Para convertir una señal analógica en su equivalente digital, hay que saber las características de la señal y así seleccionar el
ADC (
Convertidor
Analógico
Digital) adecuado, dependiendo de nuestros requerimientos de velocidad, resolución, rango de entrada, etc.
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| ADC Figura-01 |
El propósito de esta entrada es tocar, los conceptos básicos para realizar una simulación en
Proteus ISIS, del
ADC de un
PIC18F452 compilado con
PIC-C CCS que nos pueda servir para cuantificar el voltaje de algún sensor, para nuestros proyectos; y si quieren profundizar en el tema dejo el siguiente material:
- Conversores Análogo-Digital y Digital-Análogo: Conceptos Básicos y Libros de PIC-C CCS y Proteus ISIS para principiantes [MEGA].
- Conversión Análogo-Digital [Wikipedia-es].
- Conversor de señal analógica a digital [Wikipedia-es].
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| PIC18F452 Figura-02. |
Del lote de 8 PIC que cuento para aprender, 4 de ellos son
PIC18F452 muy recomendado por mis profesores en mi vida como universitario, como una versión mejorada del muy utilizado
PIC16F877a, por eso lo uso en la mayoría de mis ejemplo.
Datasheet PIC18F452 [
MEGA].
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| Diagrama del A/D Figura-03. |
El
PIC18F452 posee
8 entradas analógicas como pueden ver en la
figura-02, pero solo pose un modulo
ADC como podemos ver en la
figura-03.
Ejemplo N°1.
Para el ejemplo vamos a medir una señal proveniente de una resistencia variable
figura-04, para esto debemos saber el
Rango de Entrada, el cual es la diferencia del voltaje máximo y minino que puede medir el
PIC18F452.
Rango de entrada = Vmax - Vmin
El
PIC18F452 puede medir tensiones unipolares, de
Vmax igual al
VDD "
Voltaje de alimentación positiva" y
Vmin igual a
VSS "
Voltaje de referencia a tierra", en condiciones normales de alimentación el
Rango de Entrada es de
5.0 V.
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| Ejemplo 1 Figura-04. |
En
PIC-C CCS configuraremos el
PIC18F452 a
4 MHz y el
ADC:
- (1) Solo habilitado la entrada digital A0.
- (2) Seleccionamos el número de Bits N.
- (3) El tiempo de conversión.
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| Configuración ADC Figura-05. |
Con el número de Bits (
N) y el
Rango de Entrada podemos obtener la
Resolución, que es el mínimo voltaje que podemos medir.
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| Simulación 1 Figura-06. |
Ejemplo N°2.
Como mencionamos anteriormente el
PIC18F452 cuenta con
8 entrada analógicas, pero solo un
ADC; en este ejercicio vamos a medir
8 señales como se muestra en la
figura-07.
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| Ejercicio N°2 Figura-07. |
Hay que realizar una conmutación del puerto analógico a usar
figura-03, antes de solicitar la lectura del
ADC, como se hace en el ejercicio anterior
figura-06.
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| Simulación Figura-08. |
Configuramos en
PIC-C CCS el
PIC18F452 a
4 MHz y el
ADC así:
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| Configuración ADC Figura-09. |
Ejemplo N°3.
Si repasamos la
figura-03, vemos que podemos fijar el voltajes
Vref+ y el
Vref- esto cambia el
Rango de Entrada, solo debemos tomar en consideración que
Vref+ debe ser menor al
VDD y
Vref- mayor al
VSS.
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| Diagrama ejemplo 3 Figura-10. |
Configuramos en
PIC-C CCS el
PIC18F452 a
4 MHz y el
ADC así:
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| Configuración ADC Figura-11. |
Y nos ayudaremos con una fuente que genere una señal Sinusoide de amplitud entre crestas de
3 V y un
offset de
2,5 V, es decir que varié entre
(1 – 4) V a una frecuencia muy baja
figura-12.
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| Fuente seno Figura-12. |
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| Simulación Figura-13. |
Importante.
El
ADC del
PIC18F452 posee una etapa de muestreo y retención (
Sample &
Hold)
figura-14 un convertidor de aproximaciones sucesivas de 10 Bits
figura-03 muy utilizado por sus altas velocidades de conversión.
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| Modelo de la entrada analógica Figura-14. |
El mínimo
tiempo desde que se realiza un
muestreo hasta que se obtiene un valor
digital, depende de etapas, configuraciones y condiciones, que en el
datasheet del
PIC18F452 se detallan para así cumplir el teorema de
Nyquist [
Wikipedia-es]; que la frecuencia de muestreo debe ser el doble del ancho de banda de la señal.
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| Tabla de selección del tiempo de conversión Figura-15. |
Como siempre; estos ejemplos están orientados a la simulación con Proteus y así probar el concepto básico; la información de los FUSES esta en el archivo “main.h” de cada uno de los archivos.
Carpetas de los ejercicios [MEGA]
Y para finalizar cualquier duda o corrección usar los comentarios o enlaces de contacto del blog.
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🤔 con que esto tenemos...