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Trabajo de investigación (primera parte) Estado del arte del trabajo informal en la Ciudad de México.
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UNIVERSIDAD TÉCNICA FEDERICO SANTA MARÍA DEPARTAMENTO DE ELECTRÓNICA
Estado del Arte de Proyecto Proyecto de Titulación Titulación “Unidad repetidora inalámbrica de señales de audio, conexión wif y carga de dispositios móiles!
7iimos en una 8poca especialmente buena para desarrollar productos, sistemas propios, en realidad cual9uier clase de idea 9ue uno tenga3 El área de la electrónica no es la excepción, cada e& se obseran más módulos accesibles a cual9uier persona y cada e& más completos y ersátiles, esto, sumado a la capacidad 9ue se tiene de compartir in2ormación de todo el mundo gracias al internet, 5ace 9ue cual9uier persona con cierta cantidad de conocimientos y ganas de 5acer algo, pueda crear “cual9uier cosa! 9ue se imagine3
TRABAJOS RELACIONADOS
1 En el traba4o del Alumno :orge ;illiams , propone desarrollar una red de sensores inalámbricos destinado a la industria, de los diersos instrumentos y sensores a sala de control3 )a importancia de este traba4o en relación al propio radica en examinar la manera en 9ue se planea ad9uirir los datos, y 9ue se ocupa para luego transmitirlos3 *e utili&a un módulo ?@ee de la serie ;ire Antenna por la relación entre su alcance y precio, 9ue segn 8l, son ideales para el desarrollo de su proyecto, además de tener un consumo y re9uiriendo alimentación m%nima, y a la e& permite el transporte confable de datos entre dispositios remotos3 )uego, para eniar los Bcomandos ATC al módulo ?@ee, el Alumno utili&a una tar4eta Arduino, espec%fcamente la Arduino modelo UD(3 )a escoge debido a su ba4o costo y por9ue dispone de salidas de 3=7> reguladas, 9ue es la tensión 9ue re9uiere ?@ee para traba4ar, por lo 9ue se puede energi&ar directamente la ?@ee desde la placa Arduino3 Además de o2recer enta4as en el alambrado y por su 2ácil programación3 Una de las difcultades durante el desarrollo Fdel prototipoG 2ue la incompatibilidad de los pines de conexión del ?@ee, 9ue tienen una separación de =mm>, con las ranuras de los protoboard 9ue son de unos H=mm>, por lo 9ue 2ue necesario la ad9uisición de una tar4eta adaptadora3 (tra difcultad, se 5i&o presente al conectar los pines de comunicación entre la placa Arduino y el ?@ee, dado 9ue el primero usa H=> en sus pines de entrada6salida y el segundo 3=>, por lo 9ue 2ue necesario otra placa adaptadora para acondicionar la señal3 )a inter2a& gráfca para la medición de sensores en PI, está 5ec5a en Processing, 9ue es un so2tware libre creado por Iasey 'eas y @en #ry3 El programa está basado en :aa, por lo cual 5ereda todas sus 2uncionalidades3 Está pensado para electrónicos, artistas, diseñadores y programadores 9ue 1
Proyecto de Titulación
9uieran expresarse con el lengua4e digital, en2ocado por supuesto a las creaciones art%sticas isuales o instalaciones multimedia3 Al ser un lengua4e en código libre es una 5erramienta alternatia al so2tware propietario, como p5otos5op o Jllustrator3 #inalmente, el autor destaca al fnal de la experiencia la eolución de la electrónica 9ue 5oy permite implementar este tipo de redes de sensores en el área industrial de manera sencillaK el potencial de las distintas aplicaciones 9ue tiene esta tecnolog%aK y el a5orro en licencias para so2tware, dado 9ue los programas necesarios para reali&ar el proyecto son todos de libre disposición3
1 En el traba4o de #elipe Andr8s *erra Almonacid ='E# >, se dispone a crear un afnador digital de guitarra el8ctrica3 *e examina este proyecto, con el fn de erifcar 9ue se utili&a para el mane4o de señales análogas en entornos digitales, 9ue es uno de los temas a tratar en el propio traba4o de t%tulo, y por supuesto, aprender de su experiencia y difcultades3 El escrito plantea la solución del problema paso a paso partiendo por los diagramas de blo9ues básicos y termina desarrollando en detalle los principios enunciados en su primer cap%tulo3 Jncluye tambi8n pruebas con so2tware de edición de audio, una introducción al fltrado digital y su aplicación directa a este proyecto, 4unto con el desarrollo de la parte de 5ardware explicada paso a paso3 Por ltimo, se dedica un cap%tulo a los resultados de la prueba fnal3 *e parte defniendo espec%fcamente 9ue micro1controlador se utili&ará para llear a cabo el traba4o, siendo este el PJI.L#HH/3 M lo escoge por9ue estima 9ue sus caracter%sticas de clocN de -L=+O&>, /-L bytes de memoria *'A+ y @ytes de memoria #)A*O son las adecuadas para llear a cabo su proyecto3 Además, agrega como inter2a& de salida un display )I$ compatible con este micro1controlador BOJTAIOJ O$--QL/C y comenta como enta4a, 9ue es un display de propósito general, y 9ue se suele encontrar 2ácilmente en el comercio3 Iomo difcultad, en el transcurso del desarrollo se percata de lo sensible a los trancientes, y a otras 2uentes de ruido, 9ue son los conersores Analogo6$igital del PJI.L#HH/3 Además 9ue la señal de la guitarra es demasiado tenue para dic5a entrada, y 9ue esta re9uiere una di2erencia de al menos =7> entre el m%nimo y máximo de la señal analógica, por lo 9ue es necesaria una etapa de amplifcación preia al conersor, lo 9ue conllea un nueo set de difcultades, dado 9ue estos amplifcadores operacionales agregan ruido y pueden su2rir de saturación de la señal, lo 9ue agregar%a an 2
Proyecto de Titulación
más armónicos3 En un comien&o se utili&ó conersor A6$ de L bits de resolución, pero se estimó 9ue no era sufciente y se aumentó a ./ bits de resolución3 *in embargo, a9u% se difere un poco este proyecto del m%o, dado 9ue el afnador re9uiere muc5%sima más precisión para aislar los armónicos correctamente, en cambio en el propio traba4o no es necesaria tanta precisión, si se rescata el 5ec5o de 9ue es posible necesitar de una etapa de amplifcación preia al conersor A6$3 #inalmente el autor concluye 9ue si bien el prototipo 2unciona, no está .//R con2orme con la precisión del mismo, y esto se debe en parte a 9ue pudo 5aber utili&ar fltros de mayor orden Fpara aislar las 2undamentalesG, si el micro1controlador 5ubiese tenido más elocidad de procesamiento, además de los problemas de precisión del conersor A6$ Fes de ./ bits máximoG del mismo3 Por lo 9ue la elección del PJI.L#HH/ no 2ue necesariamente la me4or3
1 En el traba4o de :uan , se dispone a reali&ar un estudio acabado de un prototipo 9ue le permita reali&ar mediciones y el control necesario para un estan9ue de agua potable, de manera inalámbrica3 El tema es parecido al primer traba4o mencionado en este in2orme, pero se 9uiere tener cierta ariedad a la 5ora de examinar cómo se resolieron problemas 9ue tengan 9ue er con comunicación inalámbrica, los cuales guardan relación al presente traba4o de t%tulo3 El Alumno :uan Torres, escoge un módulo bluetoot5 llamado Analogblue, y lo elige por su distancia de transmisión, 9ue no abarca muc5o en comparación con otras tecnolog%as unos ./ a / =m>, ampliable 5asta .// =m> mediante el uso de antenas, pero 9ue segn los re9uerimientos de su pro4ecto, dice ser sufciente3 Además, el autor agrega como enta4a, 9ue es una tecnolog%a per2ecta para ser utili&ada en el ámbito industrial debido a 9ue posee una comunicación 9ue anula cual9uier inter2erencia, completando as% felmente cual9uier trans2erencia de datos3 M fnalmente, destaca sus puntos 2uertes" ba4o consumo, m%nimo costo, gran seguridad, fabilidad, 2acilidad de uso, entre otros3 Para interactuar con el módulo bluetoot5, elige un micro1controlador PJI.L#-H, principalmente por sus entradas análogas, 9ue menciona, son 2undamentales para su proyecto, además de otras caracter%sticas t8cnicas 9ue no ale la pena mencionar en estas instancias3 El proyecto de :uan Torres es más bien un estudio acabado de un prototipo, y por lo mismo no se puede concluir muc5o sobre difcultades t8cnicas 9ue pudo 5aber en2rentado, puesto 9ue todo es muy teórico, pero 8l concluye 9ue" “El correcto desarrollo de este dispositio puede crear innumerables 3
Proyecto de Titulación
soluciones para todo tipo de procesos logrando as% aumentar el mercado con productos pe9ueños pero inmensamente potentes y confables capaces de transmitir datos inalámbricamente sin mayores limitaciones!, lo cual se comparte3
1 En un traba4o con4unto reali&ado en la Uniersidad Autónoma Jnd%gena de +8xico ='E# -> se dispone a reali&ar el diseño y construcción de una unidad de control con capacidad de comunicación en mltiples protocolos, en red inalámbrica y cableada, con la fnalidad de desarrollar una unidad de control de procesos poderosa, 2ácil de utili&ar, Sexible y ba4o costo, a tra8s de la cual, sea posible el implementar sistemas de control distribuidos inalámbricos y cableados basados en topolog%as de red aan&adas como estrella, árbol y malla3 Para dotar al sistema de un puerto ;i#i se utili&ó el módulo WIZ610wi de la empresa coreana ;i&net, este módulo proporciona un puente entre comunicación UA'T a inalámbrica JEEE L/3.. b6g3 Este módulo posee el *tacN de TIP6JP implementado en 5ardware y cuenta con un conector U3#) para conectar una antena externa3 #ue necesario 5acer un acondicionamiento de señales para este módulo, puesto 9ue traba4a a 3=>, siendo 9ue el módulo central traba4a a H=>3 Para agregar la inter2a& de comunicación ig@ee, se agrega un módulo ?bee de $igi, en su modo de traba4o más simple Fmodo TransparenteG, 9ue acta como un transceptor de comunicaciones seriales UA'T TT) a inalámbricas igbee3 Est8 módulo comparte la entrada UA'T con el WIZ610wi mencionado anteriormente, y para 5acer esto posible el sistema electrónico cuenta con un selector de puerto de comunicación inalámbrica, el cual es un switc5 entre uno u otro controlador segn se re9uiera3 Iomo módulo central, se utili&a un micro1controlador AT+E
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