal (modo de recepção) e baixa quando um sinal estivesse sendo amplificado (modo de transmissão). Os circuitos também foram estruturados de forma que a mudança entre os modos de envio e recepção
dependesse exclusivamente do programa do microcontrolador, permitindo assim conclusão da implementação física.

5.7.1: Utilização de um display de cristal líquido

Saber o que se passa dentro do microcontrolador, como estão sendo gerados e recebidos os dados, que ponto do programa está sendo executado ou falhou exige algum tipo de retorno de informação.

Durante o desenvolvimento do sistema TaT muitas vezes alguns pinos do microcontrolador foram ligados a osciloscópios, placa de som do PC (origem dos gráficos apresentados) e pequenas lâmpadas indicadoras (LEDs na realidade). Mas estes dispositivos não exibem todas as informações necessárias para saber o estado do sistema.

ma parte relevante do esforço de desenvolvimento foi utilizada no estudo e integração de um display de cristal líquido (LCD – Liquid Cristal Display) que exibe mensagens de texto. O LCD escolhido é um modelo padronizado, amplamente utilizado na indústria, e possui uma interface paralela de 14 pinos.

São os chamados displays de mensagens, e ainda que bastante difundidos, não há nenhum suporte específico do microcontrolador para estes. Assim foi necessário desenvolver o circuito de ligação do LCD ao microcontrolador, assim como toda a lógica de comunicação entre estes e organizá-la em uma biblioteca (trecho de código reaproveitável) com funções de inicialização, escrita e controle do display.

5.7.2: Conclusão da camada física

A última etapa de conclusão da camada física consistiu do projeto mecânico dos módulos TaT, isto é, caixas, placa de circuito impresso, fiação e montagem.
Para a confecção da placa de circuito impresso (PCB) foi realizado o detalhamento do circuito esquemático no pacote de softwares OrCad®, incluindo não só o microcontrolador, acoplador, ressonadores e filtros, mas também a interface para aplicações.

As aplicações se comunicam com a rede elétrica através dos módulos TaT, isto é, cada módulo possui uma interface para a aplicação e uma conexão com a rede.
Essa interface está intrinsecamente ligada à configuração dos pinos do microcontrolador, e é exibida no diagrama abaixo:
 

[figura omitida: Produto pronto aguardando patrocínio pra ser lançado no mercado]

Figura 21: Esquema de um módulo TaT

O barramento digital disponível para a aplicação, que consiste de 14 pinos bidirecionais, pode ser usado para controlar inúmeros dispositivos, desde um simples tiristor (triac) até o display de cristal líquido utilizado (6 pinos) para testes.
Como a fonte de alimentação fica a cargo da aplicação, pois não se sabe a carga drenada pela mesma ou tensão de rede, o módulo TaT como foi construído está pronto para uso, bastando agora implementar um protocolo de rede adequado e as aplicações, que já vêm sendo desenvolvidas em paralelo pela equipe.

O circuito esquemático do testador encontra-se no Anexo I, devido a seu tamanho. A placa de circuito impresso, após o posicionamento de todos os 40 componentes e roteamento das trilhas, ficou como a figura abaixo, que exibe as trilhas superiores e inferiores e o desenho dos componentes:

Figura 22: Placa de circuito impresso de um módulo TaT

As placas foram fresadas sob encomenda no INEP (Instituto de Eletrônica de Potencia) da UFSC, e quatro módulos ao todo foram confeccionados até o presente momento. Outros mais estão em vias de serem confeccionados com o auxílio do LabElectron, um laboratório da fundação CERTI (Centros de Referência em Tecnologias Inovadoras) que possui vinculo com a universidade.