Valor RMS: 2013

Introducción

El objetivo de esta práctica es ensamblar un circuito capaz de realizar la conversión de señales analógicas y digitales, además de realizar el almacenamiento de data en una memoria con la finalidad de lograr su posterior visualización por medio del mismo circuito.

Una vez construido el circuito y mediante la utilización de un osciloscopio colocado en el modo X-Y, se debe apreciar el movimiento de un potenciómetro ubicado en el circuito diseñado, el mismo movimiento debe ser representado de manera similar a las agujas de un reloj (Ver ilustración 1), siendo capaz de realizar el movimiento en sentido horario y anti horario, dependiendo del movimiento del potenciómetro.

Ilustración 1

El osciloscopio, una vez colocado en el modo X-Y y siendo destinados un canal del mismo para el X y otro para el Y, graficara un punto en su pantalla, siendo este el origen de las medidas realizadas por sus puntas. Para ubicar dicho punto en la posición que deseamos, basta con introducir una coordenada en el canal X y otra en el canal Y a manera de señal analógica. Teniendo en cuenta lo mencionado anteriormente, se debe recordar que lo que se desea graficar en una serie de líneas que al cambiarlas, muestren el movimiento del potenciómetro en el osciloscopio de forma similar que las manillas de un reloj. Siendo la línea una sucesión de puntos, debemos suponer que el objetivo se centra en graficar una serie de puntos a una frecuencia tal que el resultado final sea una línea formada por los mismos.

Para llevar todo esto a cabo se requiere almacenar las coordenadas correspondientes a los distintos puntos, en este punto entra en juego la utilización de la memoria. En este caso la memoria utilizada es la EEPROM AT28C64 con una capacidad de almacenamiento de 64K. El almacenamiento de la memoria se realizó de la siguiente forma:

4 bits más significativos del registro	4 bits menos significativos del registro
Coordenada en X	Coordenada en Y

Es totalmente indiferente que bits se destinan a que coordenada, lo importante es que cada registro tenga la mitad de la información destinada a una coordenada y la otra mitad destinada a la otra.

El movimiento del potenciómetro genera una variación del voltaje en la entrada del circuito, esta variación es una señal de información analógica que nos indica la posición del terminal central. Para relacionar dicho movimiento con los datos ubicados en la memoria necesario hace uso de un conversor digital analógico, en este caso el ADC0804, el cual proporciona 8 bits de salida. Los terminales pertenecientes a los bits de salida del conversor, serán conectados a los terminales de dirección de la memoria, con el fin de ubicar los datos o coordenadas deseadas para una posición del potenciómetro en específico.

Como anteriormente se había comentado, para poder apreciar una línea en la pantalla del osciloscopio, se optó por hacer uso de al menos 4 puntos para conformar la línea. Esto implica que estando ubicado el potenciómetro en una posición cualquiera, deben ser leídos cuatro registros de la memoria, cada registro correspondiente a las coordenadas de cada uno de los cuatro puntos, a una frecuencia considerable. Así, se podrán apreciar los cuatro puntos conformando la línea en la pantalla. Esto implica que la memoria debe ser cargada de la siguiente forma:

Número de registro	4 bits más significativos del registro	4 bits menos significativos del registro
1	Primera coordenada en X	Primera coordenada en Y
2	Segunda coordenada en X	Segunda coordenada en Y
3	Tercera coordenada en X	Tercera coordenada en Y
4	Cuarta coordenada en X	Cuarta coordenada en Y

Nótese que para graficar la línea se debe hacer un barrido de cuatro registros y si las salidas del conversor son conectadas a las líneas de dirección de la memoria, se obtendrá solo la data perteneciente a un solo registro, siendo imposible el barrido. Por ello, se sustituyen los dos bits menos significativos pertenecientes a la salida del conversor analógico digital por un contador de cero a tres o de 00b a 11b. De esta forma si el potenciómetro de deja fijo en la posición representada por el conversor como 00000000b, las direcciones de memoria variarán entre 00000000b y 00000011b; obteniendo así el barrido de memoria deseado.

Para finalizar, se debe recordar que las salidas de la memoria, deben ser conectadas a dos arreglos o redes R2R o conversores digital analógico (uno para cada coordenada). A continuación se presenta el esquema del circuito (Ver ilustración 2).

Ilustración 2

Nótese que al no ser necesario el uso de tanta memoria, se puede prescindir de los cinco bits más significativos de las direcciones de la memoria, reduciendo así el espacio de almacenaje. Estos bits, podrían ser conectados si se desea realizar una línea más detallada conformada por una mayor cantidad de puntos, para lo cual también sería necesario aumentar la capacidad del contador para así, aumentar la cobertura del barrido de memoria.

Programación de la memoria

El manejo y programación de3 la memoria EEPROM se realizó mediante el programa “BK Precision” (Ver Ilustración 3), el cual permitió programar la memoria AT28C64. Previo a la carga de datos en la memoria, se realizó una gráfica en papel milimetrado en la cual se dibujaron las 12 posiciones de línea deseadas. El grafico se llevó a cabo simulando que el mismo era la pantalla del osciloscopio, esto ayudaría a relacionar los valores en memoria con las divisiones de la pantalla y la escala en al cual se trabajaría el osciloscopio. Debido a que cada posición utiliza cuatro registros de memoria, los datos fueron distribuidos de la siguiente forma: La capacidad de memoria utilizada es de 256bytes, es por ello que cada posición de línea se repitió por lo menos cuatro veces en memoria.

Ilustración 3

A continuación se pueden observan los datos que fueron introducidos en la memoria y de qué forma fueron ubicados.

Posición de línea	1º Registro	2º Registro	3º Registro	4º Registro	Repetición
0º	88h	A9h	CAh	EBh	Por 4
30º	88h	9Ah	ABh	BDh	Por 4
60º	88h	8Ah	8Ch	8Eh	Por 4
90º	88h	7Ah	6Bh	5Dh	Por 4
120º	88h	69h	5Ah	3Bh	Por 4
150º	88h	68h	48h	28h	Por 4
180º	88h	67h	56h	35h	Por 4
210º	88h	76h	65h	64h	Por 4
240º	88h	86h	84h	82h	Por 4
270º	88h	96h	A4h	B3h	Por 4
300º	88h	A7h	C6h	D5h	Por 4

Simulación del circuito

El software utilizado para la simulación del circuito fue PROTEUS versión V7.8 SP2. Por limitaciones en su librería de componentes, el circuito no pudo ser simulado en su totalidad, faltando así la conexión de la memoria y los arreglos R2R. A continuación se presentan los circuitos pertenecientes al conversor digital analógico (Ver ilustración 3) y el contador (Ver ilustración 4).