CIRCUITOS INTERFAZ DIRECTA SENSOR-MICROCONTROLADOR

Pr¢logo ...................................................................................................XI
1. Introducci¢n ........................................................................................ 1
1.1 Antecedentes 1
1.2 Definici¢n del problema y objetivos 3
1.3 Estructura del libro 5
1.4 Referencias 6
2. _Conversi¢n tiempo-digital mediante microcontroladores ......... 7
2.1 Introducci¢n 7
2.2 Principio de funcionamiento 8
2.2.1 Contador universal 8
2.2.2 Microcontrolador 9
2.3 Fuentes de incertidumbre 10
2.3.1 Contador universal 10
2.3.2 Microcontrolador 13
2.4 Efectos de las interferencias en la alimentaci¢n 17
2.4.1 Introducci¢n 17
2.4.2 An lisis te¢rico 17
2.4.3 Materiales y m?todo 23
2.4.4 Resultados experimentales y discusi¢n 26
2.4.5 Conclusiones 28
2.5 Efectos de la actividad de la CPU 29
2.5.1 Introducci¢n 29
2.5.2 Uso del modo de reposo 29
2.5.3 Materiales y m?todo 30
2.5.4 Resultados experimentales y discusi¢n 31
2.5.5 Conclusiones 35
2.6 Resumen 35
2.7 Referencias 36
3. _Circuitos de interfaz directa entre chip sensor y microcontrolador.......................... 39
3.1 Introducci¢n 39
3.2 Principio de funcionamiento 40
3.3 Fuentes de incertidumbre 42
3.3.1 Incertidumbre en la conversi¢n tiempo-digital 42
3.3.2 Incertidumbre en la generaci¢n de la se¿al casi-digital 43
3.4 Efectos de las interferencias en la alimentaci¢n 44
3.4.1 Introducci¢n 44
3.4.2 An lisis te¢rico 45
3.4.3 Materiales y m?todo 57
3.4.4 Resultados experimentales y discusi¢n 61
3.4.5 Conclusiones 68
3.5 Resumen 70
3.6 Referencias 71
4. _Circuitos de interfaz directa entre sensor modulador y microcontrolador 73
4.1 Introducci¢n 73
4.2 Principio de funcionamiento 74
4.2.1 Circuito de interfaz para sensores resistivos 74
4.2.2 Circuito de interfaz para sensores capacitivos 76
4.3 Conversi¢n tiempo-digital 78
4.3.1 Introducci¢n 78
4.3.2 An lisis de la incertidumbre est ndar 78
4.3.3 An lisis de la resoluci¢n 81
4.3.4 Materiales y m?todo 83
4.3.5 Resultados experimentales y discusi¢n 84
4.3.6 Conclusiones 87
4.4 Efectos de las interferencias en la alimentaci¢n 88
4.4.1 Introducci¢n 88
4.4.2 An lisis te¢rico 88
4.4.3 Materiales y m?todo 93
4.4.4 Resultados experimentales y discusi¢n 95
4.4.5 Conclusiones 99
4.5 Circuitos de interfaz para sensores resistivos 100
4.5.1 Introducci¢n 100
4.5.2 T?cnicas de calibraci¢n 101
4.5.3 An lisis de la exactitud 104
4.5.4 An lisis de la resoluci¢n 108
4.5.5 Materiales y m?todo 110
4.5.6 Resultados experimentales y discusi¢n 113
4.5.7 Conclusiones 117
4.6 Circuitos de interfaz para sensores capacitivos 118
4.6.1 Introducci¢n 118
4.6.2 T?cnicas de calibraci¢n 118
4.6.3 An lisis de la exactitud 120
4.6.4 An lisis de la resoluci¢n 123
4.6.5 Materiales y m?todo 125
4.6.6 Resultados experimentales y discusi¢n 127
4.6.7 Conclusiones 129
4.7 Circuitos de interfaz para puentes de sensores resistivos 129
4.7.1 Introducci¢n 129
4.7.2 T?cnicas de medida 130
4.7.3 An lisis de la exactitud 134
4.7.4 An lisis de la resoluci¢n 137
4.7.5 Conclusiones 139
4.8 Resumen 139
4.9 Referencias 140
Öndice alfab?tico 143

Este libro describe el diseño y la caracterización de circuitos de interfaz directa entre sensor y microcontrolador. En estos circuitos, el sensor proporciona una señal modulada en el dominio temporal (por ejemplo, variaciones del periodo o de un intervalo de tiempo) que puede ser digitalizada directamente por el microcontrolador mediante los temporizadores internos. El libro analiza primero la conversión tiempo-digital realizada por el microcontrolador. Posteriormente, propone y caracteriza circuitos de interfaz directa tanto para sensores moduladores clásicos (básicamente, sensores resistivos y capacitivos) como para chips sensores con una salida casi-digital. La caracterización de estos circuitos permite formular reglas de diseño para mejorar sus prestaciones. Sobre los autores; Ferran Reverter es Doctor en Ingeniería Electrónica por la Universidad Politécnica de Cataluña, donde imparte clases desde 2001. Actualmente es profesor lector en la Escuela Politécnica Superior de Castelldefels. Su investigación se centra en temas de instrumentación electrónica, en particular el diseño y la caracterización de circuitos de interfaz para sensores inteligentes. Ramon Pallàs Areny es profesor de la Universidad Politécnica de Cataluña (UPC) desde 1975 y catedrático de universidad desde 1989. En temas de instrumentación electrónica y médica ha impartido cursos para formación de profesorado y postgraduados en España, Argentina, Cuba, Italia, Méjico y Rumania. Ha recibido el Premio a la Calidad en la Docencia Universitaria otorgado por la UPC (2000) y la Medalla Narcís Monturiol de la Generalitat de Cataluña (2003).