Double-Precision DAC (Dual DAC) – Parte I

Olá humano!

Por volta de um mês (ou dois) atrás eu estava verificando o datasheet de um conversor DAC (Digital Analogic Converter) da Microchip, o MCP4921, e no final do documento nos é apresentado uma serie de aplicações mais comuns envolvendo o dito cujo. Uma destas aplicações sugeridas é o uso de dois conversores deste, mais um amplificador operacional, para que consigamos uma resolução maior do que a dos conversores usados.

Cabe aqui um alerta antes de prosseguir com o texto. Neste post, ou experimento, só quero verificar o funcionamento do circuito proposto na pratica, não quero discutir qualquer outra característica ou custo-benefício. Dito isto, prossigamos.

Como tenho dois conversores destes por aqui (conversor DAC de 12 bits), resolvi fazer um circuito para verificar o funcionamento. O circuito é baseado no proposto pelo fabricante, em seu datasheet (link), na pagina 32, item 6.7. No datasheet o circuito é apresentado pelo titulo Designing a Double-Precision DAC.

Com base no datasheet desenhei o circuito abaixo:

Diagrama do circuito.
Figura 01: Circuito utilizado no experimento.

Onde utilizei um PIC 18F4550 (antes de começarem os blablabla, usei este PIC pois tenho alguns dele aqui disponíveis, pronto, só por isso, eu sei que é mais do que o necessário neste caso…) para poder controlar os DAC, e comunicar com o computador através da porta serial, para que eu possa variar os valores dos conversores através do computador. Por conta da interface com a serial do computador, foi necessário o uso do CI (Circuito Integrado) MAX232. Como referencia de tensão para os DAC utilizei um MC1541, uma referencia de tensão de 4.096V também da Microchip. O circuito conta ainda com um conector para gravação ICSP (In Circuit Serial Programming) do PIC.

O amplificador operacional que utilizei foi o TLE2142, não o LM358 como mostra o esquema elétrico acima. A principal razão é que as características do TLE2142 são muitos melhores. Então porque o LM358 no esquema acima? Simples, o Eagle não tem na sua biblioteca o TLE2142, porém ele é pino-a-pino compatível com o LM358, então para facilitar usei o LM mesmo.

Sobre a parte do amplificador operacional, deixei três contatos para que pudesse medir a tensão em três pontos distintos do circuito, SV7 onde podemos medir a tensão na entrada do Amp Op (saída dos DACs depois dos resistores), SV6, saída do primeiro Amp Op que deve ser igual a saída dos DACs uma vez que este Amp Op esta ligado como um seguidor de tensão, e por fim SV5 que esta conectado a saída do segundo Amp Op (mesmo encapsulamento) que deve apresentar um valor entre 0 e -10V uma vez que o segundo Amp Op esta ligado como um amplificador inversor com ganho em torno de 4.50.

Com o circuito desenhado, a placa ficou com esta cara:

Layout da Placa de Circuito Impresso.
Figura 02: Layout da Placa de Circuito Impresso.

Depois desta etapa, a placa prensada, corroída, limpa, furada, lixada e estanhada ficou com esta cara:

Placa finalizada, lado da solda.
Figura 03: Placa finalizada, lado da solda.
Placa lado dos componentes.
Figura 04: Placa lado dos componentes.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Depois de conseguir uma boa placa, sem curto circuitos ou falhas nas trilhas,  pude então prosseguir com a solda dos componentes. Uma vez soldados bastou utilizar o [propaganda ON] Gravador de PIC USB [propaganda OFF] e através do conector ICSP, fazer o download do código na memoria do microcontrolador. A placa montada pode ser vista na próxima figura:

Firmware:

O firmware do PIC foi escrito e compilado no MikroPascal PRO PIC da Mikroeletronika (www.mikroe.com), que é um compilador que eu já uso a algum tempo e possuo a licença (comprei a alguns anos atrás). Não sei se o código compila em uma versão gratuita deste compilador, de qualquer forma, junto com os outros arquivos deste projeto disponibilizarei o arquivo .hex para a memoria do PIC, já compilado.

O firmware é bastante simples, basicamente lê valores enviados pela porta serial do computador e envia estes valores para os DACs, de forma a obtermos a saída desejada.

Devido ao fato do post estar ficando grande, vou separa-lo em 2 partes. Abraço!

Parte II

Bad News

Olá humano!

Em Abril (deste ano) comprei uma fonte E3640A usada por um valor pra lá de justo. Porem ela não veio com os bumpers nem com a alça que serve para modificar sua inclinação. Então eu comprei, da Agilent aqui do brasil, estes itens e para ‘aproveitar’ o frete já pedi tambem o knob do painel.Beleza, até aqui temos boas noticias, mas então por que eu coloquei más noticias no titulo? A má noticia é que no último final de semana eu quebrei minha bancada. Sim, nada mais justo, eu que construi, eu mesmo que quebrei. A questão é que eu coloquei rodizios (um pouco pequenos) na bancada, uma vez que ela fica em nossa sala de estar e dessa forma fica mais facil na hora de limpar a casa, além do mais eu imaginei que seria uma boa ter mobilidade na bancada. Mas o pequeno detalhe que eu não previ foi a rapida expansão dos meus equipamentos, que acabaram adicionando bastante peso sobre a bancada. Então quando eu tentei movimenta-la da ultima vez um dos rodizios simplesmente quebrou.Agora minha bancada se encontra um tanto instavel, apoiada por um pedaço de tijolo ( 🙂 ). Para que eu possa conserta-la vou precisar esvazia-la completamente, para que eu possa virá-la de ‘ponta cabeça’ e instalar um novo rodizio (ou talvez mais de um…). Mas dado que nós estamos tentando com o alvará da reforma, afim de construir um novo comodo (meu laboratorio) em casa, eu decidi empacotar todos meus equipamentos (inclusive o ferro de solda), até que o novo lab esteja pronto construido, então nos próximos um ou dois, quatro ou cinco meses eu não postarei nada ‘prático’ (que dependa da bancada).

Espero encontra-lo novamente no próximo post. ;)

Hello world!

Bem vindo, humano!

Esta é a minha terceira tentativa de fazer/manter um blog. Pelo menos é a primeira, onde tento fazelo em um servidor dedicado, sem ter que conviver com as limitações das ferramentas gratuitas existentes para isso.

O proximo post será sobre a restauração da minha nova fonte de bancada, uma E3640A, que comprei num bom negocio.