Tecnológico De Estudios Superiores De Ecatepec División Ingeniería En Sistemas Computacionales Profesor: Dr. Adolfo Meléndez Ramírez
Materia: Fundamentos de Telecomunicaciones
Integrantes Del Equipo: Grupo: 5501
Proecto: CANSAT Nano Satélite ! "so De Sensor De Tem#eratura ! $umedad
!ec"a de Entrega: %& de 'ctu(re %01&
#ndice ) )ntroducci*n )ntroducci*n )) '(+eti,o ))) Marco Te*rico ))).1 -ué es CANSAT/ ))).1.1. ))).1.1 . Ti#os de CANSAT ))).% -ué es el #rotocolo #rotocolo i23ee/ ))).%.1. Características Características del 4rotocolo 4rotocolo i23ee
$ % & & & ' '
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))). -ué es 6(ee/ )))..1. 7lementos de una Red 6(ee )))..%. Características Características ))).8 -ué es Arduino/ ))).5 Sensor D$T11 ))).5.1. Características Características del Sensor )9 Desarrollo del 4ro!ecto )9.1. )9.1. Materiales Ma teriales 9 Ane:os 9) Conclusiones 9)) Referencias
( ( ) * +, +, ++ ++ -% -) $-
I./ Introducción Descrito en este documento se ;ace #resente el desarrollo #rue se ;ace utilizaci*n de com#onentes >ue tra(a+an en con+unto con ar>uitecturas ARM como lo son al2unos sensores= emisores ! rece rece#to #tore res= s= en este este caso caso deno denomi minad nados os como como 6( 6(ee ee== entr entre e otro otros s com#onentes. Al2u Al2uno nos s de los los desa desafí fíos os >ue >ue se #res #resen enta tan n dura durant nte e el #roc #roces eso o de desarrollo son #or e+em#lo
?a discusi discusi*n *n de #osi(l #osi(les es dise@os dise@os ! de eleme elemento ntos s mecue #uedan inte2rarlo. 4lantear una soluci*n #ara mantenerlo con esta(ilidad a una altura considera(le= Com#render el funcionamiento de las antenas ! sensores tam(ién del monitoreo de la emisi*n ! rece#ci*n de datos a tra,és de se@ales anal*2icas ! di2itales.
Se most mostra rara ra el #roc #roced edim imie ient nto o adec adecua uado do de fa(r fa(ric icac aci* i*n= n= desd desde e el ;ardare ;asta el softare= ;aciendo utilizaci*n del entorno de Arduino #ara #ro2ramar la funcionalidad de 6(ee ! de Mat?a( #ara 2raficar muestras o(tenidas #or los sensores de manera inal
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Se mostraran los resultados o(tenidos des#ués de su construcci*n= >ue e,idencien >ue la informaci*n #ro#orcionada en este documento es la m
II./ 012etivo 7l alumno desarrollar< nue,as ;a(ilidades al a#render nue,os conce#tos de un dis#ositi,o CANSAT #ara así lle,arlos a la #ruisici*n de datos a lar2a distancia= esto con el fin de o(tener datos de tem#eratura ! ;umedad del medio am(iente ! así 2raficarlos #ara ;acer una me+or inter#retaci*n so(re los mismos.
III./ Marco Teórico III.+./ 34u5 es C67S6T 8can / 9lata ; sat / elite<= "n CANSAT se #uede definir como un nano satélite del tama@o de una lata de refresco >ue es de f
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a#aratos normalmente de(en ser com#letamente aut*nomos ! #ueden reci(ir o transmitir datos.
III.+.+./ Tipos de C67S6T Telemetr 7s a>uel CanSat cu!o o(+eti,o #rinci#al es reco2er ! transmitir datos del ,uelo ! de condiciones meteorol*2icas en tiem#o real #ara ser #rocesados #or una estaci*n de tierra.
Come>ac? ?a #rinci#al misi*n de éstos es aterrizar de forma controlada lo m
0penclass ?a ma!oría de CanSat >ue se #resentan en esta cate2oría son ro(ots en fase e:#erimental o #rue(as de sistemas nue,os res#ecto a otros dise@os ! >ue aEn no ;an sido #ro(ados.
CanSat@s con alas o rotores 7ste ti#o de a#aratos son muc;o muieren un sistema electr*nico ca#az de realizar muc;as m
CanSat@s con paracaídas o parapentes 7stos a#aratos son difíciles de 2o(ernar con ,iento de(ido a la 2eneralmente (a+a ,elocidad de descenso ! a la 2ran su#erficie sustentadora >ue lle,an incor#orada.
III.-./ 34u5 es el protocolo Aig>ee= i23ee es un estue #ueden ser im#lementadas #or cual>uier fa(ricante. i23ee est< (asado en el estue re>uieren comunicaciones se2uras con (a+a tasa de en,ío de datos ! ma:imizaci*n de la ,ida Etil de sus (aterías.
III.-.+./ Características del Protocolo Aig>ee.
i23ee= tam(ién conocido como I$omeRF ?iteI= es una tecnolo2ía inal
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4uede usar las (andas li(res )SM & de %=8 B$z Mundial= & M$z 7uro#a ! L15 M$z 77"". ?a fa(ricaci*n de un transmisor i23ee consta de menos circuitos anal*2icos de los >ue se necesitan ;a(itualmente. Diferentes ti#os de to#olo2ías como estrella= #unto a #unto= malla=
III.$./ 34u5 es B>EE= ?os 6(ee tra(a+an en la re2i*n de radiofrecuencia del es#ectro electroma2nético. ?as ondas de radio al c;ocar con un conductor= como un o(+eto metue las com#utadoras #ueden detectar ! #rocesar.
III.$.+./ Elementos de una red de B1ee.
Coordinador: 7s el res#onsa(le de mantener la red. Solo #uede ;a(er uno #or red. 7ste es el >ue est< en,iando datos al Router. outer: 7ste es el >ue reci(e los datos o(tenidos #or el Coordinador= si se >uiere al2o mue se est
Xbee PRO S2B
Xbee Shield para Arduino
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III.$.-./ Características del B1ee P0 S->
.9 %L5mA %50H(#s Ma: de memoria &mG out#ut 1Kd3m 1&00m de ran2o R4SMA conector Full! FCC certificado & 10(it ADC in#ut #ins di2itales )' #ins 1%(it encri#taci*n ?ocal o o,erair confi2uraci*n AT o A4) comando Antena 7:terna Re>uerida
III.%./ 34u5 es 6rduino= Arduino es una #lataforma de ;ardare de c*di2o a(ierto= (asada en una sencilla #laca con entradas ! salidas anal*2icas ! di2itales= en un entorno de desarrollo >ue est< (asado en el len2ua+e de #ro2ramaci*n 4rocessin2. 7s un dis#ositi,o >ue conecta el mundo físico con el mundo ,irtual= o el mundo anal*2ico con el di2ital.
6rduino 70
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Microcontrolador ATme2a% 9olta2e de funcionamiento 5 9 4ines )J' di2itales 18 de los cuales & #ro,een salida 4GM 4ines de entradas an
III.&./ Sensor De Temperatura umedad DT++ 7l D$T11 es un sensor de tem#eratura ! ;umedad >ue utiliza un sensor ca#aciti,o de ;umedad ! un termistor #ara medir el aire circundante= ! muestra los datos mediante una se@al di2ital en el #in de datos no ;a! #ines de entrada anal*2ica.
III.&.+./ Características
Alimentaci*n 9dc P 9cc P 59dc Ran2o de medici*n de tem#eratura 0 a 50 QC 4recisi*n de medici*n de tem#eratura %.0 QC. Resoluci*n Tem#eratura 0.1QC Ran2o de medici*n de ;umedad %0 a L0 R$. 4recisi*n de medici*n de ;umedad 8 R$. Resoluci*n $umedad 1 R$ Tiem#o de censado 1 se2.
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IF./ Desarrollo del proecto IF.+./ Materiales: % Arduinos "N' % 6(ee 4R' S%3 % Ada#tadores de 6(ee #ara Arduino S;ield % 4roto(oards Antenas de G)F) 1 4ila de 59 1 ?ed um#ers ca(les #ara la cone:i*n 1 sensor de Tem#eratura ! $umedad D$T11 1 um(ador Mat?a( #ara 2raficar los datos 7ntorno de Arduino #ro2ramaci*n del sHetc; a en,iar al Arduino "na lata de aluminio "na ,ez >ue !a se cuenta con todos estos materiales= #rocederemos a realizar el desarrollo del #ro!ecto.
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?o #rimero >ue se tiene >ue realizar es lim#iar la memoria 774R'M de los arduinos= !a >ue si fueron utilizados anteriormente estos se >uedan con la #ro2ramaci*n anterior. 4ara sa(er si la memoria se li(er* se colocara un led en la salida 1= cuando esta #renda si2nificara >ue el #roceso de lim#ieza ;a sido e+ecutado correctamente.
"na ,ez realizada la lim#ieza de los arduinos #rocederemos a colocar nuestros 6(ee so(re el S;ield ! a su ,ez estos so(re el Arduino. U
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#rocederemos a a(rir el #ro2rama >ue lle,a #or nom(re 6CT".
Conectamos nuestros 6(ee #or medio del Arduino a la com#utadora ! daremos clic en el icono del 6(ee con la lu#a en el lado su#erior iz>uierdo= esto #ara >ue el #ro2rama reconozca en autom
A#arecer< esta #antalla ! a;í le indicaremos en >ue #uerto C'M est
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Nos mostrara esta ,entana ! a>uí es ,ital >ue no cam(iemos nada #uesto >ue esto !a ,iene #or default en nuestros 6(ee= damos Finis;.
7m#ezar< a (uscar ! nos mostrara esta ,entana= #or default el #ro2rama nos colocara un Router rece#tor de datos ! un Coordinador emisor de datos
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A;ora #rocederemos a confi2urar cada uno de ellos. 7n esta #antalla a nuestro Coordinador le asi2naremos una 4AN)D.
7n la #arte de Addressin2 en Destination Address $i2; ,amos a colocar lo mismo del Serial Num(er $i2; ! en Destination Address ?o ,amos a colocar lo mismo del Serial Num(er ?o= estos son los datos del 6(ee Router.
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Ua terminado esto daremos clic en el (ot*n del l<#iz o (ien en Grite.
U ;aremos los mismos #asos #ero a;ora #ara el Router.
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Des#ués ,amos a realizar una #rue(a de >ue realmente !a se entienden entre ellos dos= así >ue iremos a la #arte su#erior derec;a ! daremos clic en el icono del monitor. U daremos clic en el (ot*n de '#en t;e Serial connection it; t;e radio module.
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7n la #arte de la Console ?o2 escri(iremos un mensa+e desde el coordinador.
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A>uí ,emos >ue se entienden #erfectamente.
"na ,ez >ue nuestros 6(ee se lo2raron comunicar entre ellos= #rocederemos a realizar la creaci*n de nuestro sHetc; >ue ;ar< la
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reco#ilaci*n de los datos del sensor. Así >ue a(rimos el entorno de Arduino ! e+ecutamos el si2uiente c*di2o. 7ste c*di2o se lo mandamos al Arduino >ue en,iar< datos 6(ee Coordinador
U este otro c*di2o se lo car2amos al Arduino >ue reci(ir< los datos= solo ;a! >ue ,er >ue #uerto C'M corres#onde a cada Arduino.
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"na ,ez creado esto ,amos a realizar #rue(as de cone:i*n.
A>uí !a nos muestra datos de tem#eratura ! ;umedad del medio am(iente.
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A;ora ,amos a realizar la 2r
A>uí en esta #arte del c*di2o estamos indicando >ue a(ra el #uerto serial del Arduino >ue est< fun2iendo como Router #ara o(tener los datos >ue est< reci(iendo ! así #oder 2raficarlos.
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7ste c*di2o lo >ue ,a a estar realizando es cada >ue el #uerto se a(ra o(tiene datos= los 2r
Ua cuando e+ecutemos nuestro c*di2o nos a#arece la si2uiente 2r
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;umedad
>ue
e:iste
en
ese
momento.
F./ 6neos 8!otografías durante el desarrollo del proecto<.
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FI./ Conclusión General 7n el desarrollo de este #ro!ecto= en un #rinci#io se comenz* con un sentimiento de emoci*n de(ido a >ue es la #rimera ,ez #ara todos >ue ;acemos uso de otras tecnolo2ías como en este caso >ue se im#lement* un nano satélite >ue es el CANSAT= un dis#ositi,o >ue solo se conocía el nom(re mue no fue una tarea sencilla de realizar #ues se tu,o >ue in,esti2ar c*mo es >ue se conectan los 6(ee ! tam(ién in,esti2ar >ue com#onentes o materiales se necesitan= #ero como e>ui#o com#artimos el mismo #ensar so(re el a#rendiza+e= nos emociona a#render cosas nue,as semestre con semestre ! este semestre no fue la e:ce#ci*nX #ues (ien lue2o de unas ;oras de anue se de(e de mane+ar= lo >ue fue un #unto de a!uda fue >ue se tiene un (uen conocimiento ! mane+o en lo >ue son circuitos di2itales moti,o #or el cual no fue de 2ran com#le+idad el armado del circuito >ue en este caso fue la cone:i*n del 6(ee con el Arduino ! estos a su ,ez con el sensor de Tem#eratura !
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$umedad. Al2o >ue nos desconcerta(a un #oco es la manera en c*mo í(amos a ele,ar nuestro satélite= la #rimera idea fue ;acer uso de un Dron #ero a ,eces #or falta de recursos no se #udo conse2uir o (ien com#ara las #iezas #ara armarlo así >ue o#tamos #or utilizar 2lo(os con $elio #ara ele,arlo. Afortunadamente se o(tu,o un resultado satisfactorio #ara todos= #ues o(tu,imos datos reales ! en tiem#o real= el circuito funciona adecuadamente ! se ;izo cum#limiento del o(+eti,o.
Conclusiones Individuales 7n el desarrollo del #ro!ecto >ue se #resenta en esta documentaci*n VCanSatW fue un #artea2uas #ara mi conocimiento dentro de las Telecomunicaciones= de(ido a >ue lo >ue #retende este sistema es emular a una menor escala el funcionamiento de un satélite= >ue se encar2ara de ad>uirir datos de un sensor con se@ales di2itales= #ara #osteriormente transmitirlas con a!uda de una antena de forma inalue se encar2ara de reci(ir los datos ! 2raficarlos= la ela(oraci*n de un sistema DAS anteriormente fue indis#ensa(le #ara lo2rar este sistema= el conocimiento es #ro2resi,o ! el uso de radiofrecuencias canales ! #rotocolos de comunicaci*n son indis#ensa(les la transmisi*n de datos= teniendo en claro los id del transmisor ! del rece#tor cum#liendo el ciclo de comunicaci*n del #ro!ecto.
8Ca1allero 0lvera Miguel Hngel< Desde un #unto de ,ista #ersonal #uedo mencionar >ue realizar este #ro!ecto si fue un #oco difícil !a >ue en el ue ;a(ía #a2inas o ;a(ía informaci*n >ue no fue de muc;a utilidad= la ,erdad es emocionante tra(a+ar con este ti#o de #ro!ectos !a >ue nos enfrentamos a nue,os #ro!ectos= así como tam(ién ;ace >ue nuestro cere(ro tra(a+e ! nos ;a2a refle:ionar so(re >ué sistema de datos se ,a a im#lementar ! >ue es lo >ue se ,a a 2raficar. Creo >ue si esto se continEa ! no se >ueda estancado o solo como un #ro!ecto mue #odemos realizar cosas nue,as >ue se #ueda a#licar en al2En caso de la ,ida real.
8Campos Ti1urcio >elen<
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Realizar este #ro!ecto me #ermiti* conocer el funcionamiento adecuado de un sistema inalue transmite informaci*n ! >ue ademuisici*n de datos= utilizar nue,amente #lataformas ARM nos lle,* al camino adecuado del é:ito en cuento a el desarrollo del #ro!ecto= #ienso >ue es indis#ensa(le todo este conocimiento ad>uirido #ara #osteriores #ro!ectos= nos in,olucr* en temas afines a conecti,idad ,ía inalue actua(an como emisores ! rece#tores de datos atra,es* del aire mediante ondas
8!a1in errera Edgar Eduardo< Bracias al #ro!ecto realizado com#rendimos e im#lementamos el uso del CANSAT= dic;o elemento consiste en la transferencia de datos a distancia= en otras #ala(ras la realizaci*n de un nano satélite. 4ara ello necesitamos ;a(er entendido con claridad el #ro!ecto anterior >ue lle,o #or nom(re DAS= !a >ue se utilizaran los mismo fundamentos de medici*n #or medio de un censor= solo >ue a diferencia del anterior la ad>uisici*n de datos esta ,ez ser< a distancia.
8MartíneJ !lores Ga1riel< 7n la realizaci*n de este #ro!ecto= en un #unto #ersonal tu,o un 2rado de dificultad ele,ado= !a >ue sinceramente no se tiene muc;o conocimiento= ni ;a(ilidades en lo >ue a telecomunicaciones se refiere= ca(e mencionar >ue no fue una tarea sencilla de realizar !a >ue en internet la ma!oría de la informaci*n >ue se encuentra so(re el #ro!ecto no se le #ude confirmar como fia(le= #ues (ien= el #ro!ecto se llama CANSAT >ue en #ala(ras sencillas es un #e>ue@o satélite >ue tiene la ca#acidad de ca#turar datos ! en,iarlos inalue no es necesario construir ma>uinaria mu! 2rande #ara cum#lir el o(+eti,o >ue tiene un satélite artificial= este ti#o de #ro!ectos es una 2ran o#ortunidad #ara entrar un #oco a temas aeroes#aciales así como el de las telecomunicaciones= dando una o#ini*n #ersonal= este fue un 2ran #ro!ecto= #ues nos #ermiti* e:#lorar todo el conocimiento >ue se ad>uiri* so(re los DAS= solo >ue en esta ocasi*n este DAS fue im#lementado en un dis#ositi,o >ue no necesita de un medio de transmisi*n físico #ara tra(a+ar ! funcionar a la #erfecci*n.
8Salas Crdenas Kuis Mario<
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Con este #ro!ecto realizado me dio la o#ortunidad de am#liar mis conocimientos so(re el uso de un CANSAT o sistema te ad>uisici*n de datos a lar2a distancia en (ase a #rotocolos !a >ue 2racias a esto #udimos o(tener datos de una se@al anal*2ica de tem#eratura la cual nos indica la ;umedad >ue ;a! en el medio am(iente. ?a realizaci*n de este #ro!ecto fue mu! interesante ! satisfactoria !a >ue 2racias a esto su#e mane+ar nue,os elementos como es Arduino= Mat?a(= 6(ee ! la utilizaci*n de los sensores de tem#eratura la cual nos #ermitir< o(tener datos de la se@al anal*2ica #ara #oder 2raficar ! a la ,es arro+ar estadísticas de una me+or lectura ;aciendo #osi(le com#render me+or la lectura en nuestro #ro2rama de Mat?a(= tu,imos ,arias fallas #ero al final lo2ramos el o(+eti,o del #ro!ecto ! es#eramos lle,ar lo a una utilizaci*n m
8Tru2illo Ca1allero Eri?<
FII./ eferencias 1. %. . 8.
5. &. K. .
;tt#JJa2electronica.comJa2Ytecnolo2iasJtecnolo2iaY1.#;# ;tt#sJJforum.arduino.ccJinde:.#;#/to#icZK&K&1.0 ;tt#sJJ.!outu(e.comJatc;/,ZeT">UFm2GM ;tt#JJ#ost2rado.info.unl#.edu.arJCarrerasJ7s#ecializaciones JRedesY!YSe2uridadJTra(a+osYFinalesJDi2nanniYor2eY4a(lo. #df ;tt#JJforum.arduino.ccJinde:.#;#/to#icZ0K1K5.0 ;tt#sJJmecatronicauasl#.ord#ress.comJ%01J0KJ08Jtutori al:(ee#arte%confi2uracion:(eeserie%J ;tt#sJJmecatronicauasl#.ord#ress.comJ%01J0KJ18Jtutori al:(ee#arte8:(eearduinosoftareserialJ ;tt#JJ.ftdic;i#.comJDri,ersJ9C4.;tm
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L. ;tt#sJJlearn.s#arHfun.comJtutorialsJe:#lorin2:(eesand :ctuJconfi2urin2netorHs 10. ;tt#sJJ.arduino.ccJenJTutorialJ774R'MClear 11. ;tt#sJJmecatronicauasl#.ord#ress.comJ%01J0KJ18Jtutori al:(ee#arte8:(eearduinosoftareserialJ 1%. ;tt#sJJmecatronicauasl#.ord#ress.comJ%01J0KJ08Jtutori al:(ee#arte%confi2uracion:(eeserie%J 1. ;tt#sJJ.!outu(e.comJatc;/,Z!#A?2a!(r8 18. ;tt#sJJ.!outu(e.comJatc;/,ZS0GTsioc#)s 15. ;tt#JJ:(ee.clJ:(eeserie%confi2uracionJ 1&. ;tt#sJJ.!outu(e.comJatc;/,Zr3+(,f2 1K. ;tt#sJJ.di2i.comJ;otta2/;tZJ:ctuindos 1. ;tt#sJJ2eeH!t;eor!.comJtutorialarduinocomenzandocon :(eeJ 1L. ;tt#sJJ.arduino.ccJenJTutorialJSoftareSerial7:am#le %0. ;tt#sJJ.!outu(e.comJatc;/,ZY)LK5CsfN8 %1. ;tt#sJJ.!outu(e.comJatc;/,ZoB4B)aicfAA %%. ;tt#JJem(eddedelectronics.(lo2s#ot.m:J%018J11Jd;t11 interfacin2it;matla(and.;tml %. ;tt#JJ.#rometec.netJsensoresd;t11J %8. ;tt#sJJ.mat;orHs.comJ;el#Jmatla(JrefJstr%num.;tml %5. ;tt#JJ.centroculturadi2ital.m:JesJacti,idadJtallerde cansatsatelitesdelata.;tml %&. ;tt#JJelectronila(.coJtiendaJsensordetem#eratura! ;umedadd;t11J %K. ;tt#sJJes.iHi#edia.or2JiHiJCansat %. ;tt#sJJes.iHi#edia.or2JiHiJCansat[Ti#osYdeYCanSat %L. ;tt#sJJmecatronicauasl#.ord#ress.comJ%01J0KJ08J:(ee #arte1>ueesun:(ee!>ueesnecesarioJ 0. ;tt#JJ:(ee.clJ:(ee#ro&mr#smaJ
