INSTITUTO TECNOLOGICO METROPOLITANO
ADQUISICION DE DATOS
TRABAJO PRÁCTICO
INFORME PRÁCTICA 4 CONVERSION ANALOGA DIGITAL POR ADC0808 INTEGRANTES: JULIAN MORALES AGUDELO EDISON LOPEZ MEJIA JHONATAN GOMEZ PANIGUA
MEDELLIN
TABLA DE CONTENIDO
1………………….INTRODUCCION 2...…….………….OBJETIVOS 3……....………….MARCO TEORICO 4…………….........CIRCUITO ESQUEMATICO 5…......................... CALCULOS MATEMATICOS 6…...…..................HOJAS DE DATOS 7….………………BIBLIOGRAFIA
INTRODUCCION
Una conversión analógica-digital (CAD ó ADC) consiste en la trascripción de señales analógicas en señales digitales, con el propósito de facilitar su procesamiento (codificación, compresión, etc.) y hacer la señal resultante (la digital) más inmune al ruido y otras interferencias a las que son más sensibles las señales analógicas. OBJETIVOS:
Inducir al estudiante al diseño y solución de problemas en un sistema de adquisición de datos comprender la interpretar la codificación binaria de un valor y su transformación a un sistema análogo
MARCO TEORICO CONVERTIDOR ADC
El diagrama de bloque puede verse el ADC por aproximaciones sucesivas, que básicamente, está formado por un registro de desplazamiento de n bits controlados por un circuito digital.
El proceso de conversión para este tipo de convertidores se basa en la realización de comparaciones sucesivas de manera descendente o ascendente, hasta que se encuentra la combinación que iguala la tensión entregada por el D/A y la de entrada. Como el arranque parte siempre de cero, el registro de aproximaciones sucesivas, comienza poniendo a 1 el BIT de mas peso (MSB), quedando el resto a cero, o sea, forma el valor 100 (para este ejemplo se utilizarán sólo tres bits), que corresponde a la mitad de la máxima excursión de la tensión de entrad. Este valor es transformado a señal analógica, que a su vez se introduce en el comparador. Si esta señal es mayor que Vi, el comparador bascula dando lugar a una señal que hace que el registro varíe su contenido, sustituyendo el 1 del BIT de más peso por un 0 y colocando en el BIT de peso inmediatamente inferior un 1, quedando inalterado el resto de los bits (010). Por Por el cont contra rari rio o si la seña señall fues fuesee meno menorr que que Vi, Vi, el regi regist stro ro no modi modifi fica ca el BIT BIT de más más peso peso inmediatamente inferior a 1, dejado a 0 el resto de los bits (110).
Tanto en un caso como en otro, se efectúa una nueva conversión D/A y luego se modifica el registro con el mismo criterio. El proceso se repite hasta alcanzar el BIT de menos peso (LSB).
El convertidor ADC0808 Es un componente para la adquisición de datos, este circuito CMOS tiene varios convertidores analógicodigital de 8 bits, un multiplexor de 8 canales y una lógica de control que lo hace compatible con todos los microprocesadores. Para la conversión utiliza el método de aproximaciones sucesivas. Este dispositivo ofrece gran velocidad, gran exactitud, mínima dependencia a la temperatura, excelente repetitibilidad y un consumo mínimo de energía, por lo tanto lo hace un dispositivo ideal en aplicaciones de control y de automotores. Las características del ADC0808 son: Opera radiometricamente, con 5V DC ó con un voltaje de referencia ajustable como span analógico. No requiere ajuste a cero ó a escala completa. Tiempo de acceso de 135 nseg. 8 bits de resolución. Tiempo de conversión de 100 µ seg. Fácil interfase con todos los microprocesadores. Error total de +/- ½ LSB y +/- 1 LSB. Consumo de potencia de 15 mW.
Este tipo de convertidor es el más utilizado cuando se requieren velocidades de conversión entre medias y altas del orden de algunos microsegundos a décimas de microsegundos.
En el ADC0808 el rango total de operación que también recibe la denominación de voltaje de entrada analógico, es dividido por la mitad en 2 partes iguales, el ADC0808 se encarga de revisar si el valor analógico que está presente en la entrada se encuentra dentro de la mitad superior, si la respuesta es afirmativa se generara un “1” lógico y si la respuesta es negativa se generará un “0” lógico. Cuando se presenta el “1” lógico como respuesta, está indicando que el valor analógico se encuentra en la mitad superior del rango de operación, por lo tanto se tiene que desechar la mitad inferior del rango. Mientras se tenga una respuesta igual a “0” lógico, la interpretaremos como que el valor analógico que pretendemos convertir se encuentra dentro del rango inferior de operación, motivo que provocará que la parte superior del rango de operación sea desechada. El eliminar una parte del rango de operación, involucra de forma inherente el empleo del método de aproximaciones sucesivas, en el cual a manera de resumen podemos decir que se va encontrando el valor digitalizado de la señal analógica que se está convirtiendo por medio de la división por la mitad del rango total de operación. La mitad restante se vuelve a dividir en 2 partes iguales y nuevamente se tiene que determinar en cuál de las 2 partes (inferior o superior) se encuentra el valor analógico, lo que obligatoriamente nos arrojará como resultado un “0” lógico o un “1” lógico, por lo que el rango original en cada interacción se va haciendo más pequeño. El número de interacciones o veces en que se divide el rango original, depende del número de bits que posea el convertidor, y como en este caso se cuenta con un total de 8 bits, entonces el proceso de dividir el rango de operación por la mitad y preguntar si el valor analógico se encuentra en principio sobre la mitad superior, se repite un total de 8 veces una por cada bit, y como en cada proceso de dividir por la mitad se genera como respuesta un “1” o un “0” lógicos, estaremos encontrando el correspondiente valor digitalizado del valor analógico. Ya hemos visto que el ADC0808 cuenta con una salida digital de 8 bits, bits, que permite realizar diseños de instrumentos de medición para operar directamente con un microprocesador o con una forma de ejecución totalmente independiente
CIRCUITO ESQUEMATICO
CALCULOS MATEMATICOS Como ya sabemos el LM335 entrega una salida de 10 mV por grados Kelvin, se acondiciona dicha señal para obtener una respuesta respuesta de 10 mV por grado centígrado mediante dos AO 741, obteniendo primero que todo gracias al amplificador diferenciador obtenemos una tensión proporcional a lo 25° ósea 0.25 V esto quiere decir que cuando la T = 100° el Voltaje de salida es 1V ya que 25 es la 4parte de 100, así damos una ganancia de 5 a otro amplificador esta ves como no Inversor para que la tensión de salida sea 5 veces el valor de 0.25 V y hasta el valor en que se encuentre la T
Salid lida 1
Salid lida 2 y En Entrad trada a ADC ADC
0 0,25 0,5 0,75
0 1,25 2,5 3,75
1
5
INTERPRETACION DE LA SALIDA DEL ADC 0808
Salida 1
Salida ida 2 y En Entrada AD ADC
Salid lida De Del AD ADC
0 0,25 0,5 0,75
0 1,25 2,5 3,75
0,0,0,0,0,0,0,0 0,0,1,1,1,1,1,1 1,0,0,0,0,0,0,0 1,0,1,1,1,1,1,1
1
5
1,1,1,1,1,1,1,1
Como Vemos el voltaje en la entrada del ADC varia entre 0V y 5V así para comprobar si la conversión es correcta o se aproxima al dato análogo de entrada Realizamos lo siguiente Pasamos el dato Binario A decimal o al menos lo identificamos, luego como el voltaje máximo de entrada es 5 V entonces multiplicamos el dato por 5, y como el Conversor necesita 255 pasos para determinar el dato dividimos el producto del dato y 5 sobre / 255
Ejemplo 1.0.1.1.1.1.1.1 = 191 (191)5 = 955 955/255 = 3.745V
PARA OBTENER EL VALOR EN GRADOS C° Salida lida 1
Salid lida 2 y Entr ntrada ada ADC
Sali Salida da Del ADC ADC
Grado ados
0 0,25 0,5 0,75
0 1,25 2,5 3,75
0,0,0,0,0,0,0,0 0,0,1,1,1,1,1,1 1,0,0,0,0,0,0,0 1,0,1,1,1,1,1,1
0 25 50 50 75
1
5
1,1,1,1,1,1,1,1
100
Para esto tomamos el valor absoluto del dato de salida y observamos que nuestro rango es de 0 ° a 100°, entonces multiplicamos el dato por 100 que es la escala total y lo dividimos por el número de pasos 255 para realizar la conversión 0.0.1.1.1.1.1.1 = 63
(63)100 = 6300 6300 / 255 = 24.70 Como vemos se aproxima al valor esperado y el porcentaje de error es muy tolerable
