ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DEL LITORAL SEMINARIO DE GRADUACIÓN ‘’ MICROCONTROLADORES AVANZADOS”
PROYECTO DE GRADUACION “MEDIDOR LC UTILIZANDO PANTALLA LCD 2X16 PARA VISUALIZACIÓN CON PROGRAMA EMBEBIDO EN UN MICROCONTROLADOR” Int!"#nt
%$Adrián Arroyo Z. Héctor Cabrera U.
M'(')" LC *Int")'-..(/n+
El edidor !C" coo #$ nobre lo indica e# $n di#%o#iti&o e%leado en la electr'nica %ara edir la ca%acitancia" e# decir la ca%acidad de alacenar ener()a en *ora de car(a eléctrica" c$ya $nidad de edida #on lo# &#"#'()$ *&+ y la ind$ctancia o ca%acidad de alacenar ener()a en *ora de ca%o a(nético de co%onente# %a#i&o# y c$ya $nidad de edida #on lo# ,n"()$ *,+
M'(')" LC *Int")'-..(/n+
N$e#tro %royecto con#i#te en+ , $n icrocontrolador a&an-ado /01234 %ara la edici'n de lo# &alore# de ca%acitancia e ind$ctancia de eleento# %a#i&o#" 5a#ta $n ran(o de 6"6 0 en ca%acitancia y 24 H en ind$ctancia , $n circ$ito o#cilador ba#ado en $n o#cilador ti%o tan7$e y c$ya #alida e#tá deterinada %or el circ$ito co%arador de ba8o &olta8e !M6. , Adicional a e#to %ara ca%acitancia# de alto &alor %or encia de 90 de ca%acitancia teneo# $n circ$ito o#cilador a#table ba#ado en el conocido circ$ito :222 7$e no e# otra co#a 7$e el 222 te%ori-ador %ero ba#ado en tecnolo()a CMOS %ara $na e8or re#%$e#ta ante &olta8e# de entrada de ba8a corriente.
M'(')" LC *D(#!"#0# ' )3-$+ O#cilador O#cilador !M6 !M6
;Controlador ;Controlador
O#cilador O#cilador :222 :222
M'(')" LC .)n 4C *P"(n.(5()+
El &erdadero cora-'n del %royecto e#tá ba#ado en $n edidor de *rec$encia =*rec$enc)etro> ?C'o $n edidor de *rec$encia %$ede edir ca%acitancia o ind$ctancia@ Un .(".-(t) t#n3-" e# decir $n o#cilador !C acti&ado %or $n co%arador !M6" el c$al %rod$ce $na *rec$encia e#table corre#%ondiente a $n &alor de ca%acitancia =C> e ind$ctancia =!>
M'(')" LC .)n 4C *P"(n.(5()+
E#to# o#cilan con $na *rec$encia de f =
1 2*Π *
C * L
Al %oner $n ca%acitor en %aralelo a C o $na bobina en #erie a ! a e#te circ$ito tan7$e" #e odica la *rec$encia de re#onancia del circ$itoB e#te cabio e# detectado %or el icro controlador 7$e ediante *'r$la# e#tablecida# calc$la el &alor del ca%acitor o ind$ctancia re#%on#able# del cabio de *rec$encia
A!)"(t0) ' Otn.()n ' &".-n.(#
&oid obtener*re7=> R$tina de te%ori-acion de #e($ndo 7$e cada &e- 7$e #e de#borda el *reclo a$enta en $no *rec5i(5 F *re7clo(ettier=>B obteneo# el &alor del MR *re7aJe63=*re7c5i(5"*re7clo>B *re73*re7B *rec**re7B *rec*3*rec*B *rec**rec*444B F
M'(')" LC .)n 4C *P"(n.(5()+
A5ora bien" e#to *$nciona %er*ectaente 5a#ta cierto ran(o" l$e(o del c$al el circ$ito de8a de o#cilar. E#to no# %erite edir ca%acitancia# 5a#ta lo# 34 n0 o ind$ctancia# 5a#ta lo# 24 H" l$e(o de e#to el circ$ito con$ta a$toáticaente al #e($ndo étodo de edici'n+ el o#cilador NE222 7$e controla %riero %or *rec$encia y l$e(o %or tie%o de %$l#o en alto
E )$.(#')"
Una &e- con$tado" el n$e&o circ$ito de o#cilaci'n e#tá (obernado %or la car(a y de#car(a del ca%acitor. !a n$e&a *'r$la de *rec$encia e#tá dada %or+
f =
1.44 ( Ra + Rb ) * C
donde el *actor "11=RaKRb> #e %$ede ree%la-ar %or L dado 7$e e# $na con#tante con lo c$al f =
K C
E )$.(#')" .)0) 0'(')" ' 5"7)')
!a tercera %arte y nal de n$e#tro edidor a$toran(o e# la edici'n %or tie%o en alto del o#cilador 222" e#te tie%o e# lineal y directaente %ro%orcional a la ca%acitancia del ca%acitor.
D(#!"#0# ' 8-9) ' 5")!"#0#
L# .#5#.('#' ' #-t).#("#.(/n
A5ora" ?c'o %odeo# (aranti-ar eactit$d en la# edicione#@ E#to lo lo(rao# con la ca%acidad de a$tocalibraci'n del circ$ito. E#to #e lo(ra ediante el tr$co de %oner en %aralelo $n ca%acitor de alta P" e# decir" c$ya edici'n &ar)e %or deba8o del 3Q" en e#te ca#o $n ca%acitor de 444%0 de lti%le# &$elta# ylar. De e#ta anera lo(rao# ($ardar do# *rec$encia# con la# 7$e %odeo# de#%e8ar lo# &alore# de ! y C del circ$ito tan7$e
R-t(n# ' #-t).#("#.(/n
&oid calibrando=> lcd%$tc=T*>B lcd%$tc= calibrando 6>B delay#=44>B obtener*re7=>B *recal*re7B *recal*recal444B o$t%$tbit=B delay#=44>B obtener*re7=>B *recal3*re7B *recal3*recal3444B *recal*recalV*recalB *recal3*recal3V*recal3B o$t%$tbit=B ca%cal=ca%acitorV*recal3>=*recal,*recal3>B ind$cal=Jca%acitor>V===*recal3>>,==*recal>>>B F
L# .#5#.('#' ' #-t).#("#.(/n
!a %arte de a$tocalibraci'n del circ$ito edidor de tie%o en alto #e lo(ra al $tili-ar el *rec$enc)etro %ara calc$lar la *rec$encia de o#cilador de LH- 7$e al de%ender de $n 222 %$ede &ariar. De e#ta anera #e (aranti-a %er)odo# de conteo de tie%o %reci#o#
C)n.-$()n$
Obt$&io# $n ca%ac)etro de alta# %re#tacione# con edicione# cercana# a lo# odelo# coerciale# de alto co#to" y e8orao# el odelo de %r$eba de !M6 en ran(o y %reci#i'n =del 2Q> El ind$ct)etro con#tr$ido e# de $n ran(o con#iderableente b$eno" ya 7$e e# di*)cil" al eno# en n$e#tro edio" con#e($ir $n a%arato de e#to# y #$ %reci#i'n e# $y b$ena dentro del K ,2Q El %roce#o de a$tocalibraci'n interna e8ora notableente la# edicione# de ba8a# ca%acitancia# e ind$ctancia# (racia# a lo# cálc$lo# de %$nto Wotante# reali-ado# %or el
C)n.-$()n$
E# %o#ible edir con e#te circ$ito ca%acitancia# del orden de lo# 0aradio# a# el tie%o 7$e toar)a edir la# i#a# no e# %ráctico %$e# 5ablar)ao# del orden de 5ora#" %or e#o #e concl$y' liitarlo a edir 5a#ta el orden de lo# ile# de icro*aradio# !o# ran(o# de edici'n deniti&o# *$eron+ ca%acitancia de#de %0 =eno# de e#to no e# %ráctico> 5a#ta 6644 $* a$torran(o K, 2Q error El ran(o de edici'n de ind$ctancia e# de 4"4 $H 5a#ta 1X"XX H a$torran(o K,2Q error !a con$taci'n de a$torran(o e# a$toática entre lo# odo# de o#cilaci'n !M6 y :222 %ara ca%acitore# y #olaente de !M6 %ara ind$ctore#.
R.)0n'#.()n$
E# %o#ible e8orar an á# la ca%acidad y %reci#i'n del circ$ito" lo(rando e#to con ca%acitore# de e8or calidad e ind$ctancia# de ayor %reci#i'n" a#) coo $tili-ando re#i#tencia# de tolerancia 4.2 al Q
R.)0n'#.()n$
El re($lador de &olta8e !M:/42 debe #er $#ado %ara %rote(er la %antalla !CD y el icrocontrolador. Si no #e $#a el re($lador y accidentalente #e a%lica $n &olta8e ayor a 2.2Y lo# i#o# %odr)an daar#e" a#) coo e# recoendable $#ar $na %antalla !CD corre#%ondiente a 2 &oltio# de alientaci'n %$e# con#$e eno# corriente co%arada a la de 1": &oltio# color &erde A %e#ar de 7$e no #e %re#entan *alla# notoria# a ni&el de AC en la alientacion e# recoendable el $#o de bateria# de DC %ara e&itar *al#o# di#%aro# en lo# e#tado# del icrocontrolador En todo oento e# recoendable el b$en aco%le de alientaci'n entre %laca# del circ$ito a#) coo de #er di#%onible carca#a o %laca de tierra %ara e&itar %e7$ea# de#car(a#
