Um tipo de interface de grande utilidade é a que fornece tensões numa faixa contínua de saída a partir de níveis digitais ou valores digitais colocados na porta paralela. Trata-se basicamente de um conversor D/A ou digital para analógico o que descrevemos neste artigo e que pode ser usado no controle de diversos tipos de equipamentos eletrônicos.
Existem diversos tipos de conversores D/A na forma de circuitos integrados com excelente desempenho e entradas totalmente compatíveis com as portas dos PCs.
Um desses integrados é o MC1408 da Motorola que pode operar com as 8 saídas da porta paralela de qualquer PC e fornecer tensões de saída numa ampla faixa de valores ajustada externamente.
O que descrevemos neste artigo é uma aplicação deste circuito integrado que fornece tensões de saída de -10 à +10V quando os níveis lógicos da porta paralela vão de 0000 0000 a 1111 1111.
Com qualquer programa de controle é possível colocar 256 tensões diferentes no intervalo indicado e com isso se obter um controle de muitos tipos de circuitos externos.
O circuito funciona com tensão de 5V simples e simétrica de 10V e o uso de um amplificador operacional como buffer permite um bom isolamento do PC em relação ao circuito controlado.
COMO FUNCIONA
A base deste projeto é o circuito integrado MC1408 que consiste num conversor digital para analógico (D/A) de 8 bits que fornece uma corrente de saída que é o produto linear de uma palabra digital de 8 bits por uma tensão analógica de entrada.
A precisão deste circuito é grande com um erro máximo de 0,19% em toda a faixa de temperaturas de operação.
O tempo de fixação é de 300 ns e as entradas são compatíveis com lógica MTTL e CMOS. A faixa de tensões de alimentação está entre 5 e 15 volts.
Na figura 1 temos o diagrama de blocos deste circuito integrado.
Diagrama de blocos do MC1408
No nosso projeto as entradas digitais são ligadas diretamente na porta serial de um PC. O sinal de referência é fornecido pelo trimpot P1 e um amplificador operacional atua como buffer de modo a determinar a variação das tensões de saída usando fonte simétrica.
O ganho deste amplificador é determinado basicamente pelo resistor de 10 k entre a entrada inversora e a saída.
Os valores dos componentes usados nesta aplicação são típicos mas podem ser feitas alterações em função das aplicações. Uma fonte simétrica externa de 10 V deve ser usada para o amplificador operacional e uma fonte de 5 V para o conversor.
MONTAGEM
Na figura 2 mostramos o diagrama completo do conversor D/A.
Diagrama completo do conversor D/A
A disposição dos componentes numa placa de circuito impresso é mostrada na figura 3.
Placa de circuito impresso do conversor
O circuito integrado MC1408 é fornecido em invólucro DIL de 16 pinos. Para maior segurança de montagem será interessante instalar este circuito integrado num soquete.
Os resistores são de 1/8W e o capacitor pode ser cerâmico.
Para conexão no PC pode ser usado um cabo de impressora comum que tenha retirado o conector do lado da impressora sendo feitas as ligações dos fios aos pontos correspondentes da placa de circuito impresso.
Para a saída podemos usar um cabo comum ou mesmo um par de bornes conforme o tipo de aplicação que se tenha em mente.
Uma fonte completa contendo saída de 5V positiva e 10-0-10V simétricos é mostrada na figura 4.
Fonte múltipla para o conversor D/A
O circuito pode ser instalado numa pequena caixa plástica ou se for usado em demonstrações pode ser montado numa matriz de contacto.
AJUSTES E USO
O único ajuste a ser feito é o da tensão de referência que deve ficar em 2 V.
Uma vez feito o ajuste o leitor deve preparar um programa (na linguagem que julgar melhor) e que forneça nas saídas paralelas todos os valores possíveis de forma constante. Lembramos que estas são as linhas de dados da saída serial.
Feito o programa e ligado o dispositivo é só verificar se ele funciona com a conexão de um multímetro na saída do circuito.
Lembramos que a tensão de saída é medida em relação ao ponto de referência de 0V da fonte simétrica.
LISTA DE MATERIAL
Semicondutores:
CI-1 - MC1408 - Circuito integrado D/A - Motorola
CI-2 - 741 - circuito integrado - amplificador operacional
Resistores: (1/8W, 5%)
R1, R2 - 1 k ?
R3 - 2,2 k ?
R4 - 10 k ?
P1 - 10 k ? - trimpot
Capacitor:
C1 - 150 pF - cerâmico
Diversos:
Placa de circuito impresso, cabo de impressora, fonte de alimentação, fios, solda, etc.
CONVERSORES A/D e D/A COMUNS DE 8-bits
A/D
MC14433P - Resolução de 3 1/2 bits com tempo de conversão de 40 ms e tensões de alimentação de +5 e +8V.
MC14447P - Resolução de 8 bits com tempo de conversão de 300 ms e tensões de alimentação de -5 e +8V.
MC14559P - Resolução de 8 bits com alimentação simétrica de 3 a 18 V.
ADC0803 - Resolução de 8 bits com tempo de conversão de 100 us e alimentação de 5 V
ADC0808 - Resolução de 8 bits com tempo de conversão de 100 us e tensão de alimentação de 5 V.
ADC0809 - Resolução de 8 bits com tempo de conversão de 100 us e tensão de alimentação de 5 V.
ADC0817 - Resolução de 8 bits com 16 canais de multiplexação; tempo de conversão de 100 us e alimentação de 5 V.
ADC0820 - Tempo de conversão de 1,18 us e alimentação de 5 V.
D/A
MC1408P - resolução de 8 bits e tempo de fixação de 300 ns. Tensão de alimentação de +5 e -15 V.
DAC08 - Resolução de 8 bits com alta velocidade. Tempo de fixação de 150 ns e alimentação simétrica de 4,5 a 18 volts.
DAC0800 - Resolução de 8 bits com alta velocidade. Tempo de fixação de 100 ns e tensões de alimentação simétrica de 4,5 a 18 volts.
DAC0808 - Resolução de 8 bits e alta velocidade. Tempo de fixação de 150 ns e tensões de alimentação simétrica de 4,5 a 18 V.
DAC 0830 - Resolução de 8 bits e tempo de fixação de 1 us. Tensões de alimentação simétrica de 4,5 a 18 V.
Obs: Atualmente (2010 em diante) existem CIs de conversores muito mais rápidos e melhores do que os indicados. É só consultar fabricantes como a Texas Instruments, National Semiuconductoor e outros.
