Convertidor Análogo-Digital (ADC) & Comunicación Serial

PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA MADRE Y MAESTRA  

FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA Y ELECTROMECÁNICA

Laboratorio de Microprocesadores 1; ST-ITE-324-P[pic 1]

Período 2019-2020-1

Práctica No.4-5

Convertidor Análogo-Digital (ADC) & Comunicación Serial

Presentada por:

Lilibeth Cabrera

20150249

Práctica presentada a:

Prof. Jorge Luna

Fecha de realización:

03/12/2019

Fecha de entrega:

03/12/2019

Santiago, República Dominicana

Objetivos Generales

El objetivo de esta práctica es introducir al estudiante al uso del convertidor análogo digital o ADC. Para aprender el uso del mismo, se pide la implementación de un sistema de lectura de temperatura con un sensor tipo termistor. Además, para la interfaz del mismo, los datos serán transmitidos para su visualización.

Objetivos Especificos

El objetivo de esta practica es que el estudiante cree un circuito capaz de simular un termistor de 10K Vishay NTCLE100E3103JB0, ademas utilizando el ADC debe de crear un codigo capaz de convertir los datos de este en temperatura.

Materiales y Equipos

• Mbed Compiler.
• Protoboard.
• 1 Resistencia variable de 5KΩ.
• Placa de desarrollo STM32 Nucleo-144 con MCU STM32F767ZIT6 (Voltaje de salida entregado por el micro 3.3V del micro, voltaje de salida de los pines 5V).
• 1 resistencias de 5kΩ 1/2W.
• Cable USB.
• Cables de par trenzado UTP.

Marco Teorico

Un temporizador es un aparato con el que podemos regular la conexión ó desconexión de un circuito eléctrico después de que se ha programado un tiempo.  El elemento fundamental del temporizador es un contador binario, encargado de medir los pulsos suministrados por algún circuito oscilador, con una base de tiempo estable y conocida. El tiempo es determinado por una actividad o proceso que se necesite controlar.

Se diferencía del relé, en que los contactos del temporizador no cambian de posición instantáneamente. Podemos clasificar los temporizadores en:

De conexión: el temporizador recibe tensión y mide un tiempo hasta que libera los contactos

De desconexión: cuando el temporizador deja de recibir tensión al cabo de un tiempo, libera los contactos

Hay diversos tipos de temporizadores desde los que son usados en el hogar para cocinar, hasta los que son usados en la automatización de procesos de industriales, tienen diferentes clases de componentes que tienen como fin la misma función, pero cada uno sirve para algún proceso en específico:

Temporizador térmico que actúa por calentamiento de una lámina bimetálica, el tiempo se determina por la curva que adquiere la lámina.

Temporizador neumático, está basado en la acción de un fuelle que se comprime al ser accionado por un electroimán. El fuelle ocupa su posición que lentamente, ya que el aire entra por un pequeño orificio, al variar el tamaño del orificio cambia el tiempo de recuperación y por consecuencia la temporización.

Temporizador  electrónico, el principi oes la descarga de un condensador mediante una resistencia. Por lo general se emplean ccondensadores electrolíticos.

Temporizador magnético, se obtiene ensartando en el núcleo magnético, un tuvo de cobre.

Un ADC (Conversor analógico digital) es un sistema que transforma señales analógicas en señales digitales. Aunque no lo creas estamos rodeados de ellos, en casi cualquier circuito o aparato que interactúe con el medio hay un conversor analógico digital. (Conversor analógico a digital - ADC)

Conversión analógica-digital consiste básicamente en realizar de forma periódica medidas de la amplitud y registrarlos como números enteros en cualquier tipo de memoria o soporte. (Conversión Analógica Digital)

El funcionamiento de la conversión analógico - digital estriba en que la información analógica no es directamente manipulable, ni procesable, mediante sistemas digitales o a través de un ordenador, pero si lo son las señales digitales que pueden almacenarse indefinidamente, y pueden incluso reproducir la señal analógica sin error apreciable. Como ejemplo más destacable en la actualidad, es la técnica de Grabación digital, donde la señal analógica que es la voz, en un proceso previo, será sometida a muestreo y transformada en lenguaje binario. Los unos y ceros que se obtienen en esta acción serán los que, posteriormente, se grabarán sobre un Disco compacto (CD) esto gracias a la tecnología láser, podrán ser reproducidos con una calidad de sonido increíblemente igual a la original. (Conversión Analógica Digital)

Piénsalo de esta manera, si un circuito interactúa con el medio, es porque usa transductores, sensores, para poder «leer» una magnitud física. La mayoría de los sensores que encontramos en el mundo real son analógicos, es decir, modifican algún parámetro constructivo en función de la magnitud física que tratemos de medir. Por ejemplo, un sensor de temperatura como lo es la PT100, modifica su valor de resistencia en función de la temperatura a la que se ve sometida., tal y como se observa en su curva de calibración. (Conversor analógico digital - ADC).

Procedimiento

Para la siguiente practica, se debera armar un circuito divisor de voltaje conformado por una Resistencia variable de 5kohms y una Resistencia de 10kohms como se muestra en la siguiente figura:

[pic 2]

En este caso de debe usar Vref 3.3 V y la resistencia variable que emula el termistor será de 5 KΩ.

Para convertir el voltaje que representa la Resistencia a un formato digital, se debe de usar el ADC que trae el STM32, ademas, el ADC debe de estar en modo simple.

Utilizando el valor obtenido por el ADC se debe realizar un programa para emular un terminal serial en la computadora. Este deber de enviar una actualización cada 1 seg sobre el estado del Sistema, ademas este debe transmitir en formato ASII: la conversion a voltaje, la lectura actual del ADC, la conversión a resistencia del termistor y el valor de la temperatura leída.

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