1. Introducción a los conversores A/D y D/A. .............................3 2

Aprovechamiento de ordenadores para automatizar prácticas de laboratorio
Sergio Egea Trujillo
EUETIT ELO Tarde
ÍNDICE
1. Introducción a los conversores A/D y D/A. .............................3
1.1 Introducción................................................................................................................3
1.2 Diferencial vs. Single ended .......................................................................................3
1.3 Convertidor A/D..........................................................................................................4
1.4 Amplificador de entrada..............................................................................................4
1.5 Throughput .................................................................................................................5
1.6 Burst Mode Sampling .................................................................................................6
1.7 Disparadores ..............................................................................................................6
1.8 Salidas analógicas......................................................................................................7
1.9 Métodos de transferencia de datos. ...........................................................................8
1.10 Calibrado analógico..................................................................................................8
1.11 Entrada y salida digital .............................................................................................9
1.12 Contadores / Timers .................................................................................................9
1.13 Sumario ....................................................................................................................9
2. Alternativas comerciales ........................................................ 10
2.1 Tarjeta 12 Bit AD/DA ................................................................................................10
2.1.1 Características de la tarjeta de 12 bits A/D-D/A:................................................10
2.2 Tarjeta Multi I/O 8255/8253 ......................................................................................10
2.2.1 Características de la tarjeta Multi-8255 I/O:.......................................................11
2.3 ScienceWorkshop 750 con USB Interface................................................................11
2.3.1 Características de conexión externa:.................................................................11
2.3.2 Características: ..................................................................................................12
3. Introducción ................................................................ ............15
3.1 Objetivos del proyecto ..............................................................................................15
4. Diseño del hardware ............................................................... 17
4.1 Circuito para el tratamiento de señales analógicas. .................................................17
4.1.1 Listado de componentes:...................................................................................17
4.1.2 Cambios en el diseño ........................................................................................20
4.1.3 Calibración del osciloscopio digital ....................................................................22
4.1.3.1 Estudio en modo AC .......................................................................................22
4.1.3.2 Estudio en modo DC.......................................................................................23
4.2 Circuito amplificador .................................................................................................24
4.2.1 Listado de componentes:...................................................................................24
4.2.2 Cambios en el diseño ........................................................................................26
4.3 Fuente de alimentación ............................................................................................28
4.3.1 Lista de componentes........................................................................................28
4.3.2 Algunas variaciones interesantes. .....................................................................30
4.4 Lista de materiales del proyecto...............................................................................30
4.4.1 Circuito de tratamiento de señales analógicas. .................................................30
4.4.2 Circuito amplificador ..........................................................................................30
4.4.3 Fuente de alimentación......................................................................................31
4.4.5 Varios.................................................................................................................31
5. Diseño del Software................................................................ 31
6. Resultados ................................................................ ..............35
6.1 Resultados de la práctica 1 (Circuito R-C) ...............................................................35
6.1.1 Método operativo ...............................................................................................35
6.2 Resultados de la práctica 2 (Circuito R-l) .................................................................41
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6.2.1 Base teórica de la práctica.................................................................................43
6.3 Resultados de la práctica 3 (Transformador) ...........................................................44
6.3.1 Parte A. Secundario con circuito abierto............................................................44
6.3.2 Parte B. Secundario con carga R’......................................................................45
7. Conclusiones ................................................................ ..........46
7.1 Pasos efectuados.....................................................................................................46
7.2 Conclusiones............................................................................................................46
7.3 Mejoras futuras.........................................................................................................47
8. Comparación de precios para viabilidad...............................48
9. Apéndice del proyecto............................................................ 49
9.1 Práctica 1 (Circuito R-C)...........................................................................................49
9.2 Práctica 2 (Circuito R-L) ...........................................................................................52
9.3 Práctica 3 (Transformador).......................................................................................55
10. BIBLIOGRAFÍA................................................................ ......60
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1. Introducción a los conversores A/D y D/A.
1.1 Introducción
Los interfaces de adquisición de datos nos ayudan a medir la información
presentada por ambas señales digitales y analógicos. Las señales digitales pueden venir
por una variedad de fuentes, como interruptores, contactos o interfaces compatibles TTL.
Con el interface apropiado pueden leerse directamente y procesarse por el ordenador.
Las señales analógicas vienen de instrumentos, sensores y transductores que
convierten cosas como presión, posición o temperatura en voltajes estándar. Las señales
analógicas no se pueden leer y procesar directamente por los ordenadores, primero
deben convertirse en un número digital. Este proceso es denominado conversión digital o
A/D.
El proceso complementario, de conversión de digital a analógica o D/A, cambia el
dato digital en un voltaje analógico o señales estándar. Muchos interfaces tienen ambos
convertidores, A/D y D/A. Esto permite computerizar medidas y controlar tanto procesos
industriales como experimentos de laboratorio.
1.2 Diferencial vs. Single ended
El número de canales de entrada determina el número de elementos que pueden
conectarse a una interface. Los canales de entrada pueden ser Diferencial o Single
ended.
Una medida de entrada single ended mide el voltaje entre los canales que entran y la
masa del convertidor A/D. Cada canal interno utiliza un interface con un dispositivo
diferente. Para medir un dispositivo debe tener una señal de salida que puede tomar
como referencia la masa del interface. Estos dispositivos son a menudo referenciados
como una variable, condensadores unidos, aislante o baterías.
Una entrada diferencial mide el voltaje entre dos líneas de entrada. Esto requiere
dos canales de entrada por dispositivo pero tienen dos
ventajas por encima de las
entradas single ended. La entradas diferenciales son apropiadas para medir dispositivos
que no pueden tomar como referencia la masa del convertidor A/D. La entrada diferencial
también puede cancelar el ruido en modo común o la interferencia de motores, la energía
de la líneas AC, u otras fuentes eléctricas o mecánicas que inyectan ruido en los
transductores o en los cables al convertidor A/D. Midiendo la diferencia entre dos
entradas, los ruidos externos comunes en ambos pueden ser rechazados.
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1.3 Convertidor A/D
El convertidor A/D convierte la señal de entrada en un valor digital. La precisión de la
conversión depende de la resolución lineal del conversor. Los errores de ganancia y offset
del amplificador de entrada también afectan a la precisión.
La resolución es el número de niveles utilizados para representar el rango analógico
de entrada. Por ejemplo 14 bits reales convertidos, pueden ser 214 estados diferentes y
así se divide el rango de entrada en 16,384 partes. Más bits producen una resolución
exponencial. La ganancia de entrada, o amplificación, puede incrementar la resolución
aparente de señales que tienen una amplitud máxima menor que la entrada del
convertidor A/D.
La linealidad es una medida de como los niveles se propagan dentro del rango de
entrada. La no linealidad diferencial es el error entre niveles adyacentes. Si esto es mayor
que 1 LSB (Least Significant Bit, bit menos significativo)algunos de los niveles digitales
no ha sido utilizados. En este caso la resolución real del conversor es menor que la
longitud del valor digitalizado. La no linealidad integral nos da la diferencia entre el nivel
digitalizado y el nivel ideal. Un convertidor ideal tendría una integral no lineal de 1/2 LSB.
1.4 Amplificador de entrada
El amplificador de entrada se utiliza para amortiguar la señal de entrada y para
proporcionar ganancia a la misma. La ganancia para cada canal de entrada está
normalmente fijada, de esta manera la señal de entrada utiliza tanto como le es posible el
rango del convertidor A/D. Cuando la ganancia crece el efecto del rango de entrada se ve
a través del convertidor A/D como decrece haciendo que cada nivel de digitalización sea
más fino.
Por ejemplo, 12 bits A/D se pueden digitalizar en una señal con una ganancia de 4
con la misma resolución que 14 bits A/D con una ganancia de 1. El amplificador de
entrada afecta directamente a la precisión de la forma de onda digitalizada, debería
proporcionar la misma representación en el convertidor A/D. La precisión de la ganancia
debería venir especificada como un porcentaje bajo de la ganancia total.
El ruido del amplificador y el voltaje de offset deben ser también bajos. El ruido del
amplificador está normalmente referido a la entrada. Para encontrar el nivel de sonido en
el amplificador, esta especificación debería multiplicarse por la ganancia. El voltaje de
offset puede ser especificado referido a la entrada o al convertidor A/D. Si se especifica
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en la entrada, debe ser multiplicado por la ganancia. El offset se especifica normalmente
en LSB cuando es medido en el convertidor A/D.
1.5 Throughput
Tres elementos especifican el throughput A/D: tiempo de conversión, tiempo de
adquisición y tiempo de transferencia. El tiempo de conversión es el tiempo requerido por
el convertidor A/D para producir un valor digital que corresponda a una entrada analógica.
El tiempo de adquisición corresponde al tiempo que necesita el circuito analógico
asociado para adquirir una señal.
El tiempo de transferencia corresponde al tiempo necesario para transferir un dato
desde el interface a la memoria del ordenador. Throughput es el ratio en el cual los tres
son completados. Throughput es normalmente el factor más importante a la hora de
escoger un interface de adquisición de datos.
El teorema de Nyquist especifica que un valor de entrada podría ser muestreado dos
veces más rápido que las entradas de un componente de alta frecuencia. Por ejemplo
para precisar una señal de 1KHz el mínimo throughput A/D es de 2KHz, esto evita el
aliasing en la señal.
El aliasing ocurre cuando un componente de alta frecuencia aparece en lo valores
digitales como bajas frecuencias erróneas. Muchos transductores actúan como un filtro
paso-bajo limitando el ancho de banda de la señal medida. En muchas aplicaciones sobre
el muestreo es suficiente reducir el aliasing a niveles aceptables.
Para reducir los requerimientos de la velocidad de muestreo, el filtro paso-bajo
puede limitar el ancho de banda de la señal que estamos midiendo. Este filtro puede
alcanzar desde un filtro capacitor resistor simple, hasta muchos filtros activos multipolo.
La elección depende en la frecuencia de distribución de la señal de entrada y el
correspondiente muestreo utilizado. Muchas circuitos de entrada analógicos multicanal
comparten un convertidor A/D común. A mayor número de circuitos de entrada menor
canal throughput. Si tu deseas hacer un muestreo de 10 canales a 10KHz cada uno
necesitas el sistema de adquisición de datos con un throughput de al menos de 100KHz.
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1.6 Burst Mode Sampling
Durante un típico proceso de adquisición de datos uno o más canales se leen en los
intervalos marcados. Una lectura de todos ellos es lo que se llama un scan. El tiempo
entre scans es llamado intervalo de scan y se mide por el ratio de muestreo del canal.
Normalmente se utilizan ambas, las distribuidas o burst mode sampling.
El sistema de adquisición de datos más antiguo proporciona un modo de muestreo
distribuido. Este método de muestreo divide el intervalo de scan entre el número de
canales. Este tiempo se utiliza como tiempo entre conversiones.
Esto puede resultar una desviación significante entre canal y scan. La desviación
hace más difícil interpretar un dato y utilizar amplificadores simultáneos sample & hold
debido a los largos tiempos de hold requeridos. Burst Mode Sampling (a veces referido
como muestreo pseudo-simultáneo) secuencia a través de los canales en el scan al ratio
más rápido posible, esto minimiza el tiempo de desviación entre canales y en algunas
aplicaciones permite al dato ser tratado en todos los canales que son muestreados
simultáneamente, además el ratio de muestreo es controlado por el tiempo de intervalo de
scan, este método permite amplificadores simultáneos sample & hold para coger datos en
el mínimo tiempo.
El diagrama de tiempos Burst vs Distribuido compara los dos esquemas.
1.7 Disparadores
Los disparadores permiten un suceso externo para controlar el conjunto de datos, en
algunos casos se reduce la cantidad de datos que pueden ser tratados o utilizados en
otros casos puede ser el único camino para agrupar los datos de interés. El disparador
flexible permite almacenar datos antes y después. Las fuentes de ayuda del disparador
son los voltajes analógicos, los patrones digitales y las señales TTL. Los disparadores de
voltaje analógico causan un disparador como resultado de un voltaje analógico, esto
permite cambios físicos como la temperatura, presión, tensión que causan el disparador.
Los disparadores de voltaje analógico pueden utilizar cualquier canal con cualquier
ganancia y proporcionar una elección de diferentes condiciones de disparador tales como
el voltaje del canal sobre un nivel, debajo de un nivel, fuera de dos niveles, entre dos
niveles, cuando el nivel crece y cuando el nivel baja.
El disparador de patrón digital se vuelve válido cuando un bit del patrón en un puerto
digital se une a un patrón almacenado. Esto permite que la adquisición sea controlada
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desde ciertos estados del controlador o desde combinaciones de fuentes de entrada
digitales.
Las señales del disparador TTL son normalmente las entradas compatibles TTL del
límite sensitivo. Esto permite el cierre de un relé, o presionar un botón que sea el
disparador. Idealmente la entrada tendrá histéresis para prevenir múltiples disparadores
de un borde lento y sencillo.
1.8 Salidas analógicas.
Las salidas analógicas son utilizadas por el interface para proveer niveles de voltaje
D/C (continuo) o formas de onda arbitrarias. Los niveles de salida son marcados por el
convertidor D/A. Los convertidores bipolares D/A dan voltajes de salida que son el voltaje
de referencia. Los convertidores unipolares D/A sacan rangos de voltaje desde 0 hasta el
voltaje de referencia. En ambos casos el convertidor D/A saca la fracción del voltaje de
referencia que la palabra digital representa.
Las teclas de especificación para D/A son el tiempo de establecimiento, la linealidad
y voltaje de referencia. El tiempo de establecimiento es el periodo que un convertidor D/A
necesita para realizar la precisión de ratio después de recibir un cambio en una salida
completa. Mientras la salida de un convertidor D/A empieza a cambiar, tan pronto como
recibe un nuevo dato, la salida no garantiza alcanzar el nivel actual hasta después del
tiempo de establecimiento. Este tiempo es en el peor de los casos: más pequeño que los
cambios completos marcados en un tiempo menor. La linealidad se refiere a la habilidad
de la D/A para dividir con precisión para dividir con precisión la referencia en los niveles
tal y como la linealidad de A/D hace con los señales de entrada. El voltaje de referencia
establece el rango del voltaje de salida posible.
Un nivel de salida digital simple proporciona un voltaje de salida DC (continuo). Para
simular una forma de onda de salida DC de la D/A se modifica la frecuencia. Esto produce
una forma de onda de salida que va de un nivel a otro nivel. Si se necesita los pasos
pueden ser suavizados con un filtro paso-bajo. Para precisar la generación de la forma de
onda el convertidor D/A debe ser actualizado en tiempo real, esto requiere un tiempo de
señal para actualizar la D/A y un método de transferencia de datos que puede garantizar
que la D/A tenga un dato preparado para cada actualización.
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1.9 Métodos de transferencia de datos.
La transferencia de datos en un PC es generalmente representada con ambos
Polled, el conductor de interrupción o transferencia de DMA.
El modo Polled se usa por muchas placas simples o cuando el ordenador no tiene
interrupción o fuentes de DMA disponibles. En el modo Polled el programa pregunta a la
placa para ver si el valor está disponible, de la A/D, o puede ser aceptado por la D/A, y
entonces un valor se transfiere en ese instante. Este modo requiere un tiempo de
computación considerable y el software puede hacer pocas cosas más excepto chequear
el dato de adquisición.
A menos que la placa tenga un FIFO sustancial o el ratio del dato sea muy lento, el
dato no será transferido sin perder algún valor. Los valores son perdidos por una
ineludible interrupción del sistema que pausa la transferencia del modo Polled.
El modo de interrupción aleja con el excedente del polling de la tarjeta y permite al
ordenador representar otras operaciones mientras el proceso de adquisición de datos
ocurre.
Cuando un dato está disponible una interrupción notifica al ordenador para transferir
el dato. Como el modo Polled, la falta de dato puede ocurrir durante la interrupción del
sistema sin un FIFO.
DMA, o memoria directa de acceso, utiliza la transferencia del dato directamente a o
desde la memoria del ordenador y de la tarjeta de adquisición de datos con la intervención
del ordenador. Este método provee el más alto throughput con la sola limitación del
tamaño del buffer de la DMA. Mientras que este no es afectado por el sistema de
interrupción este método de transferencia puede garantizar la no pérdida del dato. Para
transferencias largas de DMA puede perderse durante la reconfiguración del controlador
DMA a menos que la placa tenga un FIFO sustancial o un modo dual de DMA.
1.10 Calibrado analógico
Para mantener la precisión de A/D, del amplificar de entrada y del circuito D/A se
requiere una calibración periódica. Esto pone a 0 el teclado del rango del convertidor y
compensa la tendencia en circuitos analógicos para cambiar las características o
fluctuaciones sobre el tiempo.
Históricamente los potenciómetros se utilizaban para calibraciones y siguen siendo
muy utilizados. Estos realizan la necesaria calibración pero son susceptibles a vibraciones
y requieren acceso al interface para representar la calibración. La mejor aproximación sin
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tocar es utilizar DAC’s en el interface para calibrar electrónicamente los componentes
analógicos. Los valores de calibración pueden ser almacenados y actualizados sin nunca
tener acceso a la placa. La calibración con DAC no se ve afectada por vibraciones y no
puede ser accidentalmente cambiada.
1.11 Entrada y salida digital
La sección de entrada y salida digital del interface de adquisición de datos
proporciona controles de nivel TTL bi-direccionales y puertos que pueden ser
configurados y leídos por el ordenador. Estos son utilizados para controlar dispositivos o
monitorizar el cierre de interruptores o contactos. A veces se proporciona una manecilla
para permitir la comunicación con los dispositivos.
1.12 Contadores / Timers
Para representar múltiples conversiones a intervalos de tiempo predefinidos, las
placas de adquisición de datos son equipadas con contadores y timers. Los contadores y
timers se utilizan para controlar ambas A/D y D/A conversión de datos. Ellas trabajan
contando una frecuencia fija precisa. El oscilador está provisto de un interface o algunas
fuentes externas.
Esta frecuencia de reloj determina la granularidad de las configuraciones
disponibles. Frecuencias altas ofrecen una granularidad fina.
Algunas placas proporcionan canales de contadores y timers para el usuario. Estos
pueden ser extremadamente flexibles y utilizados en docenas de configuraciones.
Algunas aplicaciones incluyen generadores de reloj externos, anchos de pulso y
mediciones de frecuencia, y timing para complicados disparadores externos. Ellos pueden
usarse individualmente o en combinación con otros contadores, usando fuentes de reloj
externas o internas.
1.13 Sumario
Un interface de adquisición de datos puede ser utilizado por un PC para utilizar un
rango de medidas y controlar funciones. Este par de cosas de fácil utilización que vienen
con los drivers suministrados proporcionan un solución efectiva en coste para analizar los
requerimientos de muchas aplicaciones.
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2. Alternativas comerciales
En este apartado veremos las diferentes soluciones que existen para las diferentes
partes de nuestro proyecto.
Podemos observar dos tipos diferentes de tarjetas de adquisición de datos:
2.1 Tarjeta 12 Bit AD/DA
Es una tarjeta de alta precisión en sistemas de conversión de datos para PC/XT,
PC/AT, o ordenadores compatibles. Contiene una canal de 12 bits D/A y 16 canales
también de 12 bits A/D. En los jumpers de la tarjeta se puede seleccionar si el canal de
entrada o de salida es unipolar o bipolar.
2.1.1 Características de la tarjeta de 12 bits A/D-D/A:
Incluye 16 canales de entrada de 12 bits más un canal de salida de 12 bits.
El rango de voltaje de entrada y salida puede ser unipolar: 0V-5V o bipolar: -5V-+5V.
Tiempo de conversión de la entra 60µseg.(cada canal). Tiempo de configuración de la
salida 500 nseg.
No linealidad de la salida 0,2%.
Puerto I/O de dirección seleccionable.
2.2 Tarjeta Multi I/O 8255/8253
La tarjeta de multiple I/O 8255 es un interface periférico programable para PC o
ordenadores compatibles.
El interface de la tarjeta proporciona hasta 192 líneas programables de I/O paralelas
y 6 contadores de 16 bits independientes.
La tarjeta se conecta en un slot ISA “short” estándar de 8 bits y cintas conectores
para periféricos externos. Hay 4 conectores de cinta de 50 pins, cada uno contiene la
señal de 2
8255, más uno de 34 pins para el par de 8253 contadores/timer. La tarjeta también
se suministra con una cinta conector 50 pins para el conector de 50 pins “D” por cada par
de 8255, y cinta conector de 34 pins para el conector de 37 pins “D” de la señal del
8253. Cada conector se monta en una placa slot estándar de expansión.
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Hay 4 tarjetas en este rango con una selección de 2 x 8255 hasta una masiva de 8 x
8255. Todas las tarjetas están preparadas con 2x8253.
2.2.1 Características de la tarjeta Multi-8255 I/O:
Solución económica para I/O digital con función de timer.
Los puertos de la Multiple 8255 dan hasta 192 líneas de datos I/O programables.
Dos chips 8253 contadores/timer que dan 6 contadores independientes.
Configuraciones alternativas de I/O para asistir la compatibilidad o habilitar el uso de
múltiples tarjetas.
Seleccionable, interna o externa, fuente de reloj para cada uno de los 3 contadores
(2.35MHz Max. ratio del contador).
A continuación veremos la solución comercial que existe para la totalidad de nuestro
sistema.
2.3 ScienceWorkshop 750 con USB Interface
2.3.1 Características de conexión externa:
USB Interface
250,000 muestras por segundo
Generador de funciones de 1,5W insertado
Osciloscopio en tiempo real compatible, de hasta 40 estructuras/sec
Un diseño industrial suave, y generador de funciones insertado, el ScienceWorkshop
750 Interface representa un avance significativo en los interfaces de ordenadores
para los estudiantes en los laboratorios de física.
Para introducir el ScienceWorkshop 750 Interface en tu laboratorio, tu puede cubrir
conceptos y experimentos en mecánica, ondas y sonidos, óptica, electrónica, nuclear
y termodinámica, todo con un interface y tu ordenador. Es virtual y completa el plan
de estudios de física con una caja.
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2.3.2 Características:
USB Interface
Ratio de muestreo de 250KHz: Con el ScienceWorkshop 750 Interface, tu puedes
muestrear a 250,000 Hz en un canal analógico. Tú verás realmente, el osciloscopio en
tiempo real y un increíble sensor de datos.
Conexión USB: La transferencia de datos por USB permite mayores rangos de
muestreo (hasta 250,000 muestras/seg) durante largos periodos de tiempo y los rangos
de cuadros que logra el osciloscopio a tiempo real son de 30-40 cuadros por segundo
(depende de la velocidad del ordenador).
Generador de funciones de 1,5W insertado: Los experimentos de bajo voltaje
tales como ondas de conducción y circuitos básicos pueden ser representados utilizando
el jack de salida del generador de señal del ScienceWorkshop 750. Cualquier experimento
que requiera una frecuencia de hasta 50KHz y 1,5 W (300mA) de salida puede ejecutarse
sin un amplificador adicional.
4 Canales digitales:
0.1 mseg de precisión del tiempo digital.
1 mm
3 Canales analógicos:
Hasta 250,000 muestras por segundo (canal simple)
Proporciona un osciloscopio en tiempo real de 20KHz (hasta 40 cuadros por
segundo)
Tres entradas analógicas de ±10 V eliminan la necesidad de crear un “cero” artificial
como 0-5 V interfaces. Todas las entradas tienen ganancia 1, 10, o 100 y pueden ser
single-ended o diferencial. Cada canal está digitalmente controlado para asegurar que
una entrada cero resulta leer un cero en la pantalla del ordenador.
Reduce el ruido y datos con mas precisión
Cuando se muestrea en rangos menores de 100Hz, el ruido del circuito puede ser
visible en el gráfico del dato. El 750 Interface, sin embargo, proporciona 8X
simplificaciones para reducir el ruido y suavizar las curvas de datos para sensores de
temperatura y otros sensores de rango de muestreo bajo.
Osciloscopio de 20KHz:
Con el 750 incrementamos el rango de muestreo, el osciloscopio se convierte en un
scope de tiempo real con rangos de refresco hasta 40 cuadros por segundo.
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Plug and Play :
La conexión USB permite al 750 Interface ser conectado al ordenador en cualquier
momento.
Memoria Flash:
El sistema operativo del interface y el patrón de la forma de onda son almacenados
en memoria flash que permite actualizar campos fácilmente cuando una nueva versión del
sistema y un patrón de forma de onda están disponibles. Simplemente descargas la
actualización de la web de PASCO, lo instalas y ya estás preparado para seguir.
Incluye:
ScienceWorkshop 750 Interface Box
Guía de usuario y comienzo rápido
Cable USB
Especificaciones:
Alimentación de12 VDC a 20 VDC y 2 A, jack 2.1 mm
Conexión al ordenador compatibilidad USB 1.1
Canales digitales 4 canales digitales idénticos de I/O.
Niveles compatibles TTL con 8 mA máximo de intensidad.
Tiempo de transición de entrada lógica máximo: 500 ns
Entradas protegidas de Descargas Electrostáticas (ESD)
Contorno sensitivo y muestreado a 10 KHz (100 ms). (resolución del sensor Motion 1
ms)
Canales de entrada analógica 3 canales idénticos con diferentes entradas y 1MΩ
de impedancia
Rango de voltaje de entrada máximo ±10V (rango de voltaje de entrada absoluto
±12V)
Entrada protegida de ESD similar a la de los canales digitales
3 configuraciones de ganancia de voltaje en cada canal analógico: 1, 10 y 100
Señal de ancho de banda pequeño hasta ADC: 1Mhz para ganancia de1,800 KHz
para ganancia de 10 y 120 KHz para ganancia de 100; el amplificador de entrada suaviza
el rango: 1.2 V/ms (el ancho de banda se determina por el rango de muestreo de ADC)
Conversión Analógica-Digital 5 fuentes de entrada para el ADC de 12-bit: canales
A-C y salida analógica, voltaje y corriente.
Resolución del voltaje en la entrada del ADC: 4.88 mV (0.488 mV con una ganancia
de 10, 0.049 mV con una ganancia de 100)
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Resolución de la medición de intensidad: 244 mA, donde cada voltio medido
representa 50mA
Precisión del voltaje de offset < ±3 mV. (Para medir el voltaje de fondo de escala (o
1V con una ganancia de 10, etc.) el error total será menor que ±15 mV, considerando el
error de ganancia en la entrada del amplificador)
Rango del ratio de muestreo: una vez cada 3,600 segundos
250 KHz( el tiempo de conversión entre canales consecutivos en rebosar es 2.9ms)
8X simplificaciones para una mayor precisión en los ratios de muestreo menor o
igual que 100Hz.
Salida analógica rangos de valor DC: -4.9976 V a +5.0000 V en escalones de 2.44
mV.
Precisión en el conector DIN: (±3.6 mV ±0.1% fondo escala)
Rangos de ajuste de amplitud pico a pico para formas de onda AC: 0 V a ±5 V en
escalones de 2.44 mV
Rangos de frecuencia de la forma de onda AC: 1mHz (0.001Hz)-50 KHz, ±0.01%
Máxima amplificación de salida en la banana jack: sobre 300 mA a ±5 V, intensidad
limitada a 300 mA ±12 mA.
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3. Introducción
3.1 Objetivos del proyecto
Nuestro proyecto pretende construir montajes de laboratorio controlados de manera
automática y con adquisición de datos por ordenador, utilizando componentes
electrónicos y informáticos obsoletos o de bajo coste.
El objetivo del proyecto pretende reutilizar de la mejor manera posible aquellos
equipos informáticos que han quedado obsoletos. El campo donde la utilización de estos
equipos más se requiere es el académico, en primer lugar porque siempre cuenta con
recursos limitados a la hora de comprar material de laboratorio y en segundo lugar porque
el material utilizado en el mundo académico perdura en el tiempo con breves cambios o
modificaciones a los que los PCs reutilizados pueden responder con facilidad.
Para desarrollar nuestro proyecto hemos seguido las siguientes pautas:
1.- Para el comienzo del proyecto nos es imprescindible obtener un PC con las
características apropiadas:
Una torre con:
Placa base que soporte placas PCI y un procesador 486 de no menos de 100Mhz o
cualquier placa superior.
Memoria RAM de entre 8 y 64 MB.
Disco duro no superior a 1Ghz para placas con procesador 486 y cualquier valor de
HD para placas superiores.
Unidad CD-ROM que utilizaremos para la introducción del software necesario.
Dos tarjetas de sonido de capacidades entre 16 y 64 bits, las cuales serán utilizadas
para la entrada y salida de señal.
La torre deberá llevar un espacio disponible de las dimensiones del CD-ROM que
utilizaremos para colocar el interface de nuestro osciloscopio.
Un monitor.
Un teclado.
Un mouse.
15-60
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2.- Configurar el hardware de manera que no haya conflictos internos.
La configuración consiste en la colocación de todo el hardware que necesitamos
dentro de la torre del PC, cada elemento de hardware deberá ir colocado en el slot que le
pertenece. Podemos tener dos variantes debido a los ordenadores que utilizamos, slots
PCI y slots ISA.
Cuando hablamos de slots PCI nos referimos a slots actuales, pero también nos
podemos encontrar conviviendo en la misma placa unos slots anteriores a los PCI,
llamados ISA. Una vez los dispositivos hardware ya están colocados pasamos a
configurarlos, es decir, determinamos las características necesarias para su correcto
funcionamiento y para que no haya conflictos con el resto de dispositivos hardware.
3.- Recabar información respecto al diseño de circuitos que nos permitan realizar la
captación de señal y el tratamiento de la misma.
La información que debemos buscar viene directamente relacionada con las
operaciones que queremos que realicen nuestros sistemas electrónicos. Haciendo un
pequeño análisis podemos ver que necesitaremos 3 tipos diferentes de sistemas. En
primer lugar un dispositivo que nos permita captar y tratar una señal analógica, para
convertirla en digital, que será lo que nosotros veremos a través del monitor del PC. En
segundo lugar un sistema que nos amplifique la señal en el caso de que esta sea débil, o
la atenúa en el caso de que sea fuerte. Para acabar, un dispositivo que nos alimente con
el valor necesario cada unos de los sistemas que lo necesiten.
4.- Dotar al PC del software necesario para probar los circuitos diseñados.
Deberemos instalar el software que nos permita la comprobación de los dispositivos
que vamos a construir.
5.- Montar los circuitos con el método wire-up y probar su funcionamiento.
En primer lugar realizaremos el montaje de los circuitos en modo wire-up, este
consiste en la colocación de todos los elementos del circuito en una placa de wire-up y
mediante una herramienta especial enrollaremos los cables de conexión en cada uno de
los terminales de los elementos apropiados.
16-60
Aprovechamiento de ordenadores para automatizar prácticas de laboratorio
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6.- Habilitar los espacios donde serán colocados los circuitos.
Prepararemos cajas y plataformas donde irán introducidos los circuitos, se
mecanizarán las placas de sujeción y mediante la apropiada tornillería colocaremos los
circuitos de manera firme y robusta.
7.- Montar los circuitos probados y asegurados con puntos de soldadura en el recinto
preparado para su próximo funcionamiento.
Una vez los circuitos se han montado con wire-up y se han probado, pasamos a
soldar los terminales de manera que el circuito sea definitivo. Después de estos pasos
previos, introducimos los circuitos en la ubicación determinada para cada uno de ellos.
8.- Mecanizar la placa de plástico del frontal del PC para el interface del
osciloscopio.
Realizaremos unos orificios en los que colocaremos las conexiones BNC y los
interruptores necesarios, todos estos componentes formarán parte de la interface del
osciloscopio.
9.- Puesta en marcha de todo el sistema y realización de varias prácticas
demostrativas para la validación del proyecto.
Conectaremos todo el sistema a la red eléctrica y comprobaremos que todo funciona
correctamente, para ello realizaremos las 3 prácticas que se adjuntan en apartado de
apéndices.
4. Diseño del hardware
4.1 Circuito para el tratamiento de señales analógicas.
El sistema para el tratamiento de señales analógicas consta de dos circuitos
idénticos para así tener dos canales de entrada claramente diferenciados.
4.1.1 Listado de componentes:
•
2 conmutadores simples ICH1 e ICH2.
•
1 conmutador doble I_PROT.
•
2 BNC, CH1 y CH2.
•
2 condensadores de 0,01nF, C1 y C4.
•
2 resistencias de 1MΩ, R1 y R7.
17-60
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•
2 condensadores de 20pF, C2 y C5.
•
2 resistencias de 47KΩ, R2 y R8.
•
2 resistencias de 4,7KΩ, R3 y R9.
•
6 diodos 1N914, D1, D2, D3, D4, D5 y D6.
•
1 placa de wire-up
•
4 conectores de 4 pins (macho y hembra).
La disposición de los circuitos es la siguiente:
Fig.1
Fig.2
18-60
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En la figura 1 podemos observar los dos circuitos idénticos que nos permitirán la
lectura de los dos canales analógico.
Los conectores que podemos ver a izquierda corresponden al interface de nuestro
osciloscopio digital. Tenemos los siguientes elementos.
Un conmutador ICH2 que actúa sobre el CH2 y que nos permite utilizar este en
modo AC o DC, dependiendo de nuestras necesidades.
Una entrada se señal representada con un BNC, a la que llamaremos CH2.
Otro conmutador ICH1 que actúa sobre el CH1 y que nos permite utilizar este en
modo AC o DC, dependiendo también de nuestras necesidades.
Otra entrada de señal BNC, denominada CH1.
Un conmutador I_PROT de encendido y apagado de la protección (diodos).
En el interior del PC nos quedan los dos circuitos de tratamiento de señal, la salida
de los cuales llevamos a la tarjeta de sonido que nos hará la transformación A/D y nos
permitirá ver el resultado en la pantalla del ordenador.
En la figura 2 se muestra como están dispuestos físicamente los dos circuitos en la
placa de wire-up y donde va conectado cada uno de los terminales. En la siguiente
imagen podemos apreciar el circuito real.
19-60
Aprovechamiento de ordenadores para automatizar prácticas de laboratorio
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4.1.2 Cambios en el diseño
En un primer momento el esquema que iba a encargarse del tratamiento de las
señales analógicas era el circuito de la figura 3.
Fig.3
Este circuito fue montado primeramente con el modo wire-up y probado. En la
prueba a la que fue sometido observamos que había dos señales cuando nosotros sólo
introducíamos una, había una señal que se acoplaba a la nuestra y no sabíamos de
donde provenía. Después de varios cambios sin poder llegar a desacoplar las señales
probamos de quitar el integrado, para realizar esta operación hicimos un puente en las
patillas correspondientes del zócalo. De esta manera pudimos observar que el integrado
primeramente recomendado no hacía bien su función, ya que él o alguno de los
componentes que necesitaba producían el acoplamiento. Una vez descubierto esto
quitamos el integrado y todo aquello que se utilizaba debido a su presencia. El circuito se
simplificó considerablemente quedando de la siguiente manera.
Fig.4
20-60
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El circuito de la figura 4 es el que finalmente hemos utilizado para el tratamiento de
señales analógicas. En primer lugar observamos un condensador C1 en la entrada de la
señal, este condensador nos elimina la componente continua de la señal. Seguidamente
podemos ver una resistencia R1 y un condensador C2 en paralelo y conectados a tierra,
esta estructura es la de un filtro paso bajo de 1º orden.
A continuación tenemos otro filtro formado por dos elementos, por una banda una
resistencia R2 y por la otra un condensador C3 en paralelo, esta disposición corresponde
a la de un filtro paso alto. Para finalizar comentaremos la estructura de diodos que hay en
la parte final, estos hacen de protección ya que no dejan pasar valores de tensión entro el
rango 0 y +12V, este rango de debe a que la resistencia R3 está colocada en una
posición que evita el funcionamiento del diodo D3. Si por el contrario esta resistencia R3
no estuviera, el rango de salida sería de +12V a –12V. A continuación presentamos esta
proposición en el esquema de la figura 5.
Fig.5
En este circuito podemos observar que la resistencia R3 no está y de este modo
podríamos obtener el rango anteriormente comentado. Como hemos podido comprobar
este circuito tiene varias características que lo hacen muy versátil y útil para otras
aplicaciones.
21-60
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4.1.3 Calibración del osciloscopio digital
Para calibrar el osciloscopio digital se ha necesitado el siguiente material:
•
Un osciloscopio analógico.
•
Un generador de funciones.
•
Dos cables BNC-BNC.
•
Un PC con el software xscope.
•
Un circuito electrónico para el tratamiento de la señal analógica.
Una vez se dispone de todo el material, comienza la obtención de datos para cada
uno de los estados AC y DC.
El procedimiento para la obtención de datos es el siguiente.
Se han utilizado 3 tipos de frecuencias, una baja (50Hz), una media (500Hz) y una
alta (3Khz en AC y hasta 6KHz en DC), cuando se habla de frecuencia baja, media y alta
nos referimos a aquellas frecuencias para las que el diseño del circuito electrónico
responde con garantía o con un % de error bajo.
Una vez las frecuencias han sido determinadas, se pasa a un procedimiento de
señal-captura, que consiste en ir variando la tensión poco a poco con la misma frecuencia
y viendo como responde cada uno de los dispositivos, osciloscopio (analógico) y PC
(digital).
Con todos los datos que se van obteniendo alimentaremos una tabla a partir de la
cual podremos obtener las gráficas que nos compararán los dos sistemas, el analógico y
el digital.
Para ver la linealidad del sistema digital respecto al analógico también se puede
optar por dejar un voltaje fijo y ver como cambia este voltaje a medida que cambiamos la
frecuencia. Los datos que de aquí se obtienen pueden alimentar otra tabla a partir de la
cual se podrá obtener una gráfica para observar dicha linealidad.
Pasamos a comentar los valores obtenidos en nuestro ensayo.
4.1.3.1 Estudio en modo AC
En primer lugar se ha realizado un ensayo a una frecuencia fija de 50Hz, se ha ido
variando el voltaje desde 0,1V a 0,9V y hemos obtenido una recta de pendiente positiva
con un factor de correlación R2= 0.9988.
22-60
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A continuación hemos realizado el mismo ensayo pero esta vez con una frecuencia
fija de 500Hz y con la misma variación de voltaje de 0,1V a 0.9V y hemos obtenido una
recta de pendiente positiva con un factor de correlación R2= 0.9984.
Hemos acabado estos ensayos de proporcionalidad con una frecuencia fija de 3KHz
y con la misma variación de voltaje de 0,1V a 0.9V y hemos obtenido una recta de
pendiente positiva con un factor de correlación R2= 0.9992.
Viendo que la proporcionalidad en estos dos ensayos a frecuencia fija y con
variación de voltaje es evidente pasamos a ver la linealidad con un voltaje fijo y una
variación de frecuencia, el procedimiento seguido ha sido el siguiente.
En primer lugar hemos fijado un voltaje bajo de 0,3V y hemos ido variando la
frecuencia desde 100Hz hasta 4KHz. Hemos observado que la linealidad se aprecia a
partir de 400Hz, esta es la frecuencia de corte y por tanto hasta este valor no hay
linealidad.
A continuación marcamos un valor alto de voltaje 0,9V, variamos la frecuencia desde
100Hz a 4Khz y observamos que la linealidad se empieza a dar a partir de 400Hz aunque
aun hay pequeñas variaciones hasta llegar a los 4Khz.
La conclusión a la que hemos llegado es que el comportamiento del osciloscopio
digital en régimen AC no es todo lo bueno que se esperaba debido a que la el
comportamiento del condensador C3 (filtro paso alto) a bajas frecuencias actúa,
amortiguando el valor de salida, pero a altas frecuencias por la característica de los
condensadores actúa como un cortocircuito y por tanto a mayor señal de entrada mayor,
más estable y más proporcional la señal de salida, por este motivo no recomendamos
comparar datos con frecuencias diferentes y sólo utilizarlo para tomar magnitudes
relativas, como por ejemplo las que hemos tomado en la práctica LC.
4.1.3.2 Estudio en modo DC
Para este ensayo el dispositivo del PC trabaja en modo DC. Se han realizado dos
tipos diferentes de ensayo uno a frecuencia fija y otro a voltaje fijo.
Para el primer ensayo hemos cogido una frecuencia fija de 500Hz y se ha ido
variando el voltaje de 0,1V a 0,9V, dándonos unos valores que han permitido dibujar una
recta de pendiente positivo con una factor de correlación de R2= 0.9999. Como se puede
observar la proporcionalidad que existe entre el dispositivo analógico y el digital es casi
perfecta.
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El segundo ensayo ha venido marcado por un valor de tensión fijo de 0,4V, a partir
de aquí hemos ido variando la frecuencia de 30 Hz a 6Khz y hemos observado que la
linealidad se mantiene tanto a bajas frecuencias como a altas.
La conclusión es que cada voltio son 111,81 unidades digitales. Este modo puede
utilizarse con total garantía tanto para comparar datos a diferentes frecuencias como para
tomar magnitudes relativas.
4.2 Circuito amplificador
El sistema de amplificación consta de dos circuitos idénticos para así tener la
posibilidad de amplificar los dos canales de los que disponemos.
4.2.1 Listado de componentes:
•
Una placa de wire-up.
•
3 conectores de 4 pins (macho y hembra).
•
2 resistencias de 100KΩ, R4 y R9.
•
2 resistencias de 10KΩ, R5 y R10.
•
2 condensadores de 10µF, C1 y C7.
•
2 integrados TDA2003.
•
2 condensadores de 100nF, C3 y C9.
•
2 condensadores de 220µF, C2 y C8.
•
2 condensadores de 470µF, C6 y C12.
•
2 resistencias de 220Ω, R1 y R6.
•
2 resistencias de 22Ω, R2 y R7.
•
2 condensadores de 1000µF, C4 y C10.
•
2 condensadores de 100nF, C5 y C11.
•
2 resistencias 1Ω, R3 y R8.
24-60
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La disposición de los circuitos es la siguiente:
Fig.6
En la figura 6 podemos observar los dos circuitos de amplificación de señal, la
disposición es la misma que ocupan los circuitos en la realidad (físicamente), los vemos
en la siguiente imagen.
25-60
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Disponemos de un conector de entrada de señal y un conector de salida de la señal
tratada.
4.2.2 Cambios en el diseño
En la figura 7 podemos ver el amplificador que diseñamos al principio para
desarrollar las funciones deseadas.
C1= 10µF ; C2=220µF ; C4=1000µF ; C6=470µF
Fig.7
Este amplificador funcionaba correctamente salvo en ciertas ocasiones cuando la
señal de entrada al amplificador era demasiado fuerte y el integrado TDA2003 se nos
saturaba. Por este motivo evolucionamos el diseño al esquema de la figura 8.
26-60
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C1= 10µF ; C2=220µF ; C4=1000µF ; C6=470µF
Fig.8
En primer lugar observamos que en la entrada hay dos resistencias puestas en
paralelo, estas nos dividen la tensión de entrada de manera que el integrado TDA 2003 no
se satura.
El integrado TDA2003 está alimentado por una tensión de +12V, esta se filtra a
través de los condensadores C2 y C3. A continuación el condensador C1 se encarga de
quitar la componente continua de la señal, esta entra en el integrado por la entrada no
inversora.
De la salida se toma una parte de la señal para realimentar el sistema por medio de
la entrada inversora .
A la señal completa de salida se le quita la componente continua mediante el
condensador C4 y se le aplica ya al altavoz de salida, la impedancia de este debe ser de
4Ω para que nos de una potencia esperada de 8W, si por el contrario ponemos una
impedancia de 8Ω la potencia que obtendremos a la salida será de 4W.
27-60
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4.3 Fuente de alimentación
4.3.1 Lista de componentes.
•
C1= 2200µF/35V (electrolítico).
•
C3,C4= 100nF (poliéster).
•
C7= 220µF/25V (electrolítico).
•
IC= LM7812 (el 12 corresponde a la tensión que queremos de salida que
queremos).
•
Puente de diodos de 1,5A
•
Transformador de 15VA y un secundario de 18V, para una tensión de salida de
12V.
Como podemos ver en la imagen superior, contamos con un transformador este está
compuesto por un trafo de 15VA con primario 220V AC ( el secundario variará
dependiendo de las tensiones de salida, para unas tensiones de p.e. ±15V hasta ±12
bastará con secundario de 18V-0-18V. Para tensiones inferiores a ±12V (±9 y±5V) bastará
con un trafo de secundario 12V-0-12V. En todo caso siempre deberá ser una potencia de
15VA. Dado que nosotros queremos una salida de +12V utilizaremos un trafo de 18V y
15VA.
El puente rectificador será un puente de diodos de 1,5A para aprovechar al máximo
las prestaciones de los estabilizadores de tensión.
El circuito de alimentación a +Vcc consta de los condensadores C1, C3, C4 y C7 y el
integrado IC1(78xx). El condensador C1 se comporta como condensador de aplanamiento
de alta capacidad (2200µF) y también sirve para filtrar las bajas frecuencias (BF) de la
señal rectificada por el puente de diodos. C3 y C4 con valores de 100nF forman parte de
28-60
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un filtro de alta frecuencia (AF) y C7 (220µF) forma el filtro de media frecuencia (MF). El
circuito estabilizador IC1 es el responsable de la completa estabilización de la tensión, es
decir, nos mantiene la tensión de salida constante sea cual sea la carga que conectemos.
En un primer momento lo hemos colocado sin disipador de calor pero viendo que después
de funcionar durante un tiempo se calienta y pierde funcionalidad lo más aconsejable es
que se le coloque el dicho disipador de calor, para evitar daños por exceso de calor en el
circuito.
El aspecto físico y real de la fuente de alimentación y del transformador se muestra
en las próximas dos imágenes.
29-60
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4.3.2 Algunas variaciones interesantes.
Podríamos hacer el mismo circuito para conseguir una alimentación negativa, sólo
tendríamos que cambiar el estabilizador IC1 por IC2(79xx).
De la misma forma, es decir, con un simple cambio podríamos tener conseguir una
fuente de alimentación de dos tensiones positivas, simplemente deberíamos intercambiar
los terminales positivo y negativo del circuito compuesto por el estabilizador 79xx.
Otra opción sería conseguir diferentes tensiones de estabilización para cada circuito.
4.4 Lista de materiales del proyecto
4.4.1 Circuito de tratamiento de señales analógicas.
•
2 conmutadores simples ICH1 e ICH2.
•
1 conmutador doble I_PROT.
•
2 BNC, CH1 y CH2.
•
2 condensadores de 0,01nF, C1 y C4.
•
2 resistencias de 1MΩ, R1 y R7.
•
2 condensadores de 20pF, C2 y C5.
•
2 resistencias de 47KΩ, R2 y R8.
•
2 resistencias de 4,7KΩ, R3 y R9.
•
6 diodos 1N914, D1, D2, D3, D4, D5 y D6.
•
1 placa de wire-up
•
4 conectores de 4 pins (macho y hembra).
4.4.2 Circuito amplificador
•
Una placa de wire-up.
•
3 conectores de 4 pins (macho y hembra).
•
2 resistencias de 100KΩ, R4 y R9.
•
2 resistencias de 10KΩ, R5 y R10.
•
2 condensadores de 10µF, C1 y C7.
•
2 integrados TDA2003.
•
2 condensadores de 100nF, C3 y C9.
30-60
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•
2 condensadores de 220µF, C2 y C8.
•
2 condensadores de 470µF, C6 y C12.
•
2 resistencias de 220Ω, R1 y R6.
•
2 resistencias de 22Ω, R2 y R7.
•
2 condensadores de 1000µF, C4 y C10.
•
2 condensadores de 100nF, C5 y C11.
•
2 resistencias 1Ω, R3 y R8.
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4.4.3 Fuente de alimentación
•
C1= 2200µF/35V (electrolítico).
•
C3,C4= 100nF (poliéster).
•
C7= 220µF/25V (electrolítico).
•
IC= LM7812 (el 12 corresponde a la tensión que queremos de salida que
queremos).
•
Puente de diodos de 1,5A
•
Transformador de 15VA y un secundario de 18V, para una tensión de salida de
12V.
•
1 conector 4 pins (macho-hembra).
4.4.5 Varios.
•
Una tarjeta de sonido.
•
Un PC.
•
Tornillería variada.
5. Diseño del Software
El software utilizado en el proyecto ha sido una de las piezas clave en la misión de
llevar a buen puerto el proyecto.
El software ha sido el paso previo en cada uno de nuestros objetivos.
31-60
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El software en el que pensamos en un primer momento fue el sistema operativo,
pensamos en la opción de Linux ya que este presenta las siguientes características que
son de nuestro interés:
•
Su utilización no requiere el pago de ninguna licencia.
•
Se puede instalar en todas las máquinas que se necesite.
•
El control de hardware se realiza mediante módulos de núcleo. El sistema
operativo facilita mucho la gestión de los módulos, permitiendo por ejemplo la
utilización de dos tarjetas de sonido simultáneamente.
•
Tradición de software libre en el mundo UNIX, resulta muy fácil encontrar software
que se adapte a nuestras necesidades y que su código sea abierto.
Una vez el sistema operativo estuvo instalado, venía el momento de instalar todo el
software necesario para ir probando nuestros montajes y para posteriormente ejecutar el
proyecto.
Los programas que forman parte de este proyecto son:
•
Xoscope: Programa que simula el funcionamiento de un osciloscopio.
o Tiene código abierto. Podemos modificarlo sin limitaciones, adaptarlo a
nuestras necesidades o corregir BUGS sin depender del autor.
o Se ajusta a nuestros requisitos.
•
Un programa de generación de funciones de onda.
o Hecho por nosotros
o Utilizamos la toolkit GTK+, el entorno RAD (Rapid Aplication Display)
GLADE.
o Funciona sobre cualquier plataforma UNIX con drivers OSS.
•
OSS (Open Sound System).
o Está disponible como módulos para Linux .
o Es libre.
o Tiene un amplio soporte para numerosas tarjetas de sonido.
o Proporciona una API (Aplication Programming Interface) muy bien
documentada y unificada para diferentes dispositivos.
•
Gmix
o Es una aplicación que nos permite controlar los parámetros de entrada y
salida de la tarjeta de sonido.
o Es libre.
32-60
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A continuación veremos el interface del Xoscope en la figura 9, del generador de
funciones en la figura 10 y del Gmix en la figura 11.
Fig.9
Fig.10
33-60
Aprovechamiento de ordenadores para automatizar prácticas de laboratorio
Fig.11
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6. Resultados
6.1 Resultados de la práctica 1 (Circuito R-C)
6.1.1 Método operativo
Se conecta el generador de funciones a baja frecuencia en el osciloscopio digital y
visualizamos una onda cuadrada.
1. Montamos el circuito R-C.
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2. Fijamos el valor de la resistencia en la posición 10(1,18 KΩ ) y la frecuencia en el
intervalo 100Hz y 1kHz. Conectamos el osciloscopio alternativamente al
condensador y a la resistencia y captamos las formas de onda de un periodo para
las frecuencias 300 y 500 Hz y 1, 2 y 3 Khz. En total hemos captado 10 gráficas
(cinco para la resistencia y cinco para el condensador). Comparamos las parejas
correspondientes y explicar que se observa.
Resistencia a 300Hz.
Condensador a 300Hz.
Como podemos observar en las gráficas cuando el condensador está cargándose
por la resistencia no circula intensidad, una vez el condensador esta cargado este se
36-60
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descarga produciendo un pico de intensidad en la resistencia. A esta frecuencia de 300Hz
el condensador se descarga completamente y la resistencia llega a 0 después de pasar
por su punto máximo.
Resistencia a 500Hz.
Condensador a 500Hz.
A 500Hz vemos como el condensador va cargándose y descargándose más
rápidamente pero la resistencia sigue llegando a 0 después de pasar por su punto
máximo.
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Resistencia a 1Khz.
Condensador a 1Khz.
A 1Khz la frecuencia hace que el condensador ya no se descargue completamente
produciendo en la resistencia una caída después de su punto máximo que no llega a 0.
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Resistencia a 2Khz.
Condensador a 2Khz.
A 2Khz el comportamiento empeora, vemos como el condensador tiene ya un
proceso de carga y descarga demasiado rápido y esto hace que antes de que antes de
que la resistencia llegue a 0 ya vuelve a tener un flujo de intensidad importante.
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Resistencia a 3Khz.
Condensador a 3Khz.
A 3Khz se da la peor situación que hemos medido en esta práctica haciendo que el
condensador no se descargue ni en un 50% de su capacidad y produzca así una curva de
la resistencia casi plana si exageramos mucho la situación.
A partir de aquí seguirían unas cuestiones planteadas al alumno para reforzar el
fenómeno visto en esta práctica.
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6.2 Resultados de la práctica 2 (Circuito R-l)
Estudiaremos el comportamiento de un circuito R-L.
Utilizando el siguiente montaje, completamos la tabla adjunta con los valores
obtenidos empíricamente. R= 100Ω y N=900.
Frecuencia (Hz) VNA Analógico (V) VNA Digital VNB Analógico (V) VNB Digital
200
0,09
10,5
0,36
33,5
210
0,1
11,5
0,36
34,5
225
0,11
12,5
0,38
35,5
240
0,12
13,5
0,38
35,5
250
0,12
13,5
0,38
35,5
275
0,13
15,5
0,38
37,5
300
0,14
17,5
0,38
38,5
350
0,17
20,5
0,4
40,5
450
0,22
27,5
0,43
43,5
600
0,3
36,5
0,46
47,5
1000
0,5
55,5
0,65
57
Calcula L utilizando los valores obtenidos en la tabla.
ω=2πf
1256,63706
1319,46891
1413,71669
1507,96447
1570,79633
1727,87596
1884,95559
2199,11486
2827,43339
3769,91118
6283,18531
Analógico
ω-2
6,33257E-07
5,74383E-07
5,00352E-07
4,39762E-07
4,05285E-07
3,34946E-07
2,81448E-07
2,06778E-07
1,25088E-07
7,03619E-08
2,53303E-08
41-60
(VNB / VNA)2
16
12,96
11,9338843
10,02777778
10,02777778
8,544378698
7,367346939
5,53633218
3,820247934
2,351111111
1,69
Aprovechamiento de ordenadores para automatizar prácticas de laboratorio
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EUETIT ELO Tarde
Valores analógicos
18
16
14
12
10
8
6
4
y = 2E+07x + 0,9531
2
2
R = 0,9897
0
0
1E-07
2E-07
ω=2πf
1256,63706
1319,46891
1413,71669
1507,96447
1570,79633
1727,87596
1884,95559
2199,11486
2827,43339
3769,91118
6283,18531
3E-07
4E-07
Digital
ω-2
6,3326E-07
5,7438E-07
5,0035E-07
4,3976E-07
4,0528E-07
3,3495E-07
2,8145E-07
2,0678E-07
1,2509E-07
7,0362E-08
2,533E-08
5E-07
6E-07
7E-07
(VNB / VNA)2
10,1791383
9
8,0656
6,91495199
6,91495199
5,85327784
4,84
3,90303391
2,50214876
1,69356352
1,05478451
Valores digitales
12
10
8
6
4
y = 1E+07x + 0,7192
R2 = 0,9973
2
0
0
1E-07
2E-07
3E-07
42-60
4E-07
5E-07
6E-07
7E-07
Aprovechamiento de ordenadores para automatizar prácticas de laboratorio
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6.2.1 Base teórica de la práctica
Dado el siguiente esquema deducimos una serie de expresiones.
Z = R 2 + ( Lω 2 )
I=
V NB
Z
V NB VNA
=
Z
Lω
I=
⇒
VNB =
Z
V NA
Lω
⇒
1
R
VNB = 1 + ( ) 2 2 ⋅ V NA
L ω
V NA
Lω
2
 VNA 
R

 = 1 +   ω −2
 L
 VNb 
2
Una vez tenemos la recta de regresión nos disponemos a calcular la L.
2
2
 VNA 
7 −2
R
R


0
,
9531
2
10
=
+
⋅
ω
Analógico: 
⇒   = 2 ⋅ 10 7 ⇒ L =
= 22,36mH

L
 VNb 
2 ⋅ 10 7
2
2
 VNA 
7 −2
R
R


0
,
7192
1
10
=
+
⋅
ω
Digital: 
⇒   = 1⋅10 7 ⇒ L =
= 31,62mH

L
 VNb 
1 ⋅ 10 7
43-60
Aprovechamiento de ordenadores para automatizar prácticas de laboratorio
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6.3 Resultados de la práctica 3 (Transformador)
Estudiaremos el fenómeno de la inducción electromagnética.
6.3.1 Parte A. Secundario con circuito abierto
Dado el siguiente montaje, rellenaremos la tabla adjunta con los valores obtenidos
empíricamente. Datos: f=50Hz. y circuito abierto
N
450
450
450
900
1800
N'
450
900
1800
450
450
VA’A Analógico VA’A Digital VB’B Analógico VB’B Digital
0,27
11,5
0,23
8,5
0,27
11,5
0,46
16,5
0,27
11,5
0,85
33,5
1
43,5
0,4
17,5
2,2
105
0,5
20,5
Calculamos:
N'/N
1
2
4
0,5
0,25
VB’B / VA’A Analógico VB’B / VA’A Digital
0,851851852
1,703703704
3,148148148
0,4
0,227272727
44-60
0,739130435
1,434782609
2,913043478
0,402298851
0,195238095
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6.3.2 Parte B. Secundario con carga R’
Dado el siguiente montaje, rellenaremos la tabla adjunta con los valores obtenidos
empíricamente. Datos: f=50Hz., R= 100Ω y N=N’=1800 vueltas.
R'
VA’A Analógico VA’A Digital VB’B Analógico VB’B Digital
0,26
11,5
0
0
1500
0,28
11,5
2,4
87
800
0,32
13,5
1,8
66,5
80
0,44
18,5
0,32
11,5
Calculamos:
I=VA’A / R
Analógico
2,6
2,8
3,2
4,4
I=VA’A / R Digital
115
115
135
185
I’=VB’B / R’
Analógico
0
1,6
2,25
4
I’=VB’B / R’
Digital
0
58
83,125
143,75
A medida que aumentamos la intensidad en el secundario, la conocida expresión
I1N1= I2N2 tiende a cumplirse , ya que nos acercamos a las condiciones en que es válida.
45-60
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7. Conclusiones
7.1 Pasos efectuados
1. Montaje de un PC, instalación de hardware y software.
2. Diseño y realización del circuito amplificador con circuito fuente de alimentación.
3. Diseño y realización del filtro de señales analógicas para captar la señal de la
tarjeta de sonido.
4. Acomodación del circuito en el interior del PC.
5. Mecanización, diseño de la caja y rotulación.
6. Realización de un programa generador de ondas.
7. Diseño de una interface gráfica para el generador.
8. Selección de programas ya hechos (Xoscope, Gmix) instalación y puesta a punto.
9. Realización de una serie de pruebas de calibración.
10. Puesta a punto de montajes experimentales.
11. Realización y prueba de guiones de prácticas.
7.2 Conclusiones
Estudio de la viabilidad de sustituir equipos comerciales por equipamiento de bajo coste.
•
Entrada analógica.
o A partir de 5kHz empiezan a haber acoplamientos en la tarjeta de sonido. Se
ha comprobado fehacientemente que es la tarjeta.
o El límite inferior de funcionamiento es de unos 10 Hz.
o El software empleado tiene una resolución de 8 bits, que es suficiente para
las aplicaciones que se pretenden.
•
Salida analógica
o De momento se han utilizado de 8 bits: las ondas son de forma satisfactoria
tal y como se ha comprobado en un osciloscopio convencional.
o La amplificación típica de los equipos de audio en los que stá inspirado
nuestro diseño es suficientemente potente para las aplicaciones del
laboratorio.
46-60
Aprovechamiento de ordenadores para automatizar prácticas de laboratorio
•
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Montajes
o Las prácticas de circuitos se pueden realizar satisfactoriamente con el rango
de frecuencias proporcionado por el equipo.
•
Las posibilidades del software, (memoria, captura de pantalla) añaden una mejora
en la realización de las prácticas.
•
A pesar de las prestaciones inferiores en algunos aspectos (límite superior de
frecuencia, etc.) y algunas limitaciones, la relación entre posibilidades y coste es
suficientemente buena como para considerar su implementación.
7.3 Mejoras futuras
•
Colocación en el exterior del potenciómetro que hay en la salida del circuito de
tratamiento de la señal analógica.
•
Optimizar el filtro pasa bajo del circuito de tratamiento de la señal analógica.
•
Modificar el software Xoscope para poder calibrar el eje Y.
•
Estudio y mejora del filtro paso alto del circuito de filtrado de señal analógica
(condensador C3).
•
Prácticas de ondas (sonido)
o Descomposición de Fourier de un sonido.
o Interferencias.
o Ondas estacionarias.
•
Introducción de aplicación con señales débiles.
•
I/O Digital.
47-60
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8. Comparación de precios para viabilidad
A continuación haremos una breve comparación entre la solución comercial que más
se adapta a nuestro proyecto y nuestro propio proyecto.
En la tabla que ha continuación mostramos aparece reflejado un desglose de los
diferentes materiales que se han utilizado y su precio de coste.
UNID.
2
2
1
3
1
2
2
2
2
2
2
2
1
1
2
2
2
2
2
2
6
8
8
2
1
4
1
1
1
10
CONCEPTO
BLS/5 RESIS PR25 1/4W 10K
BLS/5 RESIS PR25 1/4W 100K
COND ELECTR RAD 85 C 35V 2200 UF 16X30 R-7'5
COND ELECTR RAD 85 C 25V 220UF 8X12 R-3'5
POSITIVE VOLTAGE REGULATOR 12V 1A TO-220
COND ELECTR RAD 85 C 63V 10 UF 5X11 R-2
COND ELECTR RAD 85 C 25V 470 UF 10X16 R-5
COND ELECTR RAD 85 C 25V 1000 UF 12X20 R-5
RESIS PM25 220H 1/4W 1%
BLS/5 RESIS PR25 1/4W 22H
BLS/5 RESIS PR25 1/4W 1H
10W AUDIO APLIFIER TO-220/5
CROVISA TRAFO C820 18V 2A
(2W04)BRIDG RECTIFIER 2A 400 V REDONDO
CONECTOR BNC HEMBRA PANEL REDONDO
PIHER COND CER PL 100V 22PF
PIHER COND CER PL 100V 0,01nF
BLS/5 RESIS PR25 1/4W 1M
BLS/5 RESIS PR25 1/4W 4K7
RESIS PR50 47K 1/2W 5%
SI.SS. 100V 0,2A. DO-35
BLS/25 TERMINAL PARA CONECTOR HEMBRA 2,54MM
BLS/3 CONEC POSTE MACHO 4PIN C.I. PASO 2,54 RECTO POLAR
BLS/1 CONMUTADOR MINI
BLS/1 CONMUTADOR MINIATURA
REPRO PLACA STAN CT-4 PASO 2,54 78X90 1MM
PENTIUM 100MHZ 64MB RAM
TARJETA DE SONIDO
TORNILLERIA VARIADA
TOTAL MATERIAL
HORAS DE MONTAJE
TOTAL PRESUPUESTO
TOTAL
CON IVA
0,04
0,04
0,51
0,17
0,21
0,05
0,22
0,37
0,03
0,03
0,03
1,78
22,27
0,30
1,47
0,04
0,03
0,03
0,03
0,02
0,06
0,10
0,67
1,43
0,79
6,31
71,91
27,84
2,32
139,09
348,00
487,09
Por otro lado tenemos el precio del elemento comercial que cumple con todos los
requerimientos.
ScienceWorkshop 750 con USB interface de la casa Pasco, valorado en ≈ 2.000 .
48-60
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9. Apéndice del proyecto
9.1 Práctica 1 (Circuito R-C)
1. OBJETIVO
En esta práctica se pretende analizar el comportamiento de los condensadores en
un circuito de corriente alterna utilizando el osciloscopio. Estudiaremos la carga y
descarga de un condensador.
2. LISTA DE MATERIAL.
•
•
•
•
•
•
•
1 potenciómetro (2,2KΩ)
1 condensador (100nF)
1 osciloscopio
1 generador de señal
2 sondas coaxiales
2 cables clavija-pinza
1 cable BNC-BNC
3. FUNDAMENTO TEÓRICO
En aplicar una tensión a un condensador, la diferencia de potencial a los bornes del
mismo no es instantáneamente igual al valor del voltaje aplicado, porque necesita un
tiempo para cargarse.
R
i (t)
v (t)
∼
V(t)
Vo
49-60
C
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La diferencia de potencial y la intensidad de corriente que pasa por el condensador
en la carga y en la descarga, están relacionados de la siguiente manera:
Carga:
V = Vo (1 – e t/r)
i = io e t/r
(1)
Descarga:
V= Vo e t/r
i = - io e t/r
(2)
r = RC
(3)
Dónde:
Io = V o / R
i
Gráfica de la carga del condensador
Cuanto más grande es el producto RC más lento es la carga del condensador.
50-60
Aprovechamiento de ordenadores para automatizar prácticas de laboratorio
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4. MÉTODO OPERATIVO
Para todos los apartados hay que obtener las gráficas en forma de captura de
pantalla, utilizando el botón situado en el borde inferior derecho de la pantalla.
Recordar que el osciloscopio debe tomar los datos en modo DC para evitar la
distorsión de la onda cuadrada.
Intentar por uno mismo no haber de ir cambiando de escala.
3. Conectad el generador al osciloscopio mediante el cable BNC-BNC y visualizad la
onda cuadrada. Cambiad las escalas y los otros elementos del osciloscopio para
familiarizarnos con él.
Capturad la pantalla de forma que se vea claramente la amplitud de la onda de
entrada y la escala en el tiempo.
4. Conectad una sonda al generador y montad el circuito indicado en la figura. El
neutro de la sonda debe ir en la punto N y la señal en el punto S. El resto de
conexiones se realizan mediante los cables clavija-pinza.
S
R
C
G
N
5. Fijad el valor de la resistencia en la posición 10(1,18 KΩ ) y la frecuencia en el
intervalo 100Hz y 1kHz. Conectad el osciloscopio alternativamente al condensador
y a la resistencia y capturad las formas de onda de un periodo para las frecuencias
300 y 500 Hz y 1, 2 y 3 Khz. En total debéis de haber capturado 10 gráficas (cinco
para el condensador y cinco para la resistencia). Comparar las parejas
correspondientes y explicar que se observa.
51-60
Aprovechamiento de ordenadores para automatizar prácticas de laboratorio
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6. Determinad teóricamente el valor de tensión para el condensador para una
frecuencia de 2KHz y compararlo con el valor experimental obtenido en el apartado
anterior.
7. Si variaseis el valor de la resistencia. Qué variable del circuito se modifica.
8. Notad que para un cierto valor de frecuencia del generador la onda de tensión al
condensador empieza a disminuir. ¿A qué es debido? ¿Qué valor tiene esta
frecuencia?
9. Probar ahora de obtener el mismo efecto que en el apartado anterior pero esta vez
fijando el valor de la frecuencia y modificando el valor de la resistencia mediante el
potenciómetro. ¿Cuál es el valor de esta resistencia? ¿A qué es debido este
fenómeno?
9.2 Práctica 2 (Circuito R-L)
1. OBJETIVO
Estudio del comportamiento de un circuito R-L.
2. MATERIAL:
•
1 generador de funciones.
•
1 osciloscopio.
•
1 resistencia de 100Ω.
•
1 bobina de 900 vueltas.
•
2 sondas coaxiales.
•
1 cable BNC-BNC.
•
2 cables clavija-pinza.
52-60
Aprovechamiento de ordenadores para automatizar prácticas de laboratorio
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3. FUNDAMENTO TEÓRICO:
Dado el siguiente esquema deducimos una serie de expresiones.
Z = R 2 + ( Lω 2 )
I=
V NB
Z
V NB VNA
=
Z
Lω
I=
⇒
VNB =
Z
V NA
Lω
⇒
R
1
VNB = 1 + ( ) 2 2 ⋅ V NA
L ω
V NA
Lω
2
 VNA 
R

 = 1 +   ω −2
 L
 VNb 
2
Una vez tenemos la recta de regresión nos disponemos a calcular la L.
53-60
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4. MÉTODO OPERATIVO:
Dado el siguiente montaje, rellena la tabla adjunta con los valores obtenidos
empíricamente. R= 100Ω y N=900.
a) Conectar el neutro del generador de funciones a un extremo de la resistencia. La
señal debe conectarse a un extremo de la bobina. Finalmente conecta el extremos
libre de la resistencia al otro extremo de la bobina.
b) Ajusta el generador a las frecuencias de la tabla y anota la amplitud entre los
puntos NA y NB
Medida
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Frecuencia (Hz)
200
210
225
240
250
275
300
350
450
600
1000
54-60
VNA
VNB
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5. RESULTADOS.
Calcula los valores de la siguiente tabla.
ω=2πf
Medida
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
2
ω-2
 VNA 
R
 = 1 +   ω −2 calcula el valor de L.
6. Mediante la expresión 
 L
 VNb 
2
9.3 Práctica 3 (Transformador)
1. OBJETIVO
Estudio del fenómeno de la inducción electromagnética.
2. LISTA DE MATERIAL
•
2 bobinas cuadradas de 450 vueltas.
•
1 bobina cuadrada de 900 vueltas.
•
2 bobinas cuadradas de 1800 vueltas.
•
1 núcleo en forma de barra.
•
1 núcleo en forma de “U”.
•
3 sondas coaxiales.
•
1 cable BNC-BNC.
•
4 cables clavija-pinza.
•
1 osciloscopio.
55-60
(VNB / VNA)2
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•
1 generador de funciones.
•
Resistencias de valores 80Ω, 100 Ω, 800 Ω, 1500Ω.
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3. FUNDAMENTO TEÓRICO
Un transformador es un dispositivo para modificar el voltaje y la intensidad de una
corriente alterna sin pérdidas apreciables de potencia. Su funcionamiento se basa en el
hecho que una corriente alterna en un circuito induce una fuerza alterna en un circuito
próximo a causa e la inductancia mutua de ambos circuitos. Un transformador simple
formado por dos bobinas de cable enrolladas alrededor de un núcleo de hiero común a
ambas bobinas. La bobina que conduce la potencia de entrada se llama el primario y la
otra se llama el secundario. Cada boina del transformador puede ser utilizada como a
primario o como secundario. La función del núcleo de hiero es incrementar el campo
magnético para la corriente dada y guiarlo de manera que casi todo el flujo magnético a
través de una bobina traviese también la otra. El núcleo de hiero está formado por
muchas láminas finas para tal de reducir las pérdidas debidas a las corriente de Foucault.
Otras pérdidas de potencia son debidas y calentamiento del Joule en las pequeñas
resistencias de ambas bobinas, y para la histéresis en los núcleos de hierro.
Considerar un transformador de corriente alterna con una fuerza electromotriz ε en
las N1 vueltas del primario y con las N2 vueltas del secundario abiertas.
V2 = - (N2 / N1) ε
Si N2 es más grande que N1, el voltaje en la bobina del secundario es más grande
que el voltaje en la bobina del primario, y el transformador se llama un transformador
elevador. Si N2 es el más pequeño que N1, el voltaje en la bobina del secundario es más
pequeño que en la bobina del primario, y el transformador se llama un transformador
reductor.
Consideramos ahora que pasa cuando conectamos una resistencia, llama
resistencia de carga en la bobina del secundario. Habrá luego en el circuito del secundario
una intensidad I2 que estará en fase con l voltaje V2 en la resistencia. Esta corriente
producirá un flujo adicional en cada espira, que será proporcional N2 I2.
Asimismo, el voltaje en la bobina del primario es determinado por la fuerza
electromotriz del generador, la cual cosa no es afectada por el circuito secundario.
56-60
Aprovechamiento de ordenadores para automatizar prácticas de laboratorio
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La bobina del primario extrae pues un corriente adicional I1 para mantener el flujo original
φvolta.
N1 I1 = - N2 I2
En la mayoría de los casos, el corriente adicional en el primario I1 es mucho más
grande que el corriente que está extraído del generador cuando no hay carga. Eso se
puede poner de manifiesto todo poniendo una bombilla en serie con la bobina del
primario. La bombilla es mucho más brillante cuando hay una carga en el secundario que
cuando el circuito secundario está abierto.
Si la intensidad en el primario cuando no hay carga es pequeña entonces se cumple
N1 I1 = N2 I2.
Parte A. Secundario en circuito abierto
4. MÉTODO OPERATIVO.
Dado el siguiente montaje, rellena la tabla adjunta con los valores obtenidos
empíricamente. Datos: f=50Hz. y circuito abierto.
a) Encender el generador de funciones, pulsar el botón de intervalo 10-100Hz, posicionar
la rueda de la izquierda en el 5.
b) Coloca en el terminal BNC del generador una sonda, el terminal neutro de esta irá a la
pinza del cable superior de la bobina N mientras que el terminal de señal lo llevaremos a
la pinza del cable inferior de la bobina N.
c) Coloca dos cables clavija-pinza en la bobina N’, uno en el orificio superior y otro en el
inferior. En estos dos cables deberás colocar la sonda (el neutro en el cable superior y el
de señal en el inferior),que llevaremos al osciloscopio para ver la señal. Deberemos ir
57-60
Aprovechamiento de ordenadores para automatizar prácticas de laboratorio
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cambiando las bobinas y rellenando la tabla con los valores que capta la sonda entre cada
punto.
N
450
450
450
900
1800
N’
450
900
1800
450
450
VA’A
VB’B
5. Calcula:
N’/N
VB’B / VA’A
Parte B. Secundario con carga R’
6. Dado el siguiente montaje, rellena la tabla adjunta con los valores obtenidos
empíricamente. Datos: f=50Hz., R= 100Ω y N=N’=1800 vueltas.
a) Encender el generador de funciones, pulsar el botón de intervalo 10-100Hz, posicionar
la rueda de la izquierda en el 5.
58-60
Aprovechamiento de ordenadores para automatizar prácticas de laboratorio
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b) Coloca en el terminal BNC del generador una sonda, el terminal neutro de esta irá a la
pinza del cable superior de la bobina N mientras que el terminal de señal lo llevaremos a
un extremo de la resistencia R= 100Ω, el otro extremo de la resistencia
R= 100Ω irá
conectado a la pinza del cable inferior de la bobina N.
c) Coloca dos cables clavija-pinza en la bobina N’, uno en el orificio superior y otro en el
inferior. Entre estos dos cables deberás coger la resistencia R’ que va varia en cada caso.
Colocaremos dos sondas, una entre A’ y A (neutro en A’ y señal en A) y la otra entre B’ y
B (neutro en B’ y señal en B). Iremos rellenando la tabla a medida que vamos cambiando
la resistencia R’.
R’
∞
1500Ω
800Ω
80Ω
VA’A
VB’B
7. Calcula:
VA’A / R
VB’B / R’
59-60
Aprovechamiento de ordenadores para automatizar prácticas de laboratorio
Sergio Egea Trujillo
EUETIT ELO Tarde
10. BIBLIOGRAFÍA
Schilling, D.L. Belove, C.
(3ª Edición 1993). Circuitos Electrónicos. Madrid.
Ed.McGraw Hill.
Jones, B. (1ª Edición 1974). Circuit electronics fur scientists. Reading.
Ed.Addison-Wesley.
Holt, C.A. (1989). Circuitos electrónicos. Digitales y analógicos. Sant Joan Despí.
Ed.Reverté.
Paul Malvino, A. (5ª Edición 1993). Principios de electrónica. Madrid. Ed. Mc Graw Hill.
Doy las gracias a los profesores Lluís Ferrer Arnau y José Ignacio Candela García y en
especial a mi tutor Jordi Sellarés, por su gran ayuda en el desarrollo de este proyecto.
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