Tarjetas de Adquisición de Datos: Entradas y Salidas Digitales y Analógicas

Entradas Digitales

Las tarjetas de adquisición de datos (TAD) permiten recibir información digital desde el exterior. Estas tarjetas disponen de canales de entrada, normalmente agrupados en bloques de 8 bits. Mediante programación, es posible asignar el estado de un byte de entrada a una variable interna a través de una instrucción de lectura de puerto. Las TAD pueden contar con uno o varios bytes de entrada, cada uno con su dirección asignada.

Salidas Analógicas

Para enviar señales de control analógico al exterior, las tarjetas disponen de uno o varios canales de salida, equipados con sus respectivos conversores analógico-digital (A/D).

Funcionamiento de los Conversores

Un conversor genera una tensión analógica continua, proporcional al valor numérico del dato digital presente en sus líneas de entrada. Internamente, las tarjetas suelen disponer de una fuente de 5V. Es posible obtener rangos de tensión distintos utilizando referencias de voltaje externas. Los valores de salida suelen estar limitados entre -10V y 10V, aunque no todas las tarjetas ofrecen esta posibilidad.

Modos de Operación y Resolución

Los canales de salida pueden operar en:

• Modo Unipolar: Las tensiones de salida son siempre positivas (+).
• Modo Bipolar: Los rangos de salida abarcan tensiones tanto positivas (+) como negativas (-).

Otra característica fundamental es la resolución del conversor. Una resolución de n bits indica que el rango de tensiones se dividirá en 2ⁿ partes. Esto resulta en un salto mínimo de voltaje al variar el último bit, equivalente a una de esas partes. Tarjetas de calidad media pueden emplear conversores de 12 bits.

Programación de Salidas Analógicas

La programación básica de estas salidas se realiza enviando los bits de entrada al conversor a través del bus. Para buses de 8 bits, es necesario enviar primero los bits menos significativos y posteriormente los 4 bits restantes. Los 12 bits quedan retenidos en la entrada del conversor mediante un mecanismo de 'latch' hasta que se realiza una nueva escritura. Esta doble transferencia puede limitar la velocidad del proceso.

Las salidas analógicas se utilizan para generar formas de onda específicas o señales de excitación más complejas que las meramente digitales.

Entradas Analógicas

Las entradas analógicas permiten la captación de señales analógicas desde el exterior. Las tarjetas de adquisición de datos (TAD) suelen estar dotadas de varios canales analógicos, lo que posibilita el tratamiento simultáneo de estas señales. La conexión de la señal a la tarjeta puede realizarse de modo común (entrada asimétrica) o en modo diferencial.

Salidas Digitales

Las salidas digitales en las tarjetas están diseñadas para permitir la comunicación y el control de otros instrumentos. Un uso habitual es el control de sistemas de dos estados, como la conexión y desconexión de relés, o el encendido y apagado de luces.

Programación de Salidas Digitales

Estas salidas se programan mediante palabras de 8 bits, de modo que cada pin del conector de salida puede adoptar los estados 0 o 1. El envío de un byte se realiza por programa mediante una instrucción de escritura en el puerto, al cual se le asigna un registro de salida. La palabra enviada permanecerá retenida hasta que se ejecute una nueva escritura.