Laboratorio N° 13

PROGRAMACIÓN DE MICRO-CONTROLADORES PIC

LECTURA DE ENTRADAS  ANALÓGICAS 

TERMOSTATO DIGITAL CON PANTALLA LDC

1. Objetivos:

• Lecturas analógicas de una canal del PIC.
• Configuración de un sensor de temperatura.
• Lectura analógica en una pantalla LCD.

2. Materiales:

• CCS Compiler instalado.
• Entrenador de PICS
• Pantalla LCD
• PIC16F877A
• Guía de Laboratorio. El trabajo se desarrolla de manera GRUPAL.
• PC con Software de simulación

3. MARCO TEÓRICO:

3.1 TERMOSTATO DIGITAL

Mientras que los termómetros solo nos dicen cuál es la temperatura del ambiente, los termostatos también son capaces de regularla, aumentando el calor si el ambiente está muy frío y bajando las temperaturas si hace mucho calor. Para ello, el termostato controla los sistemas de calefacción y refrigeración, que son los dos sistemas que más energía consumen en el hogar y que más influyen en tu comodidad. Aunque no parezca muy simple, su funcionamiento no implica muchas dificultades y saber cómo funciona un termostato puede resultarte muy útil.

3.2 APLICACIÓN DEL LABORATORIO

Se trata de un circuito que deberá controlar el encendido y apagado de un relé (el cual se supone que conecta/desconecta un elemento calefactor) dependiendo de la temperatura leída en el sensor y de la temperatura seteada por los pulsadores respectivos. La pantalla LCD y los leds muestran el estado del termostato.

Este proyecto deberá contar con las siguientes partes:

Textos a mostrar en la pantalla LCD:

3.2 PIC Y ENTRADAS ANÁLOGAS

El PIC 16F877A, entre sus varios periféricos, posee un conversor análogo a digital con una resolución de 10 bits que puede leer los voltajes presentes en los pines marcados como AN0 hasta AN7.

La lectura de estos se hace de forma multiplexada, una a la vez. Como buen sistema digital, las lecturas son tratadas como muestras tomadas a intervalos regulares de tiempo, las que son retenidas por un capacitor interno. La cantidad de muestras por segundo o velocidad de lectura son un submultiplo de la velocidad de oscilación del PIC por lo cual se debe cuidar que esta no resulte ser mayor que el tiempo que el capacitor interno demora en cargarse.

Una mala elección de velocidad de lectura, puede resultar en mediciones erróneas, por debajo de las magnitudes que se pretenden medir. Según Microchip, el tiempo de adquisición de los datos debe ser mayor a 19.72us.

Registros Involucrados en la conversión A/D

La conversión analogo-digital, se configura y controla con los registros ADCON0 y ADCON1, donde es posible configurar aspectos como el canal (pin del PIC) en que se hará la lectura, velocidad de muestreo, estado de la conversión, pines análogos o digitales, entre otros. Por otro lado la conversión resultante se alberga en los registros ADRESH y ADRESL La gráfica lo explica de mejor manera.

4. VÍDEO EVIDENCIA:

• Explicación del programa: 

• Implementación en el entrenador: 

5. OBSERVACIONES:

• Debido a que la variable "set" es un entero de 8 bits cuenta con 255 posibles valores, para que no existan inconvenientes al aumentar y este valor exceda los 100 propuestos en el proyecto, es necesario poner condiciones para mantener 100 como valor máximo; del mismo modo con el valor mínimo de 0.
• Fue necesario limpiar la pantalla del display LCD constantemente utilizando el comando "\f", para evitar caracteres superpuestos al alternar entre textos de diferentes funciones.
• Al iniciar la implementación se debe activar el switch que corresponde a la columna C, para energizar los LEDs y estos funcionen.
• Se tomaron en cuenta los conocimientos previos analizados en la investigación del tema, ya que para poder controlar el proceso de manera eficiente es necesario realizar simulaciones por ejemplo: el potencio-metro que funcionaba como calefactor.

6. CONCLUSIONES:

• Se llegó a la conclusión de que el control ON/OFF está basado en encender o apagar un actuador para que este manipule la variable de proceso (PV) y alcance un valor predefinido Set point (SP).
• Se logró implementar el Termostato digital empleando el PIC16F877A y usando su característica de lectura analógica de 0 a 5V, siendo este circuito capaz de realizar un control ON-OFF con histéresis de 0.5 °C con lamparas que indican si el valor de temperatura es muy elevado, reducido o se encuentra en un rango aceptable; aparte de lo previo mencionado el LCD indicaba cuando la temperatura era mayor a 90 °C, arrojando una señal de alerta al usuario.
• Al finalizar el laboratorio se logró implementar el funcionamiento de las entradas analógicas empleando el PIC16F877A tato para una lectura de 8 bits como para lecturas de 10 bits, siendo esta última el máximo valor de resolución que se puede lograr con este micro-controlador.
• Se logró implementar el control de temperatura mediante el uso de las condiciones de "IF", en los cuales el principal parámetro es la comparación de la variable de temperatura con el valor de Set Point.
• Se simulo el funcionamiento de un relé al utilizar un diodo LED, este se activa cuando PV < SP, y se desactiva cuando PV >= SP.
• El diodo LED que representa al actuador solamente funciona luego de recibir la señal del pulsador E0 que confirma el valor de set point configurado.