Autor Tema: Algunas ideas sobre la Conversión A/D en los PIC's : Voltajes de Referencia  (Leído 5762 veces)

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Vamos a ver si soy capaz de explicarme razonablemente bien sin liarme demasiado ...  :mrgreen:

La conversión Analógica a Digital que es capaz de hacer un PIC consiste en convertir un valor de tensión (voltaje) que conectemos a un PIN, habilitado para ello, en un valor numérico proporcional a dicha tensión que podemos guardar en una variable y ser utilizado por nuestro programa del PIC.

Dicho de otra forma: Si entre un pin del PIC podemos tener una tensión, con respecto a GND, entre 0V y 5V y realizamos una conversión Analógico-Digital de ese pin con una precisión de 8 bits entonces el PIC puede "leer" esa tensión en 256 (2^8=256) valores distintos que nos devuelve como resultado de la lectura, siendo el 0 el correspondiente a los 0V y el 255 el correspondiente a los 5V, y todos los intermedios en "saltos" de 0,019V (5V/256).

Si en lugar de 8 bits estamos utilizando un PIC que tiene una conversor A/D de 10 bits de precisión entonces ese mismo rango de 0V a 5V podemos "leerlo" en 1024 (2^10=1024) valores distintos, siendo el "resultado" 0 el que corresponde a los 0v y el 1023 a los 5V. Cualquier valor intermedio nos devolverá un número equivalente con "saltos" de 0,0049V por valor.

Hemos visto que el mínimo que podemos convertir es 0V o tensión del nivel del Vss (GND) del PIC y 5V o tensión del nivel de alimentación (Vcc) del PIC.

Esto es así si no utilizamos los Voltajes de Referencia, porque si los utilizamos entonces las cosas pueden cambiar a mejor ....

Me explico: Imaginemos un dispositivo analógico que varía su tensión de salida entre 0V y 1V. Si le aplicamos  la conversión A/D como antes con 8 bits de precisión entonces los valores que vamos a obtener son entre 0 y 51 (1*256/5V) con lo que desperdiciamos una parte muy importante del rango posible de conversión, entre 52 y 255 nunca nos va a aparecer como resultado de la misma.

Entonces el truco está en poner a 1V la patilla VRef+ del PIC con lo que la conversión A/D a realizar en lo que haya presente en nuestro pin a leer se va a efectuar en 256 pasos entre GND y VRef+, no entre GND y Vcc como antes, con lo que obtenemos un resultado 5 veces mas preciso: 1V dividido en 256 trocitos con lo que cada número corresponde con 0,0039V.

Y todavía se le puede dar una vuelta de tuerca más a este asunto.

Imaginemos que nuestro dispositivo analógico varía su tensión de salida entre 1V y 2V. Si utilizamos el primer ejemplo que vimos, conversión A/D entre 0V y 5V con 8 bits de precisión, entonces solo obtendremos números entre 51 y 102, perdiendo todos los valores inferiores y superiores a éstos.

Si utilizamos el ejemplo anterior a éste pero colocando el VRef+ a 2V entonces tendremos valores entre 128 y 255 pero ninguno inferior a 128 ya que nuestra tensión analógica no baja de 1V ....

Así que la solución está en utilizar otra patilla del PIC para VRef-, o sea para ponerle la referencia de tensión mínima a partir de la cual vamos a convertir valores, que junto con la VRef+ tenemos el margen o rango de tensiones a convertir a gusto del consumidor.

En este segundo ejemplo pondríamos VRef- a 1V y VRef+ a 2V con lo que tendríamos una conversión de 8 bits en la que el 0 correspondería a los 1V y el 255 a los 2V ...   :P

Todo esto se puede ver en el siguiente diagrama de bloques del conversor A/D de los PIC's de la familia 16F87X que pongo mas abajo:



Un buen ejemplo lo tienes en Temperatura y Luminosidad con un LM35a y una LDR (Conv. AD)

Espero haberme explicado bien.
« Última modificación: 18 de Octubre de 2007, 16:22:16 por RedPic »
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Re: Algunas ideas sobre la Conversión A/D en los PIC's : Voltajes de Referencia
« Respuesta #1 en: 18 de Octubre de 2007, 16:17:44 »
Citar
Espero haberme explicado bien.

Como un libro abierto.

Otra, otra, otra...

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Re: Algunas ideas sobre la Conversión A/D en los PIC's : Voltajes de Referencia
« Respuesta #2 en: 12 de Marzo de 2008, 16:14:31 »
En el caso de que fuera de -2v a 2v de podria utilizar el VRef- con el -2 (o dicho voltaje tiene que ser positivo?) y el 2v con el VRef+

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Re: Algunas ideas sobre la Conversión A/D en los PIC's : Voltajes de Referencia
« Respuesta #3 en: 12 de Marzo de 2008, 17:00:21 »
En el caso de que fuera de -2v a 2v de podria utilizar el VRef- con el -2 (o dicho voltaje tiene que ser positivo?) y el 2v con el VRef+

Si diego me lo permite, el Vref- significa que es el menor de los 2, pero no que sea negativo.

El valor mínimo que puede tomar está en el Electrical Specifications del Datasheet, pero suele ser 0V o similar.

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Re: Algunas ideas sobre la Conversión A/D en los PIC's : Voltajes de Referencia
« Respuesta #4 en: 12 de Marzo de 2008, 17:07:35 »
De todas formas he encontrado esto:

"... 877 AD is capable for negative input measurement with  the same resolution and linearity from -0.5V to +4.5V, without any chip damage, using adx_refboth procedures from janalog.jal library and -Vref=-0.5 V, +Vref=+4.5V . WARNING: exceding -0.6 V on any input will broke out the internal clamping diode ..."

Sin embargo NO LO HE PROBADO, por lo que no se si es verdad o no.

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Re: Algunas ideas sobre la Conversión A/D en los PIC's : Voltajes de Referencia
« Respuesta #5 en: 12 de Marzo de 2008, 17:11:20 »
Con el permiso de Red Pic y con el minimo afan de desviar el tema principal mencionaria lo siguiente:

En ese caso creo se puede utilzar un OPAMP en modo sumador y adicionarle a tu voltaje de entrada 2 volt de tal manera que cuando en tu señal tengas -2volt al pic le llegaran 0 volt y cuando en tu señal tengas 2 volts al pìc le llegaran 4 volt.

Saludos
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Re: Algunas ideas sobre la Conversión A/D en los PIC's : Voltajes de Referencia
« Respuesta #6 en: 12 de Marzo de 2008, 18:59:00 »
He estado mirando con un amplificador operacional como indicas, pero no doy con el esquema, si meto el valor en negativo me da positivo y si lo meto posivo me da negativo. Otro aplifivador operacional meda el valor absoluto de -2 a 0 meda valores de 0 a positivo y con valores de 0 a +2 meda  valores de 0 a + no doy con ningun esquema para hacerlo como dices

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Re: Algunas ideas sobre la Conversión A/D en los PIC's : Voltajes de Referencia
« Respuesta #7 en: 13 de Marzo de 2008, 00:33:44 »
Busca la configuracion de sumador ahora estoy un poco apretado con el tiempo ojala mañana pueda y subo esquema

Saludos
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Re: Algunas ideas sobre la Conversión A/D en los PIC's : Voltajes de Referencia
« Respuesta #8 en: 13 de Marzo de 2008, 10:50:50 »
De todas formas he encontrado esto:

"... 877 AD is capable for negative input measurement with  the same resolution and linearity from -0.5V to +4.5V, without any chip damage, using adx_refboth procedures from janalog.jal library and -Vref=-0.5 V, +Vref=+4.5V . WARNING: exceding -0.6 V on any input will broke out the internal clamping diode ..."

Sin embargo NO LO HE PROBADO, por lo que no se si es verdad o no.

Es factible que sí funcione diego.  No he hecho la prueba pero sí he visto que por ejemplo en los 16F87xA el valor de Vref- puede ser de -0.3V y el menor valor de entrada analógica también de -0.3V .

Al menos es lo que dice el datasheet. 

Este es un punto en que hay que ver el datasheet de cada micro, ya que las similitudes entre micros terminan precisamente en estas cuestiones de límites de voltaje, de rangos de entrada de tensión , de activación de entradas , etc. 

En algunos otros como los 16F883 si mal no recuerdo el Vref- mínimo es Vss, es decír 0V y no -0.3V

Por eso, si un diseño está muy ajustado a estas cuestiones, no siempre es opción 'migrar' a otro micro por más que sea mejor en otras cuestiones (como más memoria, menor costo, oscilador interno, etc). 

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