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Joaquín Padilla Botella
hace 6 años
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Una controlador de detección de error y "restart" puede ser creado combinando el Tip #108 y el Tip #109.

1 ARTICULO TECNICO Microchip Tips & Tricks... Por el Departamento de Ingeniería de EduDevices. Soluciones y Diseños de Fuentes Inteligentes Tip 107 Detección de error y reinciacilización de un controlador. Una controlador de detección de error y "restart" puede ser creado combinando el Tip #108 y el Tip #109. El controlador usa el ADC del microcontrolador para llevar a cabo las mediciones de tensión y corriente. La tensión de entrada, corriente de entrada, tensión de salida, corriente de salida, temperatura y más pueden ser medidos usando el conversor A/D. Los comparadores "onboards" son usados para monitorear señales rápidas, como la corriente de salida, asegurando que no excedan un nivel máximo permitido. Muchos MCUs PIC tienen referencias programables internas para el comparador, que simplifican el circuito. Figura 107-1: Diagrama en Bloque Usando un controlador MCU PIC permite un nivel mayor de inteligencia en el monitoreo del sistema.

2 En vez de que un sólo evento cause un "shutdown", pueden ser varios los que lo hagan. Un cierto numero de eventos en un cierto tiempo o posiblemente una secuencia de eventos pueden ser responsables de un "shutdown". Los MCU PIC tienen la habilidad de volver a arrancar la fuente de alimentación basados en un evento de "shutdown". Algunos eventos (como sobrecorriente) pueden solicitar un "restart" inmediato, mientras que otros eventos (como la sobretemperatura) puede requerir de un retraso antes de realizar el "restart", quizá monitoreando otros parámetros o usando esos para determinar cuando realizar el "restart". También es posible crear este tipo de controlador de detección de error y "restart" con varios de los tips listados en esta guía. Tip 108 Máquina de Estados por Software de Datos Indexados. Una máquina de estados puede ser usada para simplificar una tarea dividiendo la tarea en segmentos más pequeños. Basado en la variable de estado, la tarea llevada a cabo o la data usada por la máquina de estado puede ser cambiada. Hay tres tipos básicos de máquinas de estado: "data-indexed", "execution indexed" y un híbrido de las dos. Este tip se va a focalizar en la maquina de estado "data-indexed". Esta máquina de estado es ideal para el monitoreo de múltiples entradas analógicas con el conversor A/D. Las variables de estado en estas máquinas de estado determinan en que dato se está actuando. En este caso, las tareas de cambiar el canal del ADC, guardar el valor de corriente y comenzar una nueva conversión son siempre las mismas. Un diagrama de flujo simple para una máquina de estado "data-indexed" se muestra en la Figura

3 Figura Diagrama de Flujo de la máquina de estados por Software de datos indexados. Como se muestra en la Figura 108-1, un arreglo constante (CONSTANT[i]) puede ser creado para guardar los valores que deben ser cargados en el registro de control del ADC para cambiar el canal del ADC. Además, un arreglo de datos (ADCDATA[i]) puede ser usado para guardar los resultados de la conversión ADC. Finalmente, la siguiente conversión comienza y la lógica requerida para incrementar y ligar la variable de estado es ejecutada. Este ejemplo en particular usa la interrupción del ADC para señalizar cuando la conversión ha sido completada, y va a intentar tomar las mediciones lo más rápido posible. Se puede crea una subrutina para llevar a cabo la misma tarea, permitiendo al usuario llamar a la subrutina cuando sea necesario. Se brinda software de ejemplo usando el PIC16F676 y RS-232 para monitorear varios canales del ADC.

4 Tip 109 Máquina de Estados por Software de Ejecución Indexada. Otro tipo de comun de máquinas de estado es la "execution-indexed". Este tipo usa una variable de estado para determinar lo que está siendo ejecutado. En lenguaje C, puede ser pensado como una estructura "switch" como se muestra en el Ejemplo Ejemplo 109-1: Ejemplo Usando Switch Cada vez que el software corre por el loop, la acción llevada a cabo por la máquina de estados cambia con el valor de la variable de estado. Permitiendo a la máquina de estado controlar su propia variable de estado, agregar memoria, o historia, debido a que el estado actual va a estar basado en los estados anteriores. El microcontrolador es capaz de tomar decisiones basadas en entradas y datos anteriores. En assembler, una máquina de estados "execution indexed" puede ser implementada usando una "jump table". Ejemplo 19-2: Ejemplo Usando Jump Table

5 En el Ejemplo 109-2, el loop del programa va a saltar al GOTO basado en la variable de estado. El GOTO va a mandar al programa a la rama adecuada. Se debe tener cuidado en asegurar que la variable no va a ser más extensa que lo que debe. Por ejemplo, seis estados (000 al 101) requieren de una variable de estado de tres bits. Puede que la variable de estado se setee en un valor de un estado indefinido (110 al 111), y el comportamiento del programa se vuelve impredecible. Para evitar este problema incluya: Un "mask off" de cualquier bit no usado por la variable. En el ejemplo de arriba, ANDLW b' ' va a asegurar que solo los 3 bits menos significativos contengan el valor. Agregue casos extras para asegurar que siempre haya un "jump" conocido. Por ejemplo en este caso, dos estados extras deben ser agregados y usados como estados de error o "reset". Tip 110 Compensación de Sensores en forma Digital. Muchos sensores y referencias tienden a desviarse con la temperatura. Por ejemplo, el MCP9700 especifíca que el valor típico es ± 0.5ºC y el máximo error es ± 4ºC. Figura Precisíon del MCP9700.

6 La Figura110-1 muestra la precisión de unas 100 muestras de los sensores de temperatura MCP9700. A pesar que el error del sensor es alineal, un microcontrolador PIC puede ser usado para compensar la lectura del sensor. Se pueden ajustar polinomios al error promedio del sensor. Cada vez que se recibe la lectura de la temperatura, el MCU PIC puede usar el resultado medido y los polinomios de compensación de error para determinar cual es la verdadera temperatura. Figura Promedio de la precisión luego de la compensación Digital. La Figura muestra el promedio de precisión para las 100 muestra de los sensores de temperatura MCP9700 después de la compensación. El error promedio fue reducido dentro de todo el rango de temperaturas. También es posible compensar para los errores de las referencias de tensión usando este método. Para mayor información de cómo compensar un sensor digital de temperatura refiérase a: AN1001, IC Temperature Sensor Accuracy Compensation with a PIC Microcontroller (DS01001).

7 Tip 111 Utilizando el monitoreo de tensión para crear una función de Auto Calibración. Un microcontrolador PIC puede ser usado para crear una fuente de alimentación "switching" controlada por un loop PID (como se mencionó en el Tip #106). Este tipo de fuentes de alimentación sensa su salida digitalmente, compara esa tensión con la de referencia deseada y modifica el "duty cycle" según corresponda. Sin calibración, es sensible a las tolerancias de los componentes. Figura Circuito Típico de una salida de una fuente de alimentación. La etapa de salida de muchas fuentes de alimentación es similar a la Figura R1 y Rr son usadas para fijar la proporción de tensión que es sensada comparada con la de referencia. Un simple método de calibrar este tipo de fuentes de alimentación se detalla a continuación: 1. Suministre una referencia de tensión conocida a la salida de la fuente. 2. Ubique la fuente en modo de "Calibration" y permita sensar esa referencia de tensión. Brindando a la fuente con la tensión de salida que debe producir, puede sensar luego la tensión en el divisor resistivo y guarde el valor sensado. Sin importar la tolerancia de las resistencias, el valor sensado va a corresponder al valor correcto de la salida para esa fuente particular. Además, esta disposición puede ser combinada con el Tip #110 para calibrar a diferentes temperaturas. También puede usarse para crear una fuente de alimentación programable cambiando la referencia suministrada y el divisor resistivo para un "feedback" de tensión.

8 Continuará...

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