Practica 1: Filtrado de señal PWM Resumen
El objetivo de la siguiente practica fue el de convertir una señal PWM entregada por una placa Arduino UNO y controlada por el usuario mediante comunicación serial en su euivalente de !"# la señal se defin$a mediante una entrada del usuario en el monitor serial entre %&% y '&%( la cual despu)s fue tratada mediante el Arduino y convertida en un porcentaje de *"uty !ycle+ de la señal PW( ue entrega el Arduino en su pin ,( para posteriormente ser filtrada por medio de un filtro -! pasa bajas de './( el cual se conectó a un seguidor de voltaje ue posteriormente entregaba la señal euivalente de "!& Introducción
El objeti objetivo vo de esta esta prácti práctica ca es, princ principa ipalme lmente nte,, fungir fungir como como acer acercam camien iento to didá didáct ctico ico a los los coma comand ndos os y oper operac acio ione nes s del del sist sistem ema a Ardu Arduin ino, o, el cuál cuál será será utilizado en varias prácticas a lo largo del curso. Al ser una plataforma de open sour source ce,, Ardui Arduino no ofrece ofrece un abani abanico co de oport oportunid unidad ades es para para prog progra ramac mación ión de software y su posterior integración con hardware. Una de las aplicaciones más valio valiosa sas s de Ardui Arduino no es la facili facilidad dad para para leer leer tanto tanto entra entradas das digita digitales les como como analóg analógica icas, s, sin embar embargo go,, puede puede consid considera erarse rse como como una decie decienci ncia a suya, suya, el hecho de !ue sea incapaz de enviar salidas analógicas por default. A pesar de todo todo,, no es impo imposi sibl ble e obte obtene nerr se"a se"ale les s de #$ con con base base en los los pará paráme metr tros os arro arrojad jados os por Ardui Arduino, no, mas mas es neces necesar ario io el estab establec lecimi imient ento o de un sistem sistema a intermediario intermediario para conseguirlo. Esta modesta actividad consiste en la integración de la programación en Arduino con otros circuitos f%sicos e&ternos para obtener una salida analógica deseada. Desarrollo
A pesar de ue el Ardui Arduino no f$sicam f$sicament ente( e( no tiene tiene la 0abili 0abilidad dad de conver convertir tir señale señaless digita digitales les en analógicas( analógicas( en sus librer$as e1iste una función función para escribir dic0as señales( llamada analogwrite()& analogwrite()& Esto se debe a ue en principio( la señal de salida no es estrictamente analógica( sino una onda de PWM modulada( pero puede ser tomada como "! al calcular el promedio de los escalones de onda ue env$a& 2a teor$a indica ue dependiendo de la cantidad de tiempo ue el output env$e señales en .34.( ue para el caso del Arduino son ' 5( el voltaje de salida ser6 considerado en la misma proporción del voltaje m61imo( es a lo ue se conoce como duty cycle& En esta pr6ctica se trabajó con la salida PWM del Arduino la cual debe atravesar un filtro pasa bajas a una frecuencia de 7&89 ./& Arduino es capa/ de enviar ondas PWM a trav)s de sus pines :( '( ,( 8( ;% y ;;& Una ve/ ue la salida es filtrada( entra a un sseguidor eguidor de voltaje el cual( por tener t ener una impedancia muy alta( genera un efecto de aislamiento de la salida respecto a la señal de entrada( anulando as$ cualuier efecto de carga&
Figura 1.1 Circuito de seguidor de voltaje
Para poder definir el Duty Cycle de la señal de salida PWM del Arduino, se controlaba a través del comando Analog Write siendo de 8 bits. Por lo ue dependiendo de los valores entre !"#$$, el porcenta%e de la señal PWM se encontrar&a en alto o ba%o. 'n caso de ser #$$ se tendr&a una señal de $( continua, en caso de ser el valor de )#*.$, estar&a la mitad del tiempo en $( y la mitad en !(.
Para poder reali+ar el filtro pasa ba%as, fue necesario conocer el circuito de un filtro pasa ba%as -igura ).#. /na ve+ conocido el circuito, se obtuvieron los valores del capacitor y de la resistencia. Para esto se tom0 en cuenta la frecuencia de salida del Arduino la cu1l es de $!!2+, una ve+ conocida la frecuencia, en base a la ecuaci0n de un filtro pasa ba%as 'cuaci0n ).), se propuso un valor comercial del capacitor de 3.*4-, restando 5nicamente el valor de la resistencia ue f1cilmente se puede obtener.
Figura 1.2 Circuito filtro pasa bajas
).) El filtro pasabajo aten
