PWM10ADC- CONVERTITORE A/D  a 10 bit - 3

Circuito del convertitore

 Il circuito del convertitore analogico digitale, proposto in figura 1, in realtà,  non e' un completo convertitore AD che da in uscita il valore digitale corrispondente alla tensione di ingresso. Questo e'  lo schema di base necessario per  utilizzare la routine di conversione a 10 bit basata sulla tecnica PWM. Questo circuito  può essere, quindi, parte di un progetto più complesso in cui si richieda una conversione ADC a condizione che si realizzino i circuiti esterni e le connessioni al microcontrollore in maniera compatibile con l'hardware richiesto dalla routine. Questo vuol affermare che i pin RA1, RA2, RB3, utilizzati dalla routine, sono riservati alla routine e non possono essere usati per realizzare un altre funzione. In figura 1 è mostrato lo schema elettrico delle connessioni necessarie alla routine di conversione.

Figura 1 - hardware richiesto per l'implementazione della routine di conversione A/D 

Nel circuito è utilizzato il microcontrollore 16F628A che contiene un modulo generatore di segnali PWM e due comparatori (se ne usa solo uno) necessari per l'implementazione del convertitore A/D. Il segnale PWM con duty cycle D, uscente dal piedino RB3 (PWM), è applicato all'ingresso di un filtro RC. Il segnale Vref, utilizzato per la conversione, in uscita dal filtro, è pari al valore medio dell’onda e sappiamo valere:

Il confronto della tensione Vref e Vin è effettuato mediante l'utilizzo del comparatore 2 presente all'interno del PIC e i cui ingressi invertente e non invertente fanno capo rispettivamente ai pin RA1 e RA2. In particolare, la tensione Vref è applicata al piedino non invertente  mentre la tensione Vin a quell’invertente del comparatore CMP2..
L'uscita del comparatore è quindi letta dal programma e sulla base del suo valore l'algoritmo evolve prendendo una decisione su cosa fare: uscire o continuare il ciclo aumentando il duty cycle del segnale PWM in uscita. L'andamento temporale del segnale Vref è quello tipico di una rampa lineare che si arresta al valore Vin.

Applicazioni

La routine e il relativo circuito possono essere applicati per la realizzazione di progetti in cui si eseguono misure di tensioni continue o lentamente variabile: realizzazione di termometri, termostati , voltmetro/amperometro per , ecc. 

Miglioramenti

 Lo schema proposto è molto semplice e può essere migliorato. Un miglioramento potrebbe essere quello di mettere un buffer  per la Vin e per la tensione in uscita al filtro RC.  Si potrebbe pensare di collegare tale ADC con una serie di switch controllati dallo stesso PIC per fare un ADC a più canali ( suggerirei gli switch come quelli presenti nel  CD4016 o  CD 4066).