ESCUELA MILITAR DE INGENIERIA Mcal. Antonio Jos de Sucre
LA PAZ - BOLIVIA
INDICE31. OBJETIVO
32. MATERIALES
33. FUNDAMENTO TEORICO
43.1. CIRCUITO CONVERSOR ANALGICO DIGITAL
53.2. CONVERSIN DA CON PWM
64. PROCEDIMIENTO
105. OBSERVACIONES
126. CONCLUSIONES
127. REFERENCIAS
CONVERSOR DIGITAL - ANALOGO 1. OBJETIVOVerificar el
funcionamiento de un conversor Digital Analgico (DAC) por medio de
la interfaz arduino-labview.2. MATERIALES
Arduino uno. Resistencia 1.5k ohm Capacitor de 100 uf.
Potencimetro de 100k ohm Fuente.
Osciloscopio.3. FUNDAMENTO TEORICOUn conversor, (o convertidor)
analgico-digital (CAD), (o tambin ADC del ingls "Analog-to-Digital
Converter") es un dispositivo electrnico capaz de convertir una
entrada analgica de voltaje en un valor binario, Se utiliza en
equipos electrnicos como computadora, grabadores de sonido y de
vdeo, y equipos de telecomunicaciones. La seal analgica, que vara
de forma continua en el tiempo, se conecta a la entrada del
dispositivo y se somete a un muestreo a una velocidad fija,
obtenindose as una seal digital a la salida del mismo.
La salida de los sensores, que permiten al equipo electrnico
interaccionar con el entorno, es normalmente una seal analgica,
continua en el tiempo. En consecuencia, esta informacin debe
convertirse a binaria (cada dato analgico decimal codificado a una
palabra formada por unos y ceros) con el fin de adaptarla a los
circuitos procesadores y de presentacin. Un convertidor
analgico-digital (CAD) es un circuito electrnico integrado cuya
salida es la palabra digital resultado de convertir la seal
analgica de entrada.
La conversin a digital se realiza en dos fases: cuantificacin y
codificacin. Durante la primera se muestrea la entrada y a cada
valor analgico obtenido se asigna un valor o estado, que depende
del nmero de bits del CAD. El valor cuantificado se codifica en
binario en una palabra digital, cuyo nmero de bits depende de las
lneas de salida del CAD.
Estos dos procesos determinan el diseo del circuito integrado
(arduino uno).
En la prctica, el proceso de conversin est sujeto a numerosas
limitaciones resultado de los procesos de fabricacin. Las ms
relevantes son el tiempo de conversin y la finitud del nmero de
estados de salida. La conversin involucra un tiempo y, en
consecuencia, supone una incertidumbre que limita la velocidad
mxima de la entrada. Los valores discretos del proceso de
cuantificacin llevan consigo un error y una limitacin de resolucin
del circuito. La eleccin del CAD en un diseo electrnico depender de
la adaptacin de sus rasgos a los requerimientos de la
aplicacin.3.1. CIRCUITO CONVERSOR ANALGICO DIGITALEste circuito
esta diseado para 4 bits es cual tambin se utilizara para mostrar
la seal graficada:
Circuito simulado:
El cual nos mostrara:
3.2. CONVERSIN DA CON PWMLa conversin digital anlogo, con PWM,
consiste en tomar la seal modulada por un ancho de pulso y realizar
la demodulacin por medio de un filtro pasa bajas. Este filtro debe
tener como frecuencia de corte un valor mucho menor a la frecuencia
de muestreo en una proporcin cercana a 10 veces, dado que su
objetivo es eliminar la frecuencia de muestreo. El clculo de la
frecuencia de corte est regido por la frmula:
Ec:
Cuyo circuito de la salida de ancho de pulso seria:
4. PROCEDIMIENTO
Con la interfaz de arduino-labview armamos los siguientes
bloques:
Donde:
Se lee los puertos estos se analizan segn se mostraran o
efectuaran operaciones para el muestreo de las seales, o envi de
datos mediante PWM, con la respectiva interfaz grfica.
Para lo cual se debe armar el filtro pasa bajos:
Estos valores se calculan por
La frmula:
Donde:
Fm=100Hz
Fc=10Hz (por la teora)
C=10uF
Reemplazando en la formula se tendr:
R=1/(2*pi*C*Fc)
R=1.5 K ohm
(Aproximadamente valor comercial)
Donde se podr ver la seal:
Debido a la sensibilidad del arduino a los voltajes negativos,
es necesario usar un circuito que pueda digitalizar los datos, y
posteriormente transformarlos mediante en circuito DAC que nos
permita hacer esto.El circuito propuesto es el siguiente:
En el osciloscopio:
5. OBSERVACIONES
En el laboratorio de la conversin analgica a digital y digital
analgica se pudieron apreciar los siguientes puntos:
Se arm el circuito como en la simulacin:
Se arm el circuito teniendo las siguientes etapas:
Primero veremos el circuito del reloj:
Se usaron los valores de 240 ohm un capacitor cermico de 1uF y
un potencimetro para graduar desde 1-50 Hz para establecer la
frecuencia de muestreo para el ADC.
ADC
El cual nos muestra mediante un diodo solo entrara voltaje
positivo para tomar muestras en el adc y llevarlo a binario.
DAC
En el cual mediante un amplificador operacional formara la seal
analgica para que se visualizara en el osciloscopio.SENAL EN EL
OSCILOSCOPIO 6. CONCLUSIONES Se obtuvo el muestreo de la seal
analgica, a datos binarios posteriormente se ingresaron al
integrado DAC0808 en el cual se pudo visualizar la seal
reconstruida. Debe tenerse cuidado con los bits de muestreo pues
estos afectan a la calidad de la seal.
La frecuencia de muestreo es muy importante ya que si esta es
mucho mayor mas se acercara a la seal original.
La frecuencia de adc mxima en el circuito era de 50 Hz
aproximadamente lo que hizo que la funcin no sea muy bien
muestreada debido que se aumentaba la frecuencia de la seal.7.
REFERENCIAS Thomas, Simulation of Industrial Processes for Control
Engineers
Sistemas de control de Ogata.
http://digital.ni.com/public.nsf/allkb/677A0D3EF79BDA8D8625786F0080969D
https://decibel.ni.com/content/docs/DOC-39686
https://www.youtube.com/watch?v=jv60IYvrFuU
NOMBRE: Oscar Ramirez Guachalla.
CODIGO:A12264-5 CI: 8320698 LP.
ASIGNATURA:Sistemas de control II.
TEMA:DAC.
DOCENTE:Ricardo Ivn Gottret Ros
CURSO:4to Ao.
SEM. ACADEMICO:8 Semestre Electrnica
FECHA:Lunes 9 de marzo del 2015.
EMBED Visio.Drawing.11
DAC
ADC
DAC
ADC
RELOJ
12
_1486070443.vsd
741
741
100 K
100 K
2
3
4
7
2
3
4
7
100 K
100 K
20 K
40 K
80 K
10 K
CONTADOR 4 bits
+12
+12
-12
-12
Vout
