Interfaces apuntes

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INTERFACES.

INTERFAZ CON LA COMPUTADORA.

El propósito de hacer una interfaz con la computadora es hacer que el sistema de computo se comunique con un sistema externo que provea o acepte informacion en varias formas y tamaños. Mas precisamente se puede decir que las señales deben ser transferidas desde un sistema externo hacia la memoria y procesador de una computadora a traves del bus dedatos para crear una ruta de retroalimentacion. Las señales deben ser enviadas desde el procesador y memoria de la computadora, a traves del bus de datos, hacia el sistema externo para crear una fuerza de control. Esta entrada y salida normalmente se usa para crear un sistema de control de lazo cerrado, como se muestra en la figura siguiente, o un sistema de monitoreo o adquisicion de datos encaso de que no se requiera que la computadora entregue una señal de control.

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Fig. 1. Proceso de Interfaz con la computadora

La computadora mostrada en la fig. anterior pudiera ser una computadora personal (Personal Computer, PC) de proposito general o un sistema de microprocesdor o microcontrolador especialmente diseñado. Los problemas involucrados para hacer interfaz entre estossistemas y los dispositivos externos son numerosos. Lo importante para recordar es que los circuitos en los sistemas de computadora son generalmente diseñados para:

• Responder a voltajes pequeños tipicamente menores a 10 volts.

• Proveer voltajes de salida pequeños tipicamente menores a 10 volts y corrientes de salida tambien muy pequeñas tipicamente menores a 10 ma.

Sin embargo, elconocimiento sobre los sistemas fisicos que requieren control, dice que los sistemas externos:

• Generalmente no proveen voltaje de retroalimentacion y no requieren necesariamente un voltaje de control.

• Con frecuencia no requieren o proveen señales digitales (muchas señales de retroalimentacion y control son analogicas por naturaleza).

• Generalmente proveen y requierenseñales con niveles de energia que tienen magnitudes que no son compatibles con los sistemas de computadora (las señales pueden ser demasiado grandes o pequeñas y requieren por lo tanto ser convertidas).

Como resultado de esta falta de compatibilidad hay un número de pasos involucrados en el proceso de desarrollo de las interfaces de este tipo. Estos se muestran a continuación en la figurasiguiente.



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Fig. 2. Pasos básicos para el proceso de interfaz con la computadora





Los pasos siguientes son necesarios para las señales que se alimentan desde el sistema externo hacia la computadora:

• SENSOR/TRANSDUCTOR. Conversión del tipo de energía inicial (temperatura, humedad, etc.) a voltaje o señal eléctrica (sensor o transductor).

• ACONDICIONAMIENTO.Conversión del voltaje inicial que normalmente es muy pequeño (en el orden de los mili-volts) a niveles apropiados para los circuitos de la computadora (normalmente 5 volts).

• AISLAMIENTO. Protección y aislamiento de los circuitos de la computadora de las señales inesperadas de alto voltaje que pueden ocurrir en los sistemas externos.

• CONVERSION ANALOGICA-DIGITAL. ADC (Analog-DigitalConverter). Conversión de voltajes de señales analógicas a forma digital.




Para las señales que van desde la computadora hacia el sistema externo, los pasos son los siguientes:

• CONVERSION DIGITAL-ANALOGICA. DAC (Digital-Analog Converter). Conversion de señales digitales a señales analógicas.

• ACONDICIONAMIENTO. Conversión de señales de salida analógicas a niveles apropiadosde corriente o voltaje (amplificación y/o transformación).

• ACTUADORES. Conversión/transformación de corrientes y voltajes (energía eléctrica) de salida a otros tipos de energía (energía mecánica, campos magnéticos, etc.). Estos elementos son conocidos como actuadores.



SENSORES.

Un sensor es cualquier dispositivo que detecta una determinada acción externa. Los sensores existen...
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