ADC - Conversor Analógico - Digital

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Contenido Introducción Conceptos Básicos Resolución y Voltajes de Voltajes de Referencia del ADC El ADC de aproximaciones sucesivas El Mód Módulo ulo ADC de los AVR  Operación Op eración del  del Módulo ADC Selección Sel ección del Canal de Conversión Los Voltajes Voltajes de Referencia Resultad Re sultado o de la Conversión Reloj del ADC y Tiempo de Conversión Interrupción del ADC y Modo Sleep Registros del Módulo ADC ADCSRA ADCSRB ADMUX ADCH y ADCL DIDR0 Práctica: Conversiones Normales

Introducción

Por más que actualmente nuestro alrededor esté repleto por la tecnología digital, sabemos que el mundo no nació así y que hay cosas que tampoco van a cambiar. No podemos cambiar la naturaleza analógica de los fenómenos naturales como la presión, la temperatura, la luminosidad, la electricidad, el magnetismo, etc. El transductor elemental que se utiliza para digitalizar las señales de estos fenómenos es el Conversor  Analógico a Digital, ADC, que convierte una tensión eléctrica en un valor numérico. De algún modo, cualquier otra señal puede llegar a manifestarse eléctricamente, de allí a tensión eléctrica, y la tenemos. Así es como funcionan por ejemplo los sensores de luz, de temperatura (de calor), etc.

Conceptos Básicos Antes de entrar de lleno en la programación del conversor ADC de los AVR vamos a conocer algunos conceptos que nos ayudarán para no perdernos en la teoría. Puedes saltearte este apartado si deseas pero  presiento que en algún momento regresarás

Resolución y Voltajes de Referencia del ADC Un conversor ADC es un circuito que toma valores analógicos de tensión y los convierte en códigos binarios. Los valores que definen los límites de las tensiones a medir se denominan voltajes de referencia y se representan por Vref- (el mínimo) y Vref+ (el máximo). La resolución del conversor queda determinada por la cantidad de bits que representan el resultado de la conversión. Así, se pueden encontrar conversores de 8 bits, de 12 bits, etc. Un ADC de n bits puede representar hasta valores digitales, de modo que a la entrada analógica igual a Vref- le asignará el 0 digital y la entrada igual a Vref+ le asignará el digital. A los otros valores analógicos se les asignará los otros valores digitales distribuidos equidistantemente. Entre Vref- y Vref+ se pueden concebir infinitos valores analógicos, pero con n bits solo se pueden formar  valores discretos diferentes. Por lo tanto habrá valores analógicos que no podrán ser representados con exactitud. La diferencia entre dos valores analógicos correspondientes a dos valores digitales consecutivos se define

como resolución de voltaje de ADC.

Por ejemplo, en un ADC 10 bits con Vref- = 0 V y Vref+ = 5V, la resolución alcanzada será de (5-0)/1023 = 4.88 mV. Significa que el máximo error posible será de 4.88/2 = 2.44 mV. Es poco usual encontrar aplicaciones donde Vref- sea diferente de GND = 0V y donde Vref+ sea diferente de VCC = 5V. En estas condiciones se puede aplicar una regla de tres para deducir que una entrada analógica Vin cualquiera (entre 0 y Vref+) será convertida en un valor numérico que se puede calcular con la siguiente fórmula:

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