IDENTIFICAR LOS COMPONENTES DEL SISTEMA DE TRANSMISIÓN

DIGITAL DE UN SOLO CANAL

Se representa mediante un diagrama de bloques el sistema supervisor de la variable

analógica.

La etapa de acondicionamiento de la señal

Con más detalle, en una etapa de acondicionamiento podemos encontrar estas etapas, aunque no todas están siempre presentes:

Amplificación Excitación Filtrado Multiplexado Aislamiento Linealización

Amplificación  Es el tipo más común de acondicionamiento. Para conseguir la mayor precisión posible la señal de entrada debe ser amplificada de modo que su máximo nivel coincida con la máxima tensión que el convertidor pueda leer.

Aislamiento - Otra aplicación habitual en el acondicionamiento de la señal es el aislamiento eléctrico entre el transductor y el ordenador, para proteger al mismo de transitorios de alta tensión que puedan dañarlo. Un motivo adicional para usar aislamiento es el garantizar que las lecturas del convertidor no son afectadas por diferencias en el potencial de masa o por tensiones en modo común.

Cuando el sistema de adquisición y la señal a medir están ambas referidas a masa pueden aparecer problemas si hay una diferencia de potencial entre ambas masas, apareciendo un "bucle de masa", que puede devolver resultados erróneos.

Multiplexado - El multiplexado es la conmutación de las entradas del convertidor, de modo que con un sólo convertidor podemos medir los datos de diferentes canales de entrada. Puesto que el mismo convertidor está midiendo diferentes canales, su frecuencia máxima de conversión será la original dividida por el número de canales muestreados. Se aconseja que los multiplexores se utilicen antes del conversor y después del condicionamiento del señal, ya que de esta manera no molestará a los aislantes que podamos tener.

Filtrado - El fin del filtro es eliminar las señales no deseadas de la señal que estamos observando. Por ejemplo, en las señales cuasi-continuas, (como la temperatura) se usa un filtro de ruido de unos 4 Hz, que eliminará interferencias, incluidos los 50/60 Hz de la red eléctrica.

Las señales alternas, tales como la vibración, necesitan un tipo distinto de filtro, conocido como filtro antialiasing, que es un filtro pasabajo pero con un corte muy brusco, que elimina totalmente las señales de mayor frecuencia que la máxima a medir, ya que se si no se eliminasen aparecerían superpuestas a la señal medida, con el consiguiente error.

Excitación - La etapa de acondicionamiento de señal a veces genera excitación para algunos transductores, como por ejemplos las galgas "extesométricas", "termistores" o "RTD", que necesitan de la misma, bien por su constitución interna, (como el termistor, que es una resistencia variable con la temperatura) o bien por la configuración en que se conectan (como el caso de las galgas, que se suelen montar en un puente de Wheatstone).

Linealización - Muchos transductores, como los termopares, presentan una respuesta no lineal ante cambios lineales en los parámetros que están siendo medidos. Aunque la linealización puede realizarse mediante métodos numéricos en el sistema de adquisición de datos, suele ser una buena idea el hacer esta corrección mediante circuitería externa.

Se obtienen las especificaciones técnicas de los componentes del sistema

Filtro pasa bandaUn filtro paso banda es un tipo de filtro electrónico que deja pasar un determinado rango de frecuencias de una señal y atenúa el paso del resto

Implementación

Un circuito simple de este tipo de filtros es un circuito RLC (resistor, bobina y condensador) en el que se deja pasar la frecuencia de resonancia, que sería la frecuencia central (fc) y las componentes frecuenciales próximas a ésta, en el diagrama hasta f1 y f2. No obstante, bastaría con una simple red resonante LC.

Otra forma de construir un filtro paso banda puede ser usar un filtro paso bajo en serie con un filtro paso alto entre los que hay un rango de frecuencias que ambos dejan pasar. Para ello, es importante tener en cuenta que la frecuencia de corte del paso bajo sea mayor que la del paso alto, a fin de que la respuesta global sea paso banda (esto es, que haya solapamiento entre ambas respuestas en frecuencia).

Un filtro ideal sería el que tiene unas bandas pasante y de corte totalmente planas y unas zonas de transición entre ambas nulas, pero en la práctica esto nunca se consigue, siendo normalmente más parecido al ideal cuando mayor sea el orden del filtro, para medir cuanto de "bueno" es un filtro se puede emplear el denominado factor Q. En filtros de órdenes altos suele aparecer un rizado en las zonas de transición conocido como efecto Gibbs.

Un filtro paso banda más avanzado sería los de frecuencia móvil, en los que se pueden variar algunos parámetros frecuenciales, un ejemplo es el circuito anterior RLC en el que se sustituye el condensador por un diodo varicap o varactor, que actúa como condensador variable y, por lo tanto, puede variar su frecuencia central.

Realmente resulta complicado construir un filtro paso banda ideal (y, en general, filtros de respuesta ideal) en el mundo analógico, esto es, a base de componentes pasivos como inductancias, condensadores o resistores, y activos como operacionales o simples transistores. Sin embargo, si nos trasladamos al procesado digital de señales, resulta sorprendente ver cómo podemos construir respuestas en frecuencia prácticamente ideales, ya que en procesado digital de señal manejamos realmente vectores con valores numéricos (que son señales discretas en el tiempo), en lugar de señales continuas en el tiempo. Todo ello, no obstante, tiene una limitación importante: cuanto mayor precisión se requiera, mayor frecuencia de muestreo necesitaremos, y ello directamente implica un consumo de RAM y CPU superiores. Por ello, al menos con la tecnología de la que hoy día disponemos, resultaría inviable implementar filtros digitales ideales para radiofrecuencia, aunque en procesado de audio digital sí es posible, dado que el rango de frecuencias que ocupa no supera los 20 kHz.

SENSOR ANALOGICO

Lm35El LM35 es un sensor de temperatura con una precisión calibrada de 1ºC. Su rango de medición abarca desde -55°C hasta 150°C. La salida es lineal y cada grado centígrado equivale a 10mV, por lo tanto:

150ºC = 1500mV

-40ºC = -400mV

Características

Sus características más relevantes son:

Está calibrado directamente en grados Celsius.

La tensión de salida es proporcional a la temperatura.

Tiene una precisión garantizada de 0.5°C a 25°C.

Opera entre 4 y 30 voltios de alimentación.

Baja impedancia de salida.

Baja corriente de alimentación (60uA).

Bajo costo.Destacables

El LM35 no requiere de circuitos adicionales para calibrarlo externamente.La baja impedancia de salida, su salida lineal y su precisa calibración hace posible que esté integrado sea instalado fácilmente en un circuito de control.Debido a su baja corriente de alimentación se produce un efecto de auto calentamiento muy reducido.Se encuentra en diferentes tipos de encapsulado, el más común es el TO-92, utilizada por transistores de baja potencia.

MAX232

Circuito integrado MAX232

El MAX232 es un circuito integrado de Maxim que convierte las señales de un puerto serie RS-232 a señales compatibles con

los niveles TTL de circuitos lógicos. El MAX232 sirve como interfaz de transmisión y recepción para las señales RX, TX, CTS y

RTS.

El circuito integrado tiene salidas para manejar niveles de voltaje del RS-232 (aprox. ±  7.5 V) que las produce a partir de un

voltaje de alimentación de + 5 V utilizando multiplicadores de voltaje internamente en el MAX232 con la adición de

condensadores externos. Esto es de mucha utilidad para la implementación de puertos serie RS-232 en dispositivos que

tengan una alimentación simple de + 5 V.

Las entradas de recepción de RS-232 (las cuales pueden llegar a ± 25 V), se convierten al nivel estándar de 5 V de la

lógica TTL. estos receptores tienen un umbral típico de 1.3 V, y una histéresis de 0.5 V.

La versión MAX232A es compatible con la original MAX232, y tiene la mejora de trabajar con mayores velocidades de

transferencia de información (mayor tasa de baudios), lo que reduce el tamaño de los condensadores externos utilizados por el

multiplicador de voltaje, – 0.1 μF en lugar del 1.0 μF usado en el dispositivo original.1

Una versión más nueva de este circuito integrado, el MAX3232 también es compatible con el original, pero opera en un rango

más amplio, de 3 a 5.5 V.2

El MAX232 es compatible con las versiones de otros fabricantes ICL232, ST232, ADM232, HIN232.

Diagrama de conexiones[editar · editar código]

Diagrama de conexiones del MAX232.3

C1+

Conexión positiva del condensador C1 del doblador de voltaje de +5V a +10V.C1-

Conexión negativa del condensador C1 del doblador de voltaje de +5V a +10V.C2+

Conexión positiva del condensador C2 del inversor de voltaje de +10V a -10V.C2-

Conexión negativa del condensador C2 del inversor de voltaje de +10V a -10V.V-

Conexión de salida del voltaje de -10V.V+

Conexión de salida del voltaje de +10V.T1in, T2in,R1out,R2out

Conexiones a niveles de voltaje de TTL o CMOS.T1out, T2out,R1in,R2in

Conexiones a niveles de voltaje del protocolo RS-232.VCC

Alimentación positiva del MAX232GND

Alimentación negativa del MAX232

Niveles de voltajeCuando un circuito integrado MAX232 recibe un nivel TTL lo convierte, cambia un nivel lógico TTL de 0 a un nivel comprendido entre +3 y +15 V, y cambia un nivel lógico TTL 1 a un nivel comprendido entre -3 a -15 V, y viceversa, para convertir niveles de RS232 a TTL.

Tipo de línea RS232 y Nivel lógicoVoltaje RS232

Voltaje TTL hacia o desde el MAX232

Transmisión de datos (Rx/Tx) Nivel lógico 0

+3 V a +15 V

0 V

Transmisión de datos (Rx/Tx) Nivel lógico 1

-3 V a -15 V

5 V

Señales de control (RTS/CTS/DTR/DSR) Nivel lógico 0

-3 V a -15 V

5 V

Señales de control (RTS/CTS/DTR/DSR) Nivel lógico 1

+3 V a +15 V

0 V

El Circuito Integrado ADC0831. Un Conversor Analógico Digital de 8-bits

El ADC0831 es un circuito integrado conocido como conversor analógico a digital de 8- bits (conversor A/D) con salida serial sincrónica. Veamos qué es lo que significa cada uno de estos términos:

• Circuito Integrado (IC) es un circuito con componentes microscópicos implantados sobre la superficie de una pastilla de silicio. Usaremos tres chips en este libro. Cada chip está encapsulado en plástico negro y tiene 8 pines. El encapsulado es para proteger el circuito integrado.• Conversor A/D mide una muestra de tensión analógica y entrega un número binario que la describe.• 8-bits es la cantidad de dígitos binarios que el ADC0831 usa para describir la tensión analógica que muestrea. 8-bits también es la resolución del conversor A/D. Puede contar de 0 a 255 (decimal) usando un número binario de 8-bits.Esto significa que el ADC0831 puede aproximar la tensión que mide a uno de256 niveles. Un conversor con una resolución mayor, como 12-bits, puede descomponer el mismo rango de tensión en 4096 niveles, debido a que puede contar de 0 a 4095 con 12 bits binarios.• Serial y sincrónico. Enviamos dígitos binarios seriales (bits) al BASIC Stamp usando un botón y los bits fueron sincronizados con un segundo botón que se usó para enviar la señal de reloj. El ADC0831 trabaja en forma similar. La diferencia está en que el ADC0831 depende de una señal de reloj emitida por el BASIC Stamp para coordinar el envío de cada bit de salida serial. Abarcada