Electrónica y Sistemas Embebidos · EMB-105

Ampliación de hardware: multiplexores, expansores y conversores

Cuando faltan pines y precisión: multiplexores, expansores, ADC y DAC externos y memoria añadida.

Disponible Avanzado 7 módulos · 31 clases

Formato asíncrono Ingeniería / Industria, Desarrollo Arduino

HARDWARE INDUSTRIA40

Lo que aprenderás

Ampliar entradas analógicas con un multiplexor gestionando líneas de selección y tiempo de asentamiento.
Controlar muchas salidas con registros de desplazamiento encadenados y actualización sincronizada.
Añadir puertos digitales con un expansor GPIO por I2C incluyendo entradas con interrupción de cambio.
Medir con resolución de 16 bits usando un ADS1115 y configurar ganancia, canal y modo de conversión.
Generar tensiones analógicas precisas con un MCP4725 y verificar la salida con instrumento externo.
Almacenar datos y configuración en EEPROM externa por I2C gestionando páginas y direcciones.

Contenido del curso

7 módulos · 31 clases en vídeo · práctica guiada en cada módulo

Módulo 1 · Cuándo ampliar y cómo decidir 4 clases

Síntomas de que la placa se queda corta
Ampliar frente a cambiar de plataforma
Presupuesto de pines, velocidad y precisión
Material y entorno del curso

Módulo 2 · Multiplexores analógicos 4 clases

Funcionamiento del multiplexor y líneas de selección
Tiempo de asentamiento y error de lectura
Barrido de varios canales analógicos
Diafonía entre canales y cómo reducirla

Módulo 3 · Registros de desplazamiento 5 clases

Conversión de serie a paralelo
Encadenado de varios registros
Actualización sincronizada con latch
Control de matrices y de indicadores
Registro de entrada para leer muchos pulsadores

Módulo 4 · Expansores GPIO 4 clases

Expansor por I2C: direcciones y registros
Configuración de entradas y salidas
Interrupción por cambio de estado
Convivencia con otros dispositivos del bus

Módulo 5 · Conversión analógica de precisión 5 clases

Limitaciones del conversor interno
ADS1115: canales, ganancia y velocidad
Medida diferencial y rechazo de ruido
Calibración frente a una referencia conocida
Promediado y resolución efectiva

Módulo 6 · Salida analógica y memoria externa 5 clases

MCP4725: escritura de valores y memoria interna
Generación de rampas y de formas de onda lentas
Verificación de la salida con instrumento
EEPROM externa por I2C: páginas y direccionamiento
Registro de datos con estructura definida

Módulo 7 · Proyecto de cierre 4 clases

Sistema de adquisición multicanal
Integración de expansión, conversión y almacenamiento
Verificación de exactitud del conjunto
Documentación del esquema y del código

Requisitos

Dominio de I2C y SPI en Arduino y experiencia previa con librerías de dispositivos externos.
Nociones de electrónica analógica: divisores, impedancia de entrada y ruido.
Lectura habitual de hojas de características y de diagramas de temporización.
Placa Arduino y los módulos indicados para reproducir los montajes.

Descripción

Un proyecto crece y de pronto la placa se queda sin pines, la resolución de 10 bits del conversor interno no llega para la medida que se necesita o hace falta una salida analógica de verdad. Cambiar de plataforma no siempre es la respuesta: en muchos casos basta con añadir el integrado adecuado y saber gobernarlo.

El curso recorre los componentes de ampliación más útiles con montajes verificados: multiplexor analógico, registro de desplazamiento, expansor de puertos por I2C, conversor de 16 bits ADS1115, conversor digital analógico MCP4725 y memoria EEPROM externa. De cada uno se ven las opciones de configuración, los errores típicos y los límites reales de velocidad y precisión.

El proyecto final combina varios de ellos en un sistema de adquisición con más canales, más resolución y almacenamiento propio, midiendo su comportamiento con instrumento externo. Prepara para el diseño de placa propia con KiCad y para proyectos de instrumentación en los que la exactitud de la medida es el requisito principal.

¿Para quién es este curso?

Ingeniería de instrumentación que necesita más canales y más resolución que la que da la placa base.
Perfiles de desarrollo de firmware que integran integrados de terceros y trabajan con hojas de características.
Quien va a diseñar una placa propia y quiere validar antes la arquitectura sobre prototipo.