Ministerio de Educación, Ciencia y Tecnología
Universidad Nacional de San Luis
FACULTAD DE CS. FISICO MAT. Y NAT.

ANEXO II

PROGRAMA DEL CURSO: INTERFASES Y PERIFERICOS II

DEPARTAMENTO DE:   FISICA
AREA: Area V: Electronica y MicroproAÑO: 2003 (Id: 2454)
Estado: En tramite de Aprobación

 

I - OFERTA ACADÉMICA

CARRERAS PARA LAS QUE SE OFRECE EL MISMO CURSO

PLAN DE ESTUDIOS
ORD. Nº

CRÉDITO HORARIO

   

SEM.

TOTAL

TECNICO UNIVERSITARIO EN MICROPROCESADORES8/9212180

II - EQUIPO DOCENTE

Funciones

Apellido y Nombre

Total hs en
este curso

Cargo y Dedic.

Carácter

Responsable

PETRINO, RICARDO20  hs.PROFESOR ASOCIADO EXC.Efectivo
Auxiliar de 1ºMURDOCCA, ROBERTO MARTIN 20  hs.AYUDANTE DE 1RA. SEMI. Interino

III - CARACTERÍSTICAS DEL CURSO

CREDITO HORARIO SEMANAL
MODALIDAD
REGIMEN

Teórico/

Práctico

Teóricas

Prácticas de

Aula

Práct. de lab/ camp/

Resid/ PIP, etc.

2c
 Hs.
6 Hs.
 Hs.
6 Hs.
Asignatura
Otro: 
Duración: 14 semanas
Período del 11-08-03 al 14-11-03

IV.- FUNDAMENTACION

La adquisición de datos , el sensado y el control son importantes campos de aplicación de los microprocesadores .Para ello se debe poder conectarlos con el mundo exteriror.La asignatura Interfases y Periféricos II abarca los aspectos básicos para poder realizar esta interconección de los Microprocesadores . Esto permite su utilización en diversas aplicaciones . Se considera que la combinación teórico-práctica de la asignatura es ideal para el logro de los objetivos planteados.


V.- OBJETIVOS


-Aprender los principios de funcionamiento de conversores A/D D/A y tensión frecuencia.
-Adquirir criterios de selección de conversores en las distintas aplicaciones .
-Desarrollar aplicaciones prácticas de interfases entre microprocesadores y señales analógicas usando conversores .
-Aprender los principios de funcionamiento de algunos tipos de transductores y sensores y su utilización práctica en aplicaciones básicas de adquisición de datos y control.
-Describir algunos periféricos y sus características básicas orientado a obtener un criterio de selección de los mismos.

 


VI. - CONTENIDOS

1. 1-1.Conceptos introductorios: Dominio del tiempo y de la frecuencia. Teorema del muestreo: enunciado e interpretación , su relación con el tema de procesamiento de señales y conversores.
1-2.Conversores Digital/analógicos. Aplicaciones. Métodos de Conversión: a) suma de corrientes ponderadas, b) red en escalera (R-2R), c) fuentes de corriente ponderadas, generación de una tensión de salida.
1-3.Especificación de Conversores: Resolución, error de ganancia, linealidad (precisión relativa), monotonidad, tiempo de propagación, error de offset, selección de conversores D/A.
1-4 Ejemplo de aplicación del conversor DAC 0808 en la placa multipropósito de adquisición y control para PC, ADTES-8324.

2- Conversores Analógicos/Digitales. Aplicaciones. 2-1.Principios básicos de la conversión A/D: Métodos a) paralelo, b) paralelo ampliado, c) ponderado, d) del contador: 1 de pendiente única 2 de doble pendiente y 3 de doble pendiente con equilibrio automático del cero.
2-2.Descripción de los conversores 7109, 7106 y 7107: bloques funcionales y selección de componentes: capacitor y resistencia de integración, tensión de referencia.
2-3.Errores de conversión.
Selección de conversores A/D. Aplicaciones
Ejemplo de aplicación: Termómetro con display con LCD y con 7 segmentos.

3 Conversores Tensión-frecuencia y Frecuencia-tensión.Principio de funcionamiento. El LM331: Características particulares, Descripción y Operación simplificada. Circuitos de Aplicación.
El LM2917 y el 2907. Características particulares. Descripción y operación simplificada. Circuitos de aplicación.

4 Motores paso a paso (p.a.p.). 4-1. Principio de funcionamiento. Motores p.a.p de Imán permanente. Motores para accionamiento unipolar y bipolar. Curvas cupla-velocidad: zonas de trabajo. Métodos de accionamiento: de Onda, de Medio Paso y de Onda completa, comparación. 4-2. Alimentación: a- distintos tipos: L/R, Excitación de dos niveles, Excitación por troceado (chopper), b- comparación de los distintos tipos y curvas cupla-velocidad. Supresión de picos.

5.- Transductores y sensores. 5-1.Definiciones, tipos de sensores: activos y pasivos. Características de los sensores : Función de transferencia , Rango dinámico, Exactitud, Precisión ,Error de calibración, Histéresis, No linealidad, Saturación ,Repetibilidad , Banda muerta , Resolución, Impedancia de salida, Excitación, Características dinámicas, Factores ambientales, Confiabilidad .
5-2. Estándares de temperatura. Sensores de temperatura: a)Termoresitivos: RTD, de Silicio y Termistores (NTC y PTC) ; curvas y rangos. b) Termocuplas : principio de funcionamiento, tipos , linealización. c) De unión PN: LM35 ,LM335 y AD590. d)Sensores ópticos .e) Bimetálicos. Comparación de transductores de temperatura : rango, linealidad, ventajas.

6 Transductores y sensores. 6-1. Sensores de posición, nivel y desplazamiento: Potenciómetros. Gravitacionales. Térmicos. Capacitivos. Inductivos.
6.2Transductores y sensores de fuerza: strain-gages, celdas de carga. Transductores y sensores de presión.



VII. - PLAN DE TRABAJOS PRÁCTICOS

PRACTICA 1: CONVERSORES D/A

Determinación de las características de diferentes conversores D/A comerciales. Selección según diferentes especificaciones.

PRACTICA 2: CONVERSORES D/A

Generación de diferentes tipos de señales utilizando el conversor D /A a puertas de salida digital conectadas a la PC, y a la Puerta Centronics de la PC. Fuente de alimentación controlada por interfase Centronics. Control de velocidad de un motor de corriente continua variando su tensión de alimentación por medio de la salida de un conversor D/A.


PRACTICA 3: CONVERSORES A/D

Determinación de las características de diferentes conversores A/D comerciales. Desarrollo de circuitos para conectar conversores A/D a microcontroladores. Utilización de un conversor A/D con entradas multiplexadas. Diagramas para conectar varias entradas analógicas a un conversor A/D de una entrada simple. Circuito para conectar entradas analógicas diferenciales a conversores A/D con entrada no diferencial. Circuito para conectar entradas analógicas no diferenciales a conversores A/D con entradas diferenciales.

PRACTICA 4: CONVERSORES A/D

Realización de circuitos para conectar entradas analógicas a los conversores A/D de las placas ADTES 8324, ADQ12-B y PCX I/O. Realización de programas para su control.


PRACTICA 5: CONVERSION TENSION-FRECUENCIA (V-F) Y F-V.
Conección de conversores V-F y F-V con microprocesadores.

PRACTICA 6: ENTRADAS Y SALIDAS ANALÓGICAS EN EL PLC

Resolución de problemas de automatización simples empleando entradas y salidas analógicas, implementación con el PLC de Texas de la serie 305 con los módulos de E/S analógicos. Resolución del problema de su interfase .

PRACTICO 7: MOTORES PASO A PASO

Desarrollo de un circuito lógico para excitar las bobinas de un motor paso a paso unipolar.
Realización de un circuito para excitación con alimentación simple de un motor unipolar.
Realización de un circuito para excitación troceada de un motor paso a paso.
Excitación de un motor paso a paso unipolar con el integrado SAA1027.
Excitación de un motor paso a paso unipolar con el integrado SAA1027 desde la puerta Centronics de la PC.
Excitación de un motor paso a paso unipolar utilizando transistores darlington (ULN2003).

PRACTICA 8: SENSORES

Realización de termostatos con NTC, sensores integrados LM35, LM335..
Realización de circuitos para medir la temperatura por medio de la PC, utilizando como sensor un LM335 o una termocupla.
Realización de circuitos para la medición diferencial de temperatura utilizando la PC.

PRACTICA 9: LECTOR DE CODIGOS DE BARRA (Práctica Demostrativa)

Utilización de un lector de barras comercial.
Utilización del programa provisto por el fabricante para la generación de códigos de barra y su impresión.
Demostración de un programa en lenguaje C para la lectura de códigos de barra.

PROYECTO FINAL

Los proyectos finales se determinan a la finalización de las prácticas de laboratorio. Estos proyectos integran los diferentes temas desarrollados en las prácticas y son desarrollados en forma individual por los alumnos.


VIII - RÉGIMEN DE APROBACIÓN


Esta Materia no se aprueba por el Régimen de Promoción.
Aprobación de todos los parciales (4). Cada parcial tiene una recuperación. Existe una recuperación extraordinaria de uno de los parciales.
Aprobación de todos los trabajos prácticos con su informe correspondiente. (Asistencia del 80 % a las clases prácticas).
Aprobación del proyecto final con su informe correspondiente
ESTA ASIGNATURA NO SE PUEDE RENDIR COMO ALUMNO LIBRE.



IX.a - BIBLIOGRAFÍA BÁSICA



1.- CIRCUITOS ELECTRONICOS AVANZADOS - TIETZE-SCHENK.Edit. Marcombo Boizareu Editores. 1983. Cap. 14.
2.- THE ART OF ELECTRONICS . HOROWITZ-HILL. Cambridge University Press. 2nd Edition. 1989. Cap. 9.
3.- Manual de MAXIM: 1988 Data Converters and Voltage References.
4.- Interfacing. Stephen Derenzo. Prentice Hall, Englewood Cliffs, NJ 07632. 1990.
5.- AIP Handbook of Modern Sensors. Phisics, Designs and Applications. Jacob Fraden. AIP Press. New York. Tercera impresión 1995.
6.- Sensores. Tecnología y aplicaciones. Editado por la Subsecretaría de Informática y Desarrollo. Secretaría de Ciencia y Tecnología. Bs. As. 1994. Rep. Arg.
7.- Artículo sobre motores paso a paso de Philips.
8.- Apunte de la Asociación Civil Argentina de codificación de Productos Comerciales. Código de Barras.
9. Instrumentación Industrial. Antonio Creus. Edit. Marcombo. 5ta Edición 1993.



IX b - BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA

1-ANALOG-DIGITAL CONVERTION HANDBOOK (3RD Edition) Analog Devices. Prenteice-Hall. 1986.
2- PROGRAMMING AND INTERFACING THE 8051 MICROCONTROLLER. Sencer Yeralan y Ashutosh Ahluwalia. Ed. Addison-Wesley 1995
3- Manual del simulador : AvCase 8051 Family Simulator User’s Manual..
4- Manual del Assembler : AvCase 8051 Family Assembler User’s Manual..
5- Manual del compilador C : AvCase 8051 Family C Compiler User’s Manual..
6- MANUAL DEL PLC DE TEXAS: TI 305.
7- Magnetic Sensors. Data Book. Siemens. 1989.
8.- Solucionario del programador para IBM PC, XT, AT y compatibles. Robert Jourdain. Edit. Anaya Multimedia
9.- Complete Guide to RS232 and Parallec Conections. Martin D. Seyer. Editorial Prentice Hall.
10- PC interno. Tischer. Edition DATA BECKER. MARCOMBO.



COMPLEMENTO DE DIVULGACION


OBJETIVOS DEL CURSO

OBJETIVOS DEL CURSO :
-Dar conceptos fundamentales para poder diseñar una interfase entre un microprocesador y el mundo exterior.
-Estudiar los principios de funcionamiento de los conversores A/D , D/A y tensión frecuencia.
-Diseñar e implementar aplicaciones con los conversores.
-Estudiar los sensores básicos y su utilización en aplicaciones de adquisición de datos y control.
-Estudiar los principios de funcionamiento y aplicaciones de motores paso a paso.
-Estudiar las caracteristicas principales de algunos periféricos para formar un criterio de selección.
-Adquirir los conocimientos y el entrenamiento básico a través de la implementación práctica de interfases entre sistemas con microprocesadores y mundo exterior .

 

 

PROGRAMA SINTETICO


Conceptos básicos de muestreo y acondicionamiento de una señal. Conversores A/D D/A y tensión/frecuencia. Aplicaciones de los conversores , en la PC, con microprocesadores y en PLC. Criterio de selección de conversores. Principios de funcionamiento de transductores y sensores básicos , para medición de temperatura, presión, deformación, posición , nivel. Motores paso a paso, principio de funcionamiento y control, aplicaciones. Lector de código de barras.

 


IMPREVISTOS