Microcontroladores

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Universidad Tecnológica de San Juan del Rio

Fecha de entrega 18-3-2022

Microcontroladores

Profesor Elias Espinosa Ahumada

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Práctica # 6 🡪 Manejo básica entrada analógica

MA03SM-20

Integrantes del Equipo: Luna Nuñez Oscar Daniel

Ortiz Zamora Christian Samuel Guerrero Jaramillo Alan

Trejo Hernández Oswaldo Ivan Flores Sánchez Eduardo Antonio

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Práctica # 6 🡪 Manejo básica entrada analógica

Unidad II. Compilador “C” para microcontroladores.

Introducción: La implementación de señales analógicas nos permite obtener mediante una entrada controlada detención obtener una adquisición de datos y tener una condicionante ya sea para controlar una señal de una salida analógica o el estado de una salida digital por lo que es de suma importancia las condicionantes de debidas.

Una forma de obtener una señal analógica es mediante un potenciómetro la cual al tener una cierta resolución dada por el orbe no nos permite tener 1023 combinaciones ciertamente en una resolución respecto a ellas para tener en cuenta la tensión obtenida por la entrada.

Objetivo: El alumno elaborará aplicaciones de control con microcontroladores utilizando lenguajes C para la instrumentación y control de procesos.

Marco teórico:

Señal analógica 🡪 Se refiere al tipo de señal generada por algún tipo de fenómeno electromagnético; que es representable por una función matemática continua en la que es variable su amplitud y periodo en función del tiempo

Pseudocódigo 🡪 Es una representación algorítmica que utiliza palabras en el idioma conocido que son fáciles de codificar al momento de traducir el algoritmo al lenguaje de programación.

Potenciómetro 🡪 Es un elemento o instrumento eléctrico, el cual permite variar su resistencia al paso de la corriente eléctrica, en función de la posición del cursor.

ADC 🡪 Es un dispositivo que convierte una medición analógica en una medición digital codificada con un número N de bits.

Existen muchas formas de construir un ADC, pero lo importante es entender que en realidad no medimos el valor analógico con todos sus decimales, sino que lo “clasificamos” dentro de 2^N niveles, que definen 2^N-1 intervalos. El ancho de este intervalo medido en mV es la precisión de la señal. Cuanto mayor sea el número de bits, mayor será el número de intervalos, menor será el ancho del intervalo, y por tanto mejor la precisión de la medición.

En el caso de Arduino Uno, Mini Pro, y Mega, las entradas analógicas disponen de 10 bits de resolución, lo que proporciona 1024 niveles digitales, lo que a 5V supone una precisión de la medición de +-2,44mV. Arduino Due tiene una resolución de 12bits, 4096 niveles digitales, lo que supone una precisión de 0,61 mV.

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Referencia de tensión analógica.

El valor de la referencia se cambia con la función AnalogRef, y los valores posibles son: DEFAULT: Valor por defecto, correspondiente con Vcc (5V o 3.3V, según modelos) INTERNAL: Corresponde a 1.1V (en Atmega 168 y 328)

EXTERNAL: Voltaje aplicado de forma externa en el pin Vref (siempre entre 0 y Vcc INTERNAL1V1 y INTERNAL2V56, correspondientes a 1.1V y 2.56V (sólo en Mega)

En el caso de usar la referencia de tensión externa (EXTERNAL), si sabemos con total seguridad que una señal no va a superar de un cierto valor de tensión, por ejemplo 0.7V, podemos proporcionar este valor como referencia a través del Pin Aref. La medición se realizará tomando esta tensión como referencia en lugar de Vcc, por lo que recuperamos toda la precisión relativa.

Desarrollo:

1. Proceda a editar, compilar y probar físicamente el programa Demo P6, considere que debe tener una señal analógica con un rango de variabilidad de 0 volts a 5 volts de DC, lo anterior lo puede conseguir utilizando un divisor de voltaje utilizando un potenciómetro de 5 KΩ o de 10 KΩ, conectando sus terminales extremas una GND y la otra a 5 Volts y la terminal central variable a la entrada analógica seleccionada del Arduino Mega.

Elabore una tabla de lecturas de voltaje de entrada analógica (medidas con un multímetro) y la correspondiente lectura del valor de conversión ADC mostrado en el monitor serial. La tabla comenzará desde 0 volts a hasta 5 volts en incrementos de 0.25 volts.

Material:

1 – Arduino Mega 2560.

1 - Resistencia 320 Ω.

1 – Potenciómetro de 10k Ω. Jumpers o cable para Protoboard. 1 - Multímetro.

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Diagrama electrónico

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Código de Arduino

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Simulación y conexión electrónica en TinkerCad

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Conexión y corrimiento del programa (Físico)

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Comentario

Realizando este demo podemos observar cómo es que se comporta la entrada para una señal analógica, también aprendimos la resolución de la misma puesto que tuvimos que investigar por qué se tenía que moldear la señal para que nos diera un valor de 0 a 1023, fue muy interesante conocer en la digital es negro y no tienen 10 bits de resolución y que por ello tendremos este rango de valores, además trabajar con el potenciómetro fue bastante sencillo puesto que la conexión no requirió demasiado esfuerzo.

Diagrama de flujo[pic 17]

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1. Realice el siguiente Desafío P6-1: Sensor de Temperatura, haciendo uso de un sensor de temperatura LM35 o equivalente obtenga y monitoree (con el monitor serial del IDE-Arduino) la temperatura en grados Celsius de un resistor eléctrico de potencia, al cual usted hará circular una determinada corriente en función de la tensión eléctrica (voltaje) aplicada y el valor de la resistencia óhmica que presenta, deber cuidar de NO rebasar la potencia máxima de disipación del elemento. Confirme sus resultados de temperatura, midiendo la misma con algún termómetro de NO-Contacto, elabore una Tabla con sus lecturas (Tensión eléctrica aplicada al resistor, Corriente Eléctrica a través del resistor, Potencia Eléctrica de disipación Calculada, Temperatura medida en el cuerpo del resistor).

Material:

1 – Arduino Mega 2560.

3 - Resistencia 320 Ω.

1 – Potenciómetro de 10k Ω. 1 – Diodo Led.

1 – Buzzer bocina.

Jumpers o cable para Protoboard.

Diagrama electrónico

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Código de Arduino[pic 22][pic 23]

Simulación y conexión electrónica en TinkerCad

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Conexión y corrimiento del programa (Físico)[pic 27][pic 28][pic 29][pic 30]

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Comentario

La aplicación del LM 35 nos dio una visión un poco más focalizada a lo que realmente podríamos ver en una programación utilizable para alguna empresa puesto que ahora sí estamos viendo algo de utilidad general para las cosas el ir observando el movimiento de la temperatura en base a la que teníamos en los talleres fue muy interesante además de que también pudimos observar que éste reaccionaba de forma muy buena ante la aplicación de calor con las manos de los compañeros. Para lograr observar verla temperatura en datos legibles es decir grados Celsius tuvimos que buscar bastante dentro de la internet para lograr generar la conversión de forma correcta puesto que algunas no funcionaban al 100% y nos llegaban a dar algunas variaciones sin embargo a partir de un tutorial pudimos realizar esta conversión de forma correcta y así lograr visualizar la temperatura en forma legible y entendible para las personas en general.

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