Sistemas de Adquisición Fase 3

Universidad Nacional Abierta y a Distancia – UNAD - Vicerrectoría Académica y de Investigación Investigación - VIACI

Escuela: Ciencias Básicas Tecnología e ingeniería Programa: Ingeniería Electrónica Curso: Sistemas de Adquisición y Acondicionamiento de señales Código : 203050_3

SISTEMAS DE ADQUISICIÓN Y ACONDICIONAMIENTO DE SEÑALES

FASE 3

ESTUDIANTE: NESTOR GIOVANNI SALDARRIAGA GONZALEZ CODIGO: 1012356133

TUTOR: LUIS ABELARDO MARTINEZ GRUPO: 203050_3

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD ESCUELA CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGIA E INGENIERIA 23-11-2017

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Actividades Individuales 1. En el foro de trabajo colaborativo, cada estudiante presenta una propuesta explicativa del proceso de adquisición de datos por medio de un software al PC 2. Identifica los elementos necesarios para la implementación del proceso de adquisición de datos.

DESARROLLO DE LA ACTIVIDAD Para el proceso de adquisición de datos por medio de un software al pc se debe tener en cuenta los siguientes elementos necesarios para el sistema de comunicación, tales como:      

Software Procesador Visualización Puertos de comunicación Tipos de cableado Sistema DAQ

Software Básicamente cuando hablamos software de adquisición nos remitimos al término de SCADA proviene de las siglas de Supervisory Control And Data Acquisition (Adquisición de datos y supervisión de control). Es una aplicación software de control de producción, que se comunica con los dispositivos de campo y controla el proceso de forma automática desde la pantalla del ordenador. Proporciona información del proceso a diversos usuarios: operadores, supervisores de control de calidad, supervisión, mantenimiento, etc. Los sistemas de interfaz entre usuario y planta basados en paneles de control repletos de indicadores luminosos, instrumentos de medida y pulsadores, están siendo sustituidos por sistemas digitales que implementan el panel sobre la pantalla de un ordenador.

El control directo lo realizan los controladores autónomos digitales y/o autómatas programables y están conectados a un ordenador que realiza las funciones de diálogo con el operador, tratamiento de la información y control de la producción, utilizando el SCADA.



Procesador Dispositivo electrónico que hace parte de la unidad central de procesamiento o CPU y que se refiere a los diferentes tipos de artículos de sistemas informáticos que forman parte del microprocesador, es el cerebro de la computadora. Figura N°1 Placa Base

https://manuais.iessanclemente.net/images/1/1f/Manual_7n400e_s.pdf

1. Visualización Como sabemos una de las partes importante en una computadora es la visualización la cual se hace por medio de una pantalla o monitor, este permite la interacción entre usuario – maquina, es una herramienta de trabajo para los programadores y desarrolladores de aplicaciones.

Monitor

https://media.flixcar.com/f360cdn/HP-1462229904-4aa6-5179spl.pdf

En este trabajo nos centraremos en los monitores comercializados en la actualidad. Se trata de monitores planos que utilizan un panel LCD para reproducir las imágenes creadas en el computador, este panel es iluminado de modo que se


Escuela: Ciencias Básicas Tecnología e ingeniería Programa: Ingeniería Electrónica Curso: Sistemas de Adquisición y Acondicionamiento de señales Código : 203050_3 puedan ver las imágenes en los colores que corresponden a la realidad. Anteriormente se utilizaban los monitores de tubo o CRT, los que requerían de un mayor espacio disponible para su instalación (especialmente en tamaños gran des), consumían más energía y ofrecían mayores problemas para su tratamiento al final de su vida útil. No obstante los CRT son bastante fieles en la reproducción de colores y ofrecían una buena definición de imagen en una relación de aspecto 4:3, motivos por los cuales muchos usuarios aún los mantienen para ciertos usos.

2. Puertos de comunicación Los puertos son la herramienta que permiten intercambiar datos entre máquina – usuario, permite la conexión con dispositivos auxiliares e independientes, tales como:

Puerto Serie (RS-232)

http://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/81905/ETC/RS232.html Se le llama serial, porque permite el envío de datos, uno detrás de otro, mientras que un paralelo se dedica a enviar los datos de manera simultánea El interface de este tipo de puerto suele ser de dos tipos, de 9 pines (normalmente señalado como COM1) La sigla COM es debido al término ("COMmunications") y de 25 pines (normalmente señalado como COM2 Posteriormente el puerto de 25 pines desapareció y, siendo estos conectores de tipo MACHO en la parte del PC. A pesar de estar cayendo, este puerto sigue siendo muy utilizado en las comunicaciones de las cajas registradoras, visores, impresoras de tickets y unidades lectoras/grabadoras de EPROM (almacenamiento de código) y en general para las conexiones de configuración de numerosos dispositivos.

Puerto Paralelo

http://pdf.datasheetcatalog.net/datasheet/stmicroelectronics/4454.pdf


Escuela: Ciencias Básicas Tecnología e ingeniería Programa: Ingeniería Electrónica Curso: Sistemas de Adquisición y Acondicionamiento de señales Código : 203050_3 Puerto paralelo y puerto LPT se refieren al mismo tipo de conector. Se le llama paralelo, porque permite el envío de datos, en conjuntos simultáneos de 8bits, LPT significa línea terminal de impresión o línea de la impresora. Es un conector semitrapezoidal de 25 terminales, que permite la transmisión de datos desde un dispositivo externo (periférico), hacia la computadora; por ello es considerado puerto Este puerto está siendo reemplazado por el puerto USB para impresoras y escáneres, pero aún viene integrado en la tarjeta principal (Motherboard) El puerto paralelo está formado por 17 líneas de señales y 8 líneas de tierra, Las líneas de señales están formadas por tres grupos:

4 Líneas de control, 5 Líneas de estado y 8 Líneas de datos

Puertos USB (Universal Serial Bus):

USB datasheet - AllDataSheet.com

Permite instalar periféricos sin tener que abrir la máquina para instalarle hardware, sin necesidad de reiniciar la computadora ni de volver a configurar el sistema, es decir, que basta con conectar dicho periférico en la parte posterior del computador

El USB trabaja como interfaz para la transmisión de datos y distribución de energía que ha sido introducido en el mercado de PC y periféricos para mejorar las lentas interfaces serie y paralelo. Los periféricos para puertos USB son reconocidos automáticamente por el computador y se configuran casi automáticamente lo cual evita dolores de cabeza al instalar un nuevo dispositivo en el PC

Los puertos USB son capaces de transmitir datos a 12 Mbps Existe un solo tipo de cable USB (A-B) con conectores distintos en cada extremo, de manera que es imposible conectarlo erróneamente



Puertos PS/2

http://puertosparalelosyps2.blogspot.com.co/2011/05/caracteristicas-de-lospuertos-ps2.html Estos puertos son en esencia puertos paralelos que se utilizan para conectar pequeños periféricos a la PC. Su nombre viene dado por las computadoras de modelo PS/2 de IBM, donde fueron utilizados por primera vez. Este es un puerto serial, con conectores de tipo Mini DIN, el cual consta por lo general de 6 pines o conectores. La placa base tiene el conector hembra. En las placas de hoy en día se pueden distinguir el teclado del Mouse por sus colores, siendo el teclado (por lo general) el de color violeta y el Mouse el de color verde. Existen 2 conectores diferentes para estos puertos. El primero es un DIN de 5 pines (conocido comúnmente como AT) y el segundo es un conector MiniDIN de 6 pines (normalmente llamado PS/2). Estos dos conectores son electrónicamente iguales, lo único que cambia es su apariencia interna

Puertos RJ-11

http://livebits.blogspot.com.co/2011/11/tipos-de-conectores-y-todas-sus.html Es un conector utilizado por lo general en los sistemas telefónicos y es el que se utiliza para conectar el MODEM a la línea telefónica de manera que las computadoras puedan tener acceso a Internet. El RJ11 se refiere expresamente al conector de medidas reducidas el cual está al cable telefónico y tiene cuatro (pines) para cuatro hilos de cable telefónico aunque se suelen usar únicamente dos. Tiene forma de cubo, y consta de cuatro cables de los cuales se utilizan solo dos para las conexiones telefónicas. Este es mayormente usado en España.



Puertos RJ-45

https://jesusmelendresg.wordpress.com/2013/04/19/puerto-red-rj45/

Es una interfaz física utilizada comúnmente en las redes de computadoras, sus siglas corresponden a "Registered Jack" o "Clavija Registrada", que a su vez es parte del código de regulaciones de Estados Unidos. Es utilizada comúnmente con estándares como EIA/TIA-568B(estándares que permitirán el diseño e implementación de sistemas de cableado), que define la disposición de los pines. Para que todos los cables funcionen en cualquier red, se sigue un e stándar a la hora de hacer las conexiones. Este conector se utiliza en la mayoría de las (tarjetas de red) y va en los extremos de un cable Posee ocho pines o conexiones eléctricas

Puertos VGA

http://puertobgabtp.blogspot.com.co/ El puerto VGA es el puerto estandarizado para conexión del monitor a la PC Su conector es un HD 15, de 15 pines organizados en 3 hileras horizontales. Es de forma rectangular, con un recubrimiento plástico para aislar las partes metálicas. En la parte posterior de los monitores y en la parte trasera del PC, cerca del puerto de S-video

Puertos RCA



http://es.ccm.net/contents/185-conectores-rca-cinch El conector RCA es un tipo de conector eléctrico común en el mercado audiovisual. El nombre "RCA" deriva de la Radio Corporation of América, que introdujo el diseño en los 1940. Un problema del sistema RCA es que cada señal necesita su propio cable. Para evitar líos, se usan otros tipos de conectores combinados, como el euroconector (SCART), presente en la mayoría de televisiones modernas. Además, también se encuentran adaptadores RCA-SCART El cable tiene un conector macho en el centro, rodeado de un pequeño anillo metálico (a veces con ranuras), que sobresale. En el lado del dispositivo, el conector es un agujero cubierto por otro aro de metal, más pequeño que el del cable para que éste se sujete sin problemas. Ambos conectores (macho y hembra) tienen una parte de plástico. Blanco o negro para el canal de sonido izquierdo (en sistemas estéreo).

Puerto irda (infrarrojos).

https://sites.google.com/site/partesdeunordenador/indicepartes/comunicacion/infrar rojos Los puertos IrDA se utilizan para comunicación inalámbrica entre los dispositivos y el ordenador. Su creación de debe entre otros a HP, IBM y Sharp Soporta unas velocidades de entre 9600bps y 4Mbps en modo bidireccional, por lo que su uso es bastante amplio, si bien el más extendido quizás sea la conexión entre teléfonos móviles, tanto entre sí como con ordenadores.


Escuela: Ciencias Básicas Tecnología e ingeniería Programa: Ingeniería Electrónica Curso: Sistemas de Adquisición y Acondicionamiento de señales Código : 203050_3 Su uso está siendo abandonado poco a poco en favor de los dispositivos BlueThooth, ya que los dispositivos IrDA presentan una serie de inconvenientes que se han superado con la tecnología BlueThooth. Entre estos inconvenientes cabe destacar que ambos objetos (transmisor y receptor) deben estar viéndose, en un ángulo máximo de 30º y a una distancia no superior a un metro. Este tipo de puertos es más habitual en ordenadores portátiles que en ordenadores de sobremesa, en los que se suelen usar adaptadores USB IrDA.

Tipos de cableado El medio de transmisión es el soporte físico que facilita el transporte de la información. La transmisión se realiza por medio de ondas electromagnéticas. Cada uno de los medios que vamos a ver cumple una serie de características en cuanto a: Velocidad de transmisión Ancho de banda Espacio entre repetidores Fiabilidad Coste Y facilidad de instalación

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Se clasifican en: 

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Guiados: son los que utilizan un medio sólido (cable) para la transmisión. No Guiados: proporcionan un soporte para que las ondas se transmitan, pero no las dirigen. Utilizan el aire para transportar los datos (inalámbricos).

Sistema DAQ Un sistema de adquisición de datos (DAQ) es cualquier sistema que permita capturar (leer, medir) datos, almacenarlos, procesarlos y exhibirlos en alguna forma. Las partes que conforman un DAQ típico son: 

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Transductores que transforman las variables físicas a medir en señales eléctricas (opcional). Canales analógicos para la recepción de las señales de los transductores. Un convertidor A/D para digitalizar las señales analógicas.


Escuela: Ciencias Básicas Tecnología e ingeniería Programa: Ingeniería Electrónica Curso: Sistemas de Adquisición y Acondicionamiento de señales Código : 203050_3 Canales digitales de entrada. Canales digitales de salida. Canales analógicos de salida. Contadores/Temporizadores. Un circuito de control para manejar las partes anteriores. Una interface para computadora.

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Propuesta Para el desarrollo de este trabajo propongo que usemos los programas Arduino se considera que son programas que nos permitirán realizar la adquisición de datos sin ningún problema, además ya tenemos experiencia en el manejo de este programa, ya tenemos instalados este software en nuestras computadoras

Arduino Arduino es una plataforma de prototipos electrónica de código abierto, flexible y fácil de usar. Arduino puede captar señales de entrada (analógicas y digitales), procesar dichas señales y ejecutar acciones de control mediante salidas digitales, toda esta acciones de control se realizan basados en la lógica que previamente nosotros hayamos programado en su entorno IDE en código C.

Aunque existen muchas placas de desarrollo con Microcontroladores como Arduino, este nos simplifica el trabajo al momento de trabajar con Microcontroladores.Las placas Arduino son relativamente baratas comparadas con otras plataformas de Microcontroladores. La versión menos cara del módulo Arduino puede ser


Escuela: Ciencias Básicas Tecnología e ingeniería Programa: Ingeniería Electrónica Curso: Sistemas de Adquisición y Acondicionamiento de señales Código : 203050_3 ensamblada a mano, e incluso los módulos de Arduino pre ensamblados cuestan menos de $50.000.

Multiplataforma: El software de Arduino se ejecuta en sistemas operativos Windows, Macintosh OSX y GNU/Linux. La mayoría de los sistemas Microcontroladores están limitados a Windows.

Entorno de programación simple y claro: El entorno de programación de Arduino es fácil de usar para principiantes, pero también resulta flexible para que usuarios avanzados puedan aprovecharlo también. Para profesores, está convenientemente basado en el entorno de programación Processing, de manera que estudiantes aprendiendo a programar en ese entorno estarán familiarizados con el aspecto y la imagen de Arduino.

Código abierto y software extensible: El software Arduino está publicado como herramientas de código abierto, disponible para extensión por programadores experimentados. El lenguaje puede ser expandido mediante librerias C++, y la gente que quiera entender los detalles técnicos pueden hacer el salto desde Arduino a la programación en lenguaje AVR C en el cual está basado.

Código abierto y hardware extensible: El Arduino está basado en Microcontroladores ATMEGA8 y ATMEGA168 de Atmel. Los planos para los módulos están publicados bajo licencia Creative Commons, por lo que diseñadores experimentados de circuitos pueden hacer su propia versión del módulo, extendiéndolo y mejorándolo. Incluso usuarios relativamente inexpertos pueden construir la versión de la placa del módulo para entender cómo funciona y ahorrar dinero.


Escuela: Ciencias Básicas Tecnología e ingeniería Programa: Ingeniería Electrónica Curso: Sistemas de Adquisición y Acondicionamiento de señales Código : 203050_3 CONCLUSIONES

Arduino uno es una opción muy atractiva para desarrollar un proyecto acerca de una adquisición de datos, aparte de ser muy económico este tiene una gran versatilidad, este tiene lo necesario para automatizar un proceso, este posee comunicación serial, entradas y salidas análogas integran un módulo de co nversión A/D y viceversa D/A, entradas y salidas digitales, este cuenta con una amplia gama de información que nos permite automatizar un proceso.


Escuela: Ciencias Básicas Tecnología e ingeniería Programa: Ingeniería Electrónica Curso: Sistemas de Adquisición y Acondicionamiento de señales Código : 203050_3 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Ramírez, F. (2009). Sistema de Adquisición de Datos Análogos y Digitales. Escuela Superior de ingeniería mecánica y eléctrica. Recuperado de: http://hdl.handle.net/10596/5274

Álvarez, A. (2003). Analógico y Digital Básicos. Parallax inc. Recuperado de: http://hdl.handle.net/10596/5271

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