El elemento principal del módulo convertidor ADC, como ya se había comentado en líneas anteriores, es el circuito integrado identificado como IC1 cuya matrícula es ADC0804, y se trata precisamente del circuito integrado que se encarga de convertir los valores analógicos de voltaje en sus correspondientes combinaciones binarias, en la figura 3 se muestra el diagrama esquemático completo del módulo ADC.

El ADC0804 posee 3 líneas de control para realizar el proceso de conversión de un valor analógico, estas líneas son las terminales 1, 2 y 3, habilitación, lectura y escritura sucesivamente. Para comenzar el proceso de digitalización debemos habilitar al circuito IC1 a través de la línea 1, posteriormente indicarle que se va a leer un dato analógico a través de la línea 2 y por último, para que sea desplegado el valor digitalizado a través de las terminales correspondientes, necesitamos indicárselo al ADC0804 por medio de la terminal 3. Cuando el ADC0804 ha terminado con el proceso de conversión se origina una señal en la terminal 5.

Para que se cumpla con el propósito de que el presente circuito funcione de forma automática, esto es, sin necesidad de controlar las líneas 1, 2 y 3, tenemos que “engañar” al ADC0804 conectando la terminal 1 y 2 a GND de manera permanente para que siempre esté activada la función del convertidor, y al mismo tiempo siempre esté leyendo valores analógicos, y por otra parte la línea 5 se retroalimenta a la línea 3, permitiendo con esto que cada vez que termine de realizar un proceso completo de conversión se avise a sí mismo que ya digitalizó un valor, por lo que procederá de forma automática a desplegarlo en las salidas correspondientes. Aunque el diseño contempla que el convertidor comience a operar tan sólo se le conecte el voltaje de alimentación, existe un botón con re-posicionamiento automático (push boton) identificado como S1, el cual se tiene que presionar si es que el convertidor no comienza a trabajar de forma automática.

En la figura 4 vemos el circuito impreso del módulo convertidor analógico digital. Las terminales 4 y 19 del ADC0804 sirven para que por medio del resistor R11 (10kohm) y el capacitor C2 (150pF) se genere una señal de reloj, que es la que marca el ritmo de operación del convertidor.

La terminal 9 del ADC0804 se emplea para fijarle un voltaje de referencia al convertidor, y es a través de este valor de voltaje como se establece el voltaje del rango de operación, el valor de voltaje que tiene que ser aplicado a esta terminal está determinado por la siguiente expresión: Vref = Vrango/2, por lo tanto el voltaje de referencia tiene que ser la mitad del valor total del rango de operación del convertidor, quedando la expresión como sigue Vrango = Vref/2. Para que quede claro vamos a realizar lo siguiente: si el rango de operación es de 0V a 4V, significa que el rango de operación es de 4V, entonces el valor de voltaje que se tiene que aplicar a la terminal 9 debe ser de 2V.

Para este módulo se tiene contemplado la utilización de un rango de 0V a 5V, por lo que se está aplicando un valor de 2.5V a la terminal 9 del ADC0804, a través del divisor de voltaje formado por los resistores R9 y R10 ambos de 10kohm, en caso de que requiera de otro valor de rango de operación, se tendrían que modificar los valores de R9 y R10 para ajustar el valor del voltaje de referencia.

Las salidas por donde se entrega el valor digitalizado están identificadas como BD0, BD1, BD2, BD3, BD4, BD5, BD6 y BD7, éstas se encuentran ubicadas en las terminales de forma correspondiente de la 18 a la 11, estas terminales de salida para nuestro módulo convertidor ADC cuentan con un led por cada terminal, para que de esta forma se visualice el estado lógico que guarda el bit correspondiente, los resistores identificador de R1 a R8 sirven para limitar el nivel de corriente que consumen los led. También sobre las terminales de salida del ADC0804 se encuentra un conector que es el encargado de transportar los estados lógicos generados durante el proceso de conversión hacia un puerto de entrada de un microcontrolador, e inclusive hacia el puerto paralelo de una PC. El conector identificado como JP2 sirve para hacer llegar el valor analógico que está entregando el sensor de cualquier variable física, que puede ser por ejemplo temperatura, humedad, luminosidad, presión etc. Lo importante del sensor es saber cuál es el valor de su rango de operación para, en función de este dato, ajustar o fijar el valor del voltaje de referencia de la terminal 9 del ADC0804, recordando en todo momento que el valor máximo del rango de operación no debe superar los 5V.

En la figura 5 vemos los componentes colocados en el impreso del módulo ADC para Microcontrolador.

Por último, en el conector JP1 se hace llegar el voltaje de alimentación que puede ser el mismo con el cual es alimentado el microcontrolador, o sea 5VCD, y para que las posibles fluctuaciones de voltaje no afecten el desempeño del convertidor, se le agrega un capacitor de 10µF (C4).

Para finalizar, podemos mencionar que este módulo convertidor es muy útil, prácticamente universal y fácil de conectar, ya que en el borne de conexión se cuenta con un peine de terminales que fácilmente pueden insertarse en un protoboard para aplicaciones educativas o de desarrollo, o en su defecto realizar las perforaciones necesarias sobre el circuito impreso donde se vaya a instalar.

En la figura 6 podemos observar el kit armado del módulo convertidor analógico digital.