PIC Uygulamaları

DAC- DIGITAL TO ANALOG CONVERTER – Dijital Analog Dönüştürücü yapmaya ne dersiniz?

Cbaxcom web sitesi için tıklayın

Pic ile voltaj işleme hakkında bir uygulamayı bu yazı dizisinin ilk sayılarında görmüştük. Voltaj üretmek ise bu sayıya kısmetmiş…

Bu ay pic ile voltaj üretmeye çalışacağız yani bir DAC- DIGITAL TO ANALOG CONVERTER � Dijital Analog Dönüştürücü yapacağız. Dijital devrelerle analog dünyaya hükmetmek elektroniğin ilk yıllarında oldukça zordu ama zamanla entegre devre tasarımlarındaki gelişmeler karşımıza bu iş için yapılmış özel entegreler çıkardı.

Analog sinyali işlemek için ADC- Analog To Digital � Analog / Dijital dönüştürücüler kullanılır. Bunlar o kadar yaygınlaşmıştır ki artık ayrı satılmak yerine mikroişlemcilerin bir parçası olarak pazar  bulmaktadırlar. PIC 16C71 bu tip mikroişlemcilere güzel bir örnek teşkil eder. Pic 16C71 içinde 4 girişli 8 bit hassasiyete sahip bir A/D dönüştürücü bulunur. Pic ailesinde 10 bitlik hassasiyetli 8 adet girişi bulunan ADC içeren pic 16F877 gibi işlemcilerde vardır.

DAC yani Dijital bilgiye karşılık gelen analog sinyali üreten  Dijital / Analog dönüştürücüleri içeren özel entegreler bol miktarda piyasada bulunmaktadır. En yaygın olanı 8 bitlik paralel bilgi hatlı olan DAC0800 dür. Maxim firmasının  seri data kabul eden tipte birçok çesidi mevcuttur…Ama mikroişlemci içine entegre edilmiş R-2R tipinde bir DAC pek sık rastlanan bir öğe değildir… Bunun birçok fonksiyonel ve üretim sebebi olsa gerek, belki de analog bir bilgiyi  üretmek, okumaktan daha önemsiz olduğu içindir.

Bir mikroişlemci ile dijital bilgiye karşılık gelen voltajı üretmenin birkaç alternatif metodu vardır. Bunlardan ilki DAC0800 gibi bu iş için yapılmış bir entegreden yardım almaktır. Bir diğer yöntem ise entegre yerine 16 adet direnç kullanarak R-2R tipinde bir direnç merdiveni ile sorunu çözmektir ki bu metod yazılım olarak büyük kolaylıklar getirmesi yanında çok sayıda direnç kullanımını gerektirir. En ucuz metod ise PWM � Pulse Width Modulation � Darbe Genişlik Modülasyonu tekniği ile dijital bilgiyi voltaja dönüştürmektir.

Bu teknik temelde bir adet direnç ve kondansatör ile işi halletmesine rağmen bazı dezavantajlara sahiptir. En önemli dezavantajı kondansatör sürekli deşarj eğiliminde olacağından mikroişlemcinin yaptığı işe ara verip, dinamik RAM belleklerdeki refresh olayına benzer bir mantıkla kondansatörü PWM dalgasıyla sık sık şarj etmesi gerekir. Tabii voltaja karşılık gelecek PWM dalgasını yazılım içinde üretmekte, R-2R tekniğindeki -Port�a datayı yaz işi unut, nasıl olsa voltaj dataya karşılık gelmiştir- den çok daha fazlasını gerektirir.

PWM tekniği kullanan portu içeren mikroişlemciler mevcuttur. PIC ailesinde PIC16C65A, 16C74A, 16F877 gibi işlemcilerde DAC amacına uygun PWM devresi ve portu entegre içinde yer alır.

Biz bu ay R-2R tekniği ile yapılmış bir pic uygulamasını ele alacağız.

Şemadan görüleceği gibi bir direnç ordusu R-2R düzenini oluşturur. Pic16F84�ün PortB�sinin tamamı kullanılarak 8 bitlik bir DAC elde edilmiştir.

Hassasiyet 5 Volt / 255 = 0.0196 V yani 20 milivolt civarındadır. YUKARI ve AŞAĞI butonlarını kullanarak çıkıştaki voltajı 0…5 Volt arasında 20 milivoltluk adımlarla arttırıp, eksiltebilirsiniz. Adım araları 100 milisaniye ile sınırlandırılmıştır, bu bize tuş kontak atlaması denilen �CONTACT DEBOUNCE� özelliğini yok etmemize yarar. Aksi takdirde kontaklar kapanırken meydana gelecek parazitler birer komut gibi algılanır ve voltaj değeriniz bir anda fırlar gider. 100 milisaniyelik süre bu tip kontak sıçramalarının ölmesi ve kontağın gerçek komut değerine ulaşması için gerekli zamanı kazandırır.

Pic16f84 programı olan picdac.hex dosyasını picdac.zip içinde bulabilirsiniz. Pic�i programlamak için gazetenin eski sayılarından MART 2000 sayısında anlattığım programlayıcıyı kullanabilirsiniz.

Böyle bir devreyi nerede kullanacağız???� dediğinizi duyar gibiyim. Bence iki yararı var bu devrenin, ilki ve en önemlisi size R-2R DAC'nin çalışma prensibiyle ilgili deneyler yapmanız için bir test oyuncağı vazifesi görür, ikincisi ise biraz hayal gücünüzü zorlayarak dijital potansiyometre, yukarı, aşağı tuşlarıyla kontrol edilebilen bir güç kaynağının kontrol ünitesi ve bunun gibi uygulamalarda temel taşı olabilir…

Hayal gücü ve yaratıcılık sizinle olsun…

Başarılar…