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ESCUELA POLITECNICA NACIONAL

INGENIERIA ELECTRÓNICA, TELECOMUNICACIONES Y REDES DE INFORMACIÓN

LABORATORIO DE SISTEMAS ANALOGICO-DIGITALES

SEMANA DEL MARTES 11 AL LUNES 17 DE MARZO

PRACTICA Nº 4

CONVERTIDOR A/D DE RAMPA SIMPLE

1. OBJETIVO.

Familiarizar al estudiante con el funcionamiento de los convertidores AD de rampa simple.

Familiarizar al estudiante con el funcionamiento de los Timers de la placa Arduino.

Familiarizar al estudiante con el funcionamiento de las Interrupciones utilizables en Arduino.

2. TRABAJO PREPARATORIO.

1. Consultar y realizar un resumen:

a. Características de los Timers de la placa Arduino UNO (o la adquirida por el grupo).

b. Librerías e instrucciones necesarias para el uso de los timers presentes en Arduino (refiriéndose a la placa adquirida por el

grupo) y sus interrupciones.

c. Características de un convertidor de rampa simple (incluir ventajas y desventajas).

d. Cálculo de la pendiente de la rampa.

2. Conteste brevemente:

a. Qué es el pre-escalador de un Timer en un microprocesador? (máximo 5 líneas)

b. Que valores posibles se tienen para el pre-escalador de la placa Arduino adquirida?

3. Implemente el circuito necesario, basándose en las siguientes figuras:

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Funcionamiento del sistema:

* La placa Arduino controla el inicio y final de la conversión, un Timer dará el tiempo de la conversión, los preescaladores darán la precisión

de la conversión.

* La circuitería analógica se encarga de generar la rampa mediante el integrador, invertir la rampa para obtener voltajes positivos y realizar

la comparación que dará la señal de final de la conversión.

* Se visualizará tanto el tiempo de conversión, como el resultado final de la conversión en hyperterminal.

Control Digital

Circuitería Analógica

(Integrador, inversor,

comparador)

Proceso Analógico Visualización

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Circuitería Analógica:

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Explicación del circuito:

El circuito integrador, el inversor y el comparador están implementados con Amplificadores Operacionales (puede usar el que desee,

no necesariamente el Amp. Op. lm741).

Por la entrada negativa del integrador se obtiene el pulso de inicio de conversión dado por un pin de salida del Arduino.

En el integrador se tiene un transistor que funciona como switch digital conectado a un pin de salida del Arduino, este pin manejará el

switch para realizar la conversión o encerar la rampa.

A la salida del comparador se conecta un pin de entrada del Arduino o la circuitería necesaria para regular el voltaje al rango que

aceptan los pines de la placa, el cambio de estado en el comparador da la señal de fin de la conversión y se debe resetear la rampa.

El voltaje de entrada del comparador es el voltaje conocido o de referencia del sistema.

El timer deberá activarse por una interrupción producida por el flanco negativo del pulso que indica el inicio de la conversión y

detenerse con el cambio de estado del comparador, también con una interrupción.

Mediante comunicación serial se enviarán al computador los valores del tiempo de conversión y el resultado de la conversión, estos

valores serán capturados por hypertérminal.

Nota:

Se debe simular cada parte del sistema, ya sea por separado o todo el sistema completo, incluyendo el Arduino, esta simulación debe

estar adjuntada al preparatorio.

4. PARTE PRÁCTICA.

Comprobar el correcto funcionamiento de cada parte de su sistema.

Calcular la pendiente de la rampa utilizando los valores determinados con el osciloscopio, comparar el valor teórico con el práctico.

Elaborar una hoja de datos variando el voltaje de referencia y los pre-escaladores del timer.

5. INFORME.

Realizar el diagrama de flujo del programa que se implementó en la placa Arduino.

Presentar el código del programa claramente comentado (Indicando que función cumple cada bloque de código).

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Comente los resultados obtenidos e indique los posibles cambios realizados en el hardware y software del sistema implementado.

Consulte las diferencias entre un convertidor de Rampa simple con uno de doble Rampa, ventajas y desventajas del uno frente al

otro.

6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.

7. BIBLIOGRAFIA.

8. ANEXOS.

Incluye la hoja de datos obtenidos en la práctica.