Laboratorio N° 15

LABORATORIO N° 15:

Convertidor ADC
en Arduino

OBJETIVOS:

• Identificar señales analógicas y digitales que entran y salen de Arduino.
• Utilizar comandos para escribir y leer señales digitales, y convertirlas en señales analógicas.

SEÑALES ANALÓGICAS EN ARDUINO

Una señal eléctrica analógica es aquella en la que los valores de la tensión o voltaje varían constantemente y pueden tomar cualquier valor. En el caso de la corriente alterna, la señal analógica incrementa su valor con signo eléctrico positivo (+) durante medio ciclo y disminuye a continuación con signo eléctrico negativo (–) en el medio ciclo siguiente.

Un sistema de control (como un microcontrolador) no tiene capacidad alguna para trabajar con señales analógicas, de modo que necesita convertir las señales analógicas en señales digitales para poder trabajar con ellas.

La señal digital obtenida de una analógica tiene dos propiedades fundamentales:

• Valores. Que valor en voltios define 0 y 1. En nuestro caso es tecnología TTL (0 – 5V)
• Resolución analógica: nº de bits que usamos para representar con una notación digital una señal analógica.

En el caso de un arduino Uno, el valor de 0 voltios analógico es expresado en digital como B0000000000 (0) y el valor de 5V analógico es expresado en digital como B1111111111 (1023). Por lo tanto todo valor analógico intermedio es expresado con un valor entre 0 y 1023, es decir, sumo 1 en binario cada 4,883 mV.

Arduino Uno tiene una resolución de 10 bits, es decir, unos valores entre 0 y 1023.

Entradas Analógicas en Arduino

Los microcontroladores de Arduino contienen en la placa un conversor analógico a digital de 6 canales. El conversor tiene una resolución de 10 bits, devolviendo enteros entre 0 y 1023. Los pines analógicos de Arduino también tienen todas las funcionalidades de los pines digitales. Por lo tanto, si necesitamos más pines digitales podemos usar los pines analógicos. La nomenclatura para los pines analógicos es A0, A1, etc…

Salidas Analógicas. PWM

Como hemos dicho Arduino Uno tiene entradas analógicas que gracias a los conversores analógico digital puede entender ese valor el microcontrolador, pero no tiene salidas analógicas puras y para solucionar esto, usa la técnica de PWM.

La modulación por ancho de pulsos (también conocida como PWM, siglas en inglés de pulse-width modulation) de una señal o fuente de energía es una técnica en la que se modifica el ciclo de trabajo de una señal periódica (una senoidal o una cuadrada, por ejemplo), ya sea para transmitir información a través de un canal de comunicaciones o para controlar la cantidad de energía que se envía a una carga.

El ciclo de trabajo de una señal periódica es el ancho relativo de su parte positiva en relación con el período.

VIDEO DEMOSTRATIVO

OBSERVACIONES

-Debemos tener en cuenta que en Arduino los pines analógicos también tienen todas las funcionalidades de los pines digitales. En el caso que necesitamos más salidas digitales podríamos utilizar los pines analógicos A0, A1, A2, hasta el pin A5. 

-Los puertos analógicos y PWM  tienen  tienen la capacidad de hacer lecturas analógicas basadas en la variación de voltaje que entra o sale a estos puertos

-En el experimento se usó un puerto analógico para la lectura del potenciómetro, este con un divisor de voltaje y con una resistencia auxiliar podemos hacer variar el voltaje que cae en la resistencia variable, este voltaje es leído por el puerto A0 de arduino el cual según el código establecido hará una determinada acción en este caso hacer un efecto de dimerizacion pero con un cambio en las salidas digitales asignadas.

CONCLUSIONES

-El microcontrolador atmega328-p que contiene Arduino posee 6 entradas analógicas por las cuales hacer lecturas analógicas resulta ser eficiente por su chip conversor analógico-digital, el uso apropiado de este solo dependerá de un buen código de programación para realizar dicha tarea.

-Se implementó un circuito en el que se varia la resistencia siendo este leído por el micro, tomando el dato para su procesado, en este caso la variación de la resistencia controlará la intensidad luminosa del led y su cambio en una lectura de 520.

-Se observo que Arduino posee un conversor analógico a digital incorporado, el cual devuelve valores enteros en rango de 0 a 1024.


Trabajo Extra:

 Control de velocidad de un motor DC y un Buzzer con la variación de un potenciometro.

En este trabajo vamos a modular la cantidad de energía hacia un motor DC mediante la técnica de modulación por ancho de pulsos (PWM)

Esquema:

Código en Arduino:

Explicación:
Tanto el Buzzer como el motor DC son controlados por un PWM que tiene como dato de entrada la variación de una señal análoga-digital que toma la variación del potenciometro. De esta manera el potenciometro regula el sonido y las revoluciones del motor.

Integrantes:
- Luis Alonso Bayton Coaguila
- Fernando Sejje Yucra
- Alvaro Meza Capcha
- Renzo Torres Umiña