Microchip Tips & Tricks...

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1 ARTICULO TECNICO Microchip Tips & Tricks... Por el Departamento de Ingeniería de EduDevices. PWM Tips & Tricks Continuamos con el uso de los módulos de ECCP y CCP para la generación de señales PWM en las más diversas aplicaciones y también nos introduciremos en soluciones de captura y comparación empleando dichos módulos. También haremos foco en el uso de los comparadores de tensión On Chip que poseen los MCUs de las familias PIC12F y PIC16F en las más diversas aplicaciones que nos harán posible interactuar con el mundo analógico en una forma sencilla y natural. TIP Nº 51 Conversor Analógico / Digital (ADC) de doble rampa. Un circuito para llevar a cabo una conversión A/D "dual-slope" utilizando el módulo CCP se muestra en la Figura Figura 51-1 Esquema de conversión A/D Doble Rampa.

2 Conversiones A/D "Dual-slope" funciona integrando la señal de entrada (VIN) durante un tiempo fijo (T1). La entrada despues se cambia a una referencia negativa (-VREF) y se integra hasta que la salida del integrador sea cero (T2). VIN es una función de VREF y de la relación entre T2 y T1. Figura 51 2 V vs Tiempo. Los componentes de este tipo de conversión son el tiempo fijo y el "timing" del flanco descendente. El módulo CCP puede llevar a cabo ambos componentes por medio del modo "Compare" y "Capture" respectivamente: 1. Configure el módulo CCP en modo "Compare mode, Special Event Trigger". 2. Cambie la entrada analógica al integrador de VREF a VIN. 3. Use el módulo CCP para esperar T1 (T1 elegido basándose en el valor de C). 4. Cuando ocurre la interrupción del CCP, cambie la entrada analogica al regulador de VIN a VREF y reconfigure el módulo en modo "Capture" esperando el flanco descendente. 5. Cuando ocurra la próxima interrupción del CCP, el tiempo capturado por el módulo es T2. 6. Calcule VIN usando la Ecuación Ecuación 51-1

3 Analog Comparators Tips & Tricks. TIP Nº 52 Detección de Batería Baja. Cuando se opera con una batería como suministro de energía, es importante en un circuito ser capaz de determinar cuando la carga de la batería es insuficiente para el funcionamiento normal. Comunmente, esto lo hace un circuito comparador similar al periférico "Programmable Low Voltage Detect"(PVLD). Si el PVLD no está disponible en el microcontrolador, se puede construir un circuito similar usando un comparador y algunos componentes externos.(ver Figura 52-1 y 52-2). El circuito en la Figura 52-1 asume que el microcontrolador está operando desde una fuente de tensión regulada. El circuito en la Figura 52-2 asume que la fuente del microcontrolador no está regulada. Figura Fuente Regulada. El comparador va a disparar cuando el voltaje, VBATT = 5.7V: R1 = 33k, R2 = 10k, R3 = 39k, R4 = 10k, VDD = 5V. En la Figura 52-1, las resistencias R1 y R2 son elegidas para poner la tensión en la entrada no inversora a aproximadamente 25% de Vdd. R3 y R4 son elegidas para setear la tensión de la entrada inversora igual a la no inversora cuando la tensión de la bateria es igual al mínimo de la tensión de operación del sistema.

4 Figura 52-2 Fuente no regulada. El comparador va a disparar cuando VBATT = 3V: R1 = 33k, R2 = 10k y R3 = 470 Ohms. En la Figura 52-2, la resistencia R3 se elije para polarizar el diodo D1 arriba de su tensión de directa cuando Vbatt es igual al mínimo voltaje tolerado por el sistema. Las resistencias R1 y R2 se eligen para fijar la tensión de la entrada inversora igual a la tensión de directa de D1. TIP Nº 53 Código Rápido para detectar cambios. Cuando se usa un comparador para monitorear un sensor, es importante saber cuando ocurre un cambio. Para detectar este cambio en la salida de un comparador, el método tradicional, fue siempre guardar una copia de la salida y comparar periódicamente el valor guardado con el valor actual en la salida para determinar el cambio. Un ejemplo de este tipo de rutinas se muestra a continuación.

5 Esta rutina requiere de 5 instrucciones para cada testeo, 9 instrucciones si se produce un cambio, y 1 posición de RAM para guardar la salida anterior. Un método más rápido para microcontroladores con un comparador es usar un flag de interrupción del comparador para determinar si se produjo un cambio. Esta rutina requiere de 2 instrucciones para cada testeo, 3 instrucciones si se produce algún cambio, y no requiere memoria RAM. Si el "flag" de interrupción no puede ser usado, o si dos comparadores comparten un "flag" de interrupción, un método alternativo que usa la polaridad de salida del comparador puede ser usado. Esta rutina requiere de 2 instrucciones para cada testeo, 5 instrucciones si ocurre algún cambio, y no requiere almacenamiento. TIP Nº 54 Agregandole Histéresis a nuestro comparador. Cuando las tensiones de entrada de un comparador son casi iguales, el ruido externo o el ruido de "switching" desde adentro del microcontrolador pueden causar que la salida del comparador oscile. Para prevenir esto, la salida del comparador es realimentada para formar histéresis (ver Figura 54-1). La Histéresis sube el umbral del comparador cuando la entrada esta por debajo del umbral, y lo baja cuando la entrada esta por encima del umbral.

6 El resultado es que la entrada debe exceder el umbral para causar un cambio en la salida. Si el exceso es mayor que el ruido presente en la entrada, la salida del comparador no va a oscilar. Figura 54 1 Comparador con Histéresis. Para calcular los valores de resistencia requeridos, primero determine los valores de umbral superior e inferior para prevenir oscilaciones (VTH and VTL). Usando VTH y VTL, el umbral promedio se puede calcular usando la siguiente ecuación. Ecuación 54 1 Luego, elija los valores de resistencia que cumplan con la Ecuación 54-2 y calcule la resistencia usando la Ecuación Ecuación 54-2 Ecuación 54-3

7 Luego determine el divisor del realimentador, usando la Ecuación Ecuación 54-4 Finalmente, calcule la resistencia de "feedback" R3 usando la Ecuación Ecuación 54-5 Nota: Una corriente continua va a fluir por R1 y R2. Para limitar la disipación de potencia en R1 y R2 la resistencia de R1 y R2 deben ser por lo menos de 1k. La resistencia total de R1 y R2 debe ser menor de 10K para mantener a R3 pequeña. Grandes valores de R3, 100k-1M, pueden producir tensiones de offset en la entrada no inversora debido a la corriente de polarización del comparador. Ejemplo: A VDD = 5.0V, VH = 3.0V y VL = 2.5V VAVG = 2.77V R = 8.2k y R2 = 10k, nos dá un VAVG = 2.75V REQ = 4.5k DR =.1 R3 = 39k (40.5 calculado) VHACT = 2.98V VLACT = 2.46V Continuará...