UNIVERSIDAD DE PAMPLONA Facultad De Arquitectura e Ingenierías Departamento De Ingeniería Electrónica TRABAJO DE GRADO PARA OPTAR EL TITULO DE INGENIERO ELECTRONICO DISEÑO E IMPLEMETACION DE UN RADIO MODEM TRANSMISOR-RECEPTOR DE DATOS DE GRAN ALCANCE MEDIANTE RADIOS MOTOROLA DE BAJO COSTO Nombres Y Firmas De Autorización: Autor: JULIO ENRIQUE CARDALES ACUÑA Director: ING. OSCAR JOSÉ CABRALES BAENA Comité De Grado: PH.D. ROCCO TARANTINO Calificación: _______________________ Pamplona Colombia 2006 UNIVERSIDAD DE PAMPLONA FACULTAD DE INGENIERÍAS Y ARQUITECTURA PROGRAMA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA ACTA DE CALIFICACIÓN DE TRABAJO DE GRADO SIENDO LAS ___________ HORAS, DEL DIA__________ DEL MES DE _____________DEL AÑO _________ EL JURADO CALIFICADOR CONFORMADO POR: (Nombres , Apellidos y C.C.) PRESIDENTE: ___________________________________________________________ VOCAL: ________________________________________________________________ SECRETARIO: ___________________________________________________________ TERMINADAS LAS DELIBERACIONES HA LLEGADO A LAS SIGUIENTES CONCLUSIONES: PRIMERA CONCLUSION: OTORGA LA CALIFICACIÓN DE: APROBADO, EXCELENTE, INCOMPLETO (Reg. Estudiantil Cap. VIII, Art. 90) AL TRABAJO DE GRADO TITULADO: _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ DEL (LOS) AUTOR(ES) con C.C: _______________________________________________________________________ DIRECTOR con C.C: ______________________________________________________ CODIRECTORcon CC: ____________________________________________________ SEGUNDA CONCLUSION: RECOMENDAR: 1.-Recomendar para presentar en eventos científicos:______ 2.-Recomendarpara publicación: ______ 3.- Incluir en el fondo bibliográfico de la Universidad de Pamplona: ______ 4.- Recomendar para ser continuado en otros trabajos: ______ 5.- Recomendar para Patente: ______ 6.- Recomendar continuar como trabajo de maestría: ______ 7.- Recomendar continuar como trabajo de doctorado ______ 8.- Otras: __________________________________________________._____ TERCERA CONCLUSION: OTORGAR. EL TITULO DE INGENIERO:________________________________________________ FIRMAS DEL JURADO: ________________________________________ PRESIDENTE ________________________________________ SECRETARIO ________________________________________ VOCAL DEDICATORIA En primera medida a Dios por llenarme de fortaleza para asumir con beneplácito los retos que la vida me presenta. A mis amados padres: Nubia Acuña Y Bernardo Cardales, por su invaluable y constante sacrificio en mi realización como persona y profesional, motivándome cada día en la consecución de los objetivos que me había trazado. A mis queridos hermanos por estar siempre junto a mí brindándome su apoyo. A mi novia Mi flaquita y amigos que supieron tenderme una mano en los momentos en que quise desfallecer para levantarme y continuar. Gracias a todos por hacer este proyecto realidad. AGRADECIMIENTOS Mis más sinceros agradecimientos, a mi director de proyecto, Ing. Oscar Cabrales, quien me orientó y guío en las distintas fases de este proyecto; de igual forma, a mi codirector Msc. Antonio Gan Acosta, quien siempre estuvo dispuesto a resolver mis inquietudes. También extiendo mis agradecimientos, a mis asesores: Ing. Luz Omaira Vega, a mi compañero y amigo Gustavo Clemen, de quienes recibí apoyo incondicional. INDICE GENERAL RESUMEN INTRODUCCION 1. OBJETO-------------------------------------------------------------1 2. PROBLEMA ---------------------------------------------------2 3. JUSTIFICACION---------------------------------------------------3 4. OBJETIVOS--------------------------------------------------------4 4.1. OBJETIVO GENERAL--------------------------------------------4 4.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS--------------------------------------4 5. MARCO HISTORICO----------------------------------------------5 6. MARCO TEORICO-------------------------------------------------9 6.1. ESTUDIO DE LOS TIPOS DE MODULACION------------------9 6.1.1. Modulación En Amplitud---------------------------------9 6.1.1.1. Portadora suprimida------------------------------10 6.1.1.2. Gran portadora AM-------------------------------12 6.1.2. Modulación Angular------------------------------------15 6.1.2.1. Modulación en frecuencia directa---------------17 6.1.2.2. Modulación en fase directa ---------------------17 6.1.3. Modulación por amplitud de pulsos-------------------19 6.1.4. Modulación por anchura de pulso---------------------21 6.1.5. Modulación por desplazamiento de fase--------------22 6.2 ESTUDIO DE LOS MODOS DE TRANSMISION------------------23 6.3. ESTUDIO DEL CONTROL DE ERRORES------------------------24 6.3.1. La Detección De Errores---------------------------------24 6.3.1.1. Técnica del eco-----------------------------------24 6.3.1.2. Técnica de detección automática de errores----24 6.3.1.3. Verificación de paridad en dos coordenadas----25 6.3.1.4. Verificación por redundancia cíclica--------------26 6.4. ESTUDIO DE LOS COMPARADORES DE VOLTAJE--------------26 6.4.1. FUENTES SIMPLES O FUENTES DUALES--------------26 6.4.1.1 LM139------------------------------------------27 7. DISEÑO DEL MODULO DE TRANSMISION------------------31 7.1. SELECCIÓN DE LOS DISPOSITIVOS DEL MODULO DE TRANSMISION-------------------------------------------------31 7.1.1. Selección Del Dispositivo De Adquisición Y Procesamiento de Datos-----------------------------------31 7.1.2. Selección Del Dispositivo De Codificación Mediante DTMF----------------------------------34 7.1.3. Selección Del Dispositivo De Transmisión-------------------37 7.2. DISEÑO DEL ESQUEMA ELECTRICO DEL TRANSMISOR---------39 7.3. DISEÑO DEL PROTOCOLO DE ENVIO DE DATOS-----------------40 7.4. DISEÑO DEL DIAGRAMA DE FLUJO DEL PROGRAMA DEL MICROCONTROLADOR PARA LA TRANSMISION DE DATOS-----------------------------------------------------------42 8. DISEÑO DEL MODULO DE RECEPCION------------------------43 8.1. SELECCIÓN DE LOS DISPOSITIVOS DEL MODULO DE RECEPCION ------------------------------------------------44 8.1.1. Selección Del Dispositivo Decodificador con DTMF---------44 8.1.2. Selección Del Dispositivo De Procesamiento de datos-------49 8.1.3. Selección Del Dispositivo Receptor-------------------------50 8.2. DISEÑO DEL ESQUEMA ELECTRICO DEL RECEPTOR--------------51 8.3. DISEÑO DEL DIAGRAMA DE FLUJO DEL PROGRAMA DEL MICROCONTROLADOR PARA LA RECEPCION DE DATOS------52 8.4. DISEÑO DE LA INTERFAZ GRAFICA DEL PC CON EL RECEPTOR--------------------------------------------------------53 8.4.1. Diseño Del Diagrama De Flujo--------------------------------54 8.4.2. Modelo De La Interfaz Grafica Del Usuario Con El Prototipo--------------------------------55 9. DISEÑO DEL SISTEMA ELECTRICO--------------------------56 9.1. SELECCIÓN DE LOS DISPOSITIVOS DEL SISTEMA ELÉCTRICO-----------------------------------------56 9.1.1. Selección Del Cable De Alimentación--------------------56 9.2. DISEÑO DE LA FUENTE DE ALIMENTACIÓN --------------------58 9.3. ESQUEMA ELECTRICO DE LA FUENTE DE ALIMENTACION------59 10. DISEÑO DEL SISTEMA FISICO DEL RADIO – MODEM—61 10.1. SELECCION DEL TIPO DE MATERIAL PARA EL SISTEMA FISICO----------------------------------------61 10.1.1. Los Metales Y Sus Aleaciones------------------------61 10.1.2. Los Plásticos-------------------------------------------69 10.2. CALCULO DE LAS DIMENSIONES DEL SISTEMA FISICO---------71 10.2.1. El Diseño Del Sistema Físico Para El Modulo Transmisor-------------------------------71 10.2.2. El Diseño Del Sistema Físico Para El Modulo Receptor---------------------------------73 10.3. PROCEDIMIENTO DE DISEÑO DEL SISTEMA FISICO----------75 10.3.1. Procedimiento De Diseño De La Caja Del Modulo Transmisor---------------------------------75 10.3.2. Procedimiento De Diseño De La Caja Del Modulo Receptor------------------------------------77 11. PRUEBAS Y RESULTADOS OBTENIDOS--------------------------79 12. ANALISIS ECONOMICO--------------------------------------------81 13. MARCO LEGAL-------------------------------------------------------84 14. PROTECCION E HIGIENE DEL TRABAJO--------------------------86 15. INFLUENCIA AMBIENTAL DEL TRABAJO----------------87 16. CONCLUSIONES---------------------------------------------89 17. RECOMENDACIONES---------------------------------------91 18. MANUAL DE PROCEDIMIENTO PARA LA OPERACIÓN DEL EQUIPO-------------------------------------------------92 18.1. CARACTERISTICAS---------------------------------------92 18.2. ESPECIFICACIONES DEL EQUIPO-----------------------92 18.3. PRECAUCIONES------------------------------------------92 18.4. DESCRICION DE FUNCION DE LOS INDICADORES-----93 18.5. CONEXIÓN BASICA---------------------------------------95 18.6. MANTENIMIENTO-----------------------------------------95 19. ANEXOS-------------------------------------------------------96 19.1. PROGRAMA PARA LA TRANSMISION DE DATOS -------96 19.2. PROGRAMA PARA LA RECEPCION DE DATOS --------111 19.3. PROGRAMA DE LA INTERFAZ GRAFICA----------------118 19.4. TECNICAS DE CORRECCION DE ERRORES-------------127 19.4.1. Por operador humano--------------------------127 19.4.2. Código Hamming de corrección Automática de errores---------------------------------------127 19.5. PUENTE RECTIFICADOR----------------------------------129 19.6 TIPOS DE MODEM------------------------------------------132 20. VOCABULARIO-------------------------------------------------136 21. BIBLIOGRAFIA------------------------------------------------137 21.1. Relación Bibliografía---------------------------------------137 21.2. Análisis Bibliográfico---------------------------------------138 INDICE DE TABLAS Y ESQUEMAS Tabla 1.1 Modos de Transmisión ----------------------------------23 Tabla 1.2 Paridad en dos Coordenadas----------------------------25 Tabla 1.3 Detección de Errores------------------------------------25 Tabla 1.4 Rango de Disipación-------------------------------------30 Tabla 1.5 Características de los PIC16F8XX-----------------------33 Tabla 1.6 Pares de Frecuencias DTMF-----------------------------35 Tabla 1.7 Características del cable Duplex------------------------58 Esq. 1.1 Modulo Transmisor--------------------------------------40 Esq. 1.2 Modulo Receptor-----------------------------------------51 Esq. 1.3 Fuente de alimentación del modulo receptor-----------59 Esq. 1.4 Fuente de alimentación del modulo transmisor--------60 INDICE DE FIGURAS Y FOTOS Fig. 1.1 Grafica general del Prototipo----------------------------------9 Fig. 1.2 Portadora Senoidal-------------------------------------------19 Fig. 1.3 Paquete tipo D, DB, J, N o PW-------------------------------28 Fig. 1.4 Paquete tipo FK-----------------------------------------------28 Fig. 1.5 Símbolo del Comparador-------------------------------------28 Fig. 1.6 Esquema interno del comparador---------------------------29 Fig. 1.7 Diagrama en bloques del Modulo de Transmisión----------32 Fig. 1.8 Espectro de las Señales DTMF-------------------------------36 Fig. 1.9 Diagrama en bloques----------------------------------------37 Fig.1.10 Radios Motorola T4900--------------------------------------39 Fig.1.11 Trama de envió de datos-----------------------------------39 Fig.1.12 Diagrama en bloques del Modulo Receptor----------------43 Fig. 1.13 Detección DTMF---------------------------------------------45 Fig. 1.14 Entorno de la señalización DTMF---------------------------46 Fig. 1.15 Conexión de pines-------------------------------------------47 Fig. 1.16 Cable duplex------------------------------------------------57 Fig. 1.17 Fuente de alimentación-------------------------------------59 Fig. 1.18. Dimensiones del modulo trasmisor-----------------------71 Fig. 1.19. Fuente de alimentación trasmisor-------------------------72 Fig. 1.20 Modulo receptor--------------------------------------------73 Fig. 1.21 Fuente de alimentación del receptor-----------------------74 Fig. 1.22 Una cara de la lámina---------------------------------------75 Fig. 1.23 Corte para la parte trasera----------------------------------75 Fig. 1.24 Cara frontal--------------------------------------------------76 Fig. 1.25. Parte física del modulo transmisor-------------------------76 Fig. 1.26 Cara frontal--------------------------------------------------77 Fig. 1.27 Cara trasera-------------------------------------------------77 Fig. 1.28. Parte física del modulo receptor---------------------------78 Fig. 1.29 Indicadores Del Modulo Transmisor-----------------------93 Fig. 1.30 Indicadores Del Modulo Receptor--------------------------93 Fig. 1.31 Diagrama de conexiones al PC------------------------------94 Figura 1.32 Puente rectificador--------------------------------------130 Foto 1.1 Modulo Transmisor en Protoboard-------------------------40 Foto 1.2 Modulo Transmisor-------------------------------------------40 Foto 1.3 Modulo Receptor en Protoboard-----------------------------51 Foto 1.3 Modulo Receptor----------------------------------------------51 Foto. 1.5 Fuente De Alimentación--------------------------------------60 Foto. 1.6 Sistema en funcionamiento----------------------------------94 RESUMEN Este Proyecto de Trabajo de Grado consiste en Diseñar e implementar un radio modem transmisor-receptor de datos de gran alcance mediante radios motorola. Estos últimos serán utilizados como medio de transmisión y recepción para el monitoreo de la data que se desea. En general el sistema, esta basado en el intercambio de señales DTMF (Dual Tone Multiple Frecuency), aprovechando para este propósito los recursos tecnológicos disponibles y las frecuencias GMRS de libre utilización. Con base en lo anterior; además, de los estudios de modos de transmisión y control de errores, se seleccionaron los materiales y dispositivos a utilizar en el diseño. Luego se procede a su implementación y pruebas respectivas. INTRODUCCION La comunicación de datos consiste en transferir información digital, entre dos o más puntos. Esta ha presentado inconvenientes debido a la topología del terreno que no permite realizar el cableado, por esta razón se desarrollo la transmisión de datos inalámbrica. En la actualidad este proceso ha desarrollado técnicas sofisticadas que arrojan mayor efectividad en la adquisición de la data en zonas de difícil acceso. Este Proyecto de Trabajo de Grado consiste en Diseñar E Implementar Un Radio Modem Transmisor-Receptor De Datos De Gran Alcance Mediante Radios Motorola De Bajo Costo. Con este fin, se llevaron a cabo los estudios de tipos de: modulación, modos de transmisión y control de errores. Después, procedemos a la selección de los materiales a utilizar en el diseño del prototipo, de acuerdo a las herramientas que proporcionaron los estudios antes mencionados. Aquí haremos una breve descripción de los dispositivos y materiales. Luego, se diseñaron e implementaron los módulos de transmisor y recepción; así como el sistema eléctrico. Y las pruebas de necesarias para evaluar el funcionamiento del equipo. Y finalmente se realizara el análisis económico, de legalidad, influencia ambiental del trabajo, conclusiones y recomendaciones. 1. OBJETO El objeto de este proyecto de trabajo de grado es un sistema radio transmisor - receptor de adquisición, codificación y decodificación de datos analógicos y digitales. 1 2. PROBLEMA En la actualidad las aplicaciones en donde se utiliza la transmisión de datos analógicos y digitales vía inalámbrica son numerosas. El problema principal de estos módulos de comunicación es su relativo alto costo y corto alcance. Debido a los problemas expuestos anteriormente se propone el diseño e implementación de un sistema electrónico de adquisición, codificación y decodificación de datos analógicos y digitales. Dicho sistema se implementará mediante comunicación inalámbrica y será instalado en lugares remotos lográndose la transmisión de datos en tiempo real con un ancho de banda suficiente considerando la baja velocidad de cambio de las variables a transmitir (Temperatura, humedad, presión, ph, nivel de luminosidad ambiental entre otras) obteniendo un sistema de radio transmisión versátil y adaptable a numerosas aplicaciones. Este sistema es construido con un conjunto de circuitos integrados, microcontroladores y un par de radios motorola de bajo costo. El radio modem cuenta con un modulador-codificador como elemento transmisor y un demodulador-decodificador como circuito receptor que acondiciona e interpreta los datos que serán visualizados mediante una interfaz gráfica en un PC a través del puerto serial (RS232) o paralelo, adaptándose a las necesidades especificas del usuario final. 2 3. JUSTIFICACION Considerando la necesidad de transmitir datos de variables analógicas y digitales vía remota (aprox. 1Km o mas) y en donde la transmisión alámbrica no sea factible debido a razones geográficas, legales, distancias e interferencias; se pensó en la implementación de un radio módem que cumpla las características antes expuestas. 3 4. OBJETIVOS 4.1 OBJETIVO GENERAL • Diseñar e implementar un radio modem transmisor-receptor de datos de gran alcance mediante radios motorola de bajo costo. 4.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS • Diseñar los sistemas electrónicos digitales de adquisición, codificación y decodificación de datos. • Diseñar el modulador y demodulador. • Diseñar el sistema de acoplamiento y acondicionamiento de las señales moduladas y demoduladas al transmisor y receptor motorola respectivamente. 4 5. MARCO HISTORICO Con el descubrimiento de la electricidad en el siglo XVIII, se comenzó a buscar la forma de utilizar las señales eléctricas en la transmisión rápida de mensajes a distancia. Sin embargo, no se lograría el primer sistema eficaz de telegrafía hasta el siglo XIX, cuando en 1837 se hicieron públicos dos inventos: uno de Charles Wheatstone y William F. Cooke, en Gran Bretaña, y otro de Samuel F. B. Morse, en Estados Unidos. Morse también desarrolló un código de puntos y rayas que fue adoptado en todo el mundo (véase Código Morse internacional). Estos inventos fueron mejorados a lo largo de los años. Así, por ejemplo, en 1874, Thomas Edison desarrolló la telegrafía cuádruple, que permitía transmitir dos mensajes simultáneamente en ambos sentidos. Algunos de los productos actuales de la telegrafía son el teletipo, el télex y el fax. A pesar de que la telegrafía supuso un gran avance en la comunicación a distancia, los primeros sistemas telegráficos sólo permitían enviar mensajes letra a letra. Por esta razón se seguía buscando algún medio de comunicación eléctrica de voz. Los primeros aparatos, que aparecieron entre 1850 y 1860, podían transmitir vibraciones sonoras, aunque no la voz humana. La primera persona que patentó un teléfono eléctrico, en el sentido moderno de la palabra, fue el inventor de origen inglés Alexander Graham Bell, en 1876. En aquellos años, Edison investigaba la forma de poder registrar y reproducir ondas sonoras, abriendo así el camino a la aparición del gramófono. 5 Los primeros sistemas telegráficos y telefónicos utilizaban el cable como soporte físico para la transmisión de los mensajes, pero las investigaciones científicas indicaban que podían existir otras posibilidades. La teoría de la naturaleza electromagnética de la luz fue enunciada por el físico británico James Clerk Maxwell en 1873, en su Tratado sobre electricidad y magnetismo. Las teorías de Maxwell fueron corroboradas por el físico alemán Heinrich Hertz. En 1887, Hertz descubrió las ondas electromagnéticas, estableciendo la base técnica para la telegrafía sin hilos. En la década siguiente se realizaron gran número de experimentos para la transmisión de señales sin hilos. En 1896, el inventor italiano Guglielmo Marconi logró enviar una señal sin hilos desde Penarth a Weston-super-Mare (Inglaterra), y en 1901 repitió el experimento desde Cornwall, a través del Océano Atlántico. En 1904, el físico británico John Ambrose Fleming inventó el tubo de vacío con dos elementos. Un par de años después el inventor estadounidense Lee de Forest consiguió un tubo de vacío de tres electrodos, invento en el que se basarían muchos dispositivos electrónicos posteriores. La primera emisión de radio tuvo lugar en 1906 en los Estados Unidos. En 1910, De Forest transmitió por primera vez una ópera desde el Metropolitan Opera House de Nueva York. En 1920 se crearon varias emisoras o estaciones de radio en Estados Unidos, y en 1923 se fundó en el Reino Unido la British Broadcasting Corporation (BBC). En 1925 ya funcionaban 600 emisoras de radio en todo el mundo. Módem, inicialmente del término inglés modem, es un acrónimo de ‘modulador/demodulador’. Se trata de un equipo, externo o interno (tarjeta módem), utilizado para la comunicación de computadoras a 6 través de líneas analógicas de transmisión de voz y/o datos. El módem convierte las señales digitales del emisor en otras analógicas, susceptibles de ser enviadas por la línea de teléfono a la que deben estar conectados el emisor y el receptor. Para convertir una señal digital en otra analógica, el módem genera una onda portadora y la modula en función de la señal digital. El tipo de modulación depende de la aplicación y de la velocidad de transmisión del módem. Un módem de alta velocidad, por ejemplo, utiliza una combinación de modulación en amplitud y de modulación en fase, en la que la fase de la portadora se varía para codificar la información digital. El proceso de recepción de la señal analógica y su reconversión en digital se denomina demodulación. La palabra módem es una contracción de las dos funciones básicas: modulación y demodulación. Además, los módems se programan para ser tolerantes a errores; esto es, para poder comprobar la corrección de los datos recibidos mediante técnicas de control de redundancia (véase CRC) y recabar el reenvío de aquellos paquetes de información que han sufrido alteraciones en la transmisión por las líneas telefónicas. Los primeros equipos eran muy aparatosos y sólo podían transmitir datos a unos 100 bits por segundo. Los más utilizados en la actualidad en los ordenadores personales transmiten y reciben la información a más de 33 kilobits por segundo (33 K o 33 kbps). Hoy día casi todos incluyen funciones de fax y de contestador automático de voz. Mediante sistemas de compresión de datos se mejora su eficiencia, de manera que éstos son transmitidos en paquetes comprimidos, que se descomprimen en el destino antes de ser procesados por la computadora receptora. Algunos de los módems 7 más recientes permiten, además, la simultaneidad de la comunicación de datos vía módem y el uso del teléfono de voz, todo dentro de una misma línea física. Los sistemas más avanzados de comunicación, como las líneas RDSI y ADSL, utilizan módems especiales y, en su caso, se acompañan con tarjetas de red para la entrada en la computadora. 8 6. MARCO TEORICO Fig. 1.1 Grafica general del Prototipo Aquí se trataran todos los aspectos que hicieron posible el desarrollo de este proyecto, tanto en el diseño como en la implementación. Además, se muestra la integración de herramientas teórico-prácticas. 6.1 ESTUDIO DE LOS TIPOS DE MODULACION 6.1.1 Modulación En Amplitud Es un tipo de modulación lineal que consiste en hacer variar la amplitud de la onda portadora de forma que esta cambie de acuerdo con las variaciones de nivel de la señal moduladora, que es la información que se va a transmitir. La modulación de amplitud es equivalente a la modulación en doble banda lateral con reinserción de portadora. 9 6.1.1.1 Portadora suprimida. Podemos escribir la expresión de una onda senoidal de la siguiente manera [1] Se supondría que a(t) y varían lentamente comparados con . El termino a(t) se llama envolvente de la señal y el termino , frecuencia portadora; es la modulación en fase de En la modulación en amplitud, el término de fase . de la ecuación [1] es constante y la envolvente se hace proporcional a una señal f(t) dada. Haciendo la constante de proporcionalidad igual a uno se tiene [2] El termino se denomina portadora y el termino f(t) señal moduladora. La señal resultante se denomina señal modulada. Aplicando la propiedad de modulación de la transformada de Fourier a la ecuación (2) la densidad espectral de es [3] Por lo tanto, la modulación en amplitud traslada el espectro de frecuencia de la señal en rad/s pero deja inalterada su forma. Este tipo de modulación de amplitud se llama portadora suprimida porque la densidad espectral de no presenta una portadora identificable, aunque el espectro se centre en Si observamos el espectro de . podemos notar que todo el contenido de frecuencia, tanto negativo como positivo, aparece como frecuencia positiva; por lo que el ancho de banda de la señal f(t) se 10 duplica. Del mismo modo, se pueden reconocer dos zonas muy marcadas tomando como referencia a !c: la banda lateral superior por encima de esta frecuencia y la banda lateral inferior por debajo de ella. De lo anterior se concluye que la modulación en amplitud con portadora suprimida es un medio conveniente de observar el espectro de frecuencias completo de una señal f(t). Todo lo que hay que hacer es trasladar la señal por medio de una frecuencia portadora , mayor que las cotas espectrales de la señal. Este principio se utiliza ampliamente en el análisis espectral. El nombre de doble banda lateral con portadora suprimida (DSB-SC) proviene del hecho de que existan dos bandas laterales y que no aparezca ningún rastro de la portadora en el espectro de la modulada. La recuperación de la señal modulada requiere de otro desplazamiento en la frecuencia. A este proceso de traslación se le llama demodulación o detección. Al utilizar la propiedad de modulación de la transformada de Fourier probaremos su utilidad en la demodulación. En este caso por lo tanto [4] Tomando la transformada de Fourier de ambos miembros se obtiene [5] El espectro que nos muestra la ecuación (5), nos indica que debemos utilizar un filtro pasa bajas para separar los términos de doble 11 frecuencia de los componentes espectrales originales. Obsérvese también, que se requiere que |W| < donde W es la cota de frecuencias para f(t). 6.1.1.2 Gran portadora (AM) Existen diversos problemas en la utilización a nivel práctico de la modulación con portadora suprimida. Además de lo complejo de los circuitos existen problemas debido a las altas exigencias de estos sistemas. Por esto es que se debe hallar alguna alternativa a estos problemas, sobre todo al último, aun a expensas de la eficiencia. Con este objeto, supóngase que se incorpora la información de la portadora como parte de la onda transmitida y en el mismo ancho espectral de la señal deseada. De hecho, es conveniente hacer que la amplitud de este término portador sea mayor que cualquier otra porción de la densidad espectral de la señal. Pero, si se agrega esta portadora, la respuesta de baja frecuencia del sistema se deteriora; aunque en el caso del audio no es realmente necesaria una buena respuesta a frecuencias bajas. Para diferenciar este caso del anterior, se designara como gran portadora de doble banda lateral (DSB-LC). Como este método se utiliza en las estaciones de radio se le conoce también como modulación en amplitud. La onda modulada matemáticamente de una agregando señal DSB-LC simplemente el puede escribirse término portador, a una señal DSB-SC. [6] 12 es La densidad espectral de [7] Esta densidad es la misma que la de la señal DSB-SC con la adición de impulsos en . La señal de amplitud modulada descrita por la ecuación (6) puede rescribirse de la forma. [8] De esta forma podemos identificar a la portadora separada de la señal moduladora [A + f(t)]. De la misma manera, si A es lo suficientemente grande, la magnitud de la envolvente será proporcional a f(t). La demodulación, en este caso, se reduce a la detección de la envolvente de una sinusoide, que no depende de la fase exacta o la frecuencia de ésta. En el caso contrario, la envolvente de puede no ser proporcional a f(t). Esta condición se expresa de manera más formal como sigue [9] Si no se satisface dicha condición la señal no puede ser recobrada por simple detección de la envolvente; sin embargo, la detección síncrona demoduladá satisfactoriamente a la señal. 13 Como las magnitudes relativas de la banda lateral y la porción portadora de la señal son variables, se define un factor de escala adimensional, m, para controlar la razón entre las bandas laterales y la portadora: [10] de forma que [11] donde el término corresponde a un tono senoidal de prueba. Los máximo de la envolvente son (1 + m)A y los mínimos para son (1 m)A. En el caso de que m = 0, la envolvente se reduce a la constate A, tal como debería ocurrir. A menudo es conveniente definir un porcentaje de modulación para una señal DSB-LC con una modulación senoidal como [12] El parámetro m que controla las proporciones relativas entre la banda lateral y la portadora se llama índice de modulación de la onda de AM. De la ecuación [11] puede verse fácilmente que para que ocurra una detección de la envolvente sin fuerte distorsión, hace falta que . Si m > 1 se dice que la onda está sobremodulada. 14 6.1.2 Modulación Angular En una señal analógica pueden variar tres propiedades: la amplitud, la frecuencia y la fase. Anteriormente tratamos sobre la modulación en amplitud. Este texto, trataremos sobre la modulación en frecuencia (FM) y la modulación en fase (PM) La modulación en frecuencia y en fase, son ambas formas de la modulación angular. Desdichadamente, a ambas formas de la modulación angular se les llama simplemente FM cuando, en realidad, existe una diferencia clara (aunque sutil), entre las dos. Existen varias ventajas en utilizar la modulación angular en vez de la modulación en amplitud, tal como la reducción de ruido, la fidelidad mejorada del sistema y el uso más eficiente de la potencia. Sin embargo, FM y PM, tienen varias desventajas importantes, las cuales incluyen requerir un ancho de banda extendida y circuitos más complejos, tanto en el transmisor, como en el receptor. La modulación angular fue introducida primero en 1931, como una alternativa a la modulación en amplitud. Se sugirió que la onda con modulación angular era menos susceptible al ruido que AM y, consecuentemente, podía mejorar el rendimiento de las comunicaciones de radio. El mayor E. H. Armstrong desarrolló el primer sistema de radio de FM con éxito, en 1936 (quien también desarrolló el receptor superheterodino) y, en julio de 1939, la primera radiodifusión de señales de FM programada regularmente comenzó en Alpine, New Jersey. Actualmente, la modulación angular se usa extensamente para la radiodifusión de radio comercial, transmisión de sonido de televisión, radio móvil de dos 15 sentidos, radio celular y los sistemas de comunicaciones por microondas y satélite. Los propósitos de este texto, son introducir a los conceptos básicos de la modulación en frecuencia y en fase y cómo se relacionan uno con otro, mostrar algunos de los circuitos más usados comúnmente para producir las ondas con modulación angular y comparar el rendimiento de la modulación angular con la modulación en amplitud. La modulación angular resulta cuando el ángulo de fase ( ), de una onda sinusoidal, varía con respecto al tiempo sin tocar los otros parámetros. La onda con modulación matemáticamente como y(t) = Vc cos [cos angular ct + se muestra (t)] en donde y(t) = onda con modulación angular; Vc = amplitud pico de la portadora (voltios) c= frecuencia en radianes de la portadora (es decir velocidad angular, 2 fc(t) (t) = desviación instantánea de fase (radianes) Con la modulación angular, es necesario que (t) sea una función de la señal modulante. Por lo tanto, si vm(t) es la señal modulante, la modulación angular se muestra matemáticamente como (t) = f[vm(t)] en donde vm(t) = Vmsen( mt) m = velocidad angular de la señal modulante (radianes/segundo) fm = frecuencia de la señal modulante (hertz) Vm = amplitud pico de la señal modulante (voltios) En esencia, la diferencia entre la modulación en frecuencia y en fase está en cuál propiedad de la portadora (la frecuencia o la fase) está variando directamente por la señal modulante y cuál propiedad está variando indirectamente. Siempre que la frecuencia de la portadora está variando, la fase también se encuentra variando, y viceversa. Por lo tanto, FM y PM, 16 deben ocurrir cuando se realiza cualquiera de las formas de la modulación angular. Si la frecuencia instantánea de la portadora varía directamente de acuerdo con la señal modulante, resulta en una señal de FM. Si la fase de la portadora varía directamente de acuerdo con la señal modulante, resulta en una señal PM. Por lo tanto, la FM Compilado, anexado y redactado por el Ing. Oscar M. Santa Cruz – 2003 directa es la PM indirecta y la PM directa es la FM indirecta. La modulación en frecuencia y en fase puede definirse de la siguiente manera: 6.1.2.1 Modulación en frecuencia directa (FM): variando la frecuencia de la portadora de amplitud constante directamente proporcional, a la amplitud de la señal modulante, con una velocidad igual a la frecuencia de la señal modulante. 6.1.2.2 Modulación en fase directa (PM): variando la fase de una portadora con amplitud constante directamente proporcional, a la amplitud de la señal modulante, con una velocidad igual a la frecuencia de la señal modulante. La figura muestra la forma de onda para una portadora sinusoidal para la cual la modulación angular está ocurriendo. La frecuencia y la fase de la portadora están cambiando proporcionalmente, con la amplitud de la señal modulante (vm) El cambio en frecuencia ( f) se llama desviación en frecuencia y el cambio en fase ( ) se llama desviación en fase. La desviación en frecuencia es el desplazamiento relativo de la frecuencia de la portadora en hertz y la desviación en fase es el desplazamiento angular relativo (en radianes), de la portadora, con respecto a una fase de referencia. La magnitud de la 17 desviación en frecuencia y en fase es proporcional a la amplitud de la señal modulante (vm) y la velocidad en que la desviación ocurre es igual a la frecuencia de la señal modulante (fm). Siempre que el periodo (T) de una portadora sinusoidal cambia, también cambia su frecuencia y, si los cambios son continuos, la onda ya no es una frecuencia única. Se mostrará que la forma de onda resultante abarca la frecuencia de la portadora original (a veces llamada la frecuencia de reposo de la portadora) y un número infinito de pares de frecuencias laterales desplazadas en ambos lados de la portadora por un número entero como múltiplo de la frecuencia de la señal modulante. La figura muestra una portadora sinusoidal en la cual la frecuencia (f) será cambiada (desviada), en un periodo de tiempo. La porción ancha de la forma de onda corresponde al cambio de pico-a-pico en el periodo de la portadora ( T) El periodo mínimo (Tmin) corresponde a la máxima frecuencia (fmáx.) y el periodo máximo (Tmáx) corresponde frecuencia a la frecuencia mínima pico-a-pico se determina (fmin) La simplemente desviación en midiendo la diferencia entre las frecuencias mínimas y máximas ( fp-p = 1/Tmin1/ Tmáx). 18 Fig. 1.2 Portadora senoidal 6.1.3 Modulación Por Amplitud De Pulsos La modulación por amplitud de pulsos (Pulse Amplitud-Modulation) es la más sencilla de las modulaciones digitales. Consiste en cambiar la amplitud de una señal de una única frecuencia en función del símbolo a transmitir. Esto puede conseguirse con un amplificador de ganancia variable o seleccionando la señal de un banco de osciladores. Dichas amplitudes pueden ser reales o complejas. Si representamos las amplitudes en el plano complejo tenemos lo que se llaman constelaciones de señal. En función del número de símbolos o amplitudes posibles se llama a la modulación N-PAM. Así podemos tener 2PAM, 4PAM, 260PAM. De la correcta elección de los puntos de la constelación (amplitudes) depende la inmunidad a ruido (distancia entre puntos) o la energía por bit (distancia al origen). Ejemplo 1 Constelación de dos símbolos asimétrica. Nuestra señal modulada será , donde Ak es la amplitud que 19 depende de la señal moduladora xk = 0,1. Si tomamos amplitud nula para los bits 0 y amplitud A (real pura) para los bits 1, vemos la constelación no está centrada en el origen. La distancia entre símbolos será A, que nos protege frente a ruido. La energía media por bit será Ejemplo 2 Constelación de dos símbolos simétrica. Esta vez asignaremos amplitudes -A/2y A/2 respectivamente. La distancia entre símbolos es de nuevo A. No hemos perdido inmunidad frente al ruido. La energía media por bit será Necesitamos la mitad de energía para enviar la misma señal, con la misma calidad o inmunidad frente a ruido. O lo que es lo mismo, necesitamos 3dB menos de potencia para enviar una señal con una relación señal-ruido (SNR) constante; o bien podemos invertir esos 3dB en mejorar la SNR. 20 6.1.4 Modulación Por Anchura De Pulso La modulación por anchura de pulsos (comúnmente llamada PWM "Pulse Width Modulation") es una técnica utilizada para regular la velocidad de giro de los motores eléctricos. Mantiene el par motor constante y no supone un desaprovechamiento de la energía eléctrica. Se utiliza tanto en corriente continua como en alterna. Otros sistemas para regular la velocidad son modificar la tensión eléctrica, con lo que se pierde par motor; interponer una resistencia eléctrica con lo que se pierde energía en forma de calor en la resistencia. Otra forma de regular el giro a través de pulsos es la Modulación por frecuencia de pulsos de duración constante. En los motores de corriente alterna también se puede utilizar la frecuencia. Otra aplicación es para enviar información de manera analógica. Es útil para comunicarse de forma analógica con sistemas digitales. Para un sistema digital es relativamente fácil medir cuanto dura una onda cuadrada. Sin embargo, si no tiene un conversor analógico digital no puede obtener información de un valor tensión, ya que solo puede detectar si hay un determinada tensión, 0 o 5v por ejemplo, con unas tolerancias. Pero no puede medir un valor de tensión. 21 6.1.5 La Modulación Por Desplazamiento De Fase O PSK (Phase Shift Keying) Es una forma de modulación angular consistente en hacer variar la fase de la portadora entre un número de valores discretos. La diferencia con la modulación de fase convencional (PM) es que mientras en ésta la variación de fase es continua, en función de la señal moduladora, en la PSK la señal moduladora es una señal digital y, por tanto, con un número de estados limitado. QPSK son las siglas de Quadrature Phase Shift Keying. Es una forma de modulación en la que la señal se envía en cuatro fases, 45, 135, 225, y 315 grados, y el cambio de fase de un símbolo al siguiente codifica dos bits por símbolo. La modulación QPSK es equivalente a la 4-QAM. Una de sus principales ventajas es que ofrece la misma eficiencia de potencia, utilizando la mitad de ancho de banda, lo que es muy importante en la transmisión de datos por satélite. Para su mayor comprensión, algunos prefieren decir Quaternary en lugar de Quadrature dado QPSK transmite 4 fases (360°/4). 22 6.2 ESTUDIO DE LOS MODOS DE TRANSMISIÓN Para la transmisión de datos en los sistemas de comunicación actualmente existen varios modos para llevar a cabo dicho proceso, los cuatro modos de transmisión con que contamos en la actualidad son los siguientes. MODO DE TRANSMISION SIMPLEX_ HALF-DUPLEX_ FULL-DUPLEX_ FULL/FULL DUPLEX_ DESCRIPCION La transmisión de datos no se puede dirigir, la información solo se puede enviar en una dirección. La transmisión de datos es posible en ambas direcciones, pero no al mismo tiempo. También se denomina de dos sentidos alternados o líneas de cualquier sentido. Las transmisiones son posibles en ambas direcciones simultáneamente, pero deben estar entra las mismas estaciones. La transmisión es posible en ambas direcciones al mismo tiempo, pero no entre las mismas dos estaciones en las que se origina la comunicación. Tabla 1.1 Modos de transmisión De acuerdo con lo descrito anteriormente, el modo de transmisión en el diseño del RADIO-MODEM es el simplex, ya que es un sistema que solo requiere que la información se envié los datos que arroje el sistema a monitorear desde el trasmisor al receptor, este es un modo de transmisión unidireccional para realizar el monitoreo de la data que se obtiene del sistemas. 23 6.3 ESTUDIO DEL CONTROL DE ERRORES DEL PROTOTIPO Este sistema también cuenta con un control de errores, como es de saber este control se divide en dos categorías, la detección y la corrección de errores. 6.3.1 La Detección De Errores: es simplemente el proceso de monitorear la información recibida y determinar cuando un error de transmisión ha ocurrido. Las técnicas de detección de errores no identifican cual bit es erróneo solamente indican que ha ocurrido un error. Existen muchas técnicas para detectar errores entre las cuales se destacan las siguientes: 6.3.1.1 Técnica del eco: Es una forma simple de detección de errores usada en situaciones interactivas. Cuando una estación recibe una transmisión, la almacena y retransmite de nuevo a la estación emisora (eco), ésta compara el eco con el mensaje original y de esta forma se puede determinar si se presentó un error y corregirlo. Esta técnica tiene la desventaja de requerir al menos el doble de transmisiones, y además está la posibilidad de una "corrección" espontánea durante la retransmisión. 6.3.1.2 Técnicas de detección automática de errores: Estas técnicas consisten en la adición al dato por enviar de un marco de 24 verificación de secuencia o FCS (frame check sequence), el cual es obtenido a partir de los datos a transmitir por medio de un algoritmo. Una vez recibido el mensaje, la estación receptora aplica el mismo algoritmo a los datos recibidos y compara el FCS obtenido de esta forma con el que se adicionó a los datos originales. Si son iguales se toma el mensaje, de lo contrario se supone un error. Estas técnicas están basadas en dos métodos comunes: 6.3.1.3 Verificación de paridad en dos coordenadas: Cuando se transmiten datos a un dispositivo que cuente con un buffer, es posible extender la verificación de paridad simple añadiendo un bloque de verificación de carácter (Block Check Character BCC) al final del bloque de datos, el cual realizará la segunda verificación de paridad a todo el bloque. Tabla 1.2 Paridad en dos coordenadas En la técnica de verificación de paridad en dos coordenadas se pueden dar los siguientes casos (en rojo están los bits erróneos). Tabla 1.3 Detección de errores 25 6.3.1.4 Verificación por redundancia cíclica (CRC): Esta técnica es ampliamente usada debido a que es fácil de implementar en los circuitos integrados a muy gran escala (VLSI) que forman el hardware. Un mensaje puede verse como un simple número binario, el cual puede ser dividido por una cantidad que consideraremos constante, al efectuar la división (a módulo 2) se obtiene un cociente y un residuo, este último es transmitido después del mensaje y es comparado en la estación receptora con el residuo obtenido por la división de los datos recibidos y el mismo valor constante. Si son iguales los residuos se aceptan el mensaje, de lo contrario se supone un error de transmisión. En el proceso de datos comercial es ampliamente usada la verificación por redundancia cíclica de 16 bits de longitud, aunque también es posible usar 32 bits lo cual puede ser más efectivo. El sistema que se implanto cuenta con la técnica de paridad. A manera de información en los anexos se encuentran los métodos mas utilizados para realizar el proceso de corrección de errores. 6.4 ESTUDIO DE LOS COMPARADORES DE VOLTAJE Este estudio lo realizo con la finalidad de incorporar al el prototipo un sistema que me ayude a detectar en que momento esta bajo de pila. Este estará ubicado en el recetor. 6.4.1 FUENTES SIMPLES O FUENTES DUALES • El rango de la fuente de voltaje es de 2 V a 36 V. • La fuente de corriente en baja es independiente de la fuente de 26 voltaje. . . 0.8 MA Typ • La entrada de corriente baja es. . . 25 nA Typ • La entrada de corriente de Desplazamiento en baja. . . 3 nA Typ 6.4.1.1 LM139 • El Voltaje de Desplazamiento en baja. . . 2 mV Typ • Entrada de rango de voltaje en modo-común • Incluye la Tierra • La entrada de voltaje diferencial Igual al máximo rango de voltaje de la fuente. . . ±36 V • La salida del voltaje de saturación es baja • El rendimiento Compatible Con TTL, MOS, y CMOS Descripción Estos dispositivos consisten en cuatro voltajes de comparación independientes que son designados para operar con una fuente de poder en una gama amplia de voltajes. El funcionamiento de las fuentes duales es también posible con tal de que la diferencia entre las dos fuentes sea de 2 V a 36 V y VCC es por lo menos 1.5 V más positivo que la entrada en modo común de voltaje. La corriente es independiente de la fuente de voltaje. Las salidas pueden ser conectadas otras salidas de colector para lograr alambrar y relacionar. El LM139 y LM139A se caracterizan por el funcionamiento de -55°C a 125°C. El LM239 y se caracterizan LM239A por el funcionamiento de -25°C a 125°C. El LM339 y LM339A son caracterizado para el funcionamiento de 0°C a 70°C. El LM2901 y LM2901Q se caracterizan por el funcionamiento de -40°C a 125°C. 27 Por favor sea consciente que un aviso importante acerca de la disponibilidad, la garantía normal, y el uso en las aplicaciones críticas de los productos de la Texas Instruments semiconductor. Fig. 1.3 Paquete tipo D, DB, J, N O PW Fig. 1.4 paquete tipo FK Fig. 1.5 símbolo del comparador 28 Fig. 1.6 Esquema interno del comparador Fuente de voltaje, Vcc ------------------------------------------------36V Entrada Diferencial de voltaje, VID ---------------------------------±36V Rango de entrada de voltaje --------------------------------0.3V a 36 V Salida de voltaje V0 --------------------------------------------------36 V Corriente de salida, I0 ---------------------------------------------20 mA Duración de la salida del corto circuito a tierra-----------------ilimitada Disipación total continua--------------vea tabla de rango de disipación Rango de operación a temperatura al aire libre, TA: LM139, LM139A……………………………………….. –55°C to 125°C LM239, LM239A……………………………………………–25°C to 85°C LM339, LM339A……………………………………………. 0°C to 70°C LM2901, LM2901Q ………………………………….–40°C to 125°C El rango de temperatura de almacenamiento ------------65°C a 150°C La temperatura durante 60 segundos: FK empaquetan ---------260 °C La lleve de temperatura 1,6 mm. (1/16 pulgada) del caso durante 10 segundos: D, DB, N, o PW empaquetan --------------------------260°C La lleve de temperatura 1,6 mm. (1/16 pulgada) del caso durante 60 29 segundos: J empaquetan ------------------------------------------300°C de TA = 70 TA = 85 TA = 125 y ºC rango ºC rango ºC de de de potencia potencia potencia TA 25 ºC Factor Paque- Rango de potencia Te potencia temperatura TA rango D 900 Mw 7.6 mW/°C 31°C 608 mW 494 mW - DB 775 Mw 6.2 mW/°C 25°C 495 mW 403 mW 155 Mw FK 900 Mw 11 mW/°C 68°C 880 mW 715 mW 275 Mw J 900 Mw 11 mW/°C 68°C 880 mW 715 mW 275 mW N 900 Mw 9.2 mW/°C 52°C 735 mW 598 mW PW 700 Mw 5.6 mW/°C 25°C 448 mW 364 mW 140 Mw - Tabla 1.4 Rango De Disipación 30 7. DISEÑO DEL MODULO DE TRANSMISION Fig.1.7 Diagrama en bloques del Modulo de Transmisión El modulo transmisor posee 8 canales analógicos, encargados de convertir las variables a monitorear en datos digitales. Luego estos datos digitales son codificados y convertidos a tonos DTMF para ser enviados al radio Motorola; el cual, se encarga de modular las frecuencias de los tonos y enviarlas vía inalámbrica. La selección de los dispositivos para este sistema, se realizo de acuerdo a al diagrama en bloques ilustrado con anterioridad. 7.1 SELECCIÓN DE LOS DISPOSITIVOS DEL MODULO DE TRANSMICION. 7.1.1 Selección Del Dispositivo De Adquisición Y Procesamiento de Datos 31 Microcontrolador: MODELO PIC16F84A PIC16F873 PIC16F874 PIC16F876 PIC16F877 MEM.PROG. 1792 7168 7168 14336 14336 (FLASH) Bytes Bytes Bytes Bytes Bytes 64 128 128 256 256 192 368 368 MEM.DATOS Bytes EEPROM Bytes RAM 68 C A/D 192 NO 5(10bits) 8(10bits) 5(10bits) 8(10bits) No Si Si Si Si 13 22 33 22 33 USART/ USART/ USART/ USART/ MSSP MSSP MSSP MSSP BOD (Detección de baja tensión) LINEAS E/S COMUNICACIÓN SERIE No CCP TEMPORIZA- No 2 2 2 2 1-8bit 1-16bit, 1-16bit, 1-16bit, 1-16bit, 1-WDT 2-8bit, 2-8bit, 2-8bit, 2-8bit, 1-WDT 1-WDT 1-WDT 1-WDT DORES FREC. MAX. 20 20 20 20 20 (Programación SI SI SI SI SI MHZ ICSP serie en circuito) ENCAPSULADO 18P,18SO, 28SP, 40P,44L, 28SP, 40P,44L, 20SS 28SO 44PQ, 28SO 44PQ, 44PT FUENTES 44PT DE 32 INTERRUP. 4 13 14 13 14 NO NO SI NO SI COMUNICACIO PARALELA Tabla 1.5 Características de los PIC 16F8xx Luego de analizar microcontroladores las ventajas (expuestas en y la desventajas tabla 1.5) de y de los su comerciabilidad en la ciudad de Pamplona, el PIC16F877 se ajusta a los requerimientos del diseño, este dispositivo se encargara de almacenar los programas que controlan los sistemas de transmisión y recepción del prototipo de RADIO MODEM. Se selecciono este microcontrolador; ya que posee las características internas que permiten una alta flexibilidad en el diseño de este proyecto. Para empezar microcontrolador: haremos posee una breve tecnología descripción CMOS, una de este arquitectura HARVARD, arquitectura RISC de alto rendimiento que cuenta con 368 bytes de memoria RAM, la memoria EEPROM es 256 bytes para dato1s, 8192 localidades de memoria FLASH de 14 bits por localidad para almacenamiento del programa y datos permanentes cuatro bancos de 128 bytes cada uno, seleccionables con los bits RP0 y RP1 del registro Estado, se manejan 14 interrupciones y 3 timers los cuales son necesarios en el proceso de conteo para la activación de los diferente sistemas involucrados en el proceso, posee 5 puertas de I/O las cuales son de vital importancia debido al numero de variables a controlar e incorpora módulos de: CCP, comunicación serie, comunicación paralelo y conversor A/D. 33 De los anteriores módulos solo utilizamos: • El conversor A/D. Posee un conversor Análogo /Digital de 10 bits, con ocho canales de entrada, de los cuales solo se utilizara uno en el diseño de la tarjeta de adquisición de datos y por consiguiente constituye ahorrarse la compra de dicho dispositivo; ya que, lo utilizaremos en el diseño de la tarjeta de adquisición de datos. 7.1.2 Selección Del Dispositivo De Codificación Mediante DTMF Una señal DTMF válida es la suma de dos tonos, uno de un grupo bajo y el otro de un grupo alto, con cada grupo conteniendo cuatro tonos individuales. Las frecuencias de los tonos fueron cuidadosamente seleccionadas de tal forma que sus armónicos no se encuentran intermodulación relacionados y produzcan un que los deterioro productos de su mínimo en la señalización. Este esquema permite 16 combinaciones únicas. Diez de estos códigos representan los números del cero al nueve, los seis restantes (*, #, A, B, C, D) son reservados para señalización especial. La mayoría de los teclados en los teléfonos contienen diez interruptores de presión numéricos mas el asterisco (*) y el símbolo de numeral (#). Los interruptores se encuentran Organizados en una matriz, cada uno selecciona el tono del grupo bajo de su fila respectiva y el tono del grupo alto de su columna correspondiente. 34 El esquema de codificación DTMF asegura que cada señal contienen uno y solo un componente de cada uno de los grupos de tonos alto y bajo. Esto simplifica de manera significativa la decodificación por que la señal compuesta DTMF puede ser separada con filtros pasa banda en sus dos componentes de frecuencia simples cada uno de los cuales puede ser manipulado de forma individual. Codificación DTMF. Los pares de frecuencias empleadas para la generación DTMF están especificadas en la siguiente tabla. Fbaja Falta DIGITO 697 1209 1 697 1336 2 697 1477 3 770 1209 4 770 1336 5 770 1477 6 852 1209 7 852 1336 8 852 1477 9 941 1336 0 941 1209 * 941 1477 # 697 1633 A 770 1633 B 852 1633 C 941 1633 D Tabla 1.6 Pares de frecuencias DTMF En conclusión, DTMF es el sistema de señales usado en los teléfonos para el marcado por tonos, estos son el resultado de la 35 suma algebraica en tiempo real de dos senoides de diferentes frecuencias, la relación de teclas con su correspondiente par de frecuencias se muestran en la tabla 1.6. El sistema de señales DTMF son generadas por un codificador HT9200, y son la suma algebraica en tiempo real de dos tonos; uno de baja frecuencia y otro de alta, el tono alto normalmente es de + 1.5 % (2db) con respecto del tono bajo (como se muestra en la figura 1.4). Fig. 1.8 Espectro de las señales DTMF. Este codificador tiene las siguientes especificaciones: • Voltaje de operación de 2.0 V – 5.5 V • Modo serial para el HT9200A • Modo serial/paralelo para el HT9200B • Corriente de bajo consumo • Baja distorsión armónica • Resonador de cristal o cerámico 3.58 MHz 36 Descripción General El generador de tono HT9200A/B son diseñados para interfaces con microcontroladores. Pueden ser introducidos mediante el microcontrolador 16 tonos duales y 8 tonos simples en el pin de DTMF. Fig. 1.9 Diagrama En Bloques 7.1.3 Selección Del Dispositivo Transmisor El Motorola T4900 es un Radio Bidireccional Estos modelos están hechos para entradas-niveladas un gran compañero cotidiano. Una grapa de cinturón de pieza giratoria permite al radio ser enganchado en las prendas de vestir, mochilas o bolsas. Una opción de cinco tonos gravados de Llamada Audibles que llaman la atención de familiares y amigos, y una señal de Tono de Confirmación de charla, cuando el otro usuario ha dejado de hablar. El Canal Examina un rango, 22 Canales y 38 códigos para evitar interferencia, que ayudan a minimizar la interferencia causada por la 37 combinación de códigos. Además, el teclado pequeño puede cerrarse con llave para prevenir que accidentalmente el canal sea cambiando. El T4900 opera en GMRS y canales FRS, y ofrece .5W de potencia de transmisión, Alarma de Batería Baja Audible, indicador métrico de batería y la garantía limitada de un año. La licencia de FCC requerida. Rangos Del Motorola T4900: • 0.5 vatios de potencia para 3-millas de acuerdo al rango del canal • 22 canales • Alarma de Batería Baja Audible y indicador métrico de batería. • Tono de confirmación de llamada • Enganche del cinturón • Escáner • 5 tonos de llamada • Tiempo fuera de reloj • Licencia de la FCC requerida • La Garantía Limitada de un año dada por el Fabricante La compra del Motorola T4900AA Incluye: • 2 radios con las antenas • 2 Enganches para cinturón • El Manual de usuario • 1 año de Garantía limitada • (2 Baterías AA no Incluidas!) 38 Fig. 1.10 Radios Motorola T4900 7.2 DISEÑO DEL PROTOCOLO DE ENVIO DE DATOS Fig. 1.11 Trama de envió de datos La trama enviada por el transmisor es de 42 tonos DTMF, los cuales están distribuidos de la siguiente forma: 39 En primer lugar, se envía un tono bit Start que indica el inicio de la trama. Luego, los 10 bits entregados por cada canal son convertidos a 4 tonos DTMF, para un total de 32 tonos para los 8 canales. Entre cada canal se envia un tono separador Finalmente, se envía un tono para bit stop para indicar final de trama. 7.3 DISEÑO DEL ESQUEMA ELECTRICO Esq. 1.1 Modulo Transmisor 40 Foto 1.1 modulo transmisor en Protoboard Foto. 1.2 Modulo Transmisión 41 7.4 DISEÑO PROGRAMA DEL DEL DIAGRAMA DE FLUJO MICROCONTROLADOR PARA DEL LA TRANSMISION DE DATOS Descripción Programa para codificar los tonos del Dtmf Ht9200 por el Modulo TX y enviarlos vía rf por radio motorola T4900 con el Microcontrolador PIC16F877A @ 4Mhz. El desarrollo completo del software se encuentra en los Anexos (cap. 19- subcapitulo 19.1). 42 8. DISEÑO DEL MODULO DE RECEPCION Fig.1.12 Diagrama en bloques del Modulo Receptor El modulo receptor consiste en remodular por medio del radio Motorola las frecuencias de los tonos DTMF enviados por el transmisor. Luego las decodifica y las convierte en datos binarios de 4 bits, donde son procesados y enviados vía RS232 a la PC. Esta se encarga de visualizar los datos obtenidos de las variables contenidas en las diferentes entradas. A continuación procederemos a seleccionar los dispositivos. 43 8.1 SELECCIÓN DE LOS DISPOSITIVOS DEL MODULO DE RECEPCION. 8.1.1 SELECCIÓN DEL DISPOSITIVO DECODIFICADOR CON DTMF Decodificación DTMF Las especificaciones para la detección DTMF son las siguientes: • Tolerancia a la frecuencia: un símbolo válido DTMF debe tener una desviación en frecuencia dentro del 1.5% de tolerancia. Los símbolos con una desviación en frecuencia mayor al 3.5% deberán ser rechazados. • Duración de la señal: Un símbolo DTMF con una duración de 40ms debe ser considerado válido. La duración de la señal no debe ser menor de 23ms. • Atenuación de la señal: El detector debe trabajar con una relación señal-ruido (SNR) de 15db y en el peor caso con una atenuación de 26dB. • Interrupción de la señal: Una señal DTMF válida interrumpida por 10ms o menos no debe ser detectada como dos símbolos distintos. • Pausa en la señal: Una señal DTMF válida separada por una pausa de tiempo de al menos 40ms debe ser detectada como dos símbolos distintos. 44 • Fase: El detector debe operar con un máximo de 8dB en fase normal y 4dB en fase invertida. • Rechazo al habla: El detector debe operar en la presencia del habla rechazando la voz como un símbolo DTMF válido. La división de frecuencias en los grupos alto y bajo simplifica el diseño de receptores DTMF como se muestra en la figura 1.13. Este diseño particular incluye una aproximación estándar. Cuando se encuentra conectado a una línea telefónica, receptor de radio o cualquier otra fuente de señal DTMF, el receptor filtra el ruido del tono, separa la señal en los componentes de grupos de alta y baja frecuencia para luego medir el cruce por cero promediando los periodos para producir la decodificación de un dígito. Fig. 1.13 Detección DTMF Como se muestra en la figura 1.13, la detección DTMF se puede ver complicada por la presencia de ruido de línea de 50/60 Hz, tonos de varias frecuencias, ruido aleatorio y otras fuentes de interferencia. Tratar con estos problemas mientras permanece inmune a la simulación de tonos por voz presenta el más grande reto para los diseñadores de receptores DTMF. 45 La interferencia de línea tolerable mostrada en la figura es la recomendada por CEPT y es considerada la meta de diseño por los fabricantes de receptores DTMF de calidad. Fig. 1.14 Entorno de la señalización DTMF. El MT8870 es el dispositivo para la decodificación, las especificaciones de este dispositivo se describirán a continuación: • 2.7 - 3.6 voltios de funcionamiento • Receptor de Completo DTMF • Bajo consumo • Amplificador de ganancia Interior • Tiempo de guardado Ajustable • Modo de bajo Consumo • Modo inhibido • Funcionalmente compatible con el MT8870D de Mitel 46 Las aplicaciones • Sistemas de paginación • Sistemas de Repetidora/ radio móvil • Sistemas de Tarjeta de Crédito • Control Remoto • Las computadoras Personales • Maquinas Contestadoras Telefónicas La descripción El MT8870 es un completo de 3 Voltios, el receptor de DTMF integra ambas bandsplit las que se filtran y las funciones digitales del decodificador. Los usos de la sección de filtro cambiaron las técnicas del condensador para el grupo alto y bajo de los filtros; el decodificador usa el contador digital las técnicas para descubrir y descifrar todos los 16 pares de tonos de DTMF en un código de 4-bit. El contador de la componente externa es minimizado por el chip de una entrada del diferencial del amplificador, oscilador de reloj y un swiche de tres estados del bus de la interfaz. Fig. 1.15 Conexión de pines Descripción funcional El MT8870 el receptor de DTMF monolítico se clasifica según el tamaño, bajo consumo y actuación alta, con 3 voltios de 47 operación. Su arquitectura consiste de una sección de filtro bandsplit que separa el alto y el grupo de tonos bajos, seguido de un contando digital, sección que verifica la frecuencia y duración de los tonos recibidos antes de pasar el correspondiente código de la salida del bus. Sección del filtro La separación del grupo de bajos y los tonos de grupo altos es lograda aplicando la señal DTMF a las entradas de dos de sexto orden cambiando el condensador de los filtros de la banda de paso, los anchos de banda el cual corresponde al bajo y las frecuencias de grupo altas. La sección del filtro también es incorporada a 350 y 440 Hz para el rechazo del tono de marcado excepcional. Cada salida del filtro es seguida por un solo orden de cambió la sección de filtro que aplana al prior de los señales a limitar. Limitando esta para el comparador de ganancia alta la cual es proporciona con la histéresis para prevenir la detección de señales de bajo nivel no deseados. Las salidas de los comparadores proporcionan balances de lógica a las frecuencias de las señales de DTMF entrantes. Seccion del decodificador Siguiendo a la sección del filtro es un decodificador empleando como contador digital en técnicas para determinar las frecuencias de los tonos entrantes y para verificar que ellos corresponden a las frecuencias de DTMF normales. Un complejo algoritmo protege el tono de la simulación de señales extrañas como la voz mientras proporciona tolerancia pequeña a las 48 desviaciones y variaciones de frecuencia. Esto promediando el algoritmo ha sido desarrollado para asegurar una combinación óptima de la inmunidad al hablar-fuera y tolerancia a la presencia de frecuencias de interferencia (terceros tonos) y ruido. Cuando el detector reconoce la presencia de dos tonos válidos (esto es llamado como “a condicionamiento de señal” en algunas especificaciones de industria) (EST) la salida irá a un estado activo. Cualquier pérdida subsecuente de la condición de señal causará EST asume un estado inactivo. 8.1.2 SELECCIÓN DEL DISPOSITIVO DATOS PROCESADOR DE Como en el trasmisor, se utilizo un PIC 16F877 de acuerdo a la viabilidad y fácil acceso en el mercado de la ciudad de Pamplona. Para esta etapa se utilizara el módulo: USART (Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter) es uno de los dos periféricos contenidos en el PIC que le permiten realizar comunicación en serie. El otro es el MSSP (Master Synchronous Serial Port), el cual no es tratado en estas notas. La USART, también conocida como SCI (Serial Communications Interface) puede configurarse como una unidad de comunicación en serie para la transmisión de datos asíncrona con dispositivos tales como terminales de computadora o computadoras personales, o bien para comunicación síncrona con dispositivos tales como convertidores A/D o D/A, circuitos integrados o memorias EEPROM con comunicación serie, etc. 49 La gran mayoría de los sistemas de comunicación de datos digitales actuales utilizan la comunicación en serie, debido a las grandes ventajas que representa esta manera de comunicar los datos: · Económica.- Utiliza pocas líneas de transmisión inclusive puede usar sólo una línea. · Confiable.- Los estándares actuales permiten transmitir datos con bits de paridad y a niveles de voltaje o corriente que los hacen poco sensibles a ruido externo. Además por tratarse de información digital, los cambios en amplitud de las señales (normalmente causadas por ruido) afectan muy poco o nada a la información. · Versátil.- No está limitada a usar conductores eléctricos como medio de transmisión, pudiendo usarse también: fibra óptica, aire, vacío, etc. Además el tipo de energía utilizada puede ser diferente: luz visible, infrarroja, ultrasonido, pulsos eléctricos, radio frecuencia, microondas, etc. La USART del PIC16F877 La USART del PIC puede ser configurada para operar en tres modos: Modo Asíncrono (full duplex (transmisión y recepción simultáneas)), Modo Síncrono – Maestro (half duplex) Modo Síncrono – Esclavo (half duplex) 8.1.3 Selección Del Dispositivo Receptor Se utilizó un radio motorola T4900, de acuerdo a las especificaciones y criterios para el diseño descritas en el modulo de transmisión. 50 8.2 DISEÑO DEL ESQUEMA ELECTRICO DEL RECEPTOR Esq. 1.2 Modulo Receptor Foto 1.3 Modulo receptor en Protoboard Foto 1.4 Modulo receptor 51 8.3 DISEÑO DEL DIAGRAMA DE FLUJO DEL PROGRAMA DEL MICROCONTROLADOR PARA LA RECEPCION DE DATOS Descripción Programa para decodificar los tonos del DTMF CM8870 obtenidos por el Modulo Transmisión y enviarlos por el puerto serial del PC para Con el Microcontrolador PIC16F877A @ 4Mhz. El desarrollo 52 completo del software se encuentra en los Anexos (cap. 18subcapitulo 18.2). 8.4 DISEÑO DE LA INTERFAZ GRAFICA DEL PC CON EL RECEPTOR La interfaz grafica se diseño con la finalidad de proporcionarle al usuario comodidad y simplicidad, para el manejo de los datos que envía el transmisor acerca del proceso que se esta monitoreando (en este caso se utilizo una trama de datos). La interfaz grafica se realizo en Visual Basic 6.0, a continuación se muestra el diagrama de flujo que controlara dicho modelo. 53 8.4.1 Diseño Del Diagrama De Flujo El diseño del software para interfaz grafica este expuesto en los Anexos (cap. 19 – subcapitulo 19.3) 54 8.4.2 Modelo De La Interfaz Grafica Del Usuario Con El Prototipo El funcionamiento de esta interfaz grafica consiste en visualizar los datos enviados por el transmisor en cada una de las etiquetas que están arriba de los botones de comando en la ventana principal. La función de estos botones e seleccionar el canal en funcionamiento; además, el sistema detecta automáticamente o manual si el hardware esta conectado o no. Posee un menú en donde se pueden abrir dos ventanas una de base de datos y otra de grafica de los datos obtenidos. Además; éste permite guardar, copiar e imprimir la grafica de los datos y permitir si se desea o no guardar estos datos en la base de datos. 55 9. DISEÑO DEL SISTEMA ELECTRICO En el diseño de este sistema tengo que tener presente los dispositivos que conforman los sistemas de transmisión y recepción. 9.1 SELECCIÓN DE LOS DISPOSITIVOS DEL SISTEMA ELÉCTRICO Para la selección de estos dispositivos debemos tener presente la potencia que se disipa, la temperatura máxima que puede alcanzar el sistema, los cambios bruscos en la red y la corriente que se maneja. 9.1.1 Selección Del Cable De Alimentación Para la selección de este dispositivo, nos guiamos por lo siguiente: Cordones Dúplex Flexibles Spt (Pot) Fig. 1.16 Cable duplex 56 Descripción: Cordón formado por dos cordones paralelos flexibles, clase K con aislamiento de P.V.C. antiflama. Propiedades: Gran resistencia a la temperatura, humedad, grasas, aceites y solventes. Aplicaciones: Toma corrientes de aparatos eléctricos y electrónicos y de oficina. Lámparas y bocinas ornamentales y extensiones eléctricas. Empaque: Rollo de 100 Mts, carrete de 200 Mts o más. Colores: Blanco, negro y cristal. Recomendaciones: * No debe utilizarse en instalaciones ocultas. * Los calibres 20 y 22 AWG sólo emplearlos para alimentación de aparatos eléctricos de muy baja potencia, ejemplo bocinas. Datos Para El Pedido: Cordón dúplex flexible (POT), Longitud calibre, color y en metros. Temperatura máxima de operación: 60º C Registro: Cumple con las normas internacionales de fabricación. 57 CALIBRE AWG CONDUCTOR No. DE HILOS 22 20 18 16 14 12 7 10 16 26 41 65 AREA MM2. 0.324 0.519 0.823 1.307 2.082 3.307 ESPESOR NOMINAL DE AISLAMIENTO DIAMETRO EXTERIOR PESO NOMINAL ALTO Y Kg./km. ANCHO 0.61 0.76 0.76 1.14 2.03 2.40 1 2.4 x 4.3 2.9 x 5.3 3.2 x 5.8 4.3 x 8.1 4.5 x 9.0 4.9 x 10.2 17 26 34 62 80 116 Tabla 1.7 Características del cable Duplex 9.2 DISEÑO FUENTE DE ALIMENTACIÓN Parámetros de diseño: se requirió diseñar una fuente de alimentación de una tensión de alimentación de +5 voltios, con una corriente de 1Amp. Reemplazamos el parámetro del voltaje de rizado de la Ec. [1] (ver anexos) en la Ec. [20] (ver anexos) y despejado el voltaje máximo. Como el voltaje de los reguladores es 2.5 y la constante de diseño la tomamos de 1, obtenemos: 5vol = U max − 0.1U max − 1.4 − 2.5 + 1 2 U max = 8.315 Ahora reemplazamos este valor en la Ec. [15] (ver anexos) VR = 0.8316volt Luego, despejamos Vrms de la EC. [16] (ver anexos) Vrms = 11.759volt Ajuste Vrms = 12volt 58 Reemplazamos en la EC. [16] (ver anexos) y obtenemos: U max = 16.9706 obtenemos el voltaje de rizado: VR = 1.7volt Despejamos C en la EC. [14] (ver anexos) C= 1Amp = 4901.961µF 120hz * 1.7 Las especificaciones para el diodo serian: ID = 1 1Amp Icc = K d I DDS = *1.2 = 0.6 Amp 2 2 I DS > 2 Amp Fig. 1.17 Fuente de alimentación 9.3 ESQUEMA ELECTRICO DE LA FUENTE DE ALIMENTACION Esq. 1.3 fuente de alimentación del modulo receptor. 59 Esq. 1.4 fuente de alimentación del transmisor Foto. 1.5 Fuente De Alimentación Para esta fuente se realizaron los mismos cálculos antes especificados con la única variante que tiene un comparador de voltaje, el cual fue descrito en el Cap. 6. Este es utilizado para que indique cuando la batería esta baja. 60 10. DISEÑO DEL SISTEMA FISICO DEL RADIOMODEM A saber, un radio-módem inalámbrico no es más que dos cámaras cerradas una para el transmisor y otra para el receptor. 10.1. SELECCIÓN DEL TIPO DE MATERIAL PARA EL SISTEMA FISICO A continuación analizaremos algunos materiales y su comportamiento con los sistemas de RF. 10.1.1. Los Metales Y Sus Aleaciones Los metales y las aleaciones poseen muchas propiedades útiles en ingeniería, lo que supone una extensa gama de aplicaciones en diseños y proyectos. El hierro y sus aleaciones principalmente el acero representa aproximadamente el 90% de la producción mundial de metales, fundamentalmente a la combinación de su buena resistencia, tenacidad y ductibilidad con su relativo bajo costo. El aluminio nativo no existe en la naturaleza. Aunque represente aproximadamente el 8% del total de los elementos en la tierra, el hombre ha tenido que inventarlo, extrayéndolo de la bauxita. Descubrir el aluminio ha significado descubrir un material con características excepcionales de ligereza, ductilidad, resistencia mecánica y a los agentes atmosféricos, inalterabilidad, buena conductividad termal y eléctrica. Estas características han hecho que el aluminio se convirtiera rápidamente en uno de los materiales más 61 empleados en la producción de productos de consumo de gran serie, de hecho, hoy está en segundo lugar solamente al acero tediendo todavía a mejorar su posición. Aceros Inoxidables La resistencia a la corrosión de los aceros inoxidables es debida a una delgada película de óxido de cromo que se forma en la superficie del acero; como consecuencia del agregado de los elementos cromo, níquel, molibdeno, titanio, niobio y otros se producen distintos tipos de acero inoxidable, cada uno con diferentes propiedades. A pesar de ser sumamente delgada ésta película invisible fuertemente adherida al metal, lo protege contra los distintos tipos de corrosión, renovándose inmediatamente cuando es dañada por abrasión, corte, maquinado, etc. Aunque la mínima cantidad de cromo necesaria para conferir esta resistencia superior a la corrosión depende de los agentes de corrosión, el Instituto Estadounidense de Hierro y Acero ha elegido el 10 por ciento de cromo como la línea divisoria entre aceros aleados y aceros inoxidables, mientras que otros establecen ese límite entre el 10,5% y el 11%. Las propiedades y composiciones de los aceros inoxidables se mantuvieron en secreto por los países beligerantes mientras duró la primera guerra mundial. Posteriormente, a partir de las pocas aleaciones experimentadas en 1920 y de un limitado número de grados comercialmente disponibles en 1930, la familia de los aceros inoxidables ha crecido en forma impresionante. En la actualidad se cuenta con un gran número de tipos y grados de acero inoxidable en diversas presentaciones, y con una gran variedad de acabados, dimensiones, tratamientos, etc. Atendiendo a la 62 estructura predominante de cada tipo, los aceros pueden ser clasificados en tres grupos: *Austeníticos *Martensíticos *Ferriticos Clasificacion De Los Aceros Inoxidables Los aceros inoxidables no son indestructibles, sin embargo con una selección cuidadosa, sometiéndolos a procesos de transformación adecuados y realizando una limpieza periódica, algún integrante de la familia de los aceros inoxidables resistirá las condiciones corrosivas y de servicio más severas. Serie 400- Los Aceros Inoxidables Martensíticos: Son la primera rama de los aceros inoxidables, llamados simplemente al Cromo y fueron los primeros desarrollados industrialmente (aplicados en cuchillería). Tienen un contenido de Carbono relativamente alto de 0.2 a 1.2% y de Cromo de 12 a 18%. Los tipos más comunes son el AISI 410, 420 y 431 Las propiedades básicas son: Elevada dureza (se puede incrementar por tratamiento térmico) y gran facilidad de maquinado, resistencia a la corrosión moderada. Principales aplicaciones: Ejes, flechas, instrumental quirúrgico y cuchillería. Serie 400- Aceros Inoxidables Ferríticos: También se consideran simplemente al Cromo, su contenido varia de 63 12 Los a 18%, tipos pero más el contenido comunes de son el Carbono AISI es bajo <0.2%. 430, 409 y 434 Las propiedades básicas son: Buena resistencia a la corrosión. La dureza no es muy alta y no pueden incrementarla por tratamiento térmico. Principales aplicaciones: Equipo y utensilios domésticos y en aplicaciones arquitectónicas y decorativas. Serie 300- Los Aceros Inoxidables Austeníticos: Son los más utilizados por su amplia variedad de propiedades, se obtienen agregando Níquel a la aleación, por lo que la estructura cristalina del material se transforma en austenita y de aquí adquieren el nombre. El contenido de Cromo varia de 16 a 28%, el de Níquel de 3.5 a 22% y el de Molibdeno 1.5 a 6%. Los tipos más comunes son el AISI 304, 304L, 316, 316L, 310 y 317. Las propiedades básicas son: Excelente resistencia a la corrosión, excelente factor de higiene - limpieza, fáciles de transformar, excelente soldabilidad, no se endurecen por tratamiento térmico, se pueden utilizar tanto a temperaturas criogénicas como a elevadas temperaturas. Principales aplicaciones: Utensilios y equipo para uso doméstico, hospitalario y en la industria alimentaria, tanques, tuberías, etc. Acero Inoxidable Aisi 316 Con Adicion De Molibdeno Análisis Químico C Si Mn Cr Ni Mo 0,08 1,00 2,00 17,00 12,00 2,50 64 Usos y Aplicaciones Resiste a la mayoría de los ácidos y agentes químicos industriales hasta 800°C además de agua salada. Para industrias químicas, alimenticia, y vitivinícola, petróleo, laboratorios, construcciones navales y aeronáuticas. La adición de molibdeno mejora la resistencia a la corrosión en ciertos medios. Alta resistencia al ataque de ácidos orgánicos e inorgánicos. Tratamientos Térmicos Templado: 1100°C enfriamiento en agua o aire. Acero Inoxidable Aisi 410 Martensitico Análisis Químico C Cr Mn S 0,10 13,00 1,00 1,00 Usos y Aplicaciones Resiste la oxidación debida al agua dulce, agentes naturales de la intemperie y ácidos diluidos. Empleado para álabes de turbinas, ejes de bombas, pistones de motores marinos, válvulas y piezas para petróleo. Tratamientos Térmicos Forjado: 1150-750°C 65 Recocido: 850°C. R = 55 Kg/mm2 Templado: 975-1000°C enfriar en aceite Revenido: 600°C. R = 85 Kg/mm2 750°C. R = .65 Kg/mm2 Acero Inoxidable Aisi 420 Martensitico Análisis Químico C Cr 0,28 13,00 Mn Si 1,00 máx. 1,00 máx. Usos y aplicaciones Resiste la oxidación debida al agua dulce, agentes naturales de la intemperie y ácidos diluidos. Empleado para moldes para vidrios y plásticos, instrumentos de medición, válvulas, pistones, piezas para hornos con temperatura hasta 700°C. No apto para soldar. Tratamientos Térmicos Forjado: 1100-850°C Recocido: 850°C. R = 65 Kg/mm2 Templado: 975-1000°C al aceite Revenido: 600°C. R = 100 Kg/mm2 750°C. R = 70 Kg/mm2 66 Acero Inoxidable Aisi 310 Análisis Químico C Cr Ni Si 0,15 25,00 20,00 2,00 Usos y Aplicaciones Acero Austenítico, resistente a altas temperaturas, hasta 1200°C, a emplearse en temperaturas superiores de 900°C. Utilizado en la construcción de hornos industriales, calderas, fabricación de vidrios, porcelanas, industria del esmalte, cemento, cerámica, etc. Tratamientos Térmicos Templado: 1100-1150°C DUREZA Resistencia a Recocido ENFRIAR HB la tracción o apagado AGUA 165 Kg/m2 60-75 Acero Inoxidable Aisi 304 Antimagnético Tipo 18/8 Análisis Químico C Mn Si Cr Ni 0,06 2,00 máx. 1,00 19,00 10,00 Usos y Aplicaciones 67 Resiste la mayoría de los ácidos y agentes químicos industriales hasta 800 °C aproximadamente, además de la acción atmosférica y agua salada. Todo tipo de empleo en la industria química, alimenticia y vitivinícola, petróleo, laboratorios. Construcciones navales y aeronáuticas no soldadas. Tratamientos Térmicos Templado: 1100°C enfriamiento en agua o aire. Se obtiene R = 52 Kg/mm2 Algunos Usos De Los Aceros Inoxidables Los aceros inoxidables ofrecen resistencia a la corrosión, una adecuada relación resistencia mecánica - peso, propiedades higiénicas, resistencia a temperaturas elevadas y criogénicas y valor a largo plazo. Son totalmente reciclables y amigables con el medio ambiente. Los aceros inoxidables son ampliamente utilizados en varios sectores, desde la más sofisticada aplicación industrial hasta los utensilios domésticos. Contribuyen, de manera indirecta, a satisfacer las necesidades humanas básicas tales como alimentación, salud, construcción, medio ambiente, transporte y energía. Algunos ejemplos de productos fabricados con aceros inoxidables son los equipos de procesos químicos y petroquímicos, equipos de proceso de alimentos y bebidas, equipos farmacéuticos, cámaras de combustión, sistemas de escape y filtros automotrices, vagones de ferrocarril, aplicaciones arquitectónicas y estructurales, mobiliario urbano, paneles de aislamiento térmico, intercambiadores de calor, tanques y recipientes, barriles de cerveza, instrumentos quirúrgicos, 68 agujas hipodérmicas, monedas, tarjas, ollas y sartenes, cubiertos, lavadoras, lavavajillas y utensilios de cocina. En la industria química y petroquímica, los aceros inoxidables ofrecen elevada resistencia a la corrosión y excelentes propiedades mecánicas así como un bajo costo de mantenimiento. En la industria de alimentos y bebidas y en la industria farmacéutica, proveen excelentes condiciones de higiene además de su resistencia a la corrosión y duración a largo plazo. 10.1.2 LOS PLÁSTICOS Los plásticos se caracterizan por una relación resistencia/densidad alta, unas propiedades excelentes para el aislamiento térmico y eléctrico y una buena resistencia a los ácidos, álcalis y disolventes. Las enormes moléculas de las que están compuestos pueden ser lineales, ramificadas o entrecruzadas, dependiendo del tipo de plástico. Las moléculas lineales y ramificadas son termoplásticos (se ablandan con el calor), mientras que las entrecruzadas son termoendurecibles (se endurecen con el calor). Tipos De Plásticos Existen cuatro grandes grupos de plásticos: Termoplásticos: Son aquellos plásticos que al ser calentados a temperaturas entre 50º y 200 ºC alcanzan un estado de plasticidad que les permite ser moldeados. Teóricamente, se pueden moldear un número de veces ilimitado. Esto permite recuperar todos los plásticos de desecho para ser remodelados y formar nuevos objetos. Se usan para la fabricación por inyección. Son, por regla general, flexibles y resistentes a los golpes. 69 [PC-Policarbonato] [PVC-Cloruro de Polivinilo] [PP-Polipropileno] [PMMA-Polimetacrilato] [PE-Polietileno]... Termoestables: Son aquellos que una vez moldeados por el calor ya no pueden recuperar su forma primitiva. Generalmente son duros y frágiles, y al calentarlos no se ablandan. [PF-Resinas felónicas] [Resinas úricas] [MF-Resinas melamínicas] [UP-Resinas de poliéster]... Cauchos o elastómeros: Son materiales de estructura muy elástica. Ello permite grandes deformaciones sin roturas, recobrando su forma inicial. No se pueden fundir de nuevo. Fibras: Corresponden a una forma comercial del plástico termoestable. Se caracterizan porque sus moléculas tienen unas direcciones preferencial de ordenación. Poseen una gran resistencia a la tracción, pudiéndose lavar con facilidad, dado que ni se arrugan ni encogen. De acuerdo al estudio de las características de los materiales mencionados con anterioridad, me decidí por los plásticos (termoplásticos), los cuales además de ser económicos, tienen propiedades que me permiten utilizar las ondas de RF sin ninguna dificultad. 70 10.2 CALCULO DE LAS DIMENSIONES DEL SISTEMA FISICO 10.2.1 El Diseño Del Sistema Físico Para El Modulo Transmisor: El primer paso a realizar es un cuadrado o cubo en lámina de termoplástico (sus características más relevantes han sido descritas con anterioridad), esta tipo de plástico se seleccionó, no solo por sus características sino también por su bajo costo. Para saber cuales son las dimensiones de la caja, debemos tener en cuenta cada modulo con su respectiva fuente de alimentación. La distribución se realizó teniendo en cuenta lo siguiente: Como se puede observar en la Fig. 1.18. El modulo de transmisión ocupa un área aproximada de [21] A = base * Altura A = 4.2cm *10.3cm = 43.26.cm 2 Fig. 1.18. Dimensiones del modulo trasmisor 71 De acuerdo a la fig. 1.18 y utilizando la EC. [21] la fuente de alimentación ocupa un área aproximada de A = 5.3cm * 7.7cm = 40.81cm 2 Fig. 1.19. fuente de alimentación trasmisor La medida del largo que ocupa un extractor comercial de los más pequeños es de 3cm.,el largo del transformador es de 5 cm. y 9cm. de espacio libre. De esta manera obtenemos el largo total que debe tener la caja. L arg ototal = L arg o MT + L arg oextrac + L arg otransformadori + L arg oesp.lib + L arg o fuente [22] Reemplazando en esta expresión, los valores antes mencionados y obtenemos: L arg ototal = 10.3cm + 3cm + 7.7cm + 9cm + 5cm = 35cm. El ancho total se obtiene con: El ancho del transformador 8.5 cm. Ancho de la placa del MT( modulo transmisor), placa de las fuente, extractor 4 cm. y 9 cm. espacio libre. Anchototal = 4.2cm + 5cm + 4cm + 9cm = 22.2cm 72 El alto total de la caja, lo da la altura del transformador 5 cm., el disipador 5 cm., mas 4.5 cm. de espacio libre. Altura total = 5cm.trans + 5cm.disipador + 4.5cm.esplib Alturatotal = 14.5cm. 10.2.2 El Diseño Del Sistema Físico Para El Modulo Receptor Realice los mismos pasos que para el modulo transmisor. Fig. 1.20 Modulo receptor La medida del largo que ocupa un extractor comercial de los más pequeños es de 3cm., el largo del transformador es de 5 cm., largo del modulo receptor (MR) 11.2 cm. y 9cm. de espacio libre. De esta manera obtenemos el largo total que debe tener la caja. L arg ototal = L arg o MR + L arg oextrac + L arg otransformadori + L arg oesp.lib + L arg o fuente [23] Reemplazando en esta expresión, los valores antes mencionados y obtenemos: 73 L arg ototal = 11.2cm + 3cm + 5cm + 9cm + 7.7cm = 35.9cm. El ancho total lo obtenemos con: ancho del transformador 8.5 cm. Ancho de la placa del MR( modulo receptor), placa de las fuente, extractor 4 cm. y 9 cm. espacio libre. Anchototal = 5.3cm + 8.5cm + 4cm + 9cm = 26.8cm Fig. 1.21 Fuente de alimentación del receptor El alto total de la caja, lo da la altura del transformador 5 cm., el disipador 5 cm., mas 4.5 cm. de espacio libre. Altura total = 5cm.trans + 5cm.disipador + 4.5cm.esplib Alturatotal = 14.5cm. 74 10.3 PROCEDIMIENTO DE DISEÑO DE LA CAJA: 10.3.1 Procedimiento De Diseño De La Caja Del Modulo Transmisor Hemos cortado la lámina en 6 caras cuadradas cada una de acuerdo con las dimensiones (35 cm. de largo X 22.2 cm. de ancho X 14.5 cm. de alto) que hemos calculado con anterioridad. Fig. 1.22 Una cara de la lámina Luego tomamos otra de las caras, que será la que ubicaremos en la parte posterior de la caja y le abrimos un hueco de 3 pulg. de diámetro para colocar el extractor y dos de 5mm para sacar el cable del radio motorola. Fig. 1.23 Corte para la parte trasera 75 Ahora, unimos con pegamento para plástico una de las caras laterales con una de las caras, a esta cara la denominaremos base, tomamos la cara posterior y la otra cara lateral, para incorporarla a la base hasta ir formando una caja, hecho todo esto significa que nos faltaría la tapa frontal y superior. La tapa frontal la colocaremos de igual forma que las anteriores, sin embargo ha esta se le abrirán dos orificios para colocar los LED: 5mm de diámetro. Fig. 1.24 Cara frontal Y finalmente el diseño completo quedo de la siguiente forma. Fig. 1.25. Parte física del modulo transmisor 76 10.3.2 Procedimiento De Diseño De La Caja Del Modulo Receptor Hemos cortado la lámina en 6 caras cuadradas cada una de acuerdo con las dimensiones (35.9 cm. de largo X 26.8 cm. de ancho X 14.5 cm. de alto) que hemos calculado con anterioridad. Realizamos el mismo procedimiento que en el diseño de la caja del modulo de Transmisión. La tapa frontal la colocaremos de igual forma que las anteriores, sin embargo ha esta se le abrirán diez orificios para colocar los LED: 5mm de diámetro. Fig. 1.26 Cara frontal Luego tomamos otra de las caras, que será la que ubicaremos en la parte posterior de la caja y le abrimos un hueco de 3 pulg. de diámetro para colocar el extractor y tres de 5mm para sacar el cable del radio motorola y la interfaz con el puerto serial. Fig. 1.27 Cara trasera 77 Las demás caras quedan de igual forma que el ítem 10.3.1. Y finalmente el diseño completo quedo de la siguiente forma. Fig. 1.28. Parte física del modulo receptor 78 11. PRUEBAS Y RESULTADOS OBTENIDOS A este proyecto se le realizaron varias pruebas que se dividieron en tres fases cuyo diagnostico y resultado fue el siguiente: Fase 1: se probo el codificador y el decodificador de forma alámbrica, para garantizar el envió de datos sin ningún tipo de interferencias y resultados fueron óptimos para esta primera fase. Fase 2: se probaron los radios sin conectarlos a los módulos para comprobar el alcance de estos. Esta fase dio como resultado que las especificaciones del fabricante en cuanto el alcance de estos (3 millas) no se ajustan a la ubicación geográfica de la ciudad de Pamplona, por tanto el alcance en el envío de datos depende de la ubicación y el estado climatológico. Fase 3: teniendo en cuenta los resultados de las fases anteriores, se procedió a conectar los radios a los módulos tanto de recepción como de transmisión. Con la finalidad de probarlos en distintos puntos de la ciudad, utilizando una trama de datos. Para comprobar que la recepción de datos es correcta se implemento en el transmisor una trama de prueba en donde a cada canal se le asigno un valor cualquiera pero diferente al siguiente canal. Y en el software de la interfaz del PC con el modulo receptor se le programo un sistema de detección de errores, que consiste en comparar si la trama enviada es igual a la recibida y así poder mirar cuantas muestras se enviaron, 79 cuantos fueron correctas y cuantas estuvieron erradas, y el porcentaje de error de los datos obtenidos. En esta fase obtuvimos los siguientes resultados: Los mejores resultados obtenidos se alcanzaron cuando el transmisor esta ubicado al aire libre, en donde el porcentaje de error fue de aproximadamente de 1% a una distancia de aprox 1KM de distancia. Conectado a un adaptador de 12v este sistema trasmisor – receptor se probo durante 6 horas seguidas y los resultados obtenidos fueron satisfactorios a una distancia de 500 metros los errores en la transmisión fueron de 860 muestras ,3 errores. El tiempo de envió entre cada trama de datos es de aproximadamente 5 segundos y este tiempo es relativamente bueno teniendo en cuenta que los datos de las variables a transmitir no varían en este rango de tiempo. 80 12. ANALISIS ECONOMICO Objetivo General El objetivo principal del Estudio Técnico o Económico es llegar a determinar la eficacia y eficiencia del diseño, que en resumen no es otra cosa que la función óptima del producto como tal. De la función óptima se derivan las funciones de dispositivos, mano de obra, que junto con la información relacionada con el proceso de instalación y montaje que permitirá cuantificar los costos totales. Objetivos Específicos • Definir el tamaño del proyecto • Determinar el monto de los costos en cuanto a dispositivos, materiales en general, entre otros. • Determinar cuales son los gastos en que se deben incurrir para el desarrollo del proyecto (Materia Prima, Gastos por servicios etc.). • Establecer cuál es la demanda estimada del proyecto. • Conclusiones al Estudio Técnico Tamaño del Proyecto El tamaño del proyecto lo define la capacidad de producción por unidad de tiempo; para nuestro proyecto seria el número de unidades que se produzcan en un mes o en un año; complementados con el monto de la inversión. Área Geográfica La distribución geográfica de nuestros clientes principalmente serian los las personas que necesiten monitorear variables meteriológicas de las zonas rurales de la ciudad de Pamplona; sin embargo, es 81 extensivo a cualquier persona que necesite monitorear dichas variables, en el resto del país. Balance de Inversión en Dispositivos DISPOSITIVO CANT. COSTO UNITARIO $ COSTO TOTAL $ Dispositivos Electrónicos PIC 16F877 2 22.000 44.000 HT9200 1 4.000 4.000 CM8870 1 6.000 6.000 MAX232 1 4.000 4.000 Condensadores Electrolíticos 12 300 3.600 Condensadores Cerámicos 16 150 2.400 4 1.500 6.000 Radios motorola models T4800,T4900 2 50.000 100.000 Potenciómetros 2 1.500 3.000 50 1.000 Cristales Resistencias 20 Reguladores de voltaje 2 1.500 3.000 Pulsadores 2 400 800 Interruptores 2 1.500 3.000 Leds de 5mm 11 200 2.200 Leds de alta luminosidad 2 500 1.000 Bus de Datos 1 1.500 1.500 Terminales 2 1.000 2.000 Conectores y espadines 4 200 800 Cables dúplex 1 2.000 2.000 Enchufe 1 1.500 1.500 98.250 191.800 Dispositivos Eléctricos: TOTAL 82 Balance De Materiales MATERIALES CANT Baquelitas 3 COSTO UNITARIO $ 1.500 COSTO TOTAL $ 4.500 4.500 Total Balance De Gastos Extras OTROS Programador de PIC Internet Papelería Fotocopias Impresión Energía eléctrica Arriendo TOTAL CANT. 1 30 horas COSTO 50.000 55.000 6.000 25.000 52.000 4 veces 188.000 Aportes Personales TOTAL $379.804,5 $379.804,5 Demanda Estimada Unidad (mes) Unidad (año) Precio Por Unidad Ingreso mensual 20 240 600.000 12.000.000 Mantenimiento 3 150.000 Asesorías Total Ingresos 1 PRODUCTO RADIO-MODEM Ingreso Anual 144.000.000 450.000 250.000 750.000 12.000.000 144.700.000 83 13. MARCO LEGAL Introducción a la legislación de telecomunicaciones en Colombia Por orden directa de la Constitución, en Colombia el tratamiento de las telecomunicaciones se hace en dos bloques fundamentales: - Televisión, a cargo de la Comisión Nacional de Televisión. - Demás telecomunicaciones, a cargo básicamente del Ministerio de Comunicaciones, sin perjuicio de la actividad de otras entidades, como la Comisión de Regulación de Telecomunicaciones y la Superintendencia de Servicios Públicos Domiciliarios. En lo que atañe al Ministerio de Comunicaciones y dejando de lado unas cuantas leyes y docenas de decretos y resoluciones, las normas fundamentales, de carácter general, a la fecha son: - Ley 72 de 1989 - Decreto Ley 1900 de 1990 - Decreto 1130 de 1999 En Colombia, los elementos legislativos de las telecomunicaciones son: - El servicio, que se entrega en “concesión”, mediante contrato o licencia. - la red, que se “autoriza”. - el uso del espectro electromagnético, del cual se otorga “permiso”. 84 Los servicios de telecomunicaciones se clasifican, en el Decreto 1900 de 1990, en básicos, de difusión, telemáticos y de valor agregado, auxiliares de ayuda y especiales. Ningún servicio puede operar sin haber sido autorizado primero por el gobierno. Los radios motorola utilizados en este proyecto actúan en un rango de frecuencia comprendido entre 462.5625 hasta 467.67125 MHz. Estos radios Vienen con la licencia para actuar bajo las frecuencias antes mencionadas. 85 14. PROTECCION E HIGIENE DEL TRABAJO 1. En la implementación del Modem se tomaron las precauciones necesarias para que no quedará ningún cable descubierto, que pudiera causar algún daño a las personas que entren en contacto con el sistema. 2. Se tuvieron presentes en la implementación de los sistemas de transmisión y recepción, que no hubieran puntos de soldadura fría ni uniones entre elementos en los cuales no deba existir contacto (cortos circuitos). Todo esto con el propósito de evitar daños al prototipo. Así; como también, las fuentes de alimentación de los mismos se ubicaron a una distancia apropiada para que no introduzca ruido a los dispositivos de radiofrecuencia. 3. Los cables están diferenciados por colores, según las normas internacionales, esto con la finalidad de que el usuario pueda realizar el cambio de componentes sin ninguna dificultad. 86 15. INFLUENCIA AMBIENTAL DEL TRABAJO El objetivo en cuanto a este aspecto, es evitar que con su implementación se causen daños ambientales y biológicos severos, por lo tanto, después de diseñar, implementar, manipular y probar el sistema, se dieron los siguientes resultados: 1. Según estudios realizados a los Campos de RF comprendidos entre 1MHz y 10 GHz (es el rango en de frecuencias en el que esta comprendido mi prototipo). Estas radiaciones, penetran en los calentamiento de tejidos los expuestos, mismos debido y a producen la un absorción energética de la señal. La profundidad de penetración en el tejido depende de la frecuencia del campo y crece conforme decrece la frecuencia de la radiación. Dicha profundidad de penetración depende asimismo de las propiedades del tejido. La absorción de energía de los campos de RF por parte de los tejidos se mide según la tasa específica de absorción (SAR: Specific Absorption Rate) en una masa de tejido dada. La unidad de dicha tasa son los vatios por kg. de masa. Para que se produzcan efectos adversos para la salud en personas expuestas a radiaciones de estas frecuencias son necesarios valores del SAR superiores a 4 w/Kg. Estos niveles de energía se encuentran a decenas de metros de potentes 87 antenas transmisoras de FM ubicadas en altas torres, siendo dichas áreas inaccesibles. La mayor parte de los efectos perjudiciales para la salud que pueden producirse por la exposición a campos de radiofrecuencia en este rango de frecuencias se asocian a calentamiento inducido, cuyo resultado es el aumento de la temperatura de un tejido, o del propio cuerpo superior a 1ºC. Es importante destacar que en la mayor parte de los estudios relativos a frecuencias superiores a 1 MHz se evaluaron los resultados de una exposición corta en el tiempo a una radiación de alta intensidad, exposición que no suele ocurrir en la vida diaria, en la que quizá la exposición es más larga, pero a una radiación de no tan alta intensidad. Concluimos según lo prototipo maneja una anteriormente expuesto en este frecuencia de 4Mhz las cuales son emitidas a muy baja intensidad por tanto la exposición a estas no genera ningún efecto nocivo a las personas que entren en contacto con este. 2. las radiaciones que emite mi sistema de radio modem son del tipo no ionizantes (Se trata de ondas electromagnéticas de menor frecuencia que las ionizantes, que no tienen la suficiente energía como para romper los enlaces atómicos), las cuales por ser de muy baja intensidad no producen alteraciones biológicas severas en los ecosistemas donde Este equipo este ubicado. 88 16. CONCLUSIONES • Se logro la transmisión y recepción de datos de variables analógicas y/o digitales de velocidad de cambio lenta de una manera confiable entre lugares distantes a bajo costo. • El radio modem podrá adaptarse a cualquier aplicación en la que se requiera monitorear hasta 8 señales provenientes de los canales analógicos en el módulo transmisor. • Los datos captados por el módulo receptor se visualizaron mediante una interfaz gráfica a través del puerto serie de un PC. • El Receptor detecta alguna falla de transmisión e indica al usuario que se presento un problema en el envió de los datos por medio de la interfaz gráfica y en el hardware con un LED. • Ventajas y desventajas del prototipo: Ventajas: 1. Teniendo en cuenta los módulos de transmisión y recepción comerciales, este sistema posee un alcance considerable a un precio menor. 2. La utilización de los radios motorola en la banda GMRS reduce costos; ya que no se tiene que pagar por la utilización de está. 3. El tiempo de muestreo es de 5 segundos, viable para sistemas de manejo de variables de cambio bajo. 4. El tamaño del prototipo es bastante reducido y permite que sea ubicado en espacios pequeños. 89 Desventajas: 1. Si es utilizada una batería para alimentar al transmisor el consumo de corriente del radio haría que la batería de esta se descargara rápido, debido a que el sistema esta constantemente enviando datos. 2. En terrenos donde halla mucha interferencia tienden a presentar fallas. 3. Debido a que los radios motorola son comerciales, hay que seleccionar un canal de transmisión que no sea muy utilizado; puesto que si alguna persona esta utilizando el mismo canal este sistema presentara fallas. Porque este sistema no tiene implementado un sistema de cambio de canal. 90 17. RECOMENDACIONES Para próximos trabajos de grados propongo: • La realización del sistema de corrección de errores que por cuestiones de tiempo no se pudo realizar en este Proyecto De Trabajo De Grado. • La utilización de este sistema en un proyecto específico donde las variables sean de cambio lento. • Un sistema de recepción portátil, donde la visualización de los datos no se haga a través del PC. • Puede ser utilizado en la realización de proyectos de domótica. 91 18. MANUAL DE PROCEDIMIENTO PARA LA OPERACIÓN DEL EQUIPO 18.1 CARACTERÍSTICAS: • Posee 8 canales de entrada Analógica. • Posee indicadores de transmisión y recepción. • Envió de datos vía RS232 al PC. • Indicador binaria de tonos DTMF. • Detección automática de conexión de hardware con el PC. • Detección automática de errores. • Interfaz grafica que brinda versatilidad al usuario, en el monitoreo de variables de cambio lento. 18.2 ESPECIFICACIONES DEL EQUIPO: • Voltaje de entrada para las tarjetas de los módulos de Transmisión y Recepción +5 Vdd, y +4 Vcc para los radios motorola. • • Corriente de consumo de los módulos en reposo 50 mA. Corriente de consumo en operación de los módulos 350 mA. 18.3 PRECAUCIONES: Por favor leer estas precauciones antes de manejar el equipo. Para evitar cualquier falla en el equipo, se deben seguir las indicaciones expuestas a continuación: 92 • No coloque el equipo en lugares como: 1. Cerca de transformadores, antenas y otros elementos que ocasionen un alto índice de interferencia al prototipo. 2. En sitio muy cerrados; ya que, esto obstaculiza el envió de la data. 3. en sitios donde la humedad sea alta. 18.4 DESCRIPCIÓN DEL FUNCIONAMIENTO DE LOS INDICADORES DE CADA MODULO Modulo Transmisor: Fig. 1.29 Indicadores Del Modulo Transmisor 93 Modulo Receptor: Fig. 1.30 Indicadores Del Modulo Receptor Foto. 1.6 Sistema en funcionamiento 94 18.5 CONEXIÓN BASICA Fig. 1.31 Diagrama de conexiones al PC Conecte al puerto serial del PC el modulo receptor por medio del conector DB9 como se ilustra en la Fig. 1.31. Los módulos Transmisor y Receptor están conectados de manera Inalámbrica, por lo que no requiere que se realice ningún otro tipo de conexión. 18.6 MANTENIMIENTO: • Para acceder a la circuiteria interna de cada modulo, retire la tapa superior. • Desconecte la fuente de alimentación y con un cepillo pequeño elimine el polvo de las tarjetas. 95 19. ANEXOS 19.1 PROGRAMA PARA LA TRANSMISION DE DATOS ;&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ; PROGRAMA: Modulo Transmisor Rf con Encoder Dtmf HT9200 ;********************************************************** ; Autores: ; Julio Enrique Cardales Acuña. Channel Ent Fecha: 02/05/06. * >>I-----------I>> Pin3(RD) ; analogicEnt >>I I>> Pin2(Rb) ; PIn4Ent ; Ent Ent >>I 16f877A I>> Pin * >>I PIC I>> Pin >>I-----------I * ;*********************************************************** PROCESSOR 16F877 LIST P = 16F877 INCLUDE ; Se emplea el PIC 16F874A <P16F877.INC> ;Libreria del PIC ;**************************************** ;* Variables de la RAM * ;*************************************** CBLOCK .32 TONE,COUNT,VAR1,VAR2,VAR3,CADL,CADH BINH,BINL,BCD1,BCD2,BCD3,BCD4,BCD5 COUNT_BIN_BCD,TEMP_BIN_BCD,R0_BIN_BCD, CBLOCK CADL CADHL:2 ENDC ; ----------- DECLARACION DE CONSTANTES DEL PROGRAMA #DEFINE CE_DTMF PORTD,0 --------------- ;CHIP ENABLE PIN1 96 #DEFINE CK_DTMF PORTD,2 ;SERIAL CLOCK PIN5 #DEFINE SW_DTMF PORTD,4 ;SW 4066B #DEFINE PULSO PORTD,5 ;SW 4066B #DEFINE LED_BAT PORTB,1 ;LED DTMF DTMF_0 EQU .10 DTMF_AST EQU .11 DTMF_NUM EQU .12 DTMF_C EQU .15 DTMF_D EQU .15 ; ----------- DECLARACION DE MACROS DEL PROGRAMA SEND_TONE MACRO CALL --------------- TONO TONO_DTMF ENDM SEND_TONEV MACRO MOVF CALL TONO TONO,W TONO_DTMF ENDM DELAYUS MACRO CALL VALOR ;PAUSA DE 25 US US ENDM DELAYMS MACRO VALOR MOVLW VALOR CALL ;PAUSA DE 1 MS MS ENDM DELAYSEG MACRO VALOR MOVLW VALOR ;PAUSA DE 1 SEG ENDM ; ----------------------- ORIGEN DEL PROGRAMA ----------------------- 97 ORG .0 GOTO ; ------------------- INICIO ORIGEN DE INTERRUPCIONES ----------------------------------------------ORG .4 ;*********************************************************** SCAN_IND_BAT 4 DEL PUERTO B APAGA bateria BTFSS INTCON,RBIF GOTO POP ;NO,SALGA DE LA INTER BTFSC PORTB,4 ;SI,MIRO EL ESTADO DEL BIT GOTO DATO_BATER BCF LED_BAT CALL START_DTMF CALL TURN_PULSO SEND_TONE DATO_BATER DTMF_NUM DELAYMS .200 DELAYMS .250 GOTO POP BSF LED_BAT CALL TURN_PULSO SEND_TONE DTMF_AST DELAYMS .200 DELAYMS .250 CALL STOP_DTMF GOTO ;LA BANDERA SE LEVANTO? ;led de prueba para ;ENCIENDE EL HT9200 ;BIT INDICADOR DE BATERIA OK ;led de prueba para bateria ;BIT INDICADOR DE BATERIA BAJA ;APAGA EL HT9200 POP ;************************************************************ POP BCF INTCON,RBIF RETFIE ; ---------------- CONFIGURACION DE PUERTOS -------------------------------------------------- 98 INICIO DELAYMS BSF STATUS,RP0 ;CAMBIO A BANCO 1 MOVLW B'00010000' ;BIT 4 DE PUERTO B MOVWF PORTB ;COMO ENTRADA CLRF PORTD ;PUERTO D COMO SALIDA MOVLW B'10000000' ;DESACTIVAR TIMER MOVWF OPTION_REG ; ENABLE PULL UP MOVLW B'10001000' ;ACTIVAR INTERRUPCIONES MOVWF INTCON ;ENABLE INT RB4-RB7 TATUS,RP0 ;CAMBIO A BANCO 0 BCF .100 ;------------------ CONDICIONES INICIALES CALL INIT_CAD CALL INIT_TX_DTMF CLRF PORTB DELAYSEG MAIN_PROG SEGUNDO ;LIMPIO EL PUERTO B .1 BCF LED_DTMF BCF INTCON,RBIF ;BSF INTCON,GIE ; ---------------- ------------------------------------------------- PROGRAMA PRINCIPAL ;APAGAR LED INDICADOR DE TRANSMISION ; CLEAR FLAG INT RB4-RB7 ;ACTIVAR INTERRUPCIONES --------------------------------------------------- CALL TEST_DTMF ;TRAMA DE PRUEBA TX_CHANELS BCF PULSO ;APAGA EL 4066 DELAYSEG .1 ;ENVIA LA TRAMA CADA BTFSS LED_BAT; PREGUNTA SI LA BATERIA ESTA CARGADA SEND_TONE DTMF_AST DELAYMS .200 DELAYMS .250 CALL STOP_DTMF GOTO MAIN_PROG ;BIT INDICADOR DE BATERIA BAJA ;APAGA EL HT9200 ;VUELVE AL CICLO INFINITO ; ----------- SUBRUTINAS DEL GENERADOR DE TONO DTMF HT9200 ----------------- 99 TONO_DTMF BSF LED_DTMF MOVWF LOOP2 TONE XORLW .0 BTFSS STATUS,Z GOTO $ + .3 MOVLW DTMF_0 MOVWF TONE MOVLW .5 MOVWF COUNT DELAYUS .2 BSF DATO_DTMF BTFSS TONE,0 BCF DATO_DTMF ;NUM BIT DE DATO ;DELAY 50US NOP NOP ;DELAY 25US DELAYMS .255 ;DELAY MARCA TONO DELAYMS .255 ;DELAY MARCA TONO BCF SW_DTMF BCF LED_DTMF DELAYMS .250 ;DELAY ESPACIO TONO DELAYMS .250 ;DELAY ESPACIO TONO RETURN START_DTMF BCF CE_DTMF DELAYMS .10 ;HT9200A ENABLE ;10 MS DELAY FOR OSC STARTUP RETURN STOP_DTMF BSF MOVLW .5 ;HT 9200 EN MODO STAND BY MOVWF COUNT DATO_DTMF ;CODE 11111 100 LOOP4 CALL PULSO_CK_DTMF DECFSZ COUNT,F RETURN PULSO_CK_DTMF BCF CK_DTMF DELAYUS .2 BSF CK_DTMF DELAYUS .2 ;MAX 500KHz, TYP = 100KHz ;DELAY 50US PARA 10KHZ ;DELAY 50US PARA 10KHZ RETURN INIT_TX_DTMF DELAYMS .100 BCF SW_DTMF CALL STOP_DTMF ;CONFIG INICIAL DEL HT9200 RETURN ; --------------- SUBRUTINAS DE PAUSAS PROGRAMABLES US MOVWF VAR1 MOVLW .1 MOVWF VAR2 MOVLW .1 --------------- ;PAUSA DE 25 US NOP NOP NOP NOP NOP NOP NOP NOP RETURN MS MOVWF RLF MOVLW VAR1 ;PAUSA DE 1MS VAR1,F .45 101 MOVWF VAR2 MOVLW .2 MOVWF VAR3 DECFSZ VAR3,F GOTO $-1 DECFSZ GOTO VAR2,F $-5 DECFSZ GOTO VAR1,F $-9 RETURN SEG MOVWF VAR1 RLF VAR1,F RLF VAR1,F RLF VAR1,F MOVLW .195 MOVWF VAR2 MOVLW .212 MOVWF VAR3 DECFSZ VAR3,F GOTO ;PAUSA DE 1SEG $-1 DECFSZ GOTO VAR2,F $-5 DECFSZ GOTO VAR1,F $-9 RETURN ; ---------- SUBRUTINAS DE CONVERSION BIN 16BIT A BCD 5 CIFRAS -----------------------;CONVER BIN 16 BIT A BCD 5 DIGITOS ;BINHL-->BCD5,BCD4,BCD3,BCD2,BCD1 SUB_CB16D MOVF CADH,W 102 MOVWF MOVF MOVWF BCF CADL,W BINL STATUS,C ;CONV DE BIN 16 A BCD 5 DIGITOS MOVLW .16 MOVWF COUNT_BIN_BCD CLRF R0_BIN_BCD CLRF R1_BIN_BCD CLRF R2_BIN_BCD LOOP16_CB16D ADJDEC BINH RLF BINL, F RLF BINH, F RLF R2_BIN_BCD, F RLF R1_BIN_BCD, F RLF R0_BIN_BCD, F MOVWF BCD4 MOVF R1_BIN_BCD,W ANDLW B'00001111' MOVWF BCD3 SWAPF R2_BIN_BCD,W ANDLW B'00001111' MOVWF BCD2 MOVF R2_BIN_BCD,W ANDLW B'00001111' MOVWF BCD1 RETLW 0 ;SALIDA DE SUBRUTINA DE CONVERSION CALL ADJBCD2 CALL ADJBCD1 CALL ADJBCD0 GOTO LOOP16_CB16D 103 ADJBCD2 MOVLW .3 ADDWF R2_BIN_BCD,W MOVWF TEMP_BIN_BCD BTFSC TEMP_BIN_BCD,3 MOVWF R2_BIN_BCD MOVLW H'30' ADDWF R2_BIN_BCD,W MOVWF TEMP_BIN_BCD BTFSC TEMP_BIN_BCD,7 ; TEST IF RESULT > 7 MOVWF R2_BIN_BCD ; SAVE AS MSD ; TEST IF RESULT > 7 RETLW 0 ADJBCD1 MOVLW .3 ADDWF R1_BIN_BCD,W MOVWF TEMP_BIN_BCD BTFSC TEMP_BIN_BCD,3 MOVWF R1_BIN_BCD MOVLW H'30' ADDWF R1_BIN_BCD,W MOVWF TEMP_BIN_BCD BTFSC TEMP_BIN_BCD,7 MOVWF R1_BIN_BCD ; TEST IF RESULT > 7 ; TEST IF RESULT > 7 ; SAVE AS MSD RETLW 0 ADJBCD0 MOVLW .3 ADDWF R0_BIN_BCD,W MOVWF TEMP_BIN_BCD BTFSC TEMP_BIN_BCD,3 ; TEST IF RESULT > 7 BTFSC TEMP_BIN_BCD,7 ; TEST IF RESULT > 7 MOVWF R0_BIN_BCD ; SAVE AS MSD RETLW 0 ;---------------------- SUBRUTINAS DE CAD 8 CANALES INIT_CAD BSF STATUS,RP0 -----------------------;BANCO 1 104 BCF STATUS,RP1 MOVLW B'10000000' ; MSB OF ADRESH =0 MOVWF ADCON1 ; MOVLW B'111111' MOVWF PORTA MOVLW B'111' MOVWF PORTE BCF STATUS,RP0 ;BANCO 0 MOVLW B'10000001' ;CONFIGURACIÓN DE MOVWF ADCON0 ;FREC DE CONV=FCRIS/32, CALL SUB_CONVER_AD MOVWF CADH BSF STATUS,RP0 MOVF ADRESL,W BCF STATUS,RP0 MOVWF CADL RETURN CAD_CH0 RETURN CAD_CH1 MOVLW B'10001001' ;CONFIGURACIÓN DE MOVWF ADCON0 ;FREC DE CONV=FCRIS/32, CALL SUB_CONVER_AD MOVWF CADH BSF STATUS,RP0 MOVF ADRESL,W BCF STATUS,RP0 MOVWF CADL RETURN CAD_CH2 MOVLW B'10010001' ;CONFIGURACIÓN DE MOVWF ADCON0 ;FREC DE CONV=FCRIS/32, 105 CALL SUB_CONVER_AD MOVWF CADH BSF STATUS,RP0 MOVF ADRESL,W BCF STATUS,RP0 MOVWF CADL RETURN CAD_CH3 MOVLW B'10011001' ;CONFIGURACIÓN DE MOVWF ADCON0 ;FREC DE CONV=FCRIS/32, CALL SUB_CONVER_AD MOVWF CADH BSF STATUS,RP0 MOVF ADRESL,W BCF STATUS,RP0 MOVWF CADL RETURN CAD_CH4 MOVLW B'10100001' ;CONFIGURACIÓN DE MOVWF ADCON0 ;FREC DE CONV=FCRIS/32, CALL SUB_CONVER_AD MOVWF CADH BSF STATUS,RP0 MOVF ADRESL,W BCF STATUS,RP0 MOVWF CADL RETURN CAD_CH5 MOVLW B'10101001' ;CONFIGURACIÓN DE MOVWF ADCON0 ;FREC DE CONV=FCRIS/32, CALL SUB_CONVER_AD 106 MOVWF CADH BSF STATUS,RP0 MOVF ADRESL,W BCF STATUS,RP0 MOVWF CADL RETURN CAD_CH6 MOVLW B'10110001' ;CONFIGURACIÓN DE MOVWF ADCON0 ;FREC DE CONV=FCRIS/32, CALL SUB_CONVER_AD MOVWF CADH BSF STATUS,RP0 MOVF ADRESL,W BCF STATUS,RP0 MOVWF CADL RETURN CAD_CH7 MOVLW B'10111001';CONFIGURACIÓN DE ADCON0, MOVWF ADCON0 CALL SUB_CONVER_AD MOVWF CADH BSF STATUS,RP0 MOVF ADRESL,W BCF STATUS,RP0 MOVWF CADL ;FREC DE CONV=FCRIS/32, RETURN SUB_CONVER_AD BCF NOP PIR1,ADIF ; EN CERO AL INICIAR CONVERSIÓN ;PAUSA PARA TOMAR LA MUESTRA NOP NOP NOP 107 NOP BSF ADCON0,GO_DONE BTFSC ADCON0,GO_DONE GOTO $-1 MOVF ADRESH,W ;EMPIEZA LA CONVERSIÓN ;MIRO ADIF, EL BIT GO/DONE ; DATOH RETURN ;--- SUBRUTINAS DE PROTOCOLO DE COMUNICACION RF-DTMF DE 8 CANALES ----------------;NOTA: EN TOTAL SE ENVIAN 1 + (5 x 8) + 1 = 42 TONOS DTMF TX_CHANELS CALL SEND_TONE START_DTMF ;PRENDE EL HT9200 DTMF_A ;INICIO DE TRAMA CALL CAD_CH0 CALL CONVER_SEND CALL CAD_CH1 CALL CONVER_SEND CALL CAD_CH2 CALL CONVER_SEND CALL CAD_CH3 CALL CONVER_SEND CALL CAD_CH4 CALL CONVER_SEND CALL CAD_CH5 CALL CONVER_SEND CALL CAD_CH6 CALL CONVER_SEND CALL CAD_CH7 CALL CONVER_SEND SEND_TONE DTMF_C CALL STOP_DTMF ;FIN DE TRAMA ;APAGA EL HT9200 RETURN CONVER_SEND 108 SEND_TONEV BCD4 ;CIFRA DECIMAL DE LA CONVERSION A/D SEND_TONEV BCD3 ;CIFRA DECIMAL DE LA CONVERSION A/D SEND_TONEV BCD2 ;CIFRA DECIMAL DE LA CONVERSION A/D SEND_TONEV BCD1 ;CIFRA DECIMAL DE LA CONVERSION A/D SEND_TONE DTMF_0 ;COD SEGURIDAD ENTRE CADA CANAL RETURN TEST_DTMF CALL TURN_PULSO SEND_TONE DTMF_A SEND_TONE .0 SEND_TONE .1 SEND_TONE .2 SEND_TONE .3 SEND_TONE DTMF_B SEND_TONE .4 SEND_TONE .5 SEND_TONE .6 SEND_TONE .7 SEND_TONE DTMF_B SEND_TONE .8 SEND_TONE .9 SEND_TONE .0 SEND_TONE .1 SEND_TONE DTMF_B SEND_TONE .2 SEND_TONE .3 SEND_TONE .4 SEND_TONE .5 SEND_TONE DTMF_B ;INICIO DE TRAMA 109 SEND_TONE .6 SEND_TONE .7 SEND_TONE .8 SEND_TONE .9 SEND_TONE DTMF_B SEND_TONE .0 SEND_TONE .1 SEND_TONE .2 SEND_TONE .3 SEND_TONE DTMF_B SEND_TONE .4 SEND_TONE .5 SEND_TONE .6 SEND_TONE .7 SEND_TONE DTMF_B SEND_TONE .8 SEND_TONE .9 SEND_TONE .0 SEND_TONE .1 SEND_TONE DTMF_B SEND_TONE DTMF_C DELAYSEG ;FIN DE TRAMA .1 RETURN TURN_PULSO BCF DELAYSEG BSF DELAYSEG PULSO .1 PULSO .3 110 RETURN ; --------------------- FIN DEL PROGRAMA -------------------------NOP NOP NOP END 19.2 PROGRAMA PARA LA RECEPCION DE DATOS ;&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ; PROGRAMA: Modulo Receptor Rf con Decoder Dtmf CM8870 ;***************************************************; Autores: Julio Enrique Cardales Acuña. Fecha: 02/05/06. * ; Pin(RA0)Ent >>I-----------I>> Pin(RC3)Sal ; Pin(RA1)Ent >>I I>> Pin(RB4)Sal ; >>I 16f6877A I>> Pin(RD5)Sal ; Pin(RA3)Ent >>I PIC I>> ; >>I-----------I ; ;*************************************************** PROCESSOR 16F877 LIST P = 16F877; Se emplea el PIC 16F874A INCLUDE <P16F877.INC> ;Libreria del PIC ;**************************************** ;* Variables de la RAM * ;**************************************** CBLOCK .32 DATA_UART,REG_RXDTMF,COUNTER_DTMF,VAR1,VAR2,VAR3 ENDC ;**************************************** ;* Asignaciones de los Pines(constantes)* ;**************************************** #DEFINE Q0_DTMF PORTA,0 ; Entrada Paralela #DEFINE Q1_DTMF PORTA,1 ; Entrada Paralela #DEFINE Q2_DTMF PORTA,2 ; Entrada Paralela #DEFINE Q3_DTMF PORTA,3 ; Entrada Paralela #DEFINE STD_DTMF PORTB,0 ; Entrada Interrupción #DEFINE LED_RX_DTMF PORTD,0 ; Salida #DEFINE LED_TEST PORTD,1 ; Salida #DEFINE LED_ERR_DTMF PORTD,2 ; Salida #DEFINE LED_PC_OK PORTD,3 ; Salida 111 DTMF_0 DTMF_AST DTMF_NUM DTMF_A DTMF_B DTMF_C EQU EQU EQU EQU EQU EQU .10 .11 .12 .13 .14 .15 NUM_TONOS EQU .42 ;MAX tonos enviados en cada trama ;**************************************** ;* Decalracion de Macros del Programa * ;**************************************** DELAYUS MACRO MOVLW CALL ENDM VALOR VALOR US ;PAUSA DE 25 US DELAYMS MACRO MOVLW CALL ENDM VALOR VALOR MS ;PAUSA DE 1 MS DELAYSEG MACRO MOVLW CALL ENDM VALOR VALOR SEG ;PAUSA DE 1 SEG ORG GOTO .0 INICIO ;**************************** ;* Vector Origen(Reset) * ;**************************** ; RESET ;**************************** ;* Vector Interrupciones * ;**************************** ; ORG .4 SCAN_RX_DTMF BTFSS INTCON,INTF GOTO SCAN_UART MOVF PORTA,W ANDLW B'00001111' BSF LED_RX_DTMF COMP_AST MOVF XORLW BTFSS CALL CALL GOTO REG_RXDTMF,W DTMF_AST ; código de batería baja STATUS,Z PULSO_TEST SEND_DATA_UART POP COMP_NUM MOVF XORLW CALL CALL GOTO REG_RXDTMF,W DTMF_NUM ; código de batería OK PULSO_TEST SEND_DATA_UART POP 112 CAP_DATOS CALL DELAYMS DELAYMS GOTO PROCESS_DTMF .200 .250 POP SCAN_UART BTFSS PIR1,RCIF ;BANDERA DE RX UART GOTO POP MOVF RCREG,W XORLW "R" ; CONFIRMACION DE STATE OK DEL PC BTFSS STATUS,Z GOTO POP BSF LED_PC_OK MOVLW "P" ; PETICION DE ESTADO AL PC CALL SEND_DATA_UART DELAYSEG .1 CALL FILL_FSR CALL SEND_DATOS_PC ;************************************************************ POP BCF PIR1,RCIF BCF INTCON,INTF RETFIE ;**************************** ;* Configuracion de Puertos * ;**************************** ; INICIO DELAYMS .100 BSF STATUS,RP0 ; BANCO 1 MOVLW B'00001111' MOVWF PORTA MOVLW B'00000001' MOVWF PORTB CLRF PORTD BSF OPTION_REG,NOT_RBPU ; disable pull up BSF INTCON,INTE ; ENABLE INT RB0 BCF INTCON,INTF ; CLEAR FLAG INT RB0 BSF INTCON,INTEDG ; SET FLANCO DE SUBIDA RB0 MOVLW B'00000111' MOVWF ADCON1 BCF STATUS,RP0 ; BANCO 0 ;**************************** ;* Condiciones Iniciales * ;**************************** ; CALL INIT_UART CLRF COUNTER_DTMF BSF LED_PC_OK BSF LED_RX_DTMF BSF LED_ERR_DTMF BSF LED_TEST DELAYSEG .1 DELAYSEG .1 MOVLW CALL BSF "P" ;PETICION DE ESTADO AL PC SEND_DATA_UART LED_TEST 113 BSF INTCON,GIE ;**************************** ;* Programa principal * ;**************************** ; MAIN_PROG BTFSS PORTB,0 BCF LED_RX_DTMF GOTO MAIN_PROG ;**************************************** ;* Subrutinas de Pausas Programables * ;**************************************** ; US MOVWF VAR1 ;PAUSA DE 25 US MOVLW .1 MOVWF VAR2 MOVLW .1 MOVWF VAR3 DECFSZ VAR3,F NOP NOP NOP NOP NOP RETURN MS RLF MOVLW MOVWF MOVLW GOTO DECFSZ GOTO RETURN VAR1,F .45 VAR2 .2 $-5 VAR1,F $-9 SEG MOVWF VAR1 ;PAUSA DE 1SEG RLF VAR1,F RLF VAR1,F RLF VAR1,F MOVLW .195 MOVWF VAR2 MOVLW .212 MOVWF VAR3 DECFSZ VAR3,F GOTO $-1 DECFSZ VAR2,F GOTO $-5 DECFSZ VAR1,F GOTO $-9 RETURN ;**************************** ;* Subrutinas Modulo Uart * ;**************************** ; INIT_UART BSF STATUS,RP0 ;BANCO 1 BCF STATUS,RP1 BSF PORTB,1 ;RX UART BCF PORTB,2 ;TX UART 114 BCF CALL RETURN CONF_RX_UART BSF MOVLW MOVWF BSF BCF BSF BSF BCF BTFSC TRANSMISION PC TO MASTER BCF BTFSC BCF BSF RETURN CONF_TX_UART SEND_DATA_UART STATUS,RP0 ;BANCO 0 CONF_RX_UART STATUS,RP0 ;CONFIGURACION DE RX ASYNCRONA .12 ;19200 BAUDIOS ALTA VELOCIDAD BRGH=1 TXREG ;CARGO EN (SPBRG) TXSTA,BRGH ;(TXSTA)ALTA VELOCIDAD BRGH=1 TXSTA,SYNC ;(TXSTA)SELEC MODO ASYNCRONO INTCON,PEIE ;HABILITO LAS INT DE PERIFERICOS PIE1,RCIE ;ACTIVO INTERUPCION DE RX USART STATUS,RP0 ;BANCO 0 RCSTA,FERR ;MIRO SI OCURRIO ERROR EN LA RCSTA,CREN RCSTA,OERR PIR1,RCIF RCSTA,CREN ;RESETEA BANDERAS DE ERRORES ;MIRO SI OCURRIO ERROR ;DESACTIVO BANDERA DE TX ;HABILITO RECEPCION BSF MOVLW MOVWF BSF BCF BCF BSF BCF RETURN STATUS,RP0 .12 SPBRG TXSTA,BRGH TXSTA,SYNC PIE1,TXIE TXSTA,TXEN TXSTA,TX9D ;CONFIGURACIÓN DE TX ASYNCRONA ;19200 BAUDIOS ALTA VELOCIDAD ;CARGO EN (SPBRG) ;(TXSTA)ALTA VELOCIDAD BRGH=1 ;(TXSTA)SELECCIONO ASYNCRONO ;DESACTIVO INTERUPCION DE TX ;(TXSTA)HABILITO LA TX SERIAL ;(TXSTA)CARGO DATO DE 9 BIT MOVWF CALL BSF BTFSS GOTO BCF MOVF MOVWF RETURN DATA_UART CONF_TX_UART ;CONFIGURACION DE UART STATUS,RP0 ;BANCO 1 TXSTA,TRMT ;(TXSTA)MIRO SI ESTA DESOCUPADO $-1 STATUS,RP0 ;BANCO 0 DATA_UART,W ;DATO A SER ENVIADO TXREG ;INICIA LA TX SERIAL USART ;************************************** ;* Recepcion Paralela del codigo Dtmf * ;************************************** ; PROCESS_DTMF MOVF COUNTER_DTMF,W BTFSC STATUS,Z GOTO COMP_A INCF COUNTER_DTMF,F GOTO COMP_INICIO COMP_A MOVF XORLW BTFSS REG_RXDTMF,W DTMF_A ;CODIGO DE INICIO DE TRAMA STATUS,Z 115 RETURN COMP_INICIO MOVF XORLW BTFSS GOTO MOVF BTFSS GOTO INCF MOVLW MOVWF RETURN COMP_FIN RX_TRAMA_OK MOVF XORLW BTFSS GOTO GOTO MOVF MOVLW MOVWF MOVF XORLW BTFSS GOTO REG_RXDTMF,W DTMF_A ;CODIGO DE INICIO DE TRAMA STATUS,Z COMP_FIN COUNTER_DTMF,W STATUS,Z ;IF COUNTER_DTMF <> 0 THEN ERROR ERROR_RX_DTMF COUNTER_DTMF,F ;INICIO DE TRAMA OK .80 ;DIR 80 TO 119 40 DATOS FSR INIT REC FSR REG_RXDTMF,W DTMF_C ;CODIGO DE FIN DE TRAMA STATUS,Z COMP_DATO RX_TRAMA_OK COUNTER_DTMF,W .84 ;IF FSR= 84 <> DTMF_0 THEN ERROR FSR INDF,W DTMF_B STATUS,Z ERROR_RX_DTMF ;ERROR DE TRAMA MOVLW MOVWF MOVF XORLW BTFSS GOTO .99 ;IF FSR= 99 <> DTMF_0 THEN ERROR FSR INDF,W DTMF_B STATUS,Z ERROR_RX_DTMF ;ERROR DE TRAMA MOVLW MOVWF MOVF XORLW BTFSS GOTO .104 ;IF FSR= 104 <> DTMF_0 THEN ERROR FSR INDF,W DTMF_B STATUS,Z ERROR_RX_DTMF ;ERROR DE TRAMA MOVWF MOVF XORLW BTFSS GOTO FSR INDF,W DTMF_B STATUS,Z ERROR_RX_DTMF ;ERROR DE TRAMA MOVLW MOVWF MOVF XORLW BTFSS GOTO .119 ;IF FSR= 119 <> DTMF_0 THEN ERROR FSR INDF,W DTMF_B STATUS,Z ERROR_RX_DTMF ;ERROR DE TRAMA CLRF COUNTER_DTMF ;FIN DE TRAMA OK 116 BCF LED_ERR_DTMF CALL SEND_DATOS_PC RETURN COMP_DATO MOVF MOVWF REG_RXDTMF,W INDF SUBLW BTFSC RETURN GOTO .120;(Constante - W)Pos C=1, Neg C=0 STATUS,C ;SAVE DATA OK ERROR_RX_DTMF ;ERROR OVERFLOW NUM DATA ERROR_RX_DTMF BSF CLRF MOVLW CALL RETURN LED_ERR_DTMF ;ERROR DE TRAMA COUNTER_DTMF "E" ;MENSAJE DE ERROR SEND_DATA_UART SEND_DATOS_PC CALL CALL CALL MOVLW CALL MOVLW MOVWF MOVF XORLW GOTO LOOP1 SIGA INCF MOVF GOTO MOVLW CALL MOVLW CALL BCF RETURN FILL_FSR MOVLW MOVWF CALL MOVLW MOVWF LOOP2 PULSO_TEST PULSO_TEST PULSO_TEST "(" ;INICIO DE TRAMA DE 8 CANALES ANALG AL PC SEND_DATA_UART .80 ;SET POINTER FSR 80 TO 119 FSR INDF,W .1 SIGA2 FSR,F FSR,W LOOP1 ")" ;FIN DE TRAMA DE 8 CANALES AL PC SEND_DATA_UART "P" ;PETICION DE ESTADO AL PC SEND_DATA_UART LED_PC_OK .80 ;LLENAR FSR PARA PRUEVBA INICIAL FSR PULSO_TEST .5 INDF RETURN PULSO_TEST BSF LED_TEST DELAYMS .200 BCF LED_TEST DELAYMS .200 RETURN ;--------------------- FIN DEL PROGRAMA -------------------------NOP NOP NOP 117 NOP NOP NOP NOP NOP NOP NOP NOP END 19.3 PROGRAMA DE LA INTERFAZ GRAFICA Dim Dim Dim Dim Dim Tiempo, Valor, Temporal As Single Cadena_Serial As String DatoCh(7) As String Counter_OK As Long Porcentaje_Error As Double Private Sub Form_Load() On Error Resume Next MDIForm1.Icon = LoadPicture(App.Path & "\Off.ico") For Index = 0 To 7 DatoCh(Index) = "0000" PtcBoton(Index).Picture = LoadPicture(App.Path & "\Off.ico") Next Index MSComm1.CommPort = 1 'COM1 MSComm1.InBufferSize = 1024 MSComm1.OutBufferSize = 1024 '(Máximo 8K por limitación pic 16F877) Label3(1).Caption = Date If MSComm1.PortOpen = False Then MSComm1.PortOpen = True 'ABRO EL PUERTO MSComm1.Settings = "19200,n,8,1" 'Configuración de la Tx Serial Tiempo = 0 LblTiempo.Caption = Tiempo & " Seg" LblMuestras.Caption = "0 Mstras" LblError.Caption = "0 Errores" LblPorcentaje.Caption = Counter_Error & " %Errores" For Index = 0 To 7 VScroll1(Index).Enabled = False Next Index End Sub Private Sub Form_Unload(Cancel As Integer) On Error Resume Next MSComm1.PortOpen = False 'CERRAR el puerto serial End Sub Private Sub MSComm1_OnComm() Dim Bufer As String 'Recibe letras 'On Error GoTo SALIR If MSComm1.CommEvent = comEvReceive Then 'Evento Recibir Algun Dato 118 Bufer = (MSComm1.Input) If Bufer = "E" Then 'Error por firmware LblHardware.ForeColor = vbRed LblHardware.Caption = "Error detectado en el Hardware" For Index = 0 To 7 Label2(Index).Caption = "Error" Next Index ElseIf Bufer = "(" Then 'Inicio de trama del pic al PC Cadena_Serial = "(" ElseIf Bufer = ")" Then 'fin de Trama del Pic Master al PC Decodificar_Serial Else 'If Bufer > Chr(47) And Bufer <= Chr(58) Then 'Datos válidos deL 0 to 10 Cadena_Serial = Cadena_Serial & Bufer End If End If salir: End Sub Sub Decodificar_Serial() If Len(Cadena_Serial) = 41 Then 'dato OK de los sensores ,CAD de 10 bit Counter_OK = Counter_OK + 1 LblMuestras.Caption = Counter_OK & " Mstras" LblError.Caption = Counter_Error & " Errores" '*********** Contador de Errores ******* Counter_Error = Counter_Error + 1 LblError.Caption = Counter_Error & " Errores" For Index = 0 To 7 VScroll1(Index).Enabled = False Label2(Index).Caption = "Error" Next Index Else For Index = 0 To 7 PtcBoton(Index).Enabled = True VScroll1(Index).Enabled = True Next Index '******** Sensor_Ch0 ******************** DatoCh(0) = Mid(Cadena_Serial, 2, 4) '******** Sensor_Ch1 ******************** DatoCh(1) = Mid(Cadena_Serial, 7, 4) '******** Sensor_Ch2 ******************** DatoCh(2) = Mid(Cadena_Serial, 12, 4) '******** Sensor_Ch3 ******************** DatoCh(3) = Mid(Cadena_Serial, 17, 4) '******** Sensor_Ch4 ******************** DatoCh(4) = Mid(Cadena_Serial, 22, 4) '******** Sensor_Ch5 ******************** DatoCh(5) = Mid(Cadena_Serial, 27, 4) '******** Sensor_Ch6 ******************** 119 DatoCh(6) = Mid(Cadena_Serial, 32, 4) '******** Sensor_Ch7 ******************** DatoCh(7) = Mid(Cadena_Serial, 37, 4) '******** Prueba ************************ If DatoCh(0) = "0123" And DatoCh(1) = "4567" And DatoCh(2) = "8901" And DatoCh(3) = "2345" And DatoCh(4) = "6789" And DatoCh(5) = "0123" And DatoCh(6) = "4567" And DatoCh(7) = "8901" Then LblMuestras.ForeColor = vbYellow: LblMuestras.Caption = Counter_OK & " Mstras" Else Counter_Error = Counter_Error + 1 LblError.Caption = Counter_Error & " Errores" If Counter_Error > 0 Then Porcentaje_Error = (Counter_Error / Counter_OK) * 100 Porcentaje_Error = Round(Porcentaje_Error, 2) LblPorcentaje.Caption = Porcentaje_Error & " %Errores" End If End If End If End If '******** Guardar Canales Base Datos ************** If MDIForm1.MnuGuardarBase.Checked = True Then Form2.Data1.Recordset.Fields("Fecha").Value = Date Form2.Data1.Recordset.Fields("Hora").Value = Time Form2.Data1.Recordset.Fields("Ch0").Value = DatoCh(0) Form2.Data1.Recordset.Fields("Ch1").Value = DatoCh(1) Form2.Data1.Recordset.Fields("Ch2").Value = DatoCh(2) Form2.Data1.Recordset.Fields("Ch3").Value = DatoCh(3) Form2.Data1.Recordset.Fields("Ch4").Value = DatoCh(4) Form2.Data1.Recordset.Fields("Ch5").Value = DatoCh(5) Form2.Data1.Recordset.Fields("Ch6").Value = DatoCh(6) Form2.Data1.Recordset.Fields("Ch7").Value = DatoCh(7) End If Cadena_Serial = "" End Sub Public Sub Tiempo_Muestreo() Temporal = 0 Valor = 0 Tiempo = 99 For Valor = 0 To 7 Temporal = Text1(Valor).Text 'calcular la baja Next Valor If Tiempo = 99 Then Tiempo = 1 End If End Sub Private Sub PtcBoton_Click(Index As Integer) On Error GoTo salir Select Case Index 120 '*********** Boton_Ch0 ******************** Case 0 If IsNumeric(Text1(Index)) And (Len(Text1(Index)) >= 1 And Len(Text1(Index)) <= 2) And Text1(Index).Text <> "" And Label1(0).Caption = "Ch0 Off" Then PtcBoton(0).Picture = LoadPicture(App.Path & "\On.ico") MDIForm1.Icon = LoadPicture(App.Path & "\On.ico") Label1(0).ForeColor = vbRed Label1(0).Caption = "Ch0 On" Tiempo_Muestreo LblTiempo.Caption = Tiempo & " Seg" Timer1.Interval = Tiempo * 1000 Timer1.Enabled = True Else PtcBoton(0).Picture = LoadPicture(App.Path & "\Off.ico") MDIForm1.Icon = LoadPicture(App.Path & "\Off.ico") Label1(0).ForeColor = vbWhite Label1(0).Caption = "Ch0 Off" Label2(0).Font.Size = 14 Label2(0).Caption = "--.--" Tiempo_Muestreo LblTiempo.Caption = Tiempo & " Seg" Timer1.Interval = Tiempo * 1000 End If '*********** Boton_Ch1 ******************** Case 1 If IsNumeric(Text1(1)) And (Len(Text1(1)) >= 1 And Len(Text1(1)) <= 2) And Text1(1).Text <> "" And Label1(1).Caption = "Ch1 Off" Then PtcBoton(1).Picture = LoadPicture(App.Path & "\On.ico") MDIForm1.Icon = LoadPicture(App.Path & "\On.ico") Label1(1).ForeColor = vbRed Label1(1).Caption = "Ch1 On" Tiempo_Muestreo LblTiempo.Caption = Tiempo & " Seg" Timer1.Interval = Tiempo * 1000 Timer1.Enabled = True Else PtcBoton(1).Picture = LoadPicture(App.Path & "\Off.ico") MDIForm1.Icon = LoadPicture(App.Path & "\Off.ico") Label1(1).ForeColor = vbWhite Label1(1).Caption = "Ch1 Off" Label2(1).Font.Size = 14 Label2(1).Caption = "--.--" Tiempo_Muestreo LblTiempo.Caption = Tiempo & " Seg" Timer1.Interval = Tiempo * 1000 End If '*********** Boton_Ch2 ******************** gCase 2 If IsNumeric(Text1(Index)) And (Len(Text1(Index)) >= 1 And Len(Text1(Index)) <= 2) And Text1(Index).Text <> "" And Label1(2).Caption = "Ch2 Off" Then 121 PtcBoton(2).Picture = LoadPicture(App.Path & "\On.ico") MDIForm1.Icon = LoadPicture(App.Path & "\On.ico") Label1(2).ForeColor = vbRed Label1(2).ForeColor = vbRed Label1(2).Caption = "Ch2 On" Tiempo_Muestreo LblTiempo.Caption = Tiempo & " Seg" Timer1.Interval = Tiempo * 1000 Timer1.Enabled = True Else PtcBoton(2).Picture = LoadPicture(App.Path & "\Off.ico") MDIForm1.Icon = LoadPicture(App.Path & "\On.ico") Label1(2).ForeColor = vbWhite Label1(2).Caption = "Ch2 Off" Label2(2).Font.Size = 14 Label2(2).Caption = "--.--" Tiempo_Muestreo LblTiempo.Caption = Tiempo & " Seg" Timer1.Interval = Tiempo * 1000 End If '*********** Boton_Ch3 ******************** Case 3 If IsNumeric(Text1(Index)) And (Len(Text1(Index)) >= 1 And Len(Text1(Index)) <= 2) And Text1(Index).Text <> "" And Label1(3).Caption = "Ch3 Off" Then PtcBoton(3).Picture = LoadPicture(App.Path & "\On.ico") MDIForm1.Icon = LoadPicture(App.Path & "\On.ico") Label1(3).ForeColor = vbRed Label1(3).Caption = "Ch3 On" Tiempo_Muestreo LblTiempo.Caption = Tiempo & " Seg" Timer1.Interval = Tiempo * 1000 Timer1.Enabled = True Else PtcBoton(3).Picture = LoadPicture(App.Path & "\Off.ico") MDIForm1.Icon = LoadPicture(App.Path & "\On.ico") Label1(3).ForeColor = vbWhite Label1(3).Caption = "Ch3 Off" Label2(3).Font.Size = 14 Label2(3).Caption = "--.--" Tiempo_Muestreo LblTiempo.Caption = Tiempo & " Seg" Timer1.Interval = Tiempo * 1000 End If '*********** Boton_Ch4 ******************** Case 4 If IsNumeric(Text1(Index)) And (Len(Text1(Index)) >= 1 And Len(Text1(Index)) <= 2) And Text1(Index).Text <> "" And Label1(4).Caption = "Ch4 Off" Then PtcBoton(4).Picture = LoadPicture(App.Path & "\On.ico") MDIForm1.Icon = LoadPicture(App.Path & "\On.ico") Label1(4).ForeColor = vbRed 122 Label1(4).Caption = "Ch4 On" Tiempo_Muestreo LblTiempo.Caption = Tiempo & " Seg" Timer1.Interval = Tiempo * 1000 Timer1.Enabled = True Else PtcBoton(4).Picture = LoadPicture(App.Path & "\Off.ico") MDIForm1.Icon = LoadPicture(App.Path & "\On.ico") Label1(4).ForeColor = vbWhite Label1(4).Caption = "Ch4 Off" Label2(4).Font.Size = 14 Label2(4).Caption = "--.--" Tiempo_Muestreo LblTiempo.Caption = Tiempo & " Seg" Timer1.Interval = Tiempo * 1000 End If '*********** Boton_Ch5 ******************** Case 5 If IsNumeric(Text1(Index)) And (Len(Text1(Index)) >= 1 And Len(Text1(Index)) <= 2) And Text1(Index).Text <> "" And Label1(5).Caption = "Ch5 Off" Then PtcBoton(5).Picture = LoadPicture(App.Path & "\On.ico") MDIForm1.Icon = LoadPicture(App.Path & "\On.ico") Label1(5).ForeColor = vbRed Label1(5).Caption = "Ch5 On" Tiempo_Muestreo LblTiempo.Caption = Tiempo & " Seg" Timer1.Interval = Tiempo * 1000 Timer1.Enabled = True Else PtcBoton(5).Picture = LoadPicture(App.Path & "\Off.ico") MDIForm1.Icon = LoadPicture(App.Path & "\On.ico") Label1(5).ForeColor = vbWhite Label1(5).Caption = "Ch5 Off" Label2(5).Font.Size = 14 Label2(5).Caption = "--.--" Tiempo_Muestreo LblTiempo.Caption = Tiempo & " Seg" Timer1.Interval = Tiempo * 1000 End If '*********** Boton_Ch6 ******************** Case 6 If IsNumeric(Text1(Index)) And (Len(Text1(Index)) >= 1 And Len(Text1(Index)) <= 2) And Text1(Index).Text <> "" And Label1(6).Caption = "Ch6 Off" Then PtcBoton(6).Picture = LoadPicture(App.Path & "\On.ico") MDIForm1.Icon = LoadPicture(App.Path & "\On.ico") Label1(6).ForeColor = vbRed Label1(6).Caption = "Ch6 On" Tiempo_Muestreo LblTiempo.Caption = Tiempo & " Seg" Timer1.Interval = Tiempo * 1000 123 Timer1.Enabled = True Else PtcBoton(6).Picture = LoadPicture(App.Path & "\Off.ico") MDIForm1.Icon = LoadPicture(App.Path & "\On.ico") Label1(6).ForeColor = vbWhite Label1(6).Caption = "Ch6 Off" Label2(6).Font.Size = 14 Label2(6).Caption = "--.--" Tiempo_Muestreo LblTiempo.Caption = Tiempo & " Seg" Timer1.Interval = Tiempo * 1000 End If '*********** Boton_Ch7 ******************** Case 7 If IsNumeric(Text1(Index)) And (Len(Text1(Index)) >= 1 And Len(Text1(Index)) <= 2) And Text1(Index).Text <> "" And Label1(7).Caption = "Ch7 Off" Then PtcBoton(7).Picture = LoadPicture(App.Path & "\On.ico") MDIForm1.Icon = LoadPicture(App.Path & "\On.ico") Label1(7).ForeColor = vbRed Label1(7).Caption = "Ch7 On" Tiempo_Muestreo LblTiempo.Caption = Tiempo & " Seg" Timer1.Interval = Tiempo * 1000 Timer1.Enabled = True Else PtcBoton(7).Picture = LoadPicture(App.Path & "\Off.ico") MDIForm1.Icon = LoadPicture(App.Path & "\On.ico") Label1(7).ForeColor = vbWhite Label1(7).Caption = "Ch7 Off" Label2(7).Font.Size = 14 Label2(7).Caption = "--.--" Tiempo_Muestreo LblTiempo.Caption = Tiempo & " Seg" Timer1.Interval = Tiempo * 1000 End If End Select salir: End Sub Private Sub Timer1_Timer() '******** Sensor_Ch0 ******************** If Label1(0).Caption = "Ch0 On" Then DatoCh(0) = Round(DatoCh(0), 2) Label2(0).Font.Size = 14 Label2(0).Caption = DatoCh(0) End If '******** Sensor_Ch1 ******************** If Label1(1).Caption = "Ch1 On" Then Label2(2).Font.Size = 14 DatoCh(1) = Round(DatoCh(1), 2) Label2(1).Font.Size = 14 124 Label2(1).Caption = DatoCh(1) End If '******** Sensor_Ch2 ******************** If Label1(2).Caption = "Ch2 On" Then Label2(2).Font.Size = 14 DatoCh(2) = Round(DatoCh(2), 2) Label2(2).Caption = DatoCh(2) End If '******** Sensor_Ch3 ******************** If Label1(3).Caption = "Ch3 On" Then Label2(3).Font.Size = 14 DatoCh(3) = Round(DatoCh(3), 2) Label2(3).Caption = DatoCh(3) End If '******** Sensor_Ch4 ******************** If Label1(4).Caption = "Ch4 On" Then Label2(4).Font.Size = 14 DatoCh(4) = Round(DatoCh(4), 2) Label2(4).Caption = DatoCh(4) End If '******** Sensor_Ch5 ******************** If Label1(5).Caption = "Ch5 On" Then Label2(5).Font.Size = 14 DatoCh(5) = Round(DatoCh(5), 2) Label2(5).Caption = DatoCh(5) End If '******** Sensor_Ch6 ******************** If Label1(6).Caption = "Ch6 On" Then Label2(6).Font.Size = 14 DatoCh(6) = Round(DatoCh(6), 2) Label2(6).Caption = DatoCh(6) End If '******** Sensor_Ch7 ******************** If Label1(7).Caption = "Ch7 On" Then Label2(7).Font.Size = 14 DatoCh(7) = Round(DatoCh(7), 2) Label2(7).Caption = DatoCh(7) End If End Sub Private Sub SSCmdTestea_Click() Dim Index1 As Single MSComm1.Output = "R" SSCmdTestea.ForeColor = vbRed SSCmdTestea.Caption = "&Desconectar" Timer1.Enabled = True For Index = 0 To 7 PtcBoton(Index).Enabled = True VScroll1(Index).Enabled = True Next Index 125 Label2(Index).Caption = "--.--" Label1(Index).ForeColor = vbWhite Label1(Index).Caption = "Ch" & Index & " Off" PtcBoton(Index).Picture = LoadPicture(App.Path & "\Off.ico") 'PtcBoton(Index).Enabled = False VScroll1(Index).Enabled = False End Sub Private Sub Timer2_Timer() Label3(0).Caption = Time End Sub Private Sub SSCmdBorrar_Click() Counter_Error = 0 Counter_OK = 0 LblError.Caption = Counter_Error & " Errores" LblMuestras.ForeColor = vbWhite LblMuestras.Caption = Counter_OK & " Mstras" LblPorcentaje.Caption = "0 %Errores" End Sub Private Sub VScroll1_Change(Index As Integer) Select Case Index Case 0 Text1(Index).Text = VScroll1(Index).Value Tiempo_Muestreo 'LblTiempo = Tiempo & " Seg" Case 1 Text1(Index).Text = VScroll1(Index).Value Tiempo_Muestreo 'LblTiempo = Tiempo & " Seg" Case 2 Text1(Index).Text = VScroll1(Index).Value Tiempo_Muestreo 'LblTiempo = Tiempo & " Seg" Case 3 Text1(Index).Text = VScroll1(Index).Value Tiempo_Muestreo 'LblTiempo = Tiempo & " Seg" Case 4 Text1(Index).Text = VScroll1(Index).Value Tiempo_Muestreo 'LblTiempo = Tiempo & " Seg" Case 5 Text1(Index).Text = VScroll1(Index).Value Tiempo_Muestreo 'LblTiempo = Tiempo & " Seg" Case 6 Text1(Index).Text = VScroll1(Index).Value Tiempo_Muestreo 'LblTiempo = Tiempo & " Seg" Case 7 126 Text1(Index).Text = VScroll1(Index).Value Tiempo_Muestreo 'LblTiempo = Tiempo & " Seg" End Select End Sub 19. 4 TECNICAS DE CORRECCION DE ERRORES 19.4.1 Por operador humano Si los mensajes transmitidos son únicamente textos, puede resultar más económico y fácil que un operador humano reciba e interprete el mensaje y de ser necesario lo corrija usando su propio criterio. Algunos sistemas que aplican verificación por paridad cambian automáticamente los caracteres con error de paridad por el símbolo ? para que el operador humano pueda identificarlos y corregirlos. Por ejemplo, trate de encontrar el correcto significado del siguiente texto: "Cuando los errores están más o menos distribuidos uniformemente, no es difícil percibir el significado incluso aunque la tasa de errores sea elevada, como en este párrafo (1 carácter en 20)" 19.4.2 Código Hamming de corrección automática de errores Este sistema inventado por Richard W. Hamming (1950) asocia bits de paridad par con combinaciones únicas de bits de datos. Este método permite detectar y corregir con seguridad hasta un bit por cada bloque de información transmitida. A cada n bits de datos se le añaden k bits de paridad de tal forma que el carácter transmitido tiene n+k bits de longitud. Los bits se numeran de izquierda a derecha (el 1º bit es el más significativo). 127 Todo bit cuyo número sea potencia de 2 es un bit de paridad, los restantes serán bits de datos. Los bits de dato se acomodan en sus posiciones y los bits de paridad se calculan de modo que tengan una paridad par sobre los bits cuyo número de bit formen, por ejemplo: El bit 1 (paridad) es determinado por los bits de datos: 3 (1+2=3), 5 (1+4=5), 7 (1+2+4=7), 9 (1+8=9), etc... De esta forma cada bit está verificado por una combinación única de bits de paridad, de modo que analizando los errores de paridad se puede determinar que bit es el que ha invertido su estado. A continuación se dan algunos ejemplos que muestran cómo se pueden localizar los bits alterados: Paridad incorrecta en El error está en el bit los bits número 4 4 1 1, y 2 45 47 y 9 1y8 En el caso que exista más de un error en el bloque de información se llegan a producir varias situaciones que pueden llevar a la "corrección" de un bit no alterado (Ej: si cambian los bits 1 y 2 llevan a la corrección del bit sano 3), entre muchas otras situaciones. Una variante del código Hamming es adicionarle 1 bit de paridad global. De esta forma es posible tener la seguridad de detección de 2 errores, manteniendo la capacidad de corrección si se produce sólo 1 error. Desventajas del código Hamming 128 La cantidad de bits de paridad empleados en la transmisión de la información le restan eficiencia al proceso. Se define la eficiencia de transmisión con la siguiente fórmula: Suponiendo que se desea transmitir bloques de 8 bits de información, se necesitan 4 bits de paridad para ello, con lo que se tiene un total de 12 bits. La eficiencia sería: La eficiencia de este tipo de transmisión resulta de 66.66% debida solamente al plan de codificación. Además, dependiendo del método de transmisión puede decaer todavía más. 19.5 PUENTE RECTIFICADOR: La figura 1.32 muestra un puente rectificador. El puente rectificador es similar a un rectificador de onda completa porque produce una tensión de salida de onda completa. Los diodos D1 y D2 conducen en la mitad positiva del ciclo, y D3 y D4 conducen en la mitad negativa del ciclo. Como resultado, la corriente por la carga rectificada circula durante ambas mitades de los ciclos. 129 Figura 1.32 Puente rectificador Valor medio y frecuencia de salida Como un puente rectificador produce una salida de onda completa, las ecuaciones para el valor medio y la frecuencia de salida son las mismas que para el rectificador de onda completa: Vdc = 2V p π [13] Vp = voltaje pico FOut = 2 FIn [14] FOut = frecuencia de salida FIn= frecuencia de entrada Una ventaja de un puente rectificador es que toda la tensión del secundario se usa como entrada al rectificador. Dado el mismo transformador, obtenemos el doble de la tensión pico y el doble de la tensión continua con un rectificador de puente respecto a un 130 rectificador de onda completa. Duplicar la tensión de salida continua compensa el uso de dos diodos extras. 2 da aproximacion = V p (out ) = V p ( in) − 1.4V [15] El filtro con condensador a la entrada: El filtro de choque produce una tensión de salida continua igual al valor medio de la tensión rectificada. El filtro con condensador a la entrada genera una tensión de salida continua igual al valor pico de la tensión rectificada. Este tipo de filtros es el más usado en fuentes de alimentación. Idealmente, todo lo que hace el filtro con condensador a la entrada es cargar el condensador a la tensión de pico durante el primer cuarte de ciclo. Esta tensión de pico es constante, la tensión continua perfecta que necesitamos para las equipos electrónicos. Voltaje de rizado: Se utiliza una derivación para calcular el rizado pico a pico de cualquier filtro con condensador a la entrada: VR = I fC [16] donde: VR = tensión de rizado de pico a pico I = corriente por la carga en continua F = frecuencia de rizado C = capacidad Ó VR = 0.1U max [17] donde: U max = Tensión máxima U max = Vrms * 2 [18] 131 Para calcular la tensión Vrms utilizamos la siguiente expresión: Vrms = V pp [19] 2 2 Vpp = voltaje pico a pico Como vamos a diseñar una fuente dual, recurrimos a la tercera aproximación, cuya ecuación es: Vcc = U max − VR − 2 * Vd − V Re gulador + K D 2 [20] VRe gulador = Voltaje del regulador K D = Constante de diseño 19.6 TIPOS DE MODEM Los diversos tipos de Modems disponibles en el mercado pueden clasificarse atendiendo a una serie de parámetros que definen sus características. En virtud del tipo de modulación que utilizan puede obtenerse una primera clasificación. En este grupo el más destacable es el que utiliza la modulación en frecuencia. Para trasmitir a velocidades bajas (menores o iguales a 300 bps) suele dividirse el ancho de banda disponible (300-3.400 Hz) en dos 132 canales separados entre sí por una franja de frecuencias llamada «franja de guarda». En uno de los canales una señal de 1.180 Hz de frecuencia representa el bit «1", y una frecuencias de 980 Hz el bit «O". En el otro canal una frecuencia de 1.650 Hz representa el "1,, representándose el "O" por una frecuencia de 1.850 Hz (esto es para el canal europeo, para el americano son: primer canal 1.070 Hz para el "O", 1.270 Hz para el "1", segundo canal 2.025 Hz para el "1" y 2.225 para el "O»). Por tanto con un modem de las características descritas anteriormente es posible trabajar en «full-duplex», utilizando simultáneamente un canal en recepción y otro en emisión. Igualmente, se encuentra normalizado, a ambos lados del Atlántico, un modem que permite trabajar con velocidades de 1.200 bps. Este modem solo posee 2 frecuencias dentro del ancho de banda telefónico. En Europa estas frecuencias son de 2.100 Hz para el "O" y 1.300 Hz para el "1" siendo en U.S.A. 1.200 Hz para el "1" y 2.200 Hz para el "O". La transmisión que puede realizarse con el modem descrito anteriormente es «half-duplex». Al igual que es posible conseguir que una transición de una señal represente mas de un bit, también es posible lograr que una transición de la señal en un 133 modem (un baudio) represente mas de un bit de la información original. Esta técnica se conoce como transmisión multinivel y se plasma en la practica utilizando modems por desplazamiento híbrido de amplitud y fase (como veremos mas adelante). Estas técnicas se utilizan en transmisiones síncronas de datos, en tanto que los otros tipos de modems descritos se utilizan en transmisión asíncrona de datos. Otra forma de lograr trasmitir muchos bits por segundo usando para ello pocos baudios, consiste en utilizar varia frecuencias portadoras, de forma que cada una de ellas se encargue de la transmisión de una parte de los datos. A los modems que utilizan esta técnica se les da el nombre genérico de modems de baja velocidad. Un modem de baja velocidad típico genera 48 frecuencias portadoras diferentes que se distribuyen a lo largo del ancho de banda telefónico, la cadencia de cada una de estas portadoras es de 40 baudios, siendo divididos los datos en bloque de 5 bits. cada uno de estos bloques modula una portadora, por lo que dicho modem puede llegar a trabajar con velocidades de información de 9,6 kbps. Otro tipo de modem conocido como modem de canal auxiliar logra un aprovechamiento óptimo del ancho de banda disponible para la transmisión dividiéndolo en un canal principal y en uno o varios canales auxiliares, siendo la anchura del canal principal significativamente superior a la de los canales auxiliares. 134 Los modems de canal auxiliar mas utilizados son los que proporcionan transmisión duplex asimétrica. Los modems de canal auxiliar se emplean cuando el volumen de datos que se necesita trasmitir en un sentido es muy superior al volumen que necesita trasmitirse en sentido contrario. Esto se ve en el ejemplo del «videotext» que utiliza un modem de 1.200/75 bps. Cada vez más se utilizan pequeños modems portátiles, que unen a su bajo costo ventajas derivadas de su portabilidad. El acoplamiento a la línea telefónica puede ser de dos tipos: eléctrico, en el cual la conexión se realiza directamente a la línea telefónica, y acústico, en el cual el acoplamiento a la línea telefónica se realiza mediante un dispositivo denominado acoplador acústico. El acoplador acústico presenta el inconveniente de generar ruido, lo que limita la velocidad de transmisión de los modems con este acoplamiento a 1.200 bps como máximo. 135 20. VOCABULARIO Modulación: En telecomunicaciones el termino modulación engloba el conjunto de técnicas para transforma información sobre una onda portadora, típicamente una onda sinusoidal. Básicamente, la modulación consiste en hacer un parámetro de la onda portadora cambie de valor de acuerdo con las variaciones de la señal moduladora, que es la información que queremos transmitir. Interface: Significa utilizar algún tipo de aislamiento (buffer) entre un dispositiva de de baja potencia (CI digital) y una carga de alta potencia (como un relé, un motor o una lámpara incandescente). DTMF: Sistema multifrecuencial. GMRS: Servicio General de Radio Móvil. 136 21. BIBLIOGRAFIA 21.1 RELACION BIBLIOGRAFICA: 1. www.dalsemi.com (Dallas Semiconductor). 2. www.microchip.com 3. www.ni.com (National Instruments). 4. WWW.Google.com / Radio Modem. 5. Webb, John W. and Reis, Ronald A. Programmable Logic Controllers, Principles and Applications. Prentice Hall, 4th ed. 6. Malvino, A. P. Principios De Electrónica. Sexta edición. Editorial McGRAW-HILL. Madrid. 1999. 7. Stanley Wolf. Guía para mediciones eléctricas y practicas de laboratorio. Dpto. de ingeniería electrónica universidad of California. 1980. 8. Humphries, T. James. Industrial electronics. Santa fe community collage.1989. 9. Muhammad h. Rashid. ELECTRONICA DE POTENCIA. University at foro Wayne. 1993. 10. Motorota. Optoelectronics device. 1993. 11. Motorola. Thyristors. 1993. 12. Robert F. Coughlem, Frederick F. Driscoll. Amplificadores operacionales y circuitos integrados lineales. 1993. 13. C.J. Savant Jr. Diseño electrónico circuitos y sistemas. California state University, los Anglés. Microchip. Pic 16/17 Microcontroller data book. 14. Angulo Práctico U. De José M. Aplicaciones. Microcontroladores Segunda parte PIC. PIC Diseño 16F87X. Editorial McGRAW-HILL.2000. 137 15. DE COS Castillo, Manuel” Teoría General Del Proyecto Vol. 2: Ingeniería De Proyectos”. 16. ROLDÁN José “Instalaciones Eléctricas De Baja Tensión.” 21.2 ANALISIS BIBLIOGRAFICO De la bibliografía utilizada en la parte del diseño del modulo receptor y transmisor recomiendo los siguientes: 1. Angulo U. José M. Microcontroladores PIC. Diseño Práctico De Aplicaciones. Segunda parte PIC 16F87X. Editorial McGRAW-HILL.2000. 2. Malvino, A. P. Principios De Electrónica. Sexta edición. Editorial McGRAW-HILL. Madrid. 1999. De la bibliografía utilizada a nivel de todo el proyecto, recomendamos los siguientes libros: 1. Stanley Wolf. Guía para mediciones eléctricas y practicas de laboratorio. Dpto. de ingeniería electrónica universidad of California. 1980. 2. ROLDÁN José Instalaciones Eléctricas De Baja Tensión. 138