UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO

FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

2013-II

CURSO: LABORATORIO SISTEMAS DIGITALES

PROFESOR: INGENIERO GUILLEN

TEMA: SENSOR DE TEMPERATURA

ALUMNOS:

- VARGAS RINCON CARLOS- MERA ANDERSON- CALIXTO ESTRADA JUNIORS- PALMA FLORENTINO KEVIN STEVEN

INTRODUCCIÓN

El tema principal de este proyecto es el convertidor analógico – digital, para nuestro caso el ADC 0804.Esta conversión A/D se basa en un proceso de cuantización en la cual una señal analógica es representada por su equivalente en estados binarios.

Para ello se ha construido un sensor de temperatura que trabaja con el ADC. El sensor utilizado en este proyecto es el LM35, el cual otorga el ADC0804 el valor de la temperatura en el ambiente, el ADC0804 entrega el dato binario de la temperatura correspondiente a los pines un C.I 74ls193 un contador y unido a un comparador 74LS85 el cual va direccionado con un conteo de 74LS90 con un decodificador 74LS47 y display.

SENSOR DE TEMPERATURA

1. OBJETIVOS

OBJETIVOS GENERALES- Comprender el funcionamiento de los sensores de temperatura con el propósito de aplicar

al campo de la ingeniería.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS- Saber aplicar el convertidor ADC0804 en un control de temperatura.- Construcción de un termómetro digital utilizando el sensor LM35.- Comprobar el funcionamiento del sensor LM35.

2. MATERIALES

- 1 integrado ADC0804- 1 sensor de temperatura LM35- 2 contadores 74LS193- 2 comparadores 74LS85- 2 contadores 74LS90- 2 decodificadores 74LS47- 1 timer 555- 2 display ánodo común- 1 op-amp 741- Capacitador electrolítica 1uF/16v- 10 resistencias 220Ω- 2 resistencias 10kΩ- 1 capacitador 150 pF- 1 potenciómetro 10kΩ- 10 LED - Cablecillos flexibles

3. MARCO TEÓRICO

Convertidor analógico/digital ADC0804Estos convertidores de aproximaciones sucesivas son muy utilizados por una relación de velocidad / precio.Disponen de 8 bits de salida con la posibilidad de triestado, lo que facilita su conexión a un micricroprocesador , dado que pueden conectarse a varios en un bus , y elegir solo uno de ellos a la vez por medio de un “1” en uno de sus pines.

El que sea un convertidor A/D de 8 bits en la práctica se traduce en que el valor medido (una tensión de entre 0 y 5 voltios) será un número binario entre 00000000 y 11111111 (en decimal, un número entre 0 y 255). Podemos calcular la resolución del conversor haciendo el cociente:

Es decir que podremos discernir variaciones de unas dos décimas de volt usando este chip.Tiene un tiempo de conversión de 100 microsegundos. Los dispositivos trabajan con una tensión de alimentación de + 5V y disponen de un reloj interno, si bien admiten que se conecte uno externó.

Configuración de los pines:

- Vcc: voltaje positivos de alimentación.- AGND: tierra del sistema analógico.- DGND: tierra del sistema digital.- Vin (+): terminal positiva de voltaje de entrada.- Vin (-): terminal negativa de voltaje de entrada.- DB7-DB0: salidas de la conversión digital, con DB7 el MSB y DB0 el LSB.- CLKin: se usa para la entrada externa de reloj o para una conexión de un capacitador

cuando se usa el reloj interno.- CLKr: salida del reloj cuya frecuencia depende de una resistencia y un condensador

externos.- CS: chip select, esta entrada debe estar en su estado activo en bajo para que las

entradas RD y WR tengan algún efecto.- RD: esta entrada se usa para habilitar los búferes de salidas digitales. Con

Cs=RD=BAJO, los pines de salida digital tendrán niveles lógicos que representan los resultados de la última conversión A/D. Luego la microcomputadora puede leer (buscar) este valor del dato digital en el bus de dato del sistema.

- WR: se aplica un pulso BAJO a esta entrada para señalar el inicio de una nueva conversión.

- INTR: esta señal de salida pasara a ALTO al inicio de una conversión y retornara a BAJO para señalar el fin de la conversión.

- Vref/2: este pin debe ser alimentado con la mitad del rango de voltaje analógico máximo que va a recibir el ADC0804 por el pin Vin(+)-

Características más importantes ADC0804:

Resolución de 8 bits. Tiempo de conversión < 100uS. Habilidad de conexión directa al bus del microprocesador. Entrada de voltaje diferencial. Entrada y salidas compatibles con TTL’s. Generador del reloj dentro del chip.

Divisor de voltaje:

El Vref/2 debe ser igual a 2.5v pues estamos trabajando con un límite de 5v, para esto hacemos un divisor de voltaje R1=0.98k R2=1.5k.

El voltaje de 2.5v se consigue de la resistencia R2.

Generación de la señal del reloj:

El ADC0804 requiere un reloj para funcionar. El reloj puede ser externo, conectado a la terminal CLK IN o puede ser generado por un circuito RC.

Si el reloj se genera con un circuito RC, se utilizan las terminales CLK IN y CLK R conectadas con un circuito RC.La frecuencia del reloj se calcula con:

Sensor de temperatura LM35

El circuito integrado es un sensor de temperatura cuya tensión de salida es linealmente proporcional con la temperatura en la escala Celsius (centígrada). Posee una presión aceptable para la aplicación requerida, no necesita calibración externa, posee solo tres terminales, permite el censado remoto y es el bajo costo.

Factor de escala: 10mV/°C (garantizando entre 9,8 y 10,2mV/°C) Rango de utilización: -55°C<T<150°C Precisión de: -1,5°C No linealidad: -0.5°C

-

OP-AMP LM741

Ganancia del op- Amp Estamos trabajando con un op- amp de configuración no inversor

G= R2R1

+1=10

Funcionamiento del ADC en conversión continúa:

Lo primero es aplicar el voltaje al circuito; como se sabe de acuerdo a la configuración de los pines, existen dos terminales de tierra, una analógica, y una tierra digital ( pin8 y pin 10).Lo segundo es suministrarle un voltaje de referencia, este voltaje se usa para indicarle al conversor A/D el rango de señal de entrada que estará en capacidad de leer , si por ejemplo: le damos al conversor A/D un voltaje de referencia de 2 voltios significa que cuando la señal de entrada alcance a 2 voltios en el bus de datos de salida tendremos el máximo valor del código binario “11111111” y en tierra mínimo “00000000”; En el caso del ADC0804 debemos aplicar en el pin 9 un voltaje igual a Vref/2, o sea la mitad del voltaje de referencia deseado, por tanto en este pin aplicamos 2.5 v , por medio de un divisor de voltaje para tener un rango de 0 a 5b en la conversión.

Las entradas CLK R y CLK IN tienen una configuración por defecto (Oscilador RC), la cual le da la frecuencia de conversión al ADC0804.En WR debemos aplicar un cero para que la conversión de inicio.En INT obtenemos un cero cuando la conversión a finalizado.La terminal RD se usa para indicarle al ADC0804 que el dato en su bus ya ha sido leído.Para que el ADC0804 funcione en conversión continua, debemos conectar el pin WR con el pin INT y RD a tierra, así cada vez que el conversor finalice una conversión, aparecerá un cero en el pin INT, y como esta terminal está conectada con WR, el conversor vera aparecer un cero y dará inicio de conversión de nuevo, este proceso continuara en un bucle infinito.La terminal Rd se conecta a tierra para que la terminal INT regrese a uno después de cada notificación de fin de conversión.

4. CIRCUITO SIMULADO EN PROTEUS

5. OBSERVACIÓN

- Tener cuidado con la configuración del sensor LM35 a la hora de conectar al circuito , debemos guiarnos del datasheet.

- Para que el amplificador LM741 tenga un buen funcionamiento debemos hacer la configuración de las resistencias adecuadamente para poder obtener una ganancia de 10.

- El ADC trabaja con un voltaje de referencia que es indispensables para su funcionamiento en nuestro caso 2.5v.

6. CONCLUSIONES

Para realizar este circuito necesitamos 2 comparadores 74LS85, ya que la función del ADC0804 es dividir el voltaje o entrada analógica en diferentes valores digitales que serán los que se conecten a las entradas del comparador.

El ADC tiene un reloj interno por lo que no es necesario usar un timer para que el convertidor trabaje con pulsaciones y pueda trabajar constantemente.

Fue necesario aplicar los conocimientos adquiridos sobre la configuración del Op- Amp no inversor, el divisor de voltaje el uso del sistema binario sensor de temperatura y el comparador.

7. RECOMENDACIONES

Tener cuidado con las conexiones de las fuente de voltaje. Antes de realizar las conexiones del circuito, revisar cada una de las características

principales de los elementos. Tener cuidado en las comprobaciones de los circuitos ya que se trabaja con

elementos de potencia, que pueden afectar el bienestar de los investigadores.

8. Bibliografía

Reitz, J.R. et al., Fundamentos de la teoría Electromagnética, Addison-Wesley, 4ta edición., 1996.

9. Enlace

http://es.scribd.com/doc/53002505/Informe-Sensores-de-Temperatura http://es.scribd.com/doc/129356992/Informe-Adc#download