Informe Control De Temperatura

´
ELECTRONICA DIGITAL II - SEGUNDO SEMESTRE DE 2009

1

Control de Temperatura
Andr´ s Arciniegas 261271, Alejandro Rodriguez 261352
e
Yodbel Jimenez 261400

Abstract—The present document gives details progress of the
design of the temperature control using FPGA and MATLAB.

´
I. I NTRODUCCI ON

L

a temperatura se va a medir con un sensor, el IC LM35.
Esta temperatura seconvierte a una ’temperatura digital’
utilizando un conversor ADC0808 tal que se pueda enviar esta
informaci´ n a la FPGA. La temperatura digital se compararia
o
con una referencia a seguir desde MATLAB, y si hay error,
el controlador debe enviar una se˜ al a un actuador a trav´ s de
n
e
una interfase; todo esto con el fin de hacer que la temperatura
del horno adquiera el valor deseado.
II. BLOQUES

La salida es lineal y equivale a 10mV/o C por lo tanto :
Tensi´ n de salidad Temperatura
o
+1500mV
150o C
+250mV
25o C
−550mV
−55o C
En la etapa de aplicicaci´ n utilizaremos amplificadores
o
operacionales con una ganancia de 10 para que la se˜ al
n
que resiva el conversor an´ logo digital pueda ser leida de
a
mejor manera.
B. Conversor
El conversor ADC0808 convierte lasse˜ ales el´ ctricas que
n
e
env´a el sensor, las compara con respecto a la referencia, y
ı
de acuerdo a eso se obtiene un valor en binario de 8 bits a
la salida los cuales ser´ n enviados a la FPGA a trav´ s de un
a
e
Bus de Datos. Entonces el factor de conversi´ n esta dado por
o
la siguiente ecuaci´ n: OUT=255*(VIN/VREF). Este conversor
o
trabaja a una tensi´ n de 5v la cual vahacer suministrada por
o
una fuente DC alterna.
C. Interfase

Fig. 1.

Diagramas de bloques.

En la figura 1 se muestra la distribuci´ n de nuestro proyecto
o
en bloques funcionales.
A. Sensor
Para medir temperatura utilizaremos el IC LM35, el cual
maneja una escala de 10mV/o C. Como se debe enviar esta
informaci´ n al conversor ADC0808, los valores de tensi´ n
o
o
deben sercomparables con la referencia de este por lo que
se necesita acondicionar la se˜ al utilizando una etapa de
n
amplificaci´ n con amplificadores operacionales.
o
o
• El LM35: es un sensor de temperatura con una precisi´ n
calibrada de 1o C y un rango que abarca desde -55o a
+150o C. El sensor se presenta en diferentes encapsulados
pero el m´ s com´ n es el t´pico transistor con 3 patas,
a
u
ıdos de ellas para alimentarlo y la tercera nos entrega un
valor de tensi´ n proporcional a la temperatura medida
o
por el dispositivo. El LM35 funciona en el rango de
alimentaci´ n comprendido entre 4 y 30 voltios.
o

La informaci´ n que se obtiene del conversor debe ser
o
direccionada a un computador donde ser´ analizada. Para
a
ello, la los datos que se adquieren mediante la FPGA ser´ na
reenviados al computador mediante puerto serial.
• El UART, o Receptor y Transmisor Asrincrono
Universal implica que el transmisor y el receptor no
esten sincronizados. El transmisor recibe un dato de
8 bits y lo envia en modo serial, y el receptor recibe
un dato serial y obtiene un dato de 8 bits. Los datos
son transmitidos en serie a una tasa de transferencia o
BAUD rate. El primerbit en ser enviado es el Bit Start,
despu´ s se env´an el dato de 8 bits, en algunos casos
e
ı
el bit de paridad el cual es util para la detecci´ n de
o
´
errores y por ultimo el bit de stop. Como el transmisor
puede enviar datos en cualquier momento, el receptor
necesita un metodo para identificar cuando el bit menos
significativo es enviado. En un protocolo as´ncrono, el
ı
transmisor yel receptor no comparten el mismo reloj,
por lo que es necesario conocer el Baud Rate antes de
iniciar la comunicaci´ n. Los relojes internos de estas
o
unidades se deben fijar a la misma frecuencia.
El receptor sincroniza su reloj interno al iniciar cada
trama, detectando a transici´ n de alto a bajo en la se˜ al
o
n
de recepci´ n. Este tiempo es utilizado para muestrear
o
el valor de...