TABLA DE CONTENIDO

INTRODUCCION …………………………………………………………………

1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ................................................

1.1 TITULO……………………………………………………………………….

1.2 DEFINICION DEL PROBLEMA ………………………………………….

1.3 JUSTIFICACION ……………………………………………………………

1.3.1 Empresarial …………………………………………………………. 1.3.2 Académica …………………………………………………………...

1.4 OBJETIVOS …………………………………………………………………

1.4.1 Objetivo general …………………………………………………….. 1.4.2 Objetivos específicos ……………………………………………….

1.5 ALCANCES Y LIMITACIONES ……………………………………………

1.5.1 Alcances …………………………………………………………….. 1.5.2 Limitaciones ………………………………………………………….

2. MARCO REFERENCIAL ………………………………………………………..

2.1 ANTECEDENTES ………………………………………………………….

2.2 MARCO CONTEXTUAL …………………………………………………….

2.2.1 Unidad Administrativa Especial del SENA ……………………….. 2.2.2 Cultura Organizacional ……………………………………………… 2.2.3 Regional Nariño ……………………………………………………… 2.2.4 Centro Internacional de Producción Limpia Lope – Pasto ……… 2.2.5 Laboratorio de Electrónica ………………………………………….

2.3 BASE TEORICA …………………………………………………………….

2.3.1 Conceptos de mantenimiento ……………………………………… 2.3.2 Conceptos de comunicación ……………………………………….. 2.3.3 Conceptos de redes y telecomunicaciones ……………………….

2.4 MARCO LEGAL ………………………………………………………………

2.5 ASPECTOS TECNICOS …………………………………………………….

2.5.1 Características funcionales y operacionales de los sistemas operativos y software utilizados a lo largo de la pasantía ……

2.5.1.1 Sistema operativo Linux ………………………………………… 2.5.1.2 Plataforma fedora ……………………………………………….. 2.5.1.3 Software PIKLAB ………………………………………………… 2.5.1.4 Compilador SDCC ……………………………………………….. 2.5.1.5 Sistema operativo Windows Server 2003 …………………….. 2.5.1.6 Software Proteus …………………………………………………. 2.5.1.7 Software Mplab IDE………………………………………………. 2.5.1.8 Software Labview 2009 ………………………………………….. 2.5.1.9 Software M2M studio ……………………………………………

2.5.2 Características funcionales y operacionales de los equipos

transmisores y receptores que pertenecen al sistema de Telemetría del monoplaza del centro LOPE ……………………………………

2.5.2.1 Modem Wavecom Fastrack Supreme 20 ……………………… 2.5.2.2 Modulo RF XBee Pro ……………………………………………. 2.5.2.3 HTC TyTN II ………………………………………………………..

2.5.3 PRGRAMADOR Y DEPURADOR PICKIT3 ……………………….

3. METODOLOGIA ………………………………………………………………….

3.1 Tipo de estudio ………………………………………………………………

3.2 Recolección de información ……………………………………………….

3.2.1 Fuentes primarias …………………………………………………… 3.2.2 Fuentes secundarias ………………………………………………..

3.3 Desarrollo de la Pasantia …………………………………………………..

3.3.1 Habilitar el servidor y realizar mantenimiento a los equipos del laboratorio de electrónica para el uso eficiente de recursos del ambiente ………………………………………………………………

3.3.1.1 Asignación y preparación estación base …………………….. 3.3.1.2 Equipo servidor ………………………………………………….. 3.3.1.3 Mantenimiento equipos de laboratorio de electrónica ………

3.3.2 Incorporar el sistema operativo Linux a la formación de electrónica

en el Centro …………………………………………………………..

3.3.2.1 Descripción del sistema operativo Linux y laboratorio electrónico de fedora ………………………………………………………….

3.3.2.2 Ambiente de desarrollo del software PIKLAB ……………….

3.3.3 Incorporar software de diseño electrónico al laboratorio de electrónica del centro de formación …………………………….

3.3.3.1 Compilador SDCC y software PROTEUS ……………………. 3.3.3.2 Software Mplab y hardware PICkit3 ……………………………

3.3.4 Brindar asesoría en la ejecución de los proyectos relacionados con automatismos mecatronicos ……………………………………

3.3.4.1 Control de ambiente de cuyes ……………………………….. 3.3.4.1.1 Sensor de temperatura LM35 ……………………………. 3.3.4.1.2 Comparador LM-311 ………………………………………. 3.3.4.1.3 Display LCD 2x16 …………………………………………. 3.3.4.1.4 Teclado matricial 3 x 4 ………………………………….. 3.3.4.1.5 Microcontrolador PIC 16f84 ………………………………. 3.3.4.1.6 Conversor Análogo/Digital ………………………………… 3.3.4.1.7 Programación teclado matricial …………………………… 3.3.4.1.8 Etapa de sensado con el LM-35 ………………………….. 3.3.4.1.9 Entrada de referencia ……………………………………….

3.3.4.2 Sistema de Telemetría y Telecontrol del monoplaza

FORSENAR ……………………………………………………….. 3.3.4.2.1 Telemetría y Telecontrol …………………………………….. 3.3.4.2.2 Descripción del sistema de Telemetría y Telecontrol …… 3.3.4.2.3 Configuración y programación del microcontrolador 18f4550 . 3.3.4.2.4 Configuración del modem celular Fastrack Supreme 20 … 3.3.4.2.5 Configuración módulos XBee Pro …………………………… 3.3.4.2.6 Programación de la aplicación visual de adquisición de datos

en Labview ………………………………………………………. 3.3.4.2.7 Diseño e implementación de la tarjeta de adquisición ……. 3.3.4.2.8 Pruebas y resultados del sistema de Telemetría y Telecontrol 3.3.4.2.9 Instalación del sistema de Telemetría ………………………...

3.3.5 Realizar jornadas de capacitación dictando seminarios informativos

sobre sistemas y redes de comunicación, RF, GSM, GPS y desarrollo del sistema de Telemetría formula SENA Nariño …….

3.3.6 Elaborar y entregar informes parciales mensuales y un informe final

que contenga el desarrollo de las actividades realizadas en el transcurso de la pasantía …………………………………………..

3.3.7 Sustentar el cumplimiento de las actividades desarrolladas en la

pasantía, ante la comunidad de Ingeniería Electrónica de la Universidad Francisco de Paula Santander ………………………..

3.3.8 Participación en actividades complementarias llevadas a cabo

durante el transcurso de la pasantía ……………………………….

4. RECURSOS .........................................................................................

4.1 Recursos humanos ………………………………………………………….

4.2 Recursos institucionales ……………………………………………………

4.3 Recursos materiales ………………………………………………………..

5. PRESUPUESTO .................................................................................

6. CONCLUSIONES ………………………………………………………………..

7. RECOMENDACIONES ………………………………………………………….

BIBLIOGRAFIA ........................................................................................

ANEXOS ………………………………………………………………………………

LISTA DE FIGURAS

Figura 1. Regionales del SENA en Colombia Figura 2. Organigrama Figura 3. Vista Satelital del Centro Internacional de Producción Limpia

LOPE

Figura 4. Laboratorio de electrónica- Centro LOPE Figura 5. Logotipo de Linux Figura 6. Esquema laboratorio electrónico Fedora Figura 7. Software de programación de pic PIKLAB Figura 8. Logotipo sistema operativo Windows server 2003 Figura 9. Logotipo software de simulación y diseño electrónico

PROTEUS Figura 10. Logotipo software MPLAB Figura 11. Logotipo software LabView Figura 12. Logotipo software M2M studio Figura 13. Modem celular fastrack supreme 20 Figura 14. Arquitectura del modulo Fastrack supreme 20 Figura 15. Cable conector de alimentación Figura 16. Señales del enlace serial RS-232 Figura 17. Conector DB 15 del modulo fastrack supreme 20 Figura 18. Conector SMA en el fastrack supreme 20 Figura 19. Antena GSM/GPRS para modulo celular de 4 bandas con

conector SMA Figura 20. Antena GPS para modulo IESM GPS USB de fastrack supreme Figura 21. Tarjeta de expansión IESM_GPS_USB Figura 22. Modulo RF XBee PRO Figura 23. Conexión mínima de la XBee Figura 24. HTC TyTN II Figura 25. Programador para microcontroladores PICkit3 Figura 26. Estación base. Figura 27. Red de área local LAN con switch Figura 28. Logotipo VMware Figura 29. Esquematico de circuitos en Fedora Figura 30. Simualcion en platoforma Fedora Figura 31. Ambiente de desarrollo de Piklab Figura 32. Integración ISIS proteus y SDCC Figura 33. Encadenamiento SDCC

Figura 34. Codigo fuente en notepad++ Figura 35. Ventana cmd lista para compilacion Figura 36. Comandos en ventana cmd para depurar y enlazar Figura 37. Comandos en ventana cmd para creación de archivos de

simulación y descarga

Figura 38. Ventana de herramientas del simulador Proteus Figura 39. Código fuente importado a ISIS Figura 40. Esquema del circuito en ISIS Proteus Figura 41. Ventana MPLAB para importar código fuente Figura 42. Selección del programador PICkit3 Figura 43. Descarga de código fuente por medio del programador PICkit3 Figura 44. Diagrama de bloques del control de ambiente de cuyes Figura 45. Sensor de temperatura LM-35 Figura 46. Comparador LM-311 Figura 47. Lcd 2x16 Figura 48. Teclado matricial 3x4 Figura 49. Microcontrolador PIC 16f84 Figura 50. Diseño preliminar del hardware Figura 51. Diagrama de flujo del teclado matriicial Figura 52. Comportamiento del LM-35 Figura 53. Etapa de sensado y ajuste de temperatura Figura 54. Circuito de referencia Figura 55. Equipo de telemetría y telecontrol FORSENAR Figura 56. Proceso de telemetría Figura 57. Sistema de transmisión de datos al servidor Figura 58. (a) sensor SRF04, (b) sensor GP2Y0A02YK, (c) sensor IS471F

(d) sensor TGS3870, (e) sensor SHT71, (f) sensor DS18S20 (g) acelerómetro MMA7260QT

Figura 59. Distribución de pines del PIC 18f4550 Figura 60. Diagrama de bloques del microcontrolador 18f4550 Figura 61. Pasos para la instalación del driver

Figura 62. Entorno de trabajo de la herramienta de programación CCS Figura 63. Diagrama de flujo principal del microcontrolador de

procesamiento de datos Figura 64. Diagrama de flujo del estado inicio. Figura 65. Diagrama de flujo del estado adquisición de datos Figura 66. Diagrama de flujo de la rutina de desborde Figura 67. Diagrama de flujo de la rutina adquisición de aceleración Figura 68. Diagrama de flujo de la rutina entrada digital Figura 69. Diagrama de flujo de la rutina activación USB Figura 70. Maquina de estados de toma de decisiones Figura 71. Diagrama de flujo del estado toma de decisiones. Figura 72. Diagrama de flujo de la rutina orden lista Figura 73. Diagrama de flujo de la rutina de espera Figura 74. Diagrama de flujo de la rutina de ejecución de comando Figura 75. Diagrama de flujo de la rutina de verificación de comando Figura 76. Diagrama de flujo de la rutina confirmación de PC Figura 77. Diagrama de flujo de la rutina de fallas del estado de toma de

decisiones Figura 78. Diagrama de flujo del estado de actualización de salidas

Figura 79. Diagrama de flujo del estado de fallas generales. Figura 80. Diagrama de flujo del estado de reposo Figura 81. Maquina de estados de comunicación Tarjeta-PC. Figura 82. Diagrama de flujo del estado de inicio de comunicación. Figura 83. Diagrama de flujo del estado de espera de comunicación. Figura 84. Maquina de estados para tratamiento de eventos Figura 85. Diagrama de flujo del estado de tratamiento de eventos Figura 86. Diagrama de flujo del estado de envió de comunicación. Figura 87. Diagrama de flujo del estado de falla de comunicación. Figura 88. Esquema general de la tarjeta de adquisición de datos Figura 89. Transmisión de catos cliente servidor con el modem celular Figura 90. Comunicación entre el modulo Fastrack Supreme 20 y una

aplicación externa Figura 91. Diagrama de flujo conexión modem Figura 92. Maquina de estado para la conexión a la red del modem Figura 93. Diagrama de flujo de conexión a red GPRS Figura 94. Tarjeta de expansión IESM_GPS_USB Figura 95. Software para dispositivos embebidos M2M Studio Figura 96. Puntos de localización entregados por el GPS Figura 97. Configuración punto a punto módulos XBee Pro Figura 98. Ambiente de desarrollo del software X-CTU Figura 99. Comunicación con tarjeta Figura 100. Configuración VISA Figura 101. Diagrama de estados para porgramacion de la aplicación de

monitoreo de componentes en Stechart Figura 102. Aplicación visual de monitoreo Figura 103. Representación numérica de los diversos sensores en el

monoplaza Figura 104. Representación grafica de los datos obtenidos del

monoplaza Figura 105. Circuito esquemático del GPS A1080 Figura 106. Modulo GPS A1080 en PCB Figura 107. Modulo GPS A1080 en 3D Figura 108. Circuito esquemático del hardware para el acelerómetro Figura 109. Tarjeta final del acelerómetro en PCB Figura 110. Tarjeta de acelerómetro en 3D Figura 111. Circuito esquemático de la tarjeta de adquisición de datos Figura 112. Tarjeta final del PIC en PCB Figura 113. Tarjeta final del PIC vista en 3D Figura 114. Tarjeta de adquisición terminada Figura 115. Tarjetas de adquisición de datos y acelerómetro Figura 116. Sistema de telemetría y computador servidor Figura 117. Pruebas de la tarjeta de adquisición a través de hyperterminal Figura 118. Configuración de modem Figura 119. Acceso a la red GPRS

Figura 120. Compilación y descarga de la aplicación GPS Figura 121. Configuración módulos XBee Pro en el software X-CTU Figura 122. Implementación de las tarjetas para pruebas Figura 123. Ubicación de tarjeta y batería Figura 124. Ubicación sensor de proximidad Figura 125. Ubicación sensor de suspensión Figura 126. Ubicación sensor temperatura radiador Figura 127. Ubicación sensor de gases Figura 128. Ubicación sensor temperatura y humedad Figura 129. Ubicación sensor de recorrido Figura 130. Detección de obstáculos Figura 131. Datos del sensor de recorrido Figura 132. Datos del sensor de temperatura y humedad Figura 133. Datos del sensor de suspensión Figura 134. Registro histórico de desempeño de variables Figura 135. Desempeño de todas las variables del sistema Figura 136. Estado de variables ambientales y de trabajo Figura 137. Vista general de las variables medidas Figura 138. Instalación de la tarjeta principal en el vehículo Figura 139. Ubicación de la tarjeta de adquisición Figura 140. Instalación sensores de suspensión delantera Figura 141. Instalacion del modulo XBee Pro en el vehiculo Figura 142. Tirado y canalizacion de cables Figura 143. Instalacion sensor de proximidad trasera Figura 144. Instalacion sensor de recorrido Figura 145. Instalacion sensor temperatura del motor Figura 146. Instalación sensor temperatura radiador y gases Figura 147. Pruebas del sistema ya implementado en el vehiculo Figura 148.Sistema de telemetría y telecontrol implementado y vehiculo

listo para competencia

LISTA DE TABLAS

Tabla 1. Pines del conector de alimentación Tabla 2. Pines del DB15 Tabla 3. Características antena GSM/GPRS Tabla 4. Características antena GPS Tabla 5. Rango de frecuencia que soporta la antena Tabla 6. Características básicas de IESM_GPS_USB Tabla 7. Características básicas del fastrack supreme 20 Tabla 8. Resumen de comandos de programación Tabla 9. Especificaciones técnicas Tabla 10. Rangos de sensibilidad del acelerómetro Tabla 11. Características del microcontrolador 18f4550 Tabla 12. Funciones para la gestión de RTOS en CCS Tabla 13. Cuadro de materiales Tabla 14. Cuadro de presupuesto

LISTA DE ANEXOS

Anexo A. PROGRAMACION DEL SISTEMA DE TELEMETRIA EN LABVIEW

Anexo B. ELABORACION DE IMPRESOS DEL SISTEMA DE TELEMETRIA

Anexo C. PRESENTACION DE PLANCHAS RF, GPS, GSM/GPRS

Anexo D. CONVENIO DE APOYO INTERINSTITUCIONAL

Anexo E. CERTIFICADO DE ASISTENCIA AL PROYECTO FORMULA

Acrónimos en ingles utilizados en la Pasantía

3GSM Third-generation Services for GSM (Servicios de Tercera Generación para GSM)

ADC Analog-to-Digital Converter (Convertidor Análogo Digital)

A-GPS Assisted GPS (GPS Asistido)

APN Access Point Name (Nombre del Punto de Acceso)

ASCII American Standard Code for Information Interchange (Código

Estadounidense Estandarizado para el Intercambio de Información)

AT Attention (Comandos para atención de modem)

BIT Binary Digit (Digito Binario)

BSC Base Station Controller (Controlador de Estación Base)

BSS Base Station Subsystem (Sub-sistema de Estación Base)

BTS Base Transceiver Station (Estación Base Transceptora)

CDMA Code Division Multiple Access (Acceso Múltiple por División de Código)

DHCP Dynamic Host Configuration Protocol (Protocolo de Configuracion

Dinamica de Servidores)

DNS Domain Name System (Sistema de Nombre de Dominio)

EDGE Enhanced Data for a Global Enviroment (Datos Mejorados para un

Ambiente Global)

FIFO First in, First out (Primero en entrar, Primero en salir)

FTP File Transfer Protocol (Protocolo de Transferencia de Archivos)

GGSN Gateway GPRS Support Node (Puerta de Enlace del Nodo de

Soporte GPRS)

GNSS Global Navigation Satellite Systems (Sistema Global de Navegación por Satélite)

GPRS General Packet Radio Service (Servicio General de Paquetes por

Radio)

GPS Global Positioning System (Sistema de Posicionamiento Global) GSM Global System for Movile Communications (Sistema Global de

Comunicaciones Móviles)

HTTP Hypertext Transfer Protocol (Protocolo de transferencia de Hiper- texto)

IDE Integrated Development Enviroment (Ambiente Integrado de

Desarrollo)

IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers (Instituto de

Ingenieros Eléctricos y Electrónicos)

IP Internet Protocol (Protocolo de Internet)

LAN Local Area Network (Red de Área Local)

M2M Machine-to-Machine (Maquina a Maquina)

MAC Media Access Control (Control de Acceso al Medio)

MODEM MOdulator/DEModulator (MOdulador/DEModulador)

MS Mobile Station (Estación Móvil)

MSC Mobile Services Switching Center (Centro de Conmutación y Servicios Móviles)

OSI Open Systems Interconnection (Interconexión Abierta entre

Sistemas)

PAN Personal Area Network (Red de Área Personal)

PDP Packet Data Protocol (Protocolo de Datos por Paquete)

PIN Personal Identification Number (Numero de Identificación Personal)

PPP Point-to-Point Protocol (Protocolo Punto a Punto)

RF Radio Frequency (Radio Frecuencia)

SCI Serial Communications Interface (Interfaz Serial de Comunicaciones)

SGSN Serving GPRS Support Node (Servidor de Nodo de Soporte GPRS)

SIM Subscriber Identity Module (Modulo de Identidad del Suscriptor)

SMS Short Message Service (Servicio de Mensajes Cortos)

TCP Transfer Control Protocol (Protocolo de Control de Transferencia)

TDMA Time Division Multiple Access (Acceso Múltiple por División de

Tiempo)

USB Universal Serial Bus (Bus Universal en Serie)

WAN Wide Area Network (Red de Área Amplia)

W-CDMA Wideband – Code Division Multiple Access (Múltiple Acceso por

División de Tiempo)

INTRODUCCION

El Servicio Nacional de Aprendizaje - SENA, está encargado de cumplir la función que corresponde al Estado de invertir en el desarrollo social y técnico de los trabajadores colombianos, ofreciendo y ejecutando la Formación Profesional, para la incorporación y el desarrollo de las personas en actividades productivas que contribuyan al desarrollo social, económico y tecnológico del país.

Dentro del Servicio Nacional de Aprendizaje –SENA regional Nariño se encuentra el centro de formación llamado CENTRO INTERNACIONAL DE PRODUCCION LIMPIA- LOPE uno de los objetivos de este centro de formación es innovar permanentemente las estrategias y metodologías de aprendizaje, de acuerdo con las tendencias tecnológicas y las necesidades sociales, para lograr productividad, competitividad, equidad y contribuir con el desarrollo del país.

Este centro de formación está conformado por distintos departamentos, que para efectos de esta pasantía los indicados a los que se enfoco el trabajo realizado fueron: el departamento de electrónica, mecatrónica y robótica los cuales llevan a cabo una variedad de proyectos con enfoques nacionales donde la asistencia técnica en el mantenimiento, asesorías, seminarios y demás acciones relacionadas con la aplicación de los conceptos de ingeniería electrónica sirvieron de base como práctica profesional, además de aplicar las técnicas de automatización industrial y telecomunicaciones para fomentar e incentivar a los aprendices el conocimiento.

El siguiente informe contiene los elementos que describen el procedimiento que se siguió en la realización de la PASANTÍA ASESORIA FORMATIVA Y APOYO EN EL DESARROLLO DE PROYECTOS DE AUTOMATISMOS MECATRÓNICOS DEL CENTRO INTERNACIONAL DE PRODUCCIÓN LIMPIA LOPE DE SENA REGIONAL NARIÑO, las personas y entidades que participaron en este proyecto desarrollado en la modalidad de pasantía para desarrollar actividades especificas en el tiempo programado.

Dicho Programa de Prácticas tuvo como objetivo fundamental establecer un espacio de acercamiento entre estudiantes universitarios y el mundo laboral, a través de la ejecución de funciones reales de un puesto de trabajo y el desarrollo de proyectos de mejora en la institución.

1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

1.1 TITULO

PASANTÍA ASESORIA FORMATIVA Y APOYO EN EL DESARROLLO DE PROYECTOS DE AUTOMATISMOS MECATRÓNICOS DEL CENTRO INTERNACIONAL DE PRODUCCIÓN LIMPIA LOPE DE SENA REGIONAL NARIÑO.

1.2 DEFINICION DEL PROBLEMA

El SENA ofrece sus servicios a la comunidad de formación profesional integral, orientación y capacitación para el empleo; apoyo al desarrollo empresarial; servicios tecnológicos para el sector productivo, y apoyo a proyectos de innovación, desarrollo tecnológico y competitividad. Además de complementar su participación en actividades de investigación y desarrollo tecnológico, ocupacional y social, mantenerse a la vanguardia de los procesos internacionales, y actualizarse en procesos pedagógicos, tecnológicos y administrativos para responder con eficiencia y calidad a los cambios y exigencias de la sociedad actual.

Para que los procesos se desarrollen de forma adecuada es necesario contar con asesorías que acompañen la ejecución de los proyectos de forma conceptual y técnica, incluyendo el mantenimiento de los equipos electrónicos y mecanismos, la creación y administración de sistemas de trabajo, el aprovechamiento de programas y herramientas tecnologías además de la constante actualización y capacitación mediante los cursos de formación dictados y los seminarios de temas de interés actual y necesario para complementar su conocimientos.

El establecimiento de metodologías de aprendizaje de forma productiva y competitiva, de acuerdo a las tendencias tecnológicas de cada día y las necesidades de las empresas y los trabajadores, implica que las maquinas y sistemas informáticos estén actualizados y funcionando correctamente y de un recurso humano capacitado para cada fin.

Los objetivos y funciones programados por la institución para el fomento de la formación profesional, se desarrollan planteando el problema con la siguiente pregunta.

¿Qué acciones es necesario llevar a cabo con el fin de participar y apoyar las actividades técnicas y proyectos de automatismos mecatrónicos, del Centro Internacional de Producción Limpia Lope de SENA regional Nariño?

1.3 JUSTIFICACION

1.3.1 Empresarial. Para que el Servicio Nacional de Aprendizaje – SENA, preste los servicios a la comunidad garantizando resultados que sean de aprovechamiento para la sociedad en general y para el personal encargado, es necesario que los equipos funcionen correctamente y la ejecución de los proyectos sean asesorados por una persona capacitada en los temas adecuados, como son la automatización, medición, adquisición de datos, entre otros.

El análisis inicial del estado de los equipos y el mantenimiento de los mismos evita grandes errores en los resultados finales de la realización de los proyectos. De la misma forma las asesorías y capacitaciones en temas de interés para los participantes, que permitan encontrar las mejores soluciones a los inconvenientes que se puedan presentar y plantear mejores alternativas conceptuales y prácticas. La interacción con los sistemas informáticos y electrónicos, es preciso para posibilitar la eficiencia en el desarrollo de los procesos.

La presente Pasantía busca que mediante la capacitación, asesoramiento, mantenimiento, seguimiento y apoyo técnico, se disminuyan los errores de tipo electrónico y mecatrónico, y además que el pasante aprenda de las experiencias y se instruya en los procesos pertinentes para llevarse a cabo profesionalmente

1.3.2 Académica. La práctica profesional de un ingeniero lo capacita para defenderse en el ámbito laboral antes de iniciar sus trabajos ejerciendo como profesional. La aplicación de conceptos y técnicas aprendidas durante su formación para cada situación que se presente durante la pasantía, contando con la colaboración y asesoría de personas capacitadas como son el director, ingeniero de la Universidad Francisco de Paula Santander y el codirector, ingeniero del Servicio Nacional de Aprendizaje, SENA.

La revisión oportuna y el mantenimiento de los equipos, como la preparación de los seminarios de capacitación, permitirán ganar experiencia y adquirir conocimientos para desenvolverse profesionalmente e interactuar con las herramientas y el personal relacionado con la ingeniería electrónica.

Hacer parte del personal de una institución como el SENA regional Nariño, le posibilita a la universidad crear y fortalecer vínculos con las empresas a nivel nacional dando a conocer el nivel académico y humano de los estudiantes que se forman en ella.

1.4 OBJETIVOS

1.4.1 Objetivo general.

Apoyar en la asesoría formativa y el desarrollo de proyectos de automatismos mecatrónicos del Centro Internacional de Producción Limpia Lope de SENA Regional Nariño.

1.4.2 Objetivos específicos.

Habilitar el servidor1 y realizar mantenimiento a los equipos del laboratorio de electrónica para el uso eficiente de recursos del ambiente.

Incorporar el sistema operativo LINUX2 a la formación de electrónica en el centro.

Incorporar software de diseño electrónico al laboratorio de electrónica

del centro de formación.

Brindar asesoría en la ejecución de los proyectos relacionados con automatismos mecatrónicos.

Realizar jornadas de capacitación dictando seminarios informativos

sobre sistemas y redes de comunicación, RF3, GSM4, GPS5 y Desarrollo del sistema de telemetría Formula SENA Nariño. .

Elaborar y entregar informes parciales mensuales y un informe final que contenga el desarrollo de las actividades realizadas en el transcurso de la pasantía.

Sustentar el cumplimiento de las actividades desarrolladas en la

pasantía, ante la comunidad de Ingeniería Electrónica de la Universidad Francisco de Paula Santander.

1

Ordenador de gran potencia que se encarga de prestar un servicio a otros ordenadores que se conectan a él. 2

Sistema operativo tipo UNIX que utiliza la combinación de nucleó o kernel libre. 3

Espectro de radiofrecuencia 4

Sistema global para las comunicaciones móviles. 5

Sistema de posicionamiento global.

6 Medición remota de magnitudes físicas y posteriores envió de la información hacia el operador del sistema.

1.5 ALCANCES Y LIMITACIONES Los alcances y limitaciones que se presentaron en el desarrollo de esta pasantía en las actividades técnicas, elaboración de seminarios y asesoría de proyectos a implementar en el área de Automatismos Mecatronicos fueron los siguientes.

1.5.1 Alcances.

Conocimiento de automatismos mecatronicos, que se llevan a cabo en

el Centro Internacional de Producción Limpia – LOPE, para la elaboración de proyectos de competencia nacional.

Conocimiento de nuevos sistemas operativos, software de

programación y herramientas electrónicas que se encuentran en los laboratorios del Centro de Formación para el desarrollo de prototipos y proyectos a gran escala.

Análisis sobre los requerimientos para una posible implementación del

sistema de telemetría6 de un monoplaza.

Experiencia en diseño e instalaciones de dispositivos electrónicos con

los que se conto al momento de ejecutar los diversos proyectos del Centro de Formación.

Experiencia en elaboración y desarrollo de conferencias con enfoques

electrónicos.

1.5.2 Limitaciones.

Los equipos requieren un manejo adecuado por personas capacitadas

para minimizar los errores y agilizar los procesos, y aunque una de las funciones del SENA es brindar la enseñanza adecuada a los aprendices, la manipulación de los equipos por parte de ellos no posibilitará un trabajo totalmente eficiente.

Los proyectos dependen de los recursos humanos, institucionales y

económicos necesarios para su ejecución, para lo cual están sujetos al análisis de presupuesto y prioridad corriendo el riesgo de no aprovechar el personal encargado en un tiempo prudencial y perdiendo el control sobre los mismos cuando las responsabilidades en las actividades pasan por diferentes personas,

7 Organización Internacional del Trabajo, Creada por el tratado de Versalles en 1919

2. MARCO REFERENCIAL

Dentro del marco referencial esta, contenido el marco contextual de la empresa donde se realizo esta pasantía, así como el antecedente que se encontró y que hace referencia al propósito de este proyecto.

2.1 ANTECEDENTES

A continuación se presenta una breve descripción de una pasantía realizada en este centro de formación orientada al tema de desarrollo de esta pasantía.

CHAMORRO ORTEGA, Javier Humberto, Pasantía en Asesoría Formativa y Técnica en los Programas de Tecnología en Electrónica Industrial y Automatización Industrial del SENA regional Nariño

Pasante de la Facultad de Ingeniería Electrónica de la Universidad de Nariño. Esta pasantía realizada en septiembre de 2006 y prolongada hasta abril de 2007, se centro en la asesoría a los practicantes vinculados al centro de formación. Para proponer ideas de proyectos que serian opción de grado de los practicantes y posteriormente brindarles los conocimientos de ingeniería electrónica para llevar a cabo la culminación de los mismos, haciendo un seguimiento minuciosos a cada una de las fases de estos proyectos. Aparte de que también se realizaran labores de mantenimiento técnico a los equipos electrónicos del laboratorio del Centro de Formación.

2.2 MARCO CONTEXTUAL

A continuación se hace una presentación del Instituto Nacional de Aprendizaje SENA, donde se encuentra su organización, objetivo, misión, visión funciones y una reseña histórica.

2.2.1 UNIDAD ADMINISTRATIVA ESPECIAL DEL SENA

Naturaleza Jurídica del SENA

El Servicio Nacional de Aprendizaje (SENA) creado en 1957 como resultado de la iniciativa conjunta de los trabajadores organizados, los empresarios, la

iglesia católica y la OIT7, es un establecimiento público del orden nacional, con personería jurídica, patrimonio propio e independiente y autonomía administrativa, adscrito al Ministerio de la Protección Social de la República de Colombia.

El SENA cumple la función que le corresponde al Estado de invertir en el desarrollo social y técnico de los trabajadores colombianos, ofreciendo y ejecutando la formación profesional integral para la incorporación de las personas en actividades productivas que contribuyan al crecimiento social, económico y tecnológico del país, conforme al artículo 16 de la ley 344 de 1996

Además de la formación profesional integral, impartida a través de los Centros de Formación, brinda servicios de Formación continua del recurso humano vinculado a las empresas, en este caso a la universidad; información; orientación y capacitación para el empleo; apoyo al desarrollo empresarial; servicios tecnológicos para el sector productivo, y apoyo a proyectos de innovación, desarrollo tecnológico y competitividad. Conforme al artículo 2 de ley 1064 de 26 de julio de 2006.

El SENA es un establecimiento público, con financiamiento propio derivado de los aportes parafiscales de los empresarios, que ofrece instrucción gratuita a millones de personas que se benefician con programas de formación complementaria y titulada y jalona el desarrollo tecnológico para que las empresas del país sean altamente productivas y competitivas en los mercados globalizados.

2.2.2 CULTURA ORGANIZACIONAL

Objetivos.

El Servicio Nacional de Aprendizaje, SENA, tiene los siguientes objetivos:

Dar formación profesional integral a los trabajadores de todas las actividades económicas, y a quienes sin serlo, requieran dicha formación, para aumentar por ese medio la productividad nacional y promover la expansión y el desarrollo económico y social armónico del país, bajo el concepto de equidad social redistributiva.

Fortalecer los procesos de formación profesional integral que contribuyan al

desarrollo comunitario a nivel urbano y rural, para su vinculación o promoción en actividades productivas de interés social y económico.

Apropiar métodos, medios y estrategias dirigidos a la maximización de la

cobertura y la calidad de la formación profesional integral.

Participar en actividades de investigación y desarrollo tecnológico,

ocupacional y social, que contribuyan a la actualización y mejoramiento de la formación profesional integral.

Propiciar las relaciones internacionales tendientes a la conformación y operación de un sistema regional de formación profesional integral dentro de las iniciativas de integración de los países de América Latina y el Caribe.

Actualizar, en forma permanente, los procesos y la infraestructura

pedagógica, tecnológica y administrativa para responder con eficiencia y calidad a los cambios y exigencias de la demanda de formación profesional integral.

Misión.

El Servicio Nacional de Aprendizaje (SENA) se encarga de cumplir la función que le corresponde al Estado de invertir en el desarrollo social y técnico de los trabajadores colombianos, ofreciendo y ejecutando la Formación Profesional Integral gratuita, para la incorporación y el desarrollo de las personas en actividades productivas que contribuyan al desarrollo social, económico y tecnológico del país.

Visión.

El SENA será una organización de conocimiento para todos los colombianos, innovando permanentemente en sus estrategias y metodologías de aprendizaje, en total acuerdo con las tendencias y cambios tecnológicos y las necesidades del sector empresarial y de los trabajadores, impactando positivamente la productividad, la competitividad, la equidad y el desarrollo del país

Funciones.

Son funciones del Servicio Nacional de Aprendizaje, SENA, las siguientes:

Impulsar la promoción social del trabajador, a través de su formación

profesional integral, para hacer de él un ciudadano útil y responsable, poseedor de valores morales éticos, culturales y ecológicos.

Velar por el mantenimiento de los mecanismos que aseguren el

cumplimiento de las disposiciones legales y reglamentarias, relacionadas con el contrato de aprendizaje.

Organizar, desarrollar, administrar y ejecutar programas de formación

profesional integral, en coordinación y en función de las necesidades sociales y del sector productivo.

Velar porque en los contenidos de los programas de formación profesional se mantenga la unidad técnica.

Crear y administrar un sistema de información sobre oferta y demanda

laboral.

Adelantar programas de formación tecnológica y técnica profesional, en los

términos previstos en las disposiciones legales respectivas.

Diseñar, promover y ejecutar programas de formación profesional integral

para sectores desprotegidos de la población.

Dar capacitación en aspectos socio-empresariales a los productores y

comunidades del sector informal urbano y rural.

Organizar programas de formación profesional integral para personas

desempleadas y subempleadas y programas de readaptación profesional para personas discapacitadas.

Expedir títulos y certificados de los programas y cursos que imparta o

valide, dentro de los campos propios de la formación profesional integral, en los niveles que las disposiciones legales le autoricen.

Desarrollar investigaciones que se relacionen con la organización del

trabajo y el avance tecnológico del país, en función de los programas de formación profesional.

Asesorar al Ministerio de Trabajo y Seguridad Social en la realización de

investigaciones sobre recursos humanos y en la elaboración y permanente actualización de la clasificación nacional de ocupaciones, que sirva de insumo a la planeación y elaboración de planes y programas de formación profesional integral.

Asesorar al Ministerio de Educación Nacional en el diseño de los programas

de educación media técnica, para articularlos con la formación profesional integral.

Prestar servicios tecnológicos en función de la formación profesional

integral, cuyos costos serán cubiertos plenamente por los beneficiarios, siempre y cuando no se afecte la prestación de los programas de formación profesional.

Principios, Valores y compromisos Institucionales

La actuación ética de de la comunidad institucional se centra en los siguientes principios valores y compromisos.

Principios.

Cada día de trabajo se rige de acuerdo a unos principios que deben conocer todas las personas relacionadas con el SENA, como:

Primero la vida La dignidad del ser humano La libertad con responsabilidad El bien común prevalece sobre los intereses particulares Formación para la vida y el trabajo

Valores.

Respeto Librepensamiento y actitud crítica Liderazgo Solidaridad Justicia y equidad Transparencia Creatividad e innovación

Compromiso institucional.

El verdadero compromiso de cumplir con el carácter social que aporte a la comunidad, tomando consciencia de:

Convivencia pacífica Coherencia entre el pensar, el decir y el actuar Disciplina, dedicación y lealtad

Promoción del emprendimiento8 y el empresarismo

Responsabilidad con la sociedad y el medio ambiente Honradez

Calidad en la gestión

8

Genera beneficios económicos a la par de tener un enfoque desarrollado en potenciar el bienestar humano

que trascienda lo económico

Reseña Histórica

En el año 1957, Rodolfo Martínez Tono tuvo la idea concebida a la orilla del lago Leman, en Suiza, durante una cena con Francis Blanchard, director de la División de Formación, de la Organización Internacional del Trabajo (OIT), que se transformo en el SENA. Blanchard le propuso crear una organización descentralizada del Estado y con financiación autónoma. Martínez, lo expuso ante el entonces Ministro de Trabajo, Raimundo Emiliani Román.

El Consejo de Ministros con la revisión de un comité asesor, le dio la aprobación. Así, el SENA nació durante el Gobierno de la Junta Militar, posterior a la renuncia del general Gustavo Rojas Pinilla, mediante el Decreto- Ley 118, del 21 de junio de 1957.

Sus funciones, definidas en el Decreto 164 del 6 de agosto de 1957, eran brindar formación profesional a los trabajadores, jóvenes y adultos de la industria, el comercio, la agricultura, la minería y la ganadería. Así mismo, su fin era proporcionar instrucción técnica al empleado, formación acelerada para los adultos y ayudarles a los empleadores y trabajadores a establecer un sistema nacional de aprendizaje. Además, organizar y mantener la enseñanza teórica y práctica relacionada con diferentes oficios; seleccionar los candidatos al aprendizaje; realizar cursos complementarios de preparación, perfeccionamiento y adiestramiento para trabajadores técnicos; y contribuir con el desarrollo de investigaciones relacionadas con la organización científica, entre otras.

La entidad tripartita, en la cual participarían trabajadores, empleadores y Gobierno, se llamó Servicio Nacional de Aprendizaje (SENA) y surgió en el momento indicado. La industria pretendía conquistar nuevos mercados y necesitaba más trabajadores y mejor calificados, métodos modernos y cambios drásticos en la productividad. El nombre, SENA, lo escogió Martínez Tono, quien admiraba el río Sena que cruza a París, donde estudió aspectos relacionados con la formación profesional.

En 1957 empezó a sesionar el Consejo Directivo Nacional, por espacio de tres

años. Organizaciones sindicales como la CTC9 y UTC10, respaldaron al SENA para que cumpliera un papel fundamental en el desarrollo del país.

9 Confederación de Trabajadores de Colombia

10 Unión de Trabajadores de Colombia

Las primeras clases se dictaron en las aulas del Politécnico Central y de la Universidad Nacional. También en improvisadas carpas de circos levantadas en ciudades y municipios, con el fin de ampliar su cobertura.

Durante los primeros meses se establecieron las estructuras seccionales en los diversos departamentos. Ese año también nacieron las seccionales de Cundinamarca, Antioquia, Valle, Atlántico, Bolívar, Nariño, Cauca y Magdalena. Los departamentos restantes tuvieron sus seccionales al siguiente año.

En 1958 se realizó una investigación, en cinco mil empresas de todos los departamentos, excepto Chocó y Córdoba, acerca de las necesidades de Formación Profesional. El estudio abarcó todos los sectores de la industria y reveló que al menos 210 mil trabajadores requerían complementar su educación y urgía la formación de 25 mil trabajadores adicionales. Con base en esos resultados se fijó el plan quinquenal, 1959-1963.

Los instructores visitaron comunidades marginadas en el barrio Meissen, en Bogotá y levantaron más de 100 carpas de circos en ciudades y municipios. En ellas desarrollaron los programas móviles rurales y urbanos denominados Programas de Promoción Profesional Popular, que después se llamaron programas móviles.

En 1960 el SENA firmó convenios con la OIT11 y el Fondo Especial de las Naciones Unidas, que brindaron asesoría administrativa, financiera y técnica a los pequeños y medianos empresarios y promovieron el crecimiento empresarial. La OIT también asesoró al SENA en la creación del Centro Nacional de Formación de Instructores (1959-1960). Unas 2.000 personas se capacitaron como directivos, supervisores e instructores de formación profesional.

En la década de los sesenta los centros de formación pasaron de 31 a 50; la formación no tradicional, fuera de los centros, representó el 35% del total y se crearon los centros agropecuarios y la División Agropecuaria. En este período el número de alumnos se incrementó 40% cada año debido al incremento de los aportes de la empresa privada, que pasaron de 1 a 2% con la Ley 58 de 1963, y a los mecanismos de planeación de acciones, evaluación y control de resultados del SENA.

11 Organización Internacional del Trabajo

El 10 de abril de 1970, se puso en marcha el PPPU12 y el PPPR13, inaugurado antes, recibió un impulso importante. Los programas rurales fueron asignados a la división agropecuaria y los urbanos a la industria.

El SENA crecía a un ritmo impresionante, pero no exento de dificultades. La situación laboral era tensa entre 1970 y 1971. Durante el Gobierno de Carlos Lleras Restrepo el 90% de los funcionarios del SENA fueron declarados empleados públicos y el 10% oficiales. Por eso, en 1971 se fundó el

Sindesena14. En medio de esa coyuntura algunos empleados atraídos por mejores sueldos y reconocidos por su eficiencia se vincularon al sector privado y al Gobierno. El cumplimiento de metas disminuyó y Planeación Nacional concluyó en 1972 que los rendimientos decrecieron, después de analizar los costos de la formación profesional. No obstante, la entidad superó la situación.

Entre 1969 y 1973 se propuso atender las demandas de formación de desempleados y subempleados en las áreas urbanas y definió nuevas políticas y perspectivas que se hicieron efectivas en 1974. Ese año Rodolfo Martínez Tono, quien dirigió la entidad desde 1957, fue reemplazado por Eduardo Gaitán Durán, nombrado por el presidente Alfonso López.

En 1973 Rodolfo Martínez Tono, quien dirigió la entidad desde 1957, fue reemplazado por Eduardo Gaitán Durán, nombrado por el presidente Alfonso López Michelsen.

La entidad alcanzó un prestigio internacional sin precedentes. Presidentes de distintos países llegaron a Colombia para observar la experiencia del SENA. Charles De Gaulle, de Francia, fue uno de ellos.

En 1977 se llevó a cabo una reestructuración administrativa. Las metas para el período 1976-1980 fueron fijadas a corto y mediano plazo.

A comienzos de los años 80 una parte considerable de la población activa trabajaba en la empresa privada y el sector público. El resto pertenecía al sector informal. El modelo de educación técnica/formación profesional procuró adaptarse a ese contexto. El SENA implementó una política técnico- pedagógica de educación permanente, individualizada y modular, lo cual facilitó el desarrollo de estrategias como la constitución de empresas y la educación a distancia.

12

Programa de Promoción Profesional Urbana 13

Programa de Promoción Profesional Rural 14

Sindicato de Empleados Públicos

En 1985 surgió CAPACA15, dirigida a líderes campesinos, indígenas y comunidades beneficiarias de la Reforma Agraria, con el fin de que tomaran parte en el desarrollo agropecuario.

En la década de los 90 la internacionalización de la economía incrementó la competencia empresarial. De ahí la necesidad de expedir la Ley 119 de 1994 mediante la cual la institución se reestructuró para brindar programas de formación profesional integral en todas las áreas económicas.

Con la reducción de los recursos del Presupuesto Nacional asignados a ciencia y tecnología en la década pasada, se plantearon algunas iniciativas para asegurar que parte del presupuesto del SENA se invirtiera en mejoramiento de la competitividad y desarrollo tecnológico del sector productivo colombiano. El artículo de Ley 344 de 1996 estipula que el SENA destinará el 20% de sus ingresos para tal fin. La entidad asumió parte de las actividades de innovación para promover la competitividad de las empresas colombianas y estableció una sólida relación con actores del sistema de ciencia y tecnología como los centros de desarrollo tecnológico, las universidades, sus grupos de investigación e incubadoras de empresas de base tecnológica.

En 1996, el SENA y Colciencias16, se unieron para promover la investigación tecnología y la modernización científica.

Posteriormente, en el Plan de Desarrollo de 2003 se incluyó un artículo, por el cual Colciencias y el Sena, a través de convenios especiales de cooperación, promoverán y fomentarán la investigación aplicada, el desarrollo tecnológico, la apropiación pública de la ciencia, la tecnología y la innovación.

En 1998 se utilizó el servicio de videoconferencias en todo el país. Cuatro años después existían 31 puntos: cuatro en Bogotá y los demás en Medellín, Atlántico y otras regionales.

En 2001, el SENA suscribió compromisos con el Convenio Marco de Cooperación Interinstitucional del Ministerio de Agricultura para la reactivación del campo, la generación de empleo y la promoción, consolidación y fortalecimiento de empresas asociativas a través de las cadenas productivas.

Entre 2001 y 2002 invirtió $33 mil millones en teleinformática, formación de personas con competencias específicas en tecnologías de información y comunicación. Se desarrollaron seis grandes proyectos: aulas abiertas, aulas

15 Capacitación para la Participación Campesina

16 Instituto para el Desarrollo de la Ciencia y la Tecnología

itinerantes, nueva oferta educativa, comunidad virtual, videoconferencia y la página web.

Durante estos 50 años el SENA se consolidó como una entidad de Formación Profesional y extendió sus servicios a todos los municipios de Colombia mediante alianzas estratégicas con alcaldes y gobernadores. Actualmente, llega a los 1099 municipios, incluso a los más alejados, con una red corporativa de comunicaciones que comprende la Dirección General, 33 Regionales, 115 Centros de Formación Profesional y 45 aulas móviles con acceso a INTERNET, el cual se brinda con más de 15.000 computadores conectados.

Para una mayor organización el SENA se encuentra sectorizado por regionales ubicadas a lo largo y ancho del país como lo muestra la figura 1.

Figura 1. Regionales del SENA en Colombia

Figura 2. Organigrama

31

2.2.3 REGIONAL NARIÑO

El SENA Regional Nariño imparte formación a los habitantes de todos los municipios del departamento a través de sus diferentes Centros de Formación Profesional. La infraestructura con la que el SENA cuenta en Nariño le permite fortalecer todos los sectores económicos de las diferentes subregiones del departamento

Uno de sus centros de formación en Nariño es el Centro Internacional de Producción Limpia que abarca los municipios de Pasto, Ancuya, Albán, Belén, El Tambo, La Unión, Sandoná, Nariño, La Florida, La Llanada, Buesaco, Chachaguí, Funes, Samaniego, La Cruz, San Bernardo, Policarpa, El Peñol, El Rosario, San Lorenzo, Linares, Los Andes, San Pedro de Cartago, Tablón de Gómez, Tangua, Santacruz de Guachavez, Yacuanquer. Sus acciones están dirigidas a la formación integral del talento humano y la prestación de servicios tecnológicos requeridos por los diferentes sectores como aporte al desarrollo social, económico, y tecnológico de Nariño y el país.

2.2.4 CENTRO INTERNACIONAL DE PRODUCCION LIMPIA LOPE - Pasto

Figura 3. Vista Satelital del Centro Internacional de Producción Limpia LOPE

32

El Centro Internacional de Producción Limpia del SENA Regional Nariño, avanza en el diseño, gestión y ejecución permanente de proyectos estratégicos para vigorizar su tecnología medular de Producción más limpia y con ello, avanzar en el desarrollo del Plan de Gestión Ambiental de la institución.

El objetivo de este centro de formación es innovar permanentemente las estrategias y metodologías de aprendizaje, de acuerdo con las tendencias tecnológicas y las necesidades sociales, para lograr productividad, competitividad, equidad y contribuir con el desarrollo del país

Funciones del Centro LOPE

Las funciones del Centro Internacional de Producción Limpia-Lope, se basan en:

El SENA es uno solo.

El aprendizaje será permanente y basado en proyectos.

La Oferta Educativa está orientada hacia la demanda de los sectores económicos, sociales y tecnológicos.

Los Centros actuarán por cadenas productivas y con tecnología medular.

El SENA aplicará el pentágono tecnológico para impulsar la competitividad y la equidad social.

La internacionalización del SENA es una premisa.

El SENA ejerce responsabilidad social y equidad en todo.

El SENA impulsará el desarrollo sostenible y la P+L en todos los procesos.

El SENA es actor protagónico del desarrollo local, regional y nacional.

El SENA promueve la diversidad y la identidad regional.

La gestión del cambio institucional contribuirá a generar una organización del conocimiento que estará orientada a resultados.

El SENA busca sostenibilidad institucional con esfuerzos para incrementar ingresos con la venta de productos y servicios y el establecimiento de alianzas estratégicas.

33

2.2.5 LABORATORIO DE ELECTRONICA.

Este laboratorio de aprendizaje se encuentran ubicados en el sector agropecuario del Centro LOPE, figura 4; todas las labores que se ejecutan se hacen bajo las disposiciones del Ingeniero Orlando David Orbes Gómez, instructor de la rama de electrónica moderna del Centro LOPE.

Es en este laboratorio donde se lleva a cabo la formación de los aprendices de los programas de automatización, mecatronica y telecomunicación, con los que cuenta el centro, comprende la oficina del Instructor, estantes de los dispositivos eléctricos, electrónicos y tarjetas de aprendizaje y la sala técnica (laboratorio) donde se encuentra todos los equipos necesarios para la formación de los aprendices.

Figura 4. Laboratorio de electrónica- Centro LOPE

34

FUNCIONES

Llevar a cabo la formación del futuro tecnólogo, permitiendo desarrollar sus habilidades de reparar, mantener y diseñar mediante la simulación, los retos propuestos en su etapa de aprendizaje.

Servir de apoyo a las clases teóricas, a partir de prácticas específicas realizadas a través de software didáctico y la utilización de equipos de medición e instrumentación.

Desarrollar todas las actividades del proceso de evaluación técnica de los aprendices.

Realizar estudios de investigación y desarrollo tecnológico que permitan el máximo aprovechamiento en los proyectos propuestos por los grupos de trabajo.

2.3 BASE TEORICA

A continuación se presentan los conceptos estudiados y analizados durante la ejecución del proyecto.

2.3.1 Conceptos de mantenimiento.

Durante la ejecución del mantenimiento que se llevo a cabo en los laboratorios de electrónica se manejo algunos conceptos como:

Mantenimiento preventivo.

Incluye la revisión continua de los equipos y los cuidados que se deben tener en cuenta. Consiste en acoplar las condiciones para el sistema, mantener limpios todos los componentes, ya que la mayoría de fallas que presentan los equipos electrónicos es debida a la acumulación de polvo en los componentes internos, ya que éste actúa como aislante térmico y el calor generado por los componentes no puede dispersarse adecuadamente a causa de la capa de polvo. Las partículas de grasa y aceite que pueda contener el aire del ambiente se mezclan con el polvo, creando una espesa capa aislante que refleja el calor hacia los demás componentes. Además el polvo contiene elementos conductores que pueden generar cortocircuitos entre las trayectorias de los circuitos impresos y tarjetas de periféricos, así, la limpieza es uno de los procesos más importantes. En los procedimientos para realizar el mantenimiento se debe garantizar un trabajo organizado, seguro y sin riesgo de daño de algún elemento. Las tarjetas electrónicas y componentes a los que se les realice el mantenimiento

35

se deben retirar recordando el orden para instalarlas nuevamente. En el caso del mantenimiento a computadores el disco duro no se debe destapar, su mantenimiento consiste sólo en limpiar con mucho cuidado la parte exterior y ajustar bien sus conectores tanto el de alimentación como el de datos. Mantenimiento correctivo. Consiste en la reparación de los sistemas y la solución de fallas operativas de software o hardware; cambio o instalación de nuevos componentes de hardware y cuando afectan el desempeño de la computadora. Para su realización es necesario, tener un respaldo de base de datos, eliminación de virus o formateo cuando se requiera, para el funcionamiento del computador se levanta el sistema instalando el sistema operativo y los programas básicos, la configuración de drivers de periféricos, y la restauración de base de datos, la configuración general del sistema y conexión a red.

Este mantenimiento implica la corrección defectos técnicos de las aplicaciones, errores en la configuración del sistema o del desarrollo de programas, incluyendo:

Análisis del error / problema.

Análisis de la solución.

Desarrollo de las modificaciones a los sistemas.

Optimización de la velocidad de desempeño de la computadora.

Revisión de la instalación eléctrica (sólo para especialistas).

Pruebas del sistema documentadas.

Mantenimiento de las documentaciones técnicas y funcionales del sistema.

Servidor. Es una computadora que formando parte de una red, realiza algunas tareas en beneficio de otras aplicaciones llamadas clientes. Algunos servicios habituales son los servicios de archivos, que permiten a los usuarios almacenar y acceder a los archivos de una computadora y los servicios de aplicaciones, que realizan tareas en beneficio directo del usuario final

Cliente17. Es una aplicación informática o un computador que accede a un servicio remoto en otro computador, conocido como servidor normalmente a través de una red de telecomunicaciones

Switch.

Dispositivo digital de lógica de interconexión de redes de computadores que opera en la capa 2 (nivel de enlace de datos) del modelo OSI18, su función es

17

Sadoski, Darleen. Client/Server Software Architectures—An Overview, Software Technology Roadmap,

1997-08-02 Retrieved on 2008-09-16 18

Modelo de referencia de interconexión de sistemas abiertos

21 TOMASI, Wayne. Sistemas de Comunicaciones Electrónicas. 2ª Ed. Editorial Prentice Hall. 1996. P. 1.

36

interconectar dos o más segmentos de red, pasando datos de un segmento a otro de acuerdo con la dirección MAC19 de destino de las tramas en la red.

Red informática.

Conjunto de equipos conectados por medio de cables, señales, ondas o cualquier otro método de transporte de datos, que compartan información

(archivos), recursos (CD-ROM20, impresoras, etc.), servicios (acceso de internet) etc. Una red de comunicaciones, es también, un conjunto de medios técnicos que permiten la comunicación a distancia entre equipos autónomos. Normalmente se trata de transmitir datos, audio y video por ondas electromagnéticas a través de diversos medios.

Maquinas virtuales.

En informática es un software que emula a una computadora y puede ejecutar programas como si fuese una computadora real. Este software fue definido en un principio como ―un duplicado eficiente y asilado de una maquina física‖, una característica esencial de las maquinas virtuales es que los procesos que ejecutan están limitados por los recursos y abstracciones proporcionados por ella. Estos procesos no pueden escaparse de esta ―computadora virtual‖

2.3.2 Conceptos de comunicaciones.

Dentro del lenguaje de las comunicaciones se manejan algunos conceptos como:

Comunicaciones electrónicas21

.

Las comunicaciones electrónicas comprenden la transmisión, recepción y procesamiento de información usando circuitos electrónicos. La información se define como el conocimiento, la sabiduría o la realidad y puede ser en forma analógica (proporcional o continua), tal como la voz humana, información sobre una imagen de video, o música, o en forma digital (etapas discretas), tales como números codificados en binario, códigos alfanuméricos, símbolos gráficos, códigos operacionales del microprocesador o información de base de datos

Transmisor. El transmisor de radio es un equipo utilizado para generar y amplificar una portadora de radiofrecuencia, modular la señal portadora con la información y alimentar la portadora modulada a una antena para su radiación en el espacio

19 Control de acceso al medio

20 Disco compacto Pre-Pensado, que contiene los datos de acceso, pero sin permiso de escritura

22 Redes de área amplia

37

como ondas electromagnéticas. Denominado también equipo de radio, radiotransmisor o transmisor.

Receptor. Equipo utilizado para la recepción de una onda radioeléctrica modulada que se propaga por el espacio con la información que envía un emisor o transmisor. Un receptor debe ser capaz de recibir, amplificar y desmodular una señal de RF; y de limitar las bandas del espectro total de radiofrecuencias a una banda específica de frecuencias. En muchas aplicaciones el receptor debe ser capaz de cambiar el rango de frecuencia que es capaz de recibir. A este proceso se llama sintonizar el receptor. Una vez que una señal de RF se recibe, se amplifica, y se limitan las bandas, deberá convertirse a la fuente original de información. A este proceso se llama demodulación. Los componentes fundamentales de un receptor de radio son: una antena para Recibir las ondas electromagnéticas y convertirlas en oscilaciones eléctricas, amplificadores para aumentar la intensidad de dichas oscilaciones y equipos para la demodulación

Protocolo de comunicación. En el campo de las telecomunicaciones, un protocolo de comunicaciones es el conjunto de reglas normalizadas para la representación, señalización, autenticación y detección de errores necesario para enviar información a través de un canal de comunicaciones. Este tipo de protocolo de comunicaciones sigue ciertas reglas para que el sistema funcione apropiadamente.

Antena.

Equipo conductor metálico utilizado en electrónica para propagar o recibir ondas de radio o electromagnéticas, indispensable para emitir o recibir señales de radio, televisión, microondas, de teléfono y de radar.

2.3.3 conceptos de redes y telecomunicaciones La mayoría de los conceptos utilizados a lo largo de esta pasantía se desarrollaron en el acompañamiento y asesoría de proyectos, dentro de estos tenemos:

Tipos de redes. Red pública: Es una red que alquila líneas de comunicación a usuarios (clientes) para conectarlos con otros usuarios o con servidores. En estas redes el usuario no administra las líneas de comunicaciones, éstas son administradas por la operadora de telecomunicaciones. Estas redes suelen usar tecnología WAN y los protocolos correspondientes a la misma.

Red privada: Es una red que administra sus propias líneas de comunicaciones. Estas redes pueden usar tecnología LAN o WAN22.

38

Red privada virtual: Es una red privada, es decir, administrada por el dueño de la red, pero que usa una red pública, es decir, administrada por una operadora, para interconectar a sus usuarios. Estas redes pueden usar tecnología LAN o WAN.

Redes de área local (LAN). Son redes privadas localizadas en un edificio o campus. Su extensión es de algunos kilómetros. Muy usadas para la interconexión de computadoras personales y estaciones de trabajo. Se caracterizan por: tamaño restringido, tecnología de transmisión (por lo general broadcast), alta velocidad y topología. Son redes con velocidades entre los 10 y 100 Mbps, tiene baja tasa de errores. Cuando se utiliza medio compartido es necesario un mecanismo de arbitraje para resolver conflictos. Son siempre privadas.

Tipos de cable. Los cables son el componente básico de todo sistema de cableado, existen diferentes tipos de cables. La elección de uno respecto a otro depende del ancho de banda necesario, las distancias existentes y el coste del medio. Cada tipo de cable tiene sus ventajas e inconvenientes; no existe un tipo ideal. Las principales diferencias entre los distintos tipos de cables radican en la anchura de banda permitida (y consecuentemente en el rendimiento máximo de transmisión), su grado de inmunidad frente a interferencias electromagnéticas y la relación entre la amortiguación de la señal y la distancia recorrida.

Cable estándar Ethernet.

De tipo especial conforme a las normas IEEE23

802.3 10 base5. Se denomina

también cable coaxial ―grueso‖, y tiene una impedancia de 50 ohmios. El conector que utiliza es del tipo ―n‖.

Cable blindado. Es un cable eléctrico de uno o más conductores aislados por una capa conductora común, el protector se puede componer de filamentos trenzados de cobre o una capa de polímero que conduce. Generalmente este protector se cubre con una chaqueta para reducir ruidos eléctricos que afectan las señales. Y disminuir radiaciones electromagnéticas que pueden interferir con otros dispositivos.

23 Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos

39

Cable cruzado. Interconecta todas las señales de salida de un conector con las señales de estrada de otro conector, y viceversa, permitiendo a dos dispositivos electrónicos conectarse entre sí con una comunicación full dúplex.

Telemetría. Esta es una tecnología que permite la medición remota de magnitudes físicas y el posterior envió de la información hacia el operador del sistema.

La palabra telemetría procede de las palabras griegas τῆλε (tele), que quiere decir a distancia, y la palabra μετρον (metrón), que quiere decir medida. El envió de información hacia el operador en un sistema de telemetría se realiza típicamente mediante comunicación inalámbrica, aunque también se puede realizar por otros medios (teléfono, redes de ordenadores, enlace de fibra óptica, etc.) los sistemas de telemetría reciben las instrucciones y los datos necesarios para operar mediante desde el centro de control.

Maquinas de estado Son un modelo de comportamiento de un sistema con entradas y salidas, en donde las salidas no dependen solo de las señales de entrada actuales, sino también de las anteriores. Estas maquinas de estado se definen como un conjunto de estado que sirve de intermediario en esta relación de entradas salidas, haciendo que el historial de señales de entrada determine, para cada instante, un estado para la maquina, de forma tal que la salida depende únicamente del estado y las entradas actuales.

Sistemas embebidos Es un sistema de computación diseñado para realizar una o algunas pocas acciones dedicadas, frecuentemente en un sistema de computación en tiempo real. En un sistema embebido la mayoría de los componentes se encuentran incluidos en la placa base. (La tarjeta de video, modem, etc.) Aunque muchas veces los dispositivos no lucen como computadoras, por ejemplo registradores, controles de acceso entre otras múltiples aplicaciones por lo general los sistemas embebidos se pueden programar directamente en el lenguaje assambler del microcontrolador incorporado sobre el mismo o bien, sobre algún compilador especifico suelen utilizarse lenguajes como C, C++, y hasta en algunos casos BASIC.

Protocolos Rs232. El protocolo RS-232 es una norma o estándar mundial que rige los parámetros de uno de los modos de comunicación serial. Por medio de este protocolo se estandarizan las velocidades de transferencia de datos, la forma de control que utiliza dicha transferencia, los niveles de voltajes utilizados, el tipo de cable permitido, las distancias entre equipos, los conectores, etc.

40

Además de las líneas de transmisión (Tx) y recepción (Rx), las comunicaciones seriales poseen otras líneas de control de flujo (Hands-hake), donde su uso es opcional dependiendo del dispositivo a conectar.

A nivel de software, la configuración principal que se debe dar a una conexión a través de puertos seriales. RS-232 es básicamente la selección de la velocidad en baudios (1200, 2400, 4800, etc.), la verificación de datos o paridad (parida par o paridad impar o sin paridad), los bits de parada luego de cada dato(1 ó 2), y la cantidad de bits por dato (7 ó 8), que se utiliza para cada símbolo o carácter enviado.

Protocolo TCP/IP. TCP/IP es el protocolo común utilizado por todos los ordenadores conectados a Internet, de manera que éstos puedan comunicarse entre sí. Hay que tener en cuenta que en Internet se encuentran conectados ordenadores de clases muy diferentes y con hardware y software incompatibles en muchos casos, además de todos los medios y formas posibles de conexión. Aquí se encuentra una de las grandes ventajas del TCP/IP, pues este protocolo se encargará de que la comunicación entre todos sea posible. TCP/IP es compatible con cualquier sistema operativo y con cualquier tipo de hardware. TCP/IP no es un único protocolo, sino que es en realidad lo que se conoce con este nombre es un conjunto de protocolos que cubren los distintos niveles del modelo OSI Los dos protocolos más importantes son el TCP (Transmission Control Protocol) y el IP (Internet Protocol), que son los que dan nombre al conjunto.

Protocolo ZigBee. Los protocolos ZigBee24 están definidos para su uso en aplicaciones

encastradas con requerimientos muy bajos de transmisión de datos y consumo energético. Se pretende su uso en aplicaciones de propósito general con características auto organizativas y bajo costo (redes en malla, en concreto). Puede utilizarse para realizar control industrial, albergar sensores empotrados, recolectar datos médicos, ejercer labores de detección de humo o intrusos o domótica. La red en su conjunto utilizará una cantidad muy pequeña de energía de forma que cada dispositivo individual pueda tener una autonomía de hasta 5 años antes de necesitar un recambio en su sistema de alimentación.

Modem. 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 través de líneas

24

Conjunto de protocolos de alto nivel de comunicación inalámbrica para utilización con radiodifusión digital de bajo consumo

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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. Cuando la señal llega a su destino, otro módem se encarga de reconstruir la señal digital primitiva, de cuyo proceso se encarga la computadora receptora. En el caso de que ambos puedan estar transmitiendo datos simultáneamente en ambas direcciones, emitiendo y recibiendo al mismo tiempo, se dice que operan en modo full-dúplex; si sólo puede transmitir uno de ellos y el otro simplemente actúa de receptor, el modo de operación se denomina half- dúplex. En la actualidad, cualquier módem es capaz de trabajar en modo full- dúplex, con diversos estándares y velocidades de emisión y recepción de datos.

Módulos ZigBee.

Cada módulo Zigbee, al igual que ocurre con las direcciones MAC25 de los dispositivos Ethernet, tiene una dirección única. En el caso de los módulos Zigbee cada uno de ellos tiene una dirección única de 64bits que viene grabada de fábrica. Por otro lado, la red Zigbee, utiliza para sus algoritmos de ruteo direcciones de 16 bits. Cada vez que un dispositivo se asocia a una red Zigbee, el Coordinador al cual se asocia le asigna una dirección única en toda la red de 16bits. Por eso el número máximo teórico de elementos que puede haber en una red Zigbee es de 2^16 = 65535, que es el nº máximo de direcciones de red que se pueden asignar. Estos módulos, pueden ser ajustados para usarse en redes de configuración punto a punto, punto a multipunto o peer to peer.

Comandos Hayes o AT. El conjunto de comandos Hayes es un lenguaje desarrollado por la compañía Hayes Communications que prácticamente se convirtió en estándar abierto de comandos para configurar y parametrizar módems. Los caracteres «AT», que preceden a todos los comandos, significan «Atención», e hicieron que se conociera también a este conjunto de comandos como comandos AT.

Red Celular. Las redes de telefonía móvil se basan en el concepto de celdas, es decir zonas circulares que se superponen para cubrir un área geográfica Las redes celulares se basan en el uso de un transmisor-receptor central en cada celda, denominado "estación base" (o Estación base transceptora, BTS). Cuanto menor sea el radio de una celda, mayor será el ancho de banda disponible. Por lo tanto, en zonas urbanas muy pobladas, hay celdas con un radio de unos cientos de metros mientras que en zonas rurales hay celdas enormes de hasta 30 kilómetros que proporcionan cobertura.

25 Control de acceso al medio, identificador de 48 bits que corresponde de forma única a una Ethernet de red.

42

En una red celular, cada celda está rodeada por 6 celdas contiguas (por esto las celdas generalmente se dibujan como un hexágono). Para evitar interferencia, las celdas adyacentes no pueden usar la misma frecuencia. En la práctica, dos celdas que usan el mismo rango de frecuencia deben estar separadas por una distancia equivalente a dos o tres veces el diámetro de la celda.

Sistema Global de Comunicaciones Móviles (GSM). GSM es un sistema estándar libre de regalías de telefonía móvil digital, por medio de los servicios que provee, es capaz de realizar la transmisión de voz y daos entre dispositivo móviles a velocidades de hasta 115 kbit/s. En la actualidad la ―familia de tecnologías GSM, está formada por GSM,

GPRS, EDGE26, y servicios de tercera generación (3GSM), también conocido como Múltiple Acceso por División de Código de Banda Ancha (W-CDMA).

Servicio general de paquetes por radio (GPRS). GPRS es una extensión del GSM, para la transmisión de datos no conmutada (o por paquete). Una conexión GPRS está establecida por la referencia a su nombre del punto de acceso (APN), GPRS permite acceso a los servicios de internet con una tasa de transmisión de hasta 115 Kbps usando hasta ocho canales de radio los cuales son asignados a un usuario o compartido por varios usuarios. Una ventaja de este servicio es que la conexión de los usuarios GPRS con la red es de manera permanente de modo que el acceso a la información sea instantánea, y así, aumentar su productividad. Para acceder al canal utilizado por GPRS se utiliza la división de frecuencia sobre un dúplex y TDMA27

Servicio de mensajes cortos (SMS) Un SMS es una cadena alfanumérica de hasta 140 caracteres o de 160 caracteres de 7 bits, y cuyo encapsulado incluye una serie de parámetros. En principio, se emplean para enviar y recibir mensajes de texto normal, pero existen extensiones del protocolo básico que permiten incluir otros tipos de contenido, dar formato a los mensajes o encadenar varios mensajes de texto para permitir mayor longitud

Modulo de identidad del suscriptor (SIM) Una SIM es una tarjeta inteligente desmontable usada en teléfonos móviles y módems USB, la tarjeta SIM almacena de modo seguro la clave de servicio del suscriptor usada para identificarse ante la red, de forma que sea posible cambiar la línea de un terminal a otro simplemente cambiando la tarjeta.

Sistema de posicionamiento global (GPS)

26

Tasas de datos mejoradas para la evolución GSM 27

Acceso múltiple por División de Tiempo

43

Es un sistema global de navegación por satélite (GNSS), que permite determinar en todo el mundo, la posición de un objeto una persona, un vehículo o una nave, con una precisión hasta de centímetros. El GPS funciona mediante una red de 24 satélites en órbita sobre el globo, a 20.200 Km, con trayectorias sincronizadas para cubrir toda la superficie de la tierra. Cuando se desea determinar la posición, el receptor que se utiliza para ello localiza automáticamente como mínimo tres satélites de la red, de los que recibe una señal indicando la identificación y la hora del reloj de cada uno de ellos. Con base en estas señales, el aparato sincroniza el reloj del GPS y calcula el tiempo que tarda en llegar las señales al equipo, y de tal modo mide la distancia al satélite mediante triangulación (método de trilateracion inversa), la cual se basa en determinar la distancia de cada satélite respecto al punto de medición.

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2.4 MARCO LEGAL

Las normas, decretos, leyes o acuerdos que enmarcan el desarrollo de la pasantía son los siguientes:

ACUERDO #065 ESTATUTO ESTUDIANTIL DE LA UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER. Artículos 139 y 140 que define las diferentes modalidades de trabajo de grado entre la cual está el proyecto de extensión de la forma de pasantía.

El ACUERDO #069 (Septiembre 5 de 1997), Consejo Superior

Universitario, por el cual se reglamenta el ARTICULO 140 del Estatuto Estudiantil de la Universidad Francisco de Paula Santander. En el cual se acuerda en su ARTÍCULO 2°. Adoptándose para todos los efectos académicos y legales, las siguientes definiciones básicas respecto de cada una de las modalidades de trabajo de grado. En su enciso f) Pasantía: Rotación o permanencia del estudiante en una comunidad o institución, en el cual, bajo la dirección de un profesional experto en el área de trabajo, realiza actividades propias de la profesión, adquiriendo destrezas y aprendizajes que complementan su formación.

CONVENIO PARA LA PRESTACIÓN DEL SERVICIO DE PASANTÍA

ENTRE EL CENTRO INTERNACIONAL DE PRODUCCION LIMPIA LOPE DEL SENA REGIONAL NARIÑO, LA UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER Y CHRISTIAN DAYAN ARCOS GORDILLO. El convenio describe todos los aspectos para la ejecución de la pasantía. El ACTA DE COMPROMISO fue firmada el 21 de Junio del 2010 con una vigencia de 6 meses.

45

2.5 ASPECTOS TECNICOS.

A continuación se encuentra plasmada la información técnica y operativa de los sistemas operativos, software y equipos electrónicos que hicieron parte en el desarrollo de la pasantía.

2.5.1 Características funcionales y operacionales de los sistemas

operativos y software utilizados a lo largo de la pasantía.

2.5.1.1 Sistema Operativo LINUX.

Figura 5. Logotipo de Linux

GNU/Linux es uno de los términos empleados para referirse a la combinación del núcleo de kernel libre similar a Unix denominado Linux, que es usado con

herramientas de sistemas GNU28, su desarrollo es uno de los sistemas más prominentes de software libre; todo su código fuente puede ser utilizado, modificado y redistribuido libremente por cualquiera bajo los términos de la

GLP29 y otra serie de licencias libres. A la variable de esta unión de programas y tecnologías, a las que se le adicionan diversos programas de aplicación de propósitos específicos o generales se les denomina distribuciones. Una de estas distribuciones y la cual fue el objeto de nuestro estudio fue la denominada Fedora. Algunas de las características más importantes de este sistema operativo son:

Multitarea: varios programas (realmente procesos) ejecutándose al mismo tiempo.

28 Acrónimo recursivo que significa GNU no es Unix

29 Licencia Publica General de GNU

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Multiusuario: varios usuarios en la misma máquina al mismo tiempo (y sin licencias para todos).

Multiplataforma: corre en muchas CPUs distintas, no sólo Intel.

Funciona en modo protegido 386.

Tiene protección de la memoria entre procesos, de manera que uno de ellos no pueda colgar el sistema.

Carga de ejecutables por demanda: Linux sólo lee de disco aquellas partes de un programa que están siendo usadas actualmente.

Política de copia en escritura para la compartición de páginas entre ejecutables: esto significa que varios procesos pueden usar la misma zona de memoria para ejecutarse. Cuando alguno intenta escribir en esa memoria, la página (4Kb de memoria) se copia a otro lugar. Esta política de copia en escritura tiene dos beneficios: aumenta la velocidad y reduce el uso de memoria.

Memoria virtual usando paginación (sin intercambio de procesos completos) a disco: una partición o un archivo en el sistema de archivos, o ambos, con la posibilidad de añadir más áreas de intercambio sobre la marcha (se sigue denominando intercambio, es en realidad un intercambio de páginas). Un total de 16 zonas de intercambio de 128Mb de tamaño máximo pueden ser usadas en un momento dado con un límite teórico de 2Gb para intercambio.

la memoria se gestiona como un recurso unificado para los programas de usuario y para el caché de disco, de tal forma que toda la memoria libre puede ser usada para caché y éste puede a su vez ser reducido cuando se ejecuten grandes programas.

Librerías compartidas de carga dinámica (DLL's) y librerías estáticas también.

se realizan volcados de estado (core dumps) para posibilitar los análisis post-mortem, permitiendo el uso de depuradores sobre los programas no sólo en ejecución sino también tras abortar éstos por cualquier motivo.

2.5.1.2 Plataforma Fedora.

Fedora es una plataforma, distribuida por Linux basada en RPM que incluye lo último en software libre y de código abierto. Este sistema operativo incorpora un laboratorio de electrónica que ofrece una completa configuración de herramientas electrónicas, de diseño de código abierto con el fin de satisfacer las necesidades de mantener un ritmo de carrera tecnología actual. Los objeticos principales de este laboratorio electrónico son la micro-nano ingeniería y para eso incluye:

Módulos de Perl30 para ampliar verilog31 y VHDL32

30 Mecanismo para utilizar librerías de código externas a un programa.

31 Lenguaje de descripción de hardware, usado para modelar sistemas electrónicos.

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Herramientas para aplicaciones especificas de circuitos integrados (ASIC)

Diseño de proceso de flujos.

Simuladores entre otros. En la figura 6.se observa al diagrama de bloques del laboratorio de electrónica de FEDORA.

Figura 6. Esquema laboratorio electrónico Fedora

2.5.1.3 Software PIKLAB

Figura 7. Software de programación de pic PIKLAB

32 Acrónimo de la combinación de VHSIC (Very High Spedd Integrated Circuit) y HDL (Hardware

Description Languaje)

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Este es un ambiente integrado del desarrollo para los usos basados en PIC33 y los microcontroladores del dsPIC. Se apoyan las utilidades del GNU PIC, PICC, PIC30, la depuración ICD2, los PICkit1, los PICkit2, los PICkit3, los PicStart+, el GPSim y el la mayoría los programadores directos Por medio de este software y gracias a la integración de diversas utilidades como el SDCC que es un compilador ANSI-C es posible realizar códigos abiertos adaptables a distintos microcontroladores para programar los diversos PIC´s 2.5.1.4 Compilador SDCC Compilador de código abierto libre que tiene un lenguaje amplio extensiones adecuadas para la utilización de varios microcontroladores y subyacentes de hardware con eficacia. Este compilador distribuido bajo licencia GLP, compila códigos en lenguaje C para los siguiente microcontroladores: Intel 8051, Maxim 80DS390, ZilogZ80, Motorola 68HC08, y los PIC16 y PIC18 de Microchip. Siendo este un compilador multiplataforma, por lo que se puede instalar en Windows Linux y MAC.

2.5.1.5 Sistema operativo WINDOWS SERVER 2003

Figura 8. Logotipo sistema operativo Windows server 2003

Es un sistema operativo de la familia de Windows de la marca Microsoft para servidores, está basada en tecnología NT y su versión del núcleo NT es la 5.2. Este sistema operativo de podría considerar como un Windows XP modificado para labores empresariales, no con menos funciones, solo que se deshabilitan por defecto para poder tener un mejor rendimiento y poder centrar el uso del procesador a las características de servidor, sus características más importantes son:

Sistema de archivos NTFS34: 1. cuotas

2. cifrado y compresión de archivos, carpetas y no unidades completas.

33

Controlador de interfaz periférico 34

Sistema de Archivos de Windows NT

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3. permite montar dispositivos de almacenamiento sobre sistemas de archivos de otros dispositivos al estilo unix

Gestión de almacenamiento, backups... incluye gestión jerárquica del almacenamiento, consiste en utilizar un algoritmo de caché para pasar los datos menos usados de discos duros a medios ópticos o similares más lentos, y volverlos a leer a disco duro cuando se necesitan.

ActiveDirectory Directorio de organización basado en LDAP35, permite

gestionar de forma centralizada la seguridad de una red corporativa a nivel local.

Autentificación Kerberos5

DNS con registro de IP's dinámicamente

Los servidores que maneja Windows 2003 son:

Servidor de archivos

Servidor de impresiones

Servidor de aplicaciones

Servidor de terminal

Servidor de Redes privadas virtuales (VPN) (o acceso remoto al servidor)

Controlador de Dominios (mediante Active Directory)

Servidor DNS36

Servidor DHCP37

Servidor de Streaming de Vídeo

2.5.1.6 Software PROTEUS

Figura 9. Logotipo software de simulación y diseño electrónico PROTEUS

35 Protocolo Ligero de Acceso a Directorios

36 Sistemas de Nombre de Dominio

37 Protocolo de Configuración Dinámica de Host

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Proteus es una compilación de programas de diseño y simulación electrónica, desarrollado por Labcenter Electronics que consta de los dos programas principales: Ares e Isis, y los módulos VSM y Electra. El Programa ISIS, Intelligent Schematic Input System (Sistema de Enrutador de Esquemas Inteligente) permite diseñar el plano eléctrico del circuito que se desea realizar con componentes muy variados, desde simples resistencias, hasta alguno que otro microprocesador o microcontrolador, incluyendo fuentes de alimentación, generadores de señales y muchos otros componentes con prestaciones diferentes. Los diseños realizados en ISIS pueden ser simulados en tiempo real, mediante el módulo VSM, asociado directamente con ISIS El VSM Virtual System Modeling (Sistema Virtual de Modelado), es una extensión integrada con ISIS, con la cual se puede simular, en tiempo real, con posibilidad de más rapidez; todas las características de varias familias de microcontroladores, introduciendo nosotros mismos el programa que controlará el microcontrolador y cada una de sus salidas, y a la vez, simulando las tareas que queramos que lleve a cabo con el programa. Se pueden simular circuitos con microcontroladores conectados a distintos dispositivos, como motores, lcd´s, teclados en matriz, etc. Incluye, entre otras, las familias de PIC's PIC10, PIC12, PIC16, PIC18, PIC24 y dsPIC33. ISIS es el corazón del entorno integrado PROTEUS

2.5.1.7 Software MPLAB IDE

Figura 10. Logotipo software MPLAB

El MPLAB-IDE es una Plataforma de Desarrollo Integrada bajo Windows, con múltiples prestaciones, que permite escribir el programa para los PIC en lenguaje ensamblador (assembler) o en C (el compilador C), crear proyectos, ensamblar o compilar, simular el programa y finalmente programar el

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componente, si se cuenta con el programador adecuado que para nuestro caso se utilizo el programador y depurador PICkit3. Este editor IDE incorpora todas las utilidades necesarias para la realización de cualquier proyecto, y su entorno es fácil de usar. Lo que nos permite editar el archivo fuente en lenguaje ensamblador de nuestro proyecto, además de ensamblarlo y simularlo en pantalla, pudiendo ejecutarlo posteriormente en modo paso a paso y ver como evolucionarían de forma real tanto sus registros internos, la memoria RAM y/o EEPROM de usuario como la memoria de programa, según se fueran ejecutando las instrucciones. Además el entorno que se utiliza es el mismo que si se estuviera utilizando un emulador. El ambiente MPLAB-IDE posee:

Editor: Editor incorporado que permite escribir y editar programas u otros

archivos de texto.

Simulador: Simulador de eventos discretos que permite simular programas con ilimitados breakpoint, examinar/modificar registros, observar variables, tiempos y simular estímulos externos.

Ensamblador: Genera varios tipos de archivos objetos y relacionados, para programadores Microchip y universales.

Linker: Permite unir varios archivos objetos en uno solo, generados por el ensamblador o compiladores C como MPAB-C18 o compiladores de terceros.

Programador: Mplab-IDE puede trabajar con varios tipos de programadores. El usuario debe seleccionar con cual trabajará, haciendo clic en opción Programmer/ Select programmer, y seleccionando el de su interés.

Probablemente la característica más importante del MPLAB es su capacidad de crecimiento. Esto permite convertir al usuario en un autor contribuyente, creando sus propias aplicaciones.

2.5.1.8 Software LabVIEW 2009

Figura 11. Logotipo software LabView

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LabVIEW es una herramienta gráfica para pruebas, control y diseño mediante La programación. Su uso se centra principalmente en tareas como: Adquisición de datos y análisis matemático Comunicación y control de instrumentos de cualquier fabricante Automatización industrial y programación de PACs (Controlador de Automatización Programable) Diseño de controladores: simulación, prototipaje rápido, hardware-en-el-ciclo (HIL) y validación Diseño embebido de micros y chips, Control y supervisión de procesos Visión artificial y control de movimiento Robótica Domótica y redes de sensores inalámbricos En 2008 el programa fue utilizado para controlar el LHC, el acelerador de partículas más grande construido hasta la fecha. Su principal característica es la facilidad de uso, válido para programadores profesionales como para personas con pocos conocimientos en programación pueden hacer (programas) relativamente complejos, imposibles para ellos de hacer con lenguajes tradicionales. También es muy rápido hacer programas con LabVIEW y cualquier programador, por experimentado que sea, puede beneficiarse de él. Los programas en LabView son llamados instrumentos virtuales (VIs), con LabVIEW pueden crearse programas de miles de VIs (equivalente a millones de páginas de código texto) para aplicaciones complejas, programas de automatizaciones de decenas de miles de puntos de entradas/salidas, proyectos para combinar nuevos VIs con VIs ya creados, etc. Incluso existen buenas prácticas de programación para optimizar el rendimiento y la calidad de la programación. El labView 7.0 introduce un nuevo tipo de subVI llamado VIs Expreso (Express VIS). Estos son VIs interactivos que tienen una configuración de caja de diálogo que permite al usuario personalizar la funcionalidad del VI Expreso. El VIs estándard son VIs modulares y personalizables mediante cableado y funciones que son elementos fundamentales de operación de LabView.

2.5.1.9 Software M2M studio

Figura 12. Logotipo software M2M studio

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M2M Studio, que es un conjunto de herramientas para el desarrollo de aplicaciones de software embebido para dispositivos inalámbricos industriales basados en las CPU de Wavecom inalámbrica. M2M Studio permite a los desarrolladores crear, desarrollar, compilar, descargar, depurar y probar sus aplicaciones. M2M Studio integra completamente las herramientas anteriormente aisladas - tales como el editor de código fuente, el proyecto de construcción de asistente, descarga de destino, modo de control de RTE, depurador JTAG, huellas emulador, y la cadena de herramienta de desarrollo, todo dentro de la infraestructura Eclipse Ganimedes algunas características básicas de M2M studio son:

Integración completa: Todas las herramientas en un lugar fácil de usar,

aprender, codificar, depurar, compilar, descargar, trace y el monitor, todo desde un único entorno altamente integrado.

SPM: este administrador de paquetes de software facilita la importación del SDK elegido, incluyendo el Wireless CPU del sistema operativo, firmware y plug-ins asociados.

CMI: el wireless CPU conector hace que sea fácil de conectar a la plataforma de destino elegida.

2.5.2 Características funcionales y operacionales de los equipos

transmisores y receptores que pertenecen al sistema de telemetría del monoplaza del centro LOPE.

2.5.2.1 Modem Wavecom Fastrack supreme 20

Figura 13. Modem celular fastrack supreme 20

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Wavecom es una empresa internacional que ha diseñado un extensivo rango de módulos Wireless CPU para soluciones automovilísticas, industriales y aplicaciones móviles profesionales, utilizando para esto un sistema operativo propietario denominado Open AT, IDEs (Integrated Development Enviroment), Servicios y plug-Ins; todos estos elementos permiten el nacimiento de nuevas aplicaciones para ser desarrolladas utilizando un procesador ya sea externo o interno. Los productos Wavecom incluyen microprocesadores ARM (Advanced RISC Machines) que procesan datos, pueden tener conectados hasta 50 dispositivos periféricos, ejecutan aplicaciones personalizadas, se conectan a Internet y almacenan los resultados en una memoria interna. Con todas estas funcionalidades los equipos Wavecom se convierten en potentes equipos con procesadores programables los cuales puede conectarse a cualquier red celular en cualquier parte del mundo. Para el proyecto de telemetría del monoplaza se ha escogido un dispositivo que ofrece la empresa Wavecom y que cumple los requerimientos establecidos para el desarrollo del prototipo. El dispositivo seleccionado es el modem Fastrack Supreme, que se describe a continuación.

Arquitectura

Figura 14. Arquitectura del modulo Fastrack supreme 20

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El módulo Fastrack Supreme soporta bandas de frecuencias Europeas (EGSM900/DCS1800) y Norte Americanas (GSM850/PCS1900), adaptándose así a las bandas de frecuencias vigentes de cualquier país. Las diferentes aplicaciones que se generan en el módulo Fastrack Supreme se realizan a través de comandos AT. Las partes que conforman este módulo se detallan a continuación:

Alimentación DC (Power Supply) El Fastrack Supreme es alimentado por un voltaje externo que puede estar entre +5.5 [V] y +32 [V] y soporta corriente de hasta 2.2 [A].

Figura 15. Cable conector de alimentación

Tabla 1. Pines del conector de alimentación

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Tanto los pines 3 y 4 se utilizan por la interfaz GPIO. Está estrictamente prohibido para conectarse a cualquier fuente de alimentación por que corre el riesgo de daños al dispositivo.

Protección

El módulo es protegido por un fusible que soporta 800 mA / 250 V, que se ubica en el cable de alimentación del Fastrack Supreme. También contiene

protecciones para la entrada y salida de EMI/RFI38

Enlace Serial RS232 La interfaz RS232 adapta el nivel de voltaje (V24/CMOS – V24/V28) entre el módulo Fastrack Supreme (DCE) y el mundo externo (DTE). Las señales utilizadas en el interfaz RS232 son:

Transmisión de datos (CT103/TX)

Recepción de datos (CT104/RX)

Request To Send (CT105/RTS)

Clear To Send (CT106/CTS)

Data Terminal Ready (CT108-2/DTR)

Data Set Ready (CT107/DSR)

Data Carrier Detect (CT109/DCD) Ring Indicator (CT125/RI)

Figura 16. Señales del enlace serial RS-232

Modo Autobauding Permite detectar de forma automática en el Fastrack Supreme la velocidad generada por el Equipo DTE que se conecta a través del enlace RS232.

38 Interferencia Electromagnética / Interferencia de Radio

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Descripción de Pines A continuación se detallan los pines del conector DB15.

Figura 17. Conector DB 15 del modulo fastrack supreme 20

Tabla 2. Pines del DB15

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Antenas Externas La antena externa es conectada en el módulo Fastrack Supreme a través del conector SMA.

Figura 18. Conector SMA en el fastrack supreme 20

Figura 19. Antena GSM/GPRS para modulo celular de 4 bandas con conector SMA

Las características de esta antena GSM/GPRS para modulo celular de cuatro bandas con conector SMA se muestran en la tabla 3

Tabla 3. Características antena GSM/GPRS

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Figura 20. Antena GPS para modulo IESM GPS USB de fastrack supreme

Tabla 4. Características antena GPS

La tabla 5 muestra las frecuencias de operación que soporta las antenas externas.

Tabla 5. Rango de frecuencia que soporta la antena

Tarjeta de expansión IESM_GPS_USB

Figura 21. Tarjeta de expansión IESM_GPS_USB

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Esta tarjeta de expansión es la interfaz con la placa madre del Fastrack supreme 20 conectándose a través del conector de 50 pines de la tarjeta madre. El voltaje suministrado a esta placa se da a través de este conector evitando así la alimentación externa El GPS y la USB se comunican a través de la UART 2 por medio de la siguiente configuración

Baud Rate: 57.600 bps Data bits: 8 Parity: none Stop bits: 1 Flow control: none Las características básicas de la IESM_GPS_USB se indican en la siguiente tabla

Tabla 6. Características básicas de IESM_GPS_USB

Características básicas y servicios del modem Fastrack Supreme 20

Todas las características de operación e interfaces con las que cuenta el modem se describen en la tabla 7.

Tabla 7. Características básicas del fastrack supreme 20

CARACTERISTICAS GSM850 / GSM 900 DCS 1800 / PCS1900

OPEN AT Open AT programmable ejecución nativa empotrado en aplicaciones estándar ANSI C

creación de comandos AT especializados

Open AT programable ejecución nativa empotrado en aplicaciones estándar ANSI C

creación de comandos AT especializados

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aplicación personalizada creación de librerías

funcionamiento autónomo

aplicación personalizada creación de librerías

funcionamiento autónomo

ESTANDAR 850MHz / 900MHz E-GSM compatible

Potencia de salida: clase 4 (2W)

Completamente compatible con ETSI GSM fase 2 + SM pequeña

1800 MHz / 1900 MHz

Potencia de salida: clase 1 (1W)

Completamente compatible con ETSI GSM fase 2 + SM pequeña

GPRS Clase 10 Soporte de PBCCH (paquete de difusión de control de canal)

Esquema de codificación: CS1 a CS4

Compatible con SMG3 1bis

Embebido pila TCP/IP

Clase 10 Soporte de PBCCH (paquete de difusión de control de canal)

Esquema de codificación: CS1 a CS4

Compatible con SMG3 1bis

Embebido pila TCP/IP

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2.5.2.2 Modulo RF XBee PRO

Figura 22. Modulo RF XBee PRO

XBee es una interface inalámbrica que implementa el estándar IEEE 802.15.4 que generalmente se emplea para implementar redes de área personal (PAN). Los fabricantes de XBee, producen módulos XBee y XBee Pro que proporcionan la entrega confiable de datos entre dispositivos. Los módulos son ciento por ciento compatibles y funcionan dentro de la banda industrial, científica y médica (ISM) cuya frecuencia es 2.4 GHz. Un módulo XBee básicamente se configura a través de comandos de atención (AT) que son enviados a través de un puerto serial. Una vez configurado el módulo se puede enviar datos desde un nodo a otro. Una red XBee está compuesta por un coordinador, uno o varios encaminadores (routers) y uno o varios dispositivos finales. El coordinador y los encaminadores descubren la ruta hacia el destinatario del mensaje que se desea enviar. Si el destinatario no está en el rango de un salto el mensaje es enviado al encaminador más cercano quien a su vez repetirá esta acción hasta que el mensaje sea entregado al nodo destino. Dependiendo de la aplicación y del número de nodos XBee puede configurase para operar en una topología punto a punto, punto a multipunto y par a par. Por otro lado, desde el punto de vista de la configuración en los módulos, cada uno puede considerarse como un módulo central como en el caso punto a multipunto dado que recibe y envía mensajes.

Circuito Básico Para la XBee

La figura 23 muestra las conexiones mínimas que necesita el módulo Xbee para poder ser utilizado. Luego de esto, se debe configurar según el modo de operación que se desea para la aplicación requerida por el usuario.

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Figura 23. Conexión mínima de la XBee

El módulo requiere una alimentación desde 2.8 a 3.4 V, la conexión a tierra y las líneas de transmisión de datos por medio del UART (TXD y RXD) para comunicarse con un microcontrolador, o directamente a un puerto serial utilizando algún conversor adecuado para los niveles de voltaje. Esta configuración, no permite el uso de Control de Flujo (RTS & CTS), por lo que ésta opción debe estar desactivada en el terminal y en el módulo XBEE. En caso de que se envíe una gran cantidad de información, el buffer del módulo se puede sobrepasar. Para evitar existen dos alternativas:

bajar la tasa de transmisión

activar el control de flujo.

A continuación se muestra una tabla resumen con los comandos AT para el módulo Xbee más importantes. El contenido se muestra con el rango permitido por el comando, una descripción, y las configuraciones para cada valor del parámetro. Para utilizar el programa se debe ingresar AT y luego, sin espacios, el comando a configurar y el valor del parámetro en caso de que se quiera ajustar, o sin nada en caso de que se quiera consultar el valor de ese parámetro.

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Tabla 8. Resumen de comandos de programación

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Los detalles técnicos de estos módulos RF se plasman en la siguiente tabla.

Tabla 9. Especificaciones técnicas XBee

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2.5.2.3 HTC TyTN II

Figura 24. HTC TyTN II

A través de este tipo de tecnología se llevo a cabo la recepción de la información de nuestro sistema de telemetría, sirviendo de plataforma cliente y a través de sus herramientas que permiten el manejo y la conectividad rápida con 3G/HSDPA, GSM, GPRS, EDGE, WIFFI y BLUETOOTH, y el manejo de Windows móvil se puedo realizar una aplicación que interpreto los datos obtenidos del monoplaza, las características más destacadas de esta herramienta son:

Pantalla táctil inclinable QVGA de 2,8‖ y 240*320

Teclado QWERTY retráctil

Cámara de 3 megapíxels con enfoque automático

Aplicaciones adicionales: HTC Home™, software de navegación TomTom,

UMTS tribanda con GSM/GPRS/Edge cuatribanda

256 MB de ROM y 128 MB de RAM

Mando giratorio de 360 grados y 3 direcciones con botón de selección

2.5.3 Programador y depurador PICkit3

Figura 25. Programador para microcontroladores PICkit3

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PICkit3 Circuit Debugger / Programmer utiliza la lógica del circuito de depuración incorporados en cada chip con memoria Flash para proporcionar un depurador de hardware y programador.

El PICkit 3 permite la depuración y la programación de PIC y dsPIC microcontroladores Flash utilizando la poderosa interfaz gráfica de usuario del MPLAB Entorno de Desarrollo Integrado (IDE). El PICkit 3 está conectado a la PC del ingeniero de diseño se utiliza un interfaz USB de velocidad y puede ser conectado al microcontrolador a través de una depuración Microchip (RJ-11) conector (compatible con MPLAB ICD 2, MPLAB ICD 3 y MPLAB REAL ICE). Las características básicas de este programador son:

USB (Full velocidad de 12 Mbits / s con interfaz de host PC) La ejecución en tiempo real MPLAB IDE compatibles. Integrado en el circuito de monitor de over-voltage/short Actualizable de descarga de Internet de PC / firmware Apoya baja tensión a 2,0 voltios (2.0V a 6.0V rango) LEDs de diagnóstico de lectura / escritura de memoria del programa y los

datos del microcontrolador Borrar de espacio de memoria del programa con la verificación de

congelación y periféricos en punto de interrupción Programa de hasta 512K bytes de flash con el programador

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3. METODOLOGÍA

En la metodología se encuentra la descripción detallada de las actividades que se realizaron, con el fin de dar cumplimiento a los objetivos planteados, y se encuentra el resultado obtenido con la realización de cada uno de estos.

3.1 TIPO DE ESTUDIO

Para desarrollar el proyecto de pasantía, se realizo un estudio descriptivo, ya que se evaluaron aspectos como el funcionamiento, operación y mantenimiento de equipos de comunicaciones y de control con los que el centro LOPE cuenta.

3.2 RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN

3.2.1 Fuentes primarias. Para el proceso de recolectar información en forma directa, se empleo la entrevista no estructurada, mediante la cual se realizaron preguntas abiertas a los Ingenieros y aprendices del área de electrónica, mecatronica y automatización del centro LOPE, sobre proyectos que se llevan a cabo y la operación y funcionamiento de los diversos software y hardware con los que cuenta los laboratorios.

3.2.2 Fuentes secundarias. Para el proceso de Recolección de esta información se empleo la consulta de manuales existentes en el laboratorio de electrónica y la consulta de los sitios oficiales en internet de los fabricantes de los equipos, dispositivos, y software con los que cuenta el laboratorio.

3.3 DESARROLLO DE LA PASANTIA

El desarrollo de la pasantía asesoría formativa y apoyo en el desarrollo de proyectos de automatismos mecatronicos del centro internacional de producción limpia LOPE del SENA regional Nariño, se llevo a cabo ejecutando las siguientes actividades y metodologías para cumplir los objetivos planteados.

3.3.1 Habilitar el servidor y realizar mantenimiento a los equipos del laboratorio de electrónica para el uso eficiente de recursos del ambiente.

Para llevar a cabo el desarrollo adecuado del trabajo de grado, se hizo necesario como primera medida establecer una estación base en la cual se realizaran pruebas e investigaciones a lo largo de la pasantía, para esto se eligió un equipo del laboratorio de electrónica al cual se le realizo el respectivo

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mantenimiento formateando e instalando los componentes necesarios para dejarlo a punto para el desarrollo de la práctica, una vez listo el equipo base y para que los aprendices tengan herramientas de software y hardware en buen estado para su debido aprendizaje se realizo mantenimiento periódicamente a los equipos del laboratorio de electrónica con el fin de mantener el sistema operativo y sus respectivos software de programación, simulación, y diseño en buen funcionamiento así como también realizando pruebas de funcionamiento de algunos hardware y dispositivos electrónicos con los que se cuenta, para que el aprendiz al momento de realizar sus prácticas de laboratorio encuentre los equipos y las herramientas funcionando correctamente. Por último y para tener el control del laboratorio de electrónica durante el uso de los equipos, se habilito un equipo especial al cual se le instalo el sistema operativo Windows server 2003 con el cual se tubo control de acceso a los recursos brindados por el instructor y al intercambio de información al momento de socializar las practicas de los aprendices.

Resultado.

Correcto funcionamiento de los equipos del laboratorio de electrónica a los cuales se les realizo el mantenimiento durante el periodo de pasantía, logrando el control del ambiente y un óptimo desempeño de todos los equipos y dispositivos electrónicos a la hora de ser manipulados por los aprendices para desarrollo de sus prácticas.

Procedimientos a seguir para el mantenimiento preventivo de los equipos del laboratorio de electrónica.

3.3.1.1 Asignación y preparación estación base.

El laboratorio de electrónica cuenta con 10 estaciones de trabajo, cada una de estas conformada por:

1 computador con todos los software de diseño electrónico necesarios para el desarrollo las practicas.

1 entrenador con el cual se lleva a cabo las practicas de las diferentes tarjetas con las que se cuenta y distintos hardware realizados por los aprendices, este entrenador está conectado al computador a través del puerto serial (DB9).

1 osciloscopio.

Acceso a internet a través de red cableada o red inalámbrica.

Punto de conexión para acceso a la red de área local LAN, a través de un switch.

La asignación de una de estas estaciones de trabajo la realizo el ingeniero encargado del laboratorio de electrónica, decidiendo que la estación más

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adecuada y que no interferiría con el desarrollo de las actividades de los aprendices seria la estación 8 la cual se observa en la figura 26 convirtiéndose está en la estación base, en la cual se realizo las diferentes actividades que se llevo a cabo en el transcurso de la pasantía.

Figura 26. Estación base.

Una vez realizada la asignación de la estación base se procedió a escoger los sistemas operativos y software de diseño electrónico para así iniciar el respectivo mantenimiento, formateando el disco duro e instalando todas las herramientas necesarias para dejar el equipo en perfecto funcionamiento.

3.3.1.2 Equipo servidor. Para tener el control del laboratorio de electrónica durante el uso de los equipos, se instalo el sistema operativo Windows server 2003 con el cual se tubo control de acceso a los recursos brindados por el instructor y al intercambio de información al momento de socializar las practicas de los aprendices.

A través de este sistema operativo se plantearon alternativas para monitorear y controlar el acceso de los practicantes a los equipos de trabajo, implementando las siguientes aplicaciones que brinda el sistema operativo como son:

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Servidor DHCP DHCP es un estándar de la internet diseñado para reducir la carga administrativa y la complejidad que supone la configuración en cada máquina de una red basada en TCP/IP el cual a través de su protocolo de tipo cliente/servidor en el que generalmente el servidor posee una lista de direcciones IP que las va asignando a los equipos clientes conforme estas van estando libres sabiendo en todo momento quien ha estado en posición de esa IP, cuánto tiempo la ha tenido y estar pendiente del manejo que el aprendiz le está dando al equipo,

Servidor de archivos La función de este servidor es permitir el acceso remoto a archivos almacenados en el o directamente accesibles por este, por medio del cual los aprendices pueden tener acceso remoto a la información suministrada por el instructor e intercambiar información en el momento de realizar sus socializaciones de los trabajos realizados.

Una vez configurado el equipo servidor se procedió a realizar la conexión y configuración de todos los equipos en red del laboratorio para que se comuniquen entre ellos como se muestra en la figura 27.

Figura 27. Red de área local LAN con switch

3.3.1.3 Mantenimiento equipos del laboratorio de electrónica Debido a que los equipos del laboratorio están en funcionamiento continúo. Su mantenimiento se basa en el chequeo de la funcionalidad y rapidez con que los programas se ejecutan realizando actividades de limpieza ajuste y formateo de los equipos periódicamente ya que el mal uso que los aprendices le dan a los equipos hacen que los software de diseño electrónico se vuelvan lentos o no respondan al momento de ser utilizados.

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Procedimiento a realizar periódicamente.

Ubicar un equipo específico del laboratorio de electrónica (estación base).

Realizar la respectivo limpieza y ajuste de las correar y tarjetas de la

CPU39.

Iniciar el proceso de formateo e instalación de los software necesarios al equipo.

Realizar pruebas de conectividad a internet a través de la red cableada y la red inalámbrica.

Realizar pruebas de software y conectividad de hardware. Realizar copia al resto de equipos del laboratorio realizando a cada uno

su respectiva limpieza y ajuste de componentes. Revisar puntos de acceso al switch para conexión con servidor.

una herramienta utilizada para que los equipos tuvieran un mayor desempeño en su funcionalidad sin tener que afectar el sistema operativo real fue la virtualizacion de sistemas operativos a través del software VMware con el fin de aislar los programas maliciosos y hacer mucho más rápido el funcionamiento de la maquina original.

Figura 28. Logotipo VMware

Este virtualizador por software permite ejecutar varios ordenadores (sistemas operativos) dentro de un mismo hardware de manera simultánea, permitiendo así el mayor aprovechamiento de recursos. No obstante, y al ser una capa intermedia entre el sistema físico y el sistema operativo que funciona en el hardware emulado, la velocidad de ejecución de este último es menor, pero en la mayoría de los casos suficiente para usarse en entornos de producción.

39 Unidad central de proceso

73

3.3.2 Incorporar el sistema operativo LINUX a la formación de electrónica en el centro.

La finalidad de este objetivo fue investigar las herramientas de nuevos sistemas operativos y el manejo adecuado de los diversos software de diseño electrónico, para que al momento de ser instalados y correctamente probados ayudaran a que los aprendices tengan nuevas alternativas a la hora de elegir sus herramientas de diseño de software y hardware en el desarrollo de sus proyectos. El sistema operativo elegido e instalado fue LINUX, el cual a través de su plataforma FEDORA la cual es una extensión basada en RPM y gracias a su licencia publica general de GNU, nos permitió realizar una serie de pruebas en su incorporado laboratorio electrónico, permitiendo comprobar así la funcionalidad y compatibilidad de estos nuevos software con la infraestructura existente.

Resultado: Correcta instalación del sistema operativo LINUX, y eficiente uso de la plataforma FEDORA a través de su laboratorio de electrónica, haciendo énfasis en el software PIKLAB logrando así explorar todas sus herramientas y verificando la compatibilidad con algunos hardware de programación con los que el laboratorito de electrónica cuenta.

3.3.2.1 descripcion del sistema operativo linux y laboratorio electronico de fedora

El OS40 LINUX es una plataforma informática cuyo funcionamiento se basa en los lineamientos de software libre que permite al usuario tener la libertad de ejecutar, copiar, distribuir, estudiar, cambiar y mejorar el software adquirido, las libertades que garantiza este software libre son:

Uso del programa para cualquier propósito

Estudiar cómo funciona el programa y adaptarlo a las necesidades del usuario.

Distribuir copias, con el fin de ayudar a otros usuarios

Mejorar el programa y publicar dichas mejoras para beneficio de la comunidad

Como ya fue mencionado existen diversas distribuciones de Linux como son fedora, wifislax, centos, Ubuntu entre otras, que pueden ser usadas en equipos como servidores, computadores de escritorio, portátiles teléfonos celulares etc.

40 Sistema Operativo

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Para nuestro caso se eligió Fedora 11, Kernel 2.6.30.10 la cual se instalo en una partición de la estación base requiriendo el minimo de recursos del sistema que es una de sus grandes ventajas

Procesador Intel o compatible a 400Mhz

Memoria RAM de 512MB

Lectora de CD

Tarjeta o placa Ethernet o wireless

Tarjeta SVGA

20 GB de espacio libre en disco rigido

En esta plataforma se cuenta con el Laboratorio electrónico de Fedora que está dedicado al soporte de la innovación y desarrollo traído por la comunidad de Automatización del Diseño Electrónico (EDA) de código abierto.

Este laboratorio electrónico de Fedora provee una configuración completa con herramientas de diseño de código abierto confiables para ayudar a mantenerlo al día con la carrera tecnológica actual. Reduce el riesgo de evaluación del desarrollo de hardware de código abierto y permite a los diseñadores electrónicos terminar rápida y eficientemente.

El laboratorio electrónico de fedora está destinado principalmente al campo de la ingeniería micro-nano electrónica considerando un conjunto de herramientas importantes como:

Un conjunto de módulos Perl para extender el soporte Verilog y VHDL. Herramientas para el proceso de Flujo de Diseño Específico a la

Aplicación de Circuitos Integrados ASIC Bibliotecas de células estándares extra que dan soporte a un tamaño de

0.13µm. (más de 300 MB) Tablero de spice extraída que se puede simular con gnucap/ngspice o

cualquier simulador de spice. Interoperabilidad entre varios paquetes para poder conseguir diferentes

flujos de diseños. Herramientas para el diseño integrado que proporciona apoyo para ARM

como una arquitectura secundaria de Fedora. Una solución basada en eeb de revisión de pares acomplado al IDE

Eclipse para diseño de Hardware IP Incrustado/Digital. Herramientas PLA, metodologías de diseño basadas en C, simuladores

para microcontroladores 8051 y 8085 y mucho más.

Basados en estas especificaciones se inspecciono algunas herramientas teniendo en cuenta los diferentes tipos de circuiutos y aplicaciones que se deben tener presentes para llevar a cabo un diseño de hardware y la codificación de su debido software

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Un proyecto de diseño de hardware se compone de diferentes tipos de circuitos: analógicos, digitales y de señal mixta, cada uno de estos tipos implica su caudal de diseño y metodologías. Cada tipo requiere de varios programas diferentes de EDA para diseñar con éxito, simular y verificar el circuito diseñado. Dado que este tipo de circuitos se incorporan en la misma matriz, estos circuitos deben ser capaces de interactuar entre sí, por lo tanto este laboratorio electrónico nos ofrece distintas herramientas para llevar a cabo nuestros proyectos las cuales son;

ASIC Analog Circuit Design and Simulation Esta herramineta nos permite diseñar, editar y simular los distintos esquemas realizando acciones como

Simulación de circuitos de propósito general, Análisis: no lineal AC / DC, transitorio, de Fourier, de parámetros S y el equilibrio armónico.

Apoyo de los lenguajes más recientes como Verilog-AMS.

Dibujar diagramas electrónicos y esquematicos del circuito.

Figura 29. Esquematico de circuitos en Fedora

Figura 30. Simualcion en platoforma Fedora

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3.3.2.2 ambiente de desarrollo del Software PIKLAB Piklab es un entorno de desarrollo integrado para aplicaciones basadas en microcontroladores PIC y dsPIC similar al software de Microchip MPLAB. Piklab es software libre publicado bajo la Licencia Pública GNU las utilidades GNU PIC se utilizan para compilar archivos de ensamblador. Los programadores de Microchip (actualmente sólo ICD2) y varios programadores directos son compatibles con este software Aquí están algunas características clave de Piklab

compilación y enlace con los archivos de ensamblador "gpasm" y "gplink".

desmontar archivos hexagesimales con "gpdasm".

editor hex (todos nuevos, pero PIC y dsPIC son compatibles) Probado sólo con inhx32 formato

programación directa con los programadores (de serie y paralelo) Sólo algunos PIC son compatibles

programador de línea de comandos "Piklab-prog‖

Se sigue utilizando algunos valores de configuración que sólo se puede establecer con la interfaz gráfica completa Es necesario que se ejecute en un environnement gráfica ya que utiliza algunas bibliotecas de KDE

A través de este software utilizado para programación de microcontroladores se realizo programas de prueba los cuales se descargaron por medio del programador depurador PICkit3 teniendo como resultado la integración de estos dos componentes que fue uno de los objetivos a conseguir en esta búsqueda de nuevas herramientas electrónicas. A continuación se dará a conocer algunas de los pasos a seguir para el buen manejo de este software y descarga correcta de nuestro programa de prueba. Como primera medida se debe tener las herramientas necesarias para logar este objetivo para nuestro caso especifico utilizaremos:

Programador y depurador PICkit3

Tarjeta de prueba incluida con el programador PICkit 3

Software piklab

Lo primero que se hizo fue ubicar el software piklab seleccionar el programador a utilizar para nuestro caso PICkit3 y el compilador para nuestro programa para nosotros el SDCC una vez realizado esto se procedió a cargar nuestro programa ejemplo, ya con nuestro programa cargado se podrá observar en nuestra ventana de trabajo el respectivo archivo de cabecera y el programa ejemplo en código C, listo para realizar su construcción como se observa en la figura 31.

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Figura 31. Ambiente de desarrollo de Piklab

Si el programa construido no demuestra ningún tipo de error los que nos resta hacer es seleccionar el programador ajustar los opciones del programador PICkit3 y realizar las descarga de el archivo .hex creado al momento de la construcción.

3.3.3 Incorporar software de diseño electrónico al laboratorio de electrónica del centro de formación la finalidad de este objetivo fue investigar y probar nuevas alternativas de software y hardware de programación e integrarlos con los software con los que el centro cuenta, permitiendo dar un uso más eficiente a los recursos del ambiente, logrando que los aprendices encuentren diversidad de software para el desarrollo de sus proyectos, y se familiaricen con los nuevos hardware de programación que les serán de vital importancia al momento de realizar sus descargas de código en las diferentes familias de microcontroladores.

Resultados: Para el desarrollo de estas actividades se hizo necesario adquirir destreza en los software MPLAB, PROTEUS y SDCC ya que se hizo necesario la integración de esos tres software para darle buen funcionamiento a lo planteado en la actividad.

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Con el cumplimento de este objetivo se logro dar un adecuado uso a los software de diseño electrónico de código libre permitiendo realizar programas más complejos que abarquen mayor capacidad de memoria sin tener que restringirse al límite de capacidad al que otro tipo de compiladores están regidos obteniendo así mayor libertad de programación y cumpliendo así con la adecuada integración de los software con los que ya se contaba y los nuevos software base de la investigación

Descripción de la integración de software y utilización de hardware

3.3.3.1 compilador SDCC y software PROTEUS

Figura 32. Integración ISIS proteus y SDCC

SDCC es un compilador Open Source distribuido bajo licencia GPL que compila código en lenguaje C para los siguientes Microcontroladores: Intel 8051, Maxim 80DS390, Zilog Z80, Motorola 68HC08 y los PIC16 y PIC18 de Microchips. Es un compilador multiplataforma, por lo que lo podemos instalar en Windows, Linux y MAC.

Aparte de estos dos software se hace necesario la instalación de una herramienta de microchip para microcontroladores PIC, que incluye las siguientes aplicaciones: gpasm, gplink, y gplib esta herramienta también es open source y se distribuye bajo licencia GNU. Una forma particular y que se utiliza en la plataforma Windows para realizar programas en C con el compilador SDCC, es interactuando este software por medio de comandos a través de símbolos del sistema, por lo que se es necesario también utilizar un editor de texto para escribir el código fuente de nuestro programa siendo de preferencia el que nosotros elijamos, para uso de nuestras pruebas se decidió utilizar notepad++

La forma cómo interactúan todas estas herramientas al momento de realizar un programa se muestra en la figura 33.

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Figura 33. Encadenamiento SDCC

Ya teniendo en claro cómo interactúan los programas se realizo un ejemplo básico para entender el procedimiento, el cual consistió en el parpadeo de un led a través del puerto b del microcontrolador el proceso de este encadenamiento se resume a continuación.

Escribir el código fuente en nuestro editor de texto.

Ejecutar la ventana terminal .cmd

Escribir las instrucciones necesarias para la compilacion

Abrir el software simulador en nuestro caso ISIS proteus

Reaizar el montaje del hardware

Descargar el archivo. hex generado en la compilacion

En las siguientes imágenes se muestra el proceso de este encadenamiento.

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Figura 34. Codigo fuente en notepad++

Una vez escrito el código fuente se procede a realizar la compilación para ello se usa la ventana terminal cmd nos dirigimos al lugar donde guardamos el código fuente y lo ejecutamos

Figura 35. Ventana cmd lista para compilacion

Y posteriormente se ejecuta los comandos de compilación que nos generaran los archivos .hex .cod y .cof que son los que necesitaremos para la simulación y descarga del programa

Primero se ejecuta esta línea de comandos para depurar el programa y enlazar las librerías necesarias.

Figura 36. Comandos en ventana cmd para depurar y enlazar

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Una vez depurado el código y sin error alguno se procede a digitar la siguiente línea de comandos para crear los archivos necesarios para la simulación en el software proteus y descarga del programa en el microcontrolador.

Figura 37. Comandos en ventana cmd para creación de archivos de simulación y

descarga

Ya generados nuestros archivos de trabajo y como primera medida se busca simular el código el software proteus se procedió a realizar la configuración del software de la siguiente manera. Se abre la ventana de herramientas de generación de códigos del software proteus y añadimos SDCC a la lista de compiladores según se muestra en la figura 38

Figura 38. Ventana de herramientas del simulador Proteus

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Ahora añadiremos el código fuente que fue previamente compilado y depurado con el software SDCC

Figura 39. Código fuente importado a ISIS

Para realizar la simulación nos resta crear el esquema del circuito en ISIS Proteus y cargar en el microcontrolador el archivo creado en SDCC con la extensión .cof

Figura 40. Esquema del circuito en ISIS Proteus

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3.3.3.2 Software MPLAB y hardware PICkit3

Realizados todos estos pasos se simula el circuito en modo run o paso a paso para seguir el comportamiento del código fuente y su correcto funcionamiento para que así una vez comprobado esto proceder a descargar el código con la extensión .hex en el hardware previamente realizado. Para lograr esta descarga se utilizo el software MPLAB para la importación y previa descarga del código fuente y el hardware PICkit3 el cual sirve como quemador para transferir nuestro código al hardware diseñado como se muestra a continuación

Figura 41. Ventana MPLAB para importar código fuente

Una vez listo el código y simulado correctamente se procede a ejecutar MPLAB que a través de su opción de importar podemos traer el código. Hex Listo para ser programado en el microcontrolador como se ve en la figura 41. Luego a través de la pestaña programer seleccionamos nuestro programador en este caso utilizamos el PICkit3 que es un hardware de Microchip con el cual el laboratorio cuenta y que está en proceso de prueba.

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Figura 42. Selección del programador PICkit3

Con el programador listo y posteriormente configurada su debida alimentación y los parámetros necesarios se procede a la descarga del código al microcontrolador concluyendo satisfactoriamente la prueba de este software de programación y el hardware con el que el centro cuenta.

Figura 43. Descarga de código fuente por medio del programador PICkit3

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Como conclusión de este nuevo software de programación se puede rescatar la ventaja de ser open source que aparte de ser de licencia gratuita permite disponer del código fuente del compilador y de sus librerías para poder editarlo y modificarlo si se quiere, y su mayor ventaja es que es multiplataforma pudiéndose utilizar en Linux, Unix, Mac y Windows por lo que no se restringe a utilizar un sistema operativo en concreto.

3.3.4 Brindar asesoría en la ejecución de los proyectos relacionados con automatismos mecatrónicos. Los proyectos planteados por los aprendices son de vital importancia para poder salir a la práctica laboral y poder culminar su ciclo de aprendizaje, por esta razón se planteo este objetivo cuya finalidad fue conocer de manera detallada algunos de los proyectos que se llevaron a cabo durante el periodo académico comprendido entre marzo y diciembre de 2010 y determinar con la ayuda del ingeniero encargado los proyectos a los cuales se les brindaría la asesoría necesaria durante el transcurso de la pasantía revisando la documentación de los avances logrados por los grupos de trabajo y respondiendo algunas de las inquietudes conforme fue posible debido a la diferencia de software manejados en el centro LOPE con los software estudiados en la Universidad. Logrando así realizar investigaciones y estudios sobre los nuevos software y hardware con los que se cuenta para poder así brindar la adecuada asesoría y realizar las respectivas pruebas y desarrollos de los proyectos a los cuales se asistió.

Resultados: Se logro brindar la asesoría necesaria a los proyectos a los cuales el ingeniero encargado de la parte electrónica considero necesario prestarles ayuda, aportando conocimientos e ideas de desarrollo a los aprendices manejando y comprendiendo los objetivos fundamentales de los cuales partieron los aprendices para lograr obtener buenos resultados. Además se logro recopilar documentación importante de equipos nuevos con los que cuenta el laboratorio y que fueron de vital importancia para el desarrollo de los proyectos planteados. Para lograr brindar la asesoría adecuada y cumplir a cabalidad con el objetivo planteado se hizo necesario adquirir destrezas en diversos software como son Proteus, M2M studio, Mplab, CCS, X-CTU que son software de diseño y desarrollo de aplicaciones de hardware, software y sistemas embebidos, además que fue necesario investigar con la casa matriz de algunos de los equipos para su correcto funcionamiento y adecuada programación, Todo este desarrollo en la asesoría de proyectos se detallara a continuación destacando como actividad principal la vinculación al proyecto de telemetría y telecontrol del formula SENA – Nariño del cual se adquirieron y se ampliaron muchos conocimientos de la parte telecomunicaciones y telemetría.

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3.3.4.1 Control de ambiente de cuyes

Descripción del sistema El proyecto presentado por el aprendiz Richard Orlando Eraso se llevo a cabo con el fin de optimizar el control con el que se maneja el habitad donde se crían los cuyes ya que los cambios de temperatura y el insuficiente control de desechos les produce enfermedades e infecciones que afecta directamente a los consumidores. Para mejorar esto se propuso la implementación de un sistema de ventilación y control de desechos en el que a través de sensores que capten los grados de temperatura que tiene el ambiente se logre a través de un tablero automatizado de control activar los mecanismos de ventilación y temperatura debidamente instalados; Además para el control de los desechos se propone utilizar una banda que limpie los desechos automáticamente y los transporte hacia un contenedor La asesoría brindada consistió en buscar información de dispositivos electrónicos, diseños de circuitos y realizar la programación de un microcontrolador que realice las tareas otorgadas según los criterios de diseño del aprendiz, unas de las tareas en las cuales se asistió fue en el diseño de un circuito de adquisición y control de datos para esto se diseño un diagrama de bloques del cual se partiría para lograr el objetivo.

Figura 44. Diagrama de bloques del control de ambiente de cuyes

Una vez identificadas las etapas del proyecto se procedió a realizar la elección de los componentes a usar y a desarrollar el diseño del circuito. Todo este proceso inicia en la adquisición que comienza con el sensor de temperatura LM-35 que se encontrara ubicado a la entrada del convertidor análogo digital adecuado y que posteriormente ira al microcontrolador escogido que para comodidad del aprendiz se escogió pic 16f84 el cual llevara a cabo cierto procesamiento para más adelante enviar los datos obtenidos a través de la interfaz RS-232 hacia el circuito de control el cual se

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encargara de tomar la decisión adecuada según las lecturas tomadas, las características más importantes de algunos componentes usados en el diseño se resaltan a continuación.

3.3.4.1.1 Sensor de temperatura LM.35 El LM-35 es un sensor de temperatura de precisión cuya salida de voltaje es directamente proporcional a una temperatura en grados centígrados. No es necesario calibración externa para proveer una precisión en un rango de temperatura de -55 a +150 °C, el sensor nos da a la salida un factor lineal de +10 Vm/°C y opera en el rango de 4 a 30 voltios.

Figura 45. Sensor de temperatura LM-35

3.3.4.1.2 Comparador LM-311 El LM311 es un comparador de voltaje que tiene corrientes de entrada pequeñas. Están diseñados para operar en un rango más amplio de tensiones de alimentación: de la norma ± 15V. Su producción es compatible con RTL, DTL y TTL, así como circuitos MOS. Además, pueden controlar lámparas o relés, el cambio de tensión de hasta 50V con corrientes de hasta 50 mA

Figura 46. Comparador LM-311

3.3.4.1.3 Display LCD 2x16 El módulo tiene retro iluminación y es capaz de mostrar hasta dos líneas de 16 caracteres. Se puede conectar directamente a un puerto serie de tipo rs232 o bien conectarlo directamente a un puerto serie de un microcontrolador. Se alimenta a 5v y 15 ma para la parte lógica y de 5 a 14v 100 mA para la iluminación del display. Velocidad de trabajo 9600 o 2400 baudios.

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Figura 47. Lcd 2x16

3.3.4.1.4 Teclado matricial 3x4 Teclado matricial de 4 x 3 teclas tipo teléfono que resulta especialmente útil para conectarlo al módulo display lcd con conexión serie + I2C S310118, ya que el conector coincide directamente con las conexiones de dicho módulo. El teclado resulta una opción sencilla para introducir datos, claves de acceso, instrucciones, etc. en cualquier sistema microcontrolador

Figura 48. Teclado matricial 3x4

3.3.4.1.5 Microcontrolador PIC 16f84

Este PIC está fabricado con tecnología CMOS de altas prestaciones y encapsulado en plástico con 18 pines.

A continuación se comenta brevemente la misión de cada uno de los pines. Vdd: Pin por el que se aplica la tensión positiva de la alimentación. Vss: Pin conectado a tierra o negativo de la alimentación. OSC1 / CLKIN: Pin por el que se aplica la entrada del circuito oscilador externo que proporciona la frecuencia de trabajo del microcontrolador. OSC2 / CLKOUT: Pin auxiliar del circuito oscilador.

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MCLR#: Este pin es activado con un nivel lógico bajo, lo que se representa con el símbolo 3. su activación origina reinicialización o Reset del PIC. También se usa este pin durante la grabación de la memoria de programa para introducir por ella la tensión, Vpp, que está comprendida entre 12 y 14 V DC.

Figura 49. Microcontrolador PIC 16f84

La siguiente figura es un diseño preliminar de los distintos componentes interactuando como un conjunto para lograr el objetivo.

Figura 50. Diseño preliminar del hardware

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En el diagrama se puede observar los bloques y los componentes que conforman el hardware del control de ambiente de cuyes aquí el microcontrolador es el cerebro del diseño, en este caso se opto por un microcontrolador que se encargue de controlar los actuadores como resistencias de calor ventiladores y bandas transportadoras, sensar la temperatura ambiente y además transmitir y mantener informado al operario de lo que esta aconteciendo en el criadero.

3.3.4.1.6 Conversor análogo/digital Es comúnmente sabido que los convertidores analógico digital ADC son usados en aplicaciones donde es necesario realizar algún tipo de procesamiento digital. Básicamente la entrada de un ADC esta conectada con una fuente acondicionada de tal forma que cumpla con los requerimientos del ADC, esta señal analógica de acuerdo al rango de voltajes del ADC, tendrá un equivalente digital y dependiendo de la resolución del ADC será la precisión que obtendremos de los datos adquiridos a través del sensor y pasados por el ADC.

3.3.4.1.7 Programación teclado matricial Los teclados matriciales son ensamblados en forma de matriz configurados para este caso en 3 columnas y 4 filas, cuando no se ha oprimido ninguna tecla no hay conexión entre filas y columnas pero cuando se a oprimida alguna tecla se realiza la conexión entre la fila y la columna correspondiente generando así un código especial para cierta tecla, El diagrama de flujo que se presenta a continuación muestra las tareas básicas a realizar para que nuestro teclado matricial cumpla su objetivo.

Figura 51. Diagrama de flujo del teclado matriicial

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3.3.4.1.8 Etapa de sensado con el LM-35 Como se menciono anteriormente este integrado tiene como características que su valor estándar para 0 °C es de 2.73v y va incrementando 10 mV/°C según se observa en la siguiente grafica obtenida del datasheet del sensor.

Figura 52. Comportamiento del LM-35

Lo primero que se busco realizar es acondicionar la señal para lo que se uso un potenciómetro como se observa en la figura con la finalidad de tener la salida en el valor de temperatura media ambiento

Figura 53. Etapa de sensado y ajuste de temperatura

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3.3.1.4.9 Entrada de referencia Lo que se pretende controlar es la temperatura ambiente del criadero de cuyes entre 17 °C y 25 °C para ello se diseño el siguiente circuito el cual conto con los cálculos necesarios para encontrar los valores de resistencias y poder controlar el voltaje de referencia de entrada

Figura 54. Circuito de referencia

En cuanto a la programación se efectuó en un microcontrolador PIC 16f84 el cual resulta ser la unidad central de control, es decir es la parte inteligente del prototipo con una interfaz hacia una pantalla LCD que puede monitorear el proceso de control que realiza el microcontrolador registrando en cada etapa el correcto funcionamiento de todos los dispositivos y además corregir los errores que se presenten al realizar las diferentes pruebas

Resultados Como primera medida se realizo la revisión de documentación a los informes adelantados por el aprendiz que lleva a cabo este proyecto para poder estar al tanto y realizar la respectiva asesoría, una vez realizada la revisión se realizaron algunas correcciones y se sugirió alternativas que ayudarían al buen funcionamiento del proyecto siendo estas bien tomadas y adoptadas por el estudiante, conforme el tiempo transcurría se aclararon algunas inquietudes en cuanto al diseño, debido a que los circuitos escogidos por el estudiante para realizar el control de temperatura no eran los adecuados, en cuanto al lenguaje de programación debido a que el estudiante no se decidía por que lenguaje usar para el diseño del software se le sugirió la programación en lenguaje C y se realizaron algunos ejemplos que le ayudaron aclarar dudas de ahí en adelante se estuvo pendiente de las dudas e inquietudes que el aprendiz encontrara a lo largo del proyecto.

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3.3.4.2 Sistema de telemetría y telecontrol del monoplaza FORSENAR En la comunidad SENA a nivel nacional se ha implementado una competencia denominada formula SENA, la cual consiste en diseñar un monoplaza de competencia con todas sus componentes necesarios como si de fórmula uno se estuviera hablando, en este tipo de componentes necesarios se encuentra inmersa la parte electrónica ya que es de saberse que este tipo de vehículos cuentan con un sistema de telemetría que informa los acontecimientos del vehículo en pista para toma de decisiones del equipo técnico en cuanto a mejoras del sistema. Para ello el quipo FORSENAR cuenta con un grupo de aprendices liderados por el Ingeniero encargado de la parte de electrónica a los cuales se les brindo el acompañamiento y apoyo para este reto, logrando así diseñar un sistema de adquisición de datos que transmitirá vía RF y a través de la red celular todo lo que acontezca en el vehículo a lo largo de las competencias.

El equipo de telemetría y telecontrol FORSENAR está conformado por los aprendices Jefferson Bryan Villota Ceballos, Michael Nixon Díaz Cabrera y Edgar Eduardo Tutalcha Cuatin cuya línea de investigación y estudio es Tecnología en diseño e integración de automatismos mecatronicos, liderados por el ingeniero Orlando David Orbes instructor de electrónica del centro LOPE y acompañados por Christian Dayan Arcos Gordillo pasante de la Universidad Francisco de Paula Santander

Figura 55. Equipo de telemetría y telecontrol FORSENAR

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Descripción del proyecto. En la actualidad los monoplazas de campeonato son dotados de un sistema de adquisición y despliegue de datos que permite conocer el funcionamiento de todas sus piezas en especial de la actividad que presenta el motor. Para el presente trabajo se demostrara los avances en cuanto a sensoria y adquisición de señales aplicadas al sistema de automotriz de formula de bajo diseño. Para llevar a cabo la adquisición de dichos datos se implementara una cantidad de pequeños sensores en diversas partes del monoplaza que consideramos criticas para obtener una gran cantidad de información sobre su debido funcionamiento esto será de vital importancia para los diseñadores y el equipo de trabajo que estará pendiente de cada detalle del monoplaza ya que se podrá tener una información detallada al momento de realizar pruebas de funcionamiento y hacer los respectivos ajustes para obtener el producto final. Durante la ejecución de este proceso se encontrara por doquier equipos y dispositivos electrónicos motores sensores transmisores, todos ellos indispensables en el correcto y apropiado desarrollo de cada etapa en esta ejecución, y que serán objeto de trabajo del equipo de Electrónica FORSENAR encargado de coordinar y ejecutar su adecuado funcionamiento, además que el equipo proveerá los medios para garantizar la adquisición el procesamiento y el intercambio de datos en las diferentes fases que conlleva la construcción del monoplaza para tal efecto se incluirá software con ejecución en portátil, modulo de adquisición y tarjetas desarrolladas en el centro para la medición y activación de actuadores, que trabajaran en diferentes tipos de estados dependiendo de la funcionalidad que tengan y asi garantizar el cumplimiento de las metas planteadas por los diseñadores y los jurados del certamen.

3.3.4.2.1 Telemetría y Telecontrol La telemetría es una tecnología que permite la medición remota de magnitudes físicas y el posterior envió de la información hacia el operador del sistema, este tipo de envió de la información se realiza mediante una comunicación inalámbrica. Un sistema de telemetría básico puede ser muy simple y sin embargo efectivo, los componentes principales para la solución completa de un sistema de telemetría no varian en gran proporción independientemente de la aplicación estos son

Adquisición de datos (Hardware)

Comunicación (Software)

Acceso a la información (Usuario final)

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Figura 56. Proceso de telemetría

La adquisición de datos se refiere al sensado de cualquier parámetro físico para obtener finalmente ya sea un nivel de voltaje, una variación de frecuencia de alguna señal, datos serializados que cumplan con algún estándar de comunicación o incluso señales eléctricas analógicas que es necesario acondicionarlas y digitalizarlas para convertirlas en entrada de un proceso y realizar las operaciones necesarias para colocar los datos en el medio de comunicación.

El proceso de transmisión de datos es igual a un codificador de información, los datos que se requieren enviar a través del medio de comunicación deben cumplir con ciertas características para que puedan utilizar el medio de transmisión

El medio de comunicación puede realizarse a través de cables o inalámbricamente, la cantidad de protocolos de comunicación es infinita y cada uno se adapta de acuerdo a las características presentadas por el ambiente que rodea el medio de transmisión, los medios cableados ofrecen al diseñador una rápida implementación y además sencilla como es el caso del estándar RS-232, aunque para tener mejores tasas de transmisión existen otros como Ethernet que se pueden incluso formar redes de área local o LAN cuando existen varios usuarios interesados en los datos enviados, sin embargo el uso de las frecuencias en el aire a logrado que se desarrollen sistemas muy complejos de codificación y comprensión haciendo uso de protocolos robustos como 802.11 y bluetooth, aunque también existen otros menos complejos como 802.15.4 que es la base de la especificación ZIgbee que a cambio del uso de perfiles y altas tasas de transmisión, ofrece un alcance muy amplio en áreas abiertas, así como un bajo consumo de potencia volviéndose una solución altamente eficaz para formar redes de área personal inalámbricas o WPAN siendo esta una de las redes utilizadas para el presente proyecto, el uso de estos medios a

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diferencia de los cableados, es que proporciona un uso eficiente de los espacios haciendo que estos sistemas puedan utilizarse en cualquier sitio. Otra característica importante es el uso de infraestructura ya establecida como es el otro caso para este proyecto, en el cual se utiliza la red móvil GSM/GPRS a través del modem WAVECOM FASTRACK SUPREME 20 que realiza el envió de paquetes para hacerlos llegar al servidor.

La recepción de datos es similar a la transmisión en el sentido que tiene que cumplir los mismos requerimientos de transmisión que están dados por el medio de comunicación, el programa o sistema que recibe la información enviada por el transmisor, debe ser capaz de interpretar el protocolo utilizado. En este punto si existe alguna codificación en el envió de datos, el dispositivo encargado de la recepción debe ser capaz de decodificarlos y almacenarlos para que se puedan visualizar como datos numéricos o en gráficos.

El acceso a la información se relaciona con el sistema que recibe los datos ya que un proceso esta encargado de la recepción de datos y el otro del despliegue de la información que se reproduce en el dispositivo local (cliente), en el caso especifico de este proyecto el proceso de despliegue esta almacenado en un computador portátil ubicado al interior del vehículo (servidor) y se ejecuta en los portátiles adecuados y HTC (clientes) del equipo FORSENAR

Para la realización de este proyecto se hizo uso de tecnologías desarrolladas para los sistemas de telecomunicaciones: la red de telefonía celular GSM de la cual surge GPRS que usando las mismas radiofrecuencias y estaciones bases que ya existen de GSM, ofrece mejoras importantes en la transmisión inalámbrica de información, así como también se hizo uso de la interfaz inalámbrica XBee que implementa el estándar IEEE 802.15.4 que generalmente se utiliza para implementar redes de area personal PAN. Conociendo este tipo de tecnología y sabiendo que la telecomunicación es esencial entre el piloto, el vehículo y su respectivo monitoreo desde la central del equipo técnico se utilizaron dos estrategias que lograran la comunicación entre el vehículo y el equipo técnico, las cuales consisten en comunicación por modem atreves de la red celular y comunicación inalámbrica RF.

A continuación se mostrara en detalle el sistema de telemetría y telecontrol implementado por el equipo de trabajo de Telemetría y Telecontrol FORSENAR.

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3.3.4.2.2 Descripción del sistema de Telemetría y Telecontrol En el trabajo desarrollado por el equipo de telemetría y telecontrol se muestra un sistema de rastreo y control de unidades remotas móviles. En este sistema se hace uso de:

un modem GSM/GPRS WAVECOM FASTRACK SUPREME 20 para establecer comunicación con la red celular GSM y por medio del sistema GPRS enviar paquetes, a un equipo servidor el cual cuenta con programas de comunicación, seguimiento de variable y almacenamiento de datos.

Módulos XBee que conformando una red PAN utilizando el protocolo IEEE 802.15.4 transmitirán vía RF los datos obtenidos en el sistema a otro servidor que igualmente cuenta con programas de comunicación seguimiento de variables y almacenamiento de datos

Estos dispositivos serán conectados a través de USB 2.0 a una tarjeta de adquisición desarrollada por el equipo llamada METFORS10 que a su vez está conectada a través de USB 2.0 a una computadora portátil la cual cuenta el software LabView y la aplicación desarrollada en este software por el equipo. Con el objeto de medir las señales que proporcionara el vehículo al momento de estar en pista y que estas puedan ser transmitidas al servidor antes mencionado como se muestra en la figura.

Figura 57. Sistema de transmisión de datos al servidor

Las mediciones que se registraran en este proyecto son: temperatura habitáculo, temperatura del motor, gases, recorrido, aceleración, temperatura radiador, detección trasera, detección delantera, suspensiones, humedad y presión de aceite, siendo estas adquiridas por la tarjeta METFORS10 la cual es gobernada por un microcontrolador, cuyo cometido principal es atender la petición del cliente.

Características de los dispositivos el sistema se divide en varias etapas las cuales son realizadas por diferentes sub-sistemas, la adquisición se centra en los sensores mencionados anteriormente los cuales se encuentran a la entrada de los puertos del

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microcontrolador PIC18f4550 pasando algunos por etapas de acondicionamiento de señal, el cual lleva cierto procesamiento para mas adelante enviar los datos obtenidos a través del puerto USB hacia el modem GSM/GPRS Fastrack Supreme 20. Las características más importantes se resaltan a continuación.

Sensor de distancia SRF04 Este es un sensor para medir distancias en un rango de 3cm a 6 metros, enviando un tren de pulsos ultrasónicos que al regresar generan un pulso cuyo ancho es proporcional a la distancia del objeto, consume 30mA a 5 V Desde un punto de vista práctico, lo que hay que hacer es mandar un señal de arranque en el pin 3 del SRF04 y después leer la anchura del impulso que nos proporciona en el pin 2. El pulso de disparo tiene que tener una anchura mínima de 10 uS. Después leemos el pulso de salida de Eco y medimos su longitud que es proporcional al eco recibido.

Sensor de distancia GP2Y0A02YK Este es un sensor de infrarrojos que proporciona una lectura continua de la distancia medida como una tensión analógica dentro de un rango de 20 a 150 cm. La tensión de alimentación es de 5V y la tensión de salida varia unos 2 voltios de diferencia entre el margen mínimo y el máximo de la distancia medida. La conexión se realiza mediante un conector JST de 3 vías, 2 para la alimentación y una para la salida. la salida está disponible de forma continua y su valor es actualizado cada 39 ms. Normalmente se conecta esta salida a la entrada de un convertidor analógico digital el cual convierte la distancia en un numero que puede ser usado por el microcontrolador.

Sensor infrarrojo IS471F Este sensor incorpora un modulador/demodulador integrado en su carcasa y a través de su pin 4 controla un diodo LED de infrarrojos externo. Modulando la señal que este emitirá, para ser captada por sensor que contiene el receptor, cuando un objeto se sitúa entre el conjunto emisor/receptor, parte de la luz es reflejada y demodulada para activar el pin 2 que pasara a nivel bajo si la señal captada es suficientemente fuerte.

Sensor de gas TGS3870 Este sensor es un semiconductores de óxido metálico sensor de gas para el detección de metano y monóxido de carbono. El uso de un micro-grano de gas detecta la estructura, tanto de metano y monóxido de carbono, que son detectadas con un solo elemento del sensor por la aplicación periódica de dos tensiones diferentes calentador (Alta y baja). La miniaturización del gas que detecta los resultados del grano en una potencia del calentador con un consumo de sólo 38mW.

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Este sensor tiene una baja sensibilidad a los vapores de alcohol (un gas típico de interferencia en el medio ambiente residencial) y tiene alta durabilidad.

Sensor de temperatura DS18S20 Este sensor de la firma Dallas Semiconductor proporciona medidas de temperatura en grados centígrados con una resolución de 9 bits. Entre sus características caben citar las siguientes:

Interface 1-wire que precisa de una única línea de datos para la comunicación con el controlador

No necesita componentes externos

Se alimenta a través de la propia línea de datos o bien mediante una tensión de 3 a 5.5Vcc

Rango de temperatura de -55.00ºC a +125ºC con resolución de +/- 0.5ºC

Tiempo de conversión de 750mS

Acelerómetro MMA7260QT Este dispositivo consiste en dos placas conductoras paralelas tipo electrodo con área de exposición A y una masa m suspendida por medio de un elemento con rigidez k. Entre la masa y los electrodos existe una distancia base d simétrica, que se controla con precisión, por lo que el aire que existe en el hueco entre cada electrodo y la masa sísmica forma un ―capacitor mecánicamente variable‖. El cambio en la distancia ―d‖ corresponde a los cambios en la capacitancia. Estos acelerómetros incorporan circuitos micro-eléctricos que usan puentes capacitivos para convertir el cambio de capacitancia a una señal de voltaje útil proporcional a la aceleración. Las características principales de este dispositivo electrónico son:

Selección del nivel de sensibilidad mediante la conexión de los pines g- Select1 y g-Select2 (pines 1 y 2) como lo muestra la siguiente tabla:

Tabla 10. Rangos de sensibilidad del acelerómetro

Su voltaje de operación es de 2.2[V] - 3.6[V]

Posee un bajo consumo de corriente el cual es de 500[μA]

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Figura 58. (a) sensor SRF04, (b) sensor GP2Y0A02YK, (c) sensor IS471F, (d) sensor TGS3870, (e) sensor SHT71, (f) sensor DS18S20, (g) acelerómetro MMA7260QT

Microcontrolador PIC 18f4550 El microcontrolador 18f4550 de microchip es de 8 bits de bajo costo y bajo consumo de energía, siendo este un micro ampliamente utilizado como un microcontrolador ―estándar‖ debido a sus innumerables características y potencia, hay que decir que tiene incluido una memoria Flash USB y control de flujo de datos. Soporta USB low speed (1.5Mb/s) y full speed (12Mb/s) y USB V2.0, el cual es un atractivo complemento el poder incorporar por si mismo una interfaz USB. También uno de los motivos de su elección es poder ser programado mediante lenguaje C, lo que le hace en general un dispositivo muy atractivo tanto por sus posibilidades como su fácil programación El PIC 18F4550 se caracteriza por:

Tabla 11. Características del microcontrolador 18f4550

Memoria Flash: 32Kbytes

Máximo número de instrucciones simples: 16384

Memoria SRAM: 2048 bytes

Memoria EEPROM: 256 bytes

Entradas / Salidas: 35

Número de entradas A/D: 13

Número de CCP: 1

Número de ECCP: 1

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Soporta SPP: Si

Soporta SPI: Si

Soporta master I2C: Si

Número de EAUSART: 1

Número de comparadores: 2

Número de temporizadores de 8 bits: 1

Número de temporizadores de 16 bits: 3

Universal Serial Bus (USB) module: Si

Como hemos podido observar en sus principales características destaca sobre todo su gran diversidad, con lo que podemos implementar muchas aplicaciones con tan sólo tener una buena distribución de sus entradas y salidas Para este proyecto la disposición de sus puertos se ha hecho de la siguiente manera

Figura 59. Distribución de pines del PIC 18f4550

El microcontrolador se programa con el hardware mencionado anteriormente llamado Pickit3 que sirve para programar y depurar los microcontroladores de microchip a través de un cable USB sin necesidad de utilizar fuentes adicionales

102

Figura 60. Diagrama de bloques del microcontrolador 18f4550

103

3.3.4.2.3 Configuración y programación del microcontrolador 18f4550 Con el fin de realizar las funciones deseadas con el microcontrolador se realizo la programación de sus periféricos como se vera a continuación. El firmware utilizado para programar el microcontrolador maneja protocolo USB, que es un algoritmo que maneja el software CCS, para desarrollar periféricos con comunicación USB, Hay diferentes tipos y clases de firmware, cada uno con sus características y formas de trabajo. En el presente proyecto se ha implementado la clase USB CDC (Communications Class Device), lo que permite al PC detectar estos dispositivos como periféricos, como si fueran dispositivos puertos serie RS-232 virtuales

Firmware USB del Pic Como ya se ha comentado con anterioridad el microcontrolador 18F4550 dispone de un módulo USB. Dicho modulo se puede controlar directamente por periférico consultando el datasheet del fabricante y las especificaciones del USB o bien utilizar un firmware o ―código esqueleto‖ para manejar el USB. Para el desarrollo de este tipo de firmware se ha de contar con el siguiente software.

PIC C COMPILER CCS (Compilador de lenguaje C) PROTEUS 7 PROFESSIONAL (Simulador y Diseño de Impresos)

Dicho firmware encapsula varias funciones, ocultando toda la complejidad necesaria, para la comunicación USB de forma que provee de una comunicación serie tradicional entre el PIC y el PC. Entre las características más importantes del firmware CDC destacan las siguientes:

• Tasa de transferencia máxima de 80 Kbytes/s. • Las librerías compiladas ocupan un tamaño reducido (4Kb). • Resuelve toda la comunicación en software, sin requerir hardware adicional. • El flujo de datos es manejado enteramente por el protocolo USB (no es necesario usar XON/XOFF ni control de flujo por hardware).

USB en CCS C CCS suministra librerías para comunicar PIC con el PC utilizando el bus USB, mediante periféricos internos o mediante dispositivos externos al PIC (del tipo USBN9603).

Las librerías suministradas son:

pic_18usb.h: driver de capa hardware de la familia del PIC18F4550

usb.h: definiciones y prototipos utilizados en el driver USB.

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usb.c: el USB stack, que maneja las interrupciones USB y el USB

Setup Requests en Endpoint 0.

usb_cdc.h: driver que permite utilizar una clase de dispositivo CDC

USB, emulando un dispositivo RS-232 y lo muestra como un puerto

COM virtual en Windows.

Las funciones mas importantes, entre otras muchas, son:

usb_init (): inicializa el hardware USB. Espera en un bucle infinito hasta

que el periférico USB es conectado al bus (aunque eso no significa que

ha sido enumerado por el PC). Habilita y utiliza la interrupción por USB.

usb_task (): si se utiliza una detección de conexión para la

inicialización, entonces se deberá llamar periódicamente a esta función

para controlar el pin de detección de conexión. Cuando el PIC es

conectado o desconectado del bus, esta función inicializa el periférico

USB o resetea el USB stack y el periférico.

usb_enumerated (): devuelve un true si el dispositivo ha sido

enumerado por el PC y, en este caso, el dispositivo entra en modo de

operación normal y puede enviar y recibir paquetes de datos.

Existen funciones especificas para CDC, entre ellas:

usb_cdc_putc (): Coloca un carácter en el buffer de transmisión; en el

caso de que esté lleno esperará hasta que pueda enviarlo.

usb_cdc_getc (): Recibe un carácter del buffer de transmisión; en el

caso de estar vacio esperará hasta que se reciba.

Hay que realizar una importante modificación en la librería de descriptores USB_DESC_CDC.H, donde se indica, al final de la librería, el fabricante y el producto (VIP/PID); en este caso aparece:

Para trabajar con Microchip hay que indicar el identificador de fabricante el VENDEDOR ID 0x04D8 y en el identificador de producto el PRODUCT ID 0x0A para la familia de los PIC18. Es decir, esas dos líneas deben de quedar así (es aconsejable hacer una copia de la librería original antes de proceder al cambio).

105

Estos dos identificadores permiten la conexión con el driver de Windows; al inicializarse la conexión, Windows recibe los dos identificadores y localiza el driver necesario para la conexión. En el caso de no localizarlo, permite la instalación de los recursos necesarios para la conexión; en este caso a través del fichero mchpcdc.inf suministrado por Microchip.

Por otra parte, al final de la librería se encuentra la descripción textual del dispositivo que será detectado por Windows; para ello utiliza USB_STRING_DESC. Se puede modificar a gusto del usuario, teniendo en cuenta con la definición de la posición de string y sus tamaños.

La configuración del PIC18F4550 es la habitual, tan solo que la frecuencia debe ser de 48MHz pero que utilizando el bit de configuración PLL5 se puede emplear un cristal de cuarzo de 20MHz.

106

Es importante configurar el pin de detección del sentido de transmisión (USB_CON_SENSE_PIN) para poder controlar la conexión o desconexión del PIC al USB. Antes de todo hay que inicializar el puerto USB (usb_cdc_init() y usb_init()) y, ―muy importante‖, comprobar que ha sido enumerado por el HOST (usb_enumerated()). Con el fin de inicializar o resetear la conexión con el USB se debe realizar una llamada periódica a la función usb_task().

Tras conectar, por primera vez el USB, Windows solicita la instalación del driver (se debe indicar el directorio donde se guarda el fichero mchpcdc.inf).

Figura 61. Pasos para la instalación del driver

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Tras esta instalación y cada vez que se conecte el dispositivo aparecerá el puerto COM virtual en el administrador de dispositivos de Windows. También desaparecerá el COM virtual cada vez que se desconecte.

Estructura del programa

RTOS – Real Time Operating System El Sistema Operativo en Tiempo Real simplifica el desarrollo de una aplicación y, mediante el uso de tareas, reduce los errores de programación. En general se puede definir un RTOS como un programa que trabaja en segundo plano, controla la ejecución de varias tareas y facilita la comunicación entre ellas. En el caso de que se está ejecutando mas de una tarea al mismo tiempo, el sistema se denomina multitarea; cada tarea tiene asignado un tiempo en el procesador. El RTOS no es exactamente un SO (Sistema Operativo) a pesar de que los dos se basan en un núcleo (Kernel) que se encarga de controlar la ejecución de las tareas. El RTOS esta pensado para trabajar con los microcontroladores. Puede utilizarse en los PIC de gama media pero donde mayor rendimiento se obtiene es en los PIC de gama alta. Cuando la tarea ha terminado de ejecutarse o ya no necesita del procesador, el control de dicho procesador es devuelto al planificador el cual dará el control del procesador a la siguiente tarea que este en la lista para ejecutarse en ese momento. Este proceso se conoce como cooperativa multitarea (cooperative multi-tasking).

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RTOS en CCS Las funciones que incorpora CCS para la gestión de RTOS son la que aparecen en la siguiente tabla:

Tabla 12. Funciones para la gestión de RTOS en CCS

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Las directivas asociadas son dos: #use rtos (options) Las options pueden ser las siguientes (separadas por comas): timer=X: donde la X (0 a 4) indica el TIMER que se utilizara para la ejecución de las tareas. El TIMER seleccionado debe utilizarse solo para el RTOS. minor_cycle=time: donde TIME es un número seguido de s, ms, us o ns. Indica el tiempo que deberá tardar en ejecutarse una tarea. Los tiempos de ejecución de cada tarea deben ser múltiplos de esa cantidad. Si no se especifica, el compilador se encargara de calcularlo. statistics: indica el tiempo mínimo, máximo y total utilizado por cada tarea. Un ejemplo de lo ya mencionado se escribiria asi:

#task (options): esta directiva indica al compilador que la función que sigue es una tarea del RTOS. Las options pueden ser las siguientes (separadas por comas): rate=time: donde TIME es un numero seguido por s, ms, us o ns. Especifica la frecuencia con que se ejecutara la tarea. Debe ser igual o múltiplo del valor minor_cycle. max=time: donde TIME es un numero seguido por s, ms, us o ns. Especifica el tiempo de ejecución de la tarea. Este tiempo debe ser menor o igual que el valor del minor_cycle. El compilador no puede hacer cumplir este tiempo por lo que el programador debe tener cuidado en asignar el tiempo de ejecución. En el programa se crearon 8 tareas además de la tarea ―The_Kernal‖.

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La primera tarea ―adquisición‖ es la encargada de adquirir las señales provenientes de los sensores y guardar en registros el valor obtenido. La tarea ―toma_desiciones‖ es la que ejecuta una acción dependiendo de los registros de los sensores. La tarea ―espera_comando‖ encargada de establecer la comunicación con el PC. También es la que esta pendiente de recibir órdenes del PC y devolver su respetiva respuesta. La tarea ―tiempo‖ lleva el control de tiempo en registros que han sido destinados para esta operación. Las tareas ―memoria_eeprom_1‖ y ―memoria_eeprom_2‖ encargadas de inicializar, guardar y descargar datos hacia el PC. Estas memorias han sido agregadas para hacer un respaldo de los registros de los sensores. La tarea ―adq_temperatura‖ controla la lectura del sensor DS1820, debido a que este maneja un protocolo de comunicación 1-wire. La tarea ―adq_gas‖ encargada de leer el sensor de gas, que necesita un control exacto de tiempo para el calentador interno del sensor y la lectura de este.

Interfaz Inter-Circuitos

Interfaz Inter-Circuitos (I2C): Interfaz desarrollada por Phillips, con gran capacidad para comunicar microcontroladores y periféricos. Half-duplex. El bus I2C se basa en la comunicación a través de 2 hilos. Cada dispositivo conectado al bus tiene una dirección. Puede configurarse como comunicación de un maestro y vario esclavos o una configuración Multimaestro. En ambas configuraciones, el dispositivo maestro es el que tiene la iniciativa en la transferencia, decide con quien se realiza, el sentido de la misma (envió o recepción desde el punto de vista del maestro) y cuando finaliza. Cuando el maestro inicia una comunicación, primero transmite la dirección del dispositivo con el cual quiere comunicar y los esclavos comprueban si la dirección concuerda con la suya. La transmisión puede ser de lectura o escritura, el ultimo bit de la dirección lo indica; así el maestro estará en transmisión y el esclavo en recepción o viceversa. En cualquiera de los dos casos la señal de reloj la genera el maestro.

En el proyecto se utilizaron 2 memorias seriales que se comunican mediante protocolo I2C, estas son utilizadas para hacer un respaldo de los datos adquiridos de los sensores.

Bus 1-Wire 1-Wire es un protocolo de comunicaciones en serie diseñado por Dallas Semiconductor. Está basado en un bus, un maestro y varios esclavos de una sola línea de datos en la que se alimentan. Por supuesto, necesita una referencia a tierra común a todos los dispositivos.

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Especificaciones La línea de datos/alimentación requiere una resistencia de pull-up conectada a la alimentación y que le proporciona ésta.

Reinicio del bus Se mantiene la señal de datos a 0 voltios durante 480 microsegundos. Se reinician todos los dispositivos conectados al bus (les retira la alimentación). Los dispositivos reiniciados indican su presencia manteniendo la señal de datos a 0 voltios durante 60 microsegundos.

Envió y recepción de datos Para enviar un bit a 1 el maestro se lleva a 0 voltios la línea de datos durante 1-15 microsegundos. Para enviar un bit a 0 el maestro se lleva a 0 voltios la línea de datos durante 60 microsegundos.

Los dispositivos esclavos leen el bit aproximadamente a los 30 microsegundos después del flanco de bajada de cada bit. Cuando el maestro lee los datos del dispositivo esclavo el pone 0 voltios durante 1-15 microsegundos en la línea de datos y a partir de ese momento el esclavo no hace nada (la señal pasa a vale 5 voltios) si quiere mandar un 1 lógico o mantiene la señal en 0 voltios hasta los 60 microsegundos si quiere mandar un 0 lógico. Los datos se envían o reciben en grupos de 8 bits. Para iniciar una comunicación se reinicia el bus. El protocolo puede incluir detección de errores transmitiendo códigos de detección de errores (CRC). Como en el bus puede haber muchos dispositivos el protocolo incluye el direccionamiento de los mismos empleando un código único de 64 bits de los cuales el byte más significativo indica el tipo de dispositivo, y el último es un código de detección de errores (CRC) de 8 bits. Los comandos que pueden interpretar los dispositivos esclavos dependerán de estos. Para encontrar los dispositivos presentes en el bus el maestro puede enviar un comando de enumeración que responderán todos los dispositivos. Este protocolo es utilizado en el sensor de temperatura DS1820 que esta ubicado en la parte del habitáculo del motor.

Programación del microcontrolador 18f4550

Descripción de la herramienta de programación CCS CCS ofrece un conjunto de herramientas completas e integrada para la produccion de aplicaciones embebidas corriendo en microcontroladores PIC y dsPIC de Microchip. La salida en HEX y los archivos de depuración son seleccionables y compatibles con emuladores y programadores populares incluyendo MPLAB IDE para depuración a nivel de fuente. PCWHD incluye un poderoso IDE bajo Windows.Bibliotecas incorporadas que funcionan con

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todos los chips para Entrada/Salida por puerto serie RS-232, Entradas/Salidas discretas y pausas de precisión.

Se integra al IDE de MPLAB y otros simuladores y editores para depuración a nivel de fuente. Los archivos HEX estándar y archivos de depuración aseguran compatibilidad con todos los programadores.

El "printf" formateado permite un formateo y muestra simple en HEX o decimal.

La implementación eficiente de funciones permite árboles de llamada más profundos que la pila del hardware.

Se incluyen drivers de código fuente para módulos LCD, teclados, EEPROMs serie 24xx y 94xx, relojes en tiempo real X10, DS1302 y NJU6355, dispositivos de memoria de toque de Dallas, RAM serie DS2223 y PCF8570, conversores A/D LTV1298 yPCF8591, sensores de temperatura, potenciómetros digitales, expansores de Entrada/Salida y más.

Acceso a las características del hardware desde funciones en C fáciles de usar, temporizadores, conversión A/D, SSP, PSP, USB, I2C, y más.

Tipos enteros de 1, 8, 16 y 32 bits y punto flotante de 32 bits.

Se puede insertar código ensamblador en el código fuente y puede referenciar variables de C.

Figura 62. Entorno de trabajo de la herramienta de programación CCS

113

Diagrama de flujo Debió a los requerimientos que demanda el control de las variables a medir del vehículo se ha desarrollado un diagrama de flujo que satisface las necesidades del sistema de telemetría implementando una maquina de estado que cumple con los requisitos de diseño con los que se quiere contar ya que adquiere datos de los diversos sensores, toma las decisiones correspondientes según el criterio de los diseñadores y actualiza salidas desplegando información necesaria para los técnicos convirtiéndose esto en el pilar de nuestro sistema esta máquina de estados principal del microcontrolador de procesamiento de datos se muestra a continuación

Figura 63. Diagrama de flujo principal del microcontrolador de procesamiento de datos

Sensor de

posición Conteo pulsos

Inicio

Rele de paso

Sensor de aceleraci

ón

Sensor de

proximidad

Med_rec

Códmedida

Medición

comportamiento espacial

presencia

Recorrido

3bytes

Ax

Ay Az

E_HW

Eerr

FT

HW_Ok

Adquisición

Det_ent

E_det.

Pr_USB

reposo

NO_Pr_USB

Conexion

Controlador

suministro

Señalizadores

Detección

obstaculos

Fallas

Com_env

EEC_Bll

Toma

decisiones

Puerto USB

Puerto USB

Comandos

datos

Recepción

mensajes

Lateral

Posterior

Bufer de

Rxn

E_HW

Actualización

salidas

men_lis

E_men

Buffer de

Txn

Controlador

Comunicaciones

Este sistema está conformado por seis estados principales cada uno de los cuales cuenta con una función específica y de fundamental importancia al momento de adquirir, procesar y enviar los datos, estos estado son: inicio,

114

adquisición, toma de decisiones, actualización de salidas, fallas y reposo los cuales se verán en detalle a continuación.

Figura 64. Diagrama de flujo del estado inicio.

Inicio

Inicialización

Estado

inicio

Est_ini=fa

llo Est_inic =

ok

Falla Adquisición

ESTADO INICIO: Es el encargado de dar la orden de puesta en marcha del sistema este enviara un mensaje de inicialización el cual va a llegar a un punto de toma de daciones que va a leer el mensaje enviado y va a determinar si este mensaje es correcto o incorrecto, si es incorrecto envía un mensaje de error a estado falla, de lo contrario si el mensaje es correcto se enviara un mensaje de dato aceptado según el protocolo establecido y se transfiere a nuestro siguiente estado de adquisición

Figura 65. Diagrama de flujo del estado adquisición de datos

115

Si el dato es de desborde se procede a realizar la medición del recorrido, este recorrido es guardado en un búfer, sale un nuevo mensaje que nos va a decir que no hay desborde y retorna nuevamente a la lectura de un estado nuevo si ya existe.

Figura 66. Diagrama de flujo de la rutina de desborde

Desborde

Med_rec

Recorrido Desborde=

No

1

Si el dato es de aceleración este dato se dirigirá a adquirir aceleración, en modo de comportamiento espacial toma el dato sea en x, y o z y lo guarda en su respectivo búfer, después si la medida es incorrecta se hace la lectura de error y es enviado a un estado de falla, pero si es correcta se hace su lectura y vuelve a la espera de una nueva señal.

Figura 67. Diagrama de flujo de la rutina adquisición de aceleración

Adquirir Acel

Med_comp_

esp

Acelerac Med

correcta

?

Lectura

fallida

Lectura

correcta

Falla 1

116

Si el dato proviene de un sensor de proximidad este es tomado por cambio de entrega digital efectúa su correspondiente almacenamiento en el búfer y se da un mensaje de que esta señal fue atendida y regresa a la espera de una nueva señal,

Figura 68. Diagrama de flujo de la rutina entrada digital

Cambio entr

dig

Det_obst

Obstac

Cambio_ate

ndido

1

si hay un dato para ser transmitido se activa automáticamente USB recibe el mensaje y lo deposita a en un búfer cuando el mensaje esta listo paso al siguiente estado de toma de decisiones

Figura 69. Diagrama de flujo de la rutina activación USB

Act_USB

Rec_Mens

Buffer_txn Mens_Li

sto

Toma de

desicione

s

117

TOMA DE DESICIONES: Dentro de este estado encontramos una maquina de estados que será la encargada de interpretar el dato y escoger la debida decisión

Figura 70. Maquina de estados de toma de decisiones.

Inicio

Espera comando

comando

Espera

Ejecución

Fallas

ACKPC

Confirmación fracaso

Envio Comando

correcto o incorrecto

Orden dada

corecta

o incorrecta

Fin_tiempo y maxrep Confirmación

desde Pc

Confirmación Véxeirtioficoación

Confirmacion de fracaso

Una vez leído el estado actual pasa a definir la acción a realizar como dar una orden o enviar un mensaje

Figura 71. Diagrama de flujo del estado toma de decisiones.

Toma

decisiones

Leer estado

actual

Acción

4

Orden lista Mens_listo

118

Si es una orden pasara a estado de espera que es activado por la presencia de una orden, en espera es validada la orden y se abra paso hacia el estado de ejecución se toma la orden y se define la acción a realizar ya sea de señalización o activación de relé y consecutivamente es enviado a el estado de confirmación de PC

Figura 72. Diagrama de flujo de la rutina orden lista

Orden lista

Estado=

espera

Valida

comando

Estado=

ejecucion

Ejecuta

dato

Accion a

realizar

Señalizacion Activacion

rele

Estado=

confirmacion pc

Si es un mensaje el estado espera se desactiva y valida el comando si este no es correcto se queda en estado de espera de lo contrario pasara a el estado de ejecución

Figura 73. Diagrama de flujo de la rutina de espera

Estado=Esp

era

Validar

comando

si Correcto

no ?

Estado=

Ejecución

Estado=

Espera

Estado

reposo

119

Rutina de Ejecución en este estado se leerá el comando y se observara si es correcto o incorrecto si es incorrecto pasara a el estado de confirmación de PC y si es correcto se identificara el tipo de dato y según esto se puede acceder a la información y enviar el dato a estado de confirmación de PC o activar el debido componente y pasar a el estado de verificación

Figura 74. Diagrama de flujo de la rutina de ejecución de comando

Estado=Ejec

ución

Leer

comando

Correcto

si ? Comando=

erróneo

Tipo?

Estado=

Confirmacio n de PC

Activación

Acceder a

información

Activar(Com

p)

Enviar(Dato) Estado=

Verificac

Estado=

confirmaci on PC

Estado

reposo

En el estado de verificación se comprobara el comando y después se confirmara la orden dado un mensaje de confirmación de éxito o fracaso y por último se envía a estado de confirmación de PC

Figura 75. Diagrama de flujo de la rutina de verificación de comando.

Estado=Verif

acion

Verifica

comnado

si Confirma

no orden

Confirmar

exito

Confirmar

fracaso

Estado =

Confirmacion

de PC

Estado=

confrimacio

n de PC

Estado

reposo

Estado

reposo

120

Rutina de confirmación de PC se lee el dato y se da inicio a repetición después de la confirmación que hubo en el PC sale un mensaje de Ask PC si realizamos el envió de este dato sale a el estado de actualización de salidas, si no inicia una temporización si se desborda este tiempo saldrá un mensaje de fin de tiempo y será enviado a estado falla si no hay desborde de tiempo se ara la repetición de envío si la repetición es igual a tres pasa a un estado de falla y posteriormente se receten las repeticiones de lo contrario las repeticiones se incrementan asta confirmar fracaso volvemos a hacer el procedimiento y preguntamos si se envío dato si hay envío sale a el estado de actualizaciones salidas si no vuelve ejecutar el proceso de repetir envío

Figura 76. Diagrama de flujo de la rutina confirmación de PC

Confirmacion

PC

Inicio de

repeticion

Leer dato

Enviar Ack

PC

Iniciar

temporizacion

5

si Se envio

no dato?

Actualizacion

salidas

Si

Transcurrio No

x tiempo?

Fin de

tiempo

Repetir

envio

estado fallas

Si repeticio

no n =3

Estado

falla

Repeticion++

Repeticio

nes=0 Confirmacion

de fracaso

4 5

Rutina fallas se lee el comando erróneo y se inicia una temporización para salir de fallas si la temporización no se desborda permanecerá leyendo el comando erróneo al llegar al límite el temporizador se da una confirmación de fracaso y pasa a estado de confirmación de PC

121

Controlador

comunicaciones

Controlador comunicaciones

Figura 77. Diagrama de flujo de la rutina de fallas del estado de toma de decisiones

Estado=

fallas

Inicia

temporizacio

n

2

Lee

comando

error

si Tiempo

no =0

Confirmacion

fracaso 2

Confirmacion

PC

ACTAUALIZACION DE SALIDAS, si no tenemos un dato estará en estado de reposo, hasta que haya presencia de algún dato, al llegar un dato este será leído y se prosigue a definir su tipo ya sea de señalización o activar relé de paso, el controlador de suministros actualiza salidas según estado de operación si realiza la acción enciende leds o activa relé y saldrá a el controlador de comunicaciones este dato ya procesado es guardado en su memoria y posteriormente enviado al puerto USB si no realiza la acción es porque hubo algún error del hardware y pasara a estado de fallas

Figura 78. Diagrama de flujo del estado de actualización de salidas

Actualizacion

salidas

Dato? Espera

de datos

reposo

Leer

mensaje

Tipo de mensaje

señalizacion

Rele de

paso

Dato

prccesado

Controlador

suministros

Controlador suministros

Controlador comunicaciones

conexion Realizo

activacion

Realizo

activacion

conexion Envio

puerto USB

Bufer txn

Encendio

lseñalizadores Error

hadrware

Activar rele de paso

Error hadrware

falla

falla

adquisicion adquisicion

122

ESTADO DE FALLAS - ERROR este estado permanecerá en reposo hasta que haya presencia de una señal errónea al llegar será leída e iniciara una temporización según el tipo de falla puede ser de problema de conexión o de hardware si la temporización no llega a su límite permanecerá en estado de falla de lo contrario si se desborda el tiempo se enviara un mensaje que establecerá que hay un problema de conexión y volverá estado adquisición

Figura 79. Diagrama de flujo del estado de fallas generales.

Falla

Hay si

señal? no

Estado

reposo

Lee error

inicio

tiemporizacio 3 n

Tipo de

falla

Problema de

comunicacion

Problema de

hardware

si Tiempo=0 3

Problema de

conexion

Adquisición

ESTADO DE REPOSO - ESPERA este estado estará leyendo los estados constantemente permanecerá activado siempre que no haya presencia de una señal o dato,

Figura 80. Diagrama de flujo del estado de reposo.

reposo

6

Lee estados

en reposo

Inico de

secuencia Deteccio

n de dato 6

adquisicion

123

Maquina de estado de comunicación Tarjeta-PC Paralelo a muestra maquina de estados encontramos otro sistema que es el encargado de lo referente a comunicaciones en este sistema podemos encontrar 6 estados como: inicio , espera , tratamiento de eventos , envió, falla y reposo

Figura 81. Maquina de estados de comunicación Tarjeta-PC.

Inicio

E_HW

Hw ok

Ev_ok

reposo

E_ev

espera

L_ev

fallo R env

Env Ok

Tratamineto de

eventos

FT/Econx envio

Pr_ev

INICIO: este estado es activado cuando hay un reconocimiento de USB si este estado tiene problemas al arrancar tendremos un mensaje de inicio fallo y posteriormente pasara a un estado de falla si no tuvo problemas al arrancar pasa a un estado de espera

Figura 82. Diagrama de flujo del estado de inicio de comunicación.

inicio

inicializacion

No

Estado

Estado

inico ok

Si

Estado

inicio= fallo inicio= ok

Estado falla Estado

espera

124

ESTADO ESPERA si no hay un evento para ser leído la comunicación estará suspendida y estará en un estado de reposo en espera de un evento, al llegar un evento este es leído y pasara a un estado de tratamiento de evento

Figura 83. Diagrama de flujo del estado de espera de comunicación.

Estado

espera

Si

Leer evento

Hay

evento

No Comunicació

n suspendida

Estado

tratamiento

de evento

Estado de

reposo

ESTADO DE TRATAMIENTO DE EVENTOS en este estado construimos una máquina para que realice el debido tratamiento del evento en esta máquina encontraremos inicio, almacenamiento en cola, proceso de lectura, buffer

Figura 84. Maquina de estados para tratamiento de eventos

MAQUINA DE TRATAMEINTO DE EVENTOS

Inicio EV_in Almacena

en cola

Ev_A

En ev

buffer Proceso

de lectura

Ev_Npr

Inicio esta máquina se inicia cuando ha llegado un evento, este evento es leído y se procede a tomar la decisión ha seguir pasamos al estado almacenamiento en cola se lee el evento y se hace el almacenamiento en esta ocasión será fifo (primeros en entrar primeros en salir) seguimos con nuestro siguiente estado de proceso de lectura se lee el dato almacenado si es procesado exitosamente se dirigirá a nuestro ESTADO

125

ENVIO que esta fuera de esta máquina de lo contrario si el evento es fallido, no procesado ira a estado buffer, en este estado se almacena el evento no procesado si no hay proceso de lectura un evento almacenado en buffer pasa a estado de proceso de lectura, pero si se esta ejecutando un proceso de lectura el estado buffer estará en espera asta que no se presente un proceso y pueda enviar un evento almacenado a proceso de lectura

Figura 85. Diagrama de flujo del estado de tratamiento de eventos

Estado

tratamien

to evento

Lee evento

accion

Estado almacena

en cola

Estado

proceso

de lectura

Estado

bufer

Lee evento

Almacenami

ento fifo

Estado=

proceso

de lectura

no

Evento no

procesa

do

Estado=

bufer

Lee evento

Evento procesado si

OK

Envio listo

Estado envio

no Envia dato

alamcena

do

Estado=

proceso de lectura

Almacena

EV N P

8

Hay

proceso si de lectura

En espera

8

ESTADO ENVIO: se lee el evento ya procesado ya procesado se inicia una repetición y temporización si el envió es exitoso se receté la temporización y vuelve a estado de espera si en el envío hubo algún error se verifica si desbordo la temporización fin de tiempo y pasa a estado de falla si no verificamos repetición si es mayor a 3 máxima repetición y pasara a estado falla, si la repeticiones son menores a 3 vuelve otra vez a repetir proceso asta ser enviado o pasar a un estado falla

126

Figura 86. Diagrama de flujo del estado de envió de comunicación.

Estado envio

Leer dato

procesado

Inicio

temporizacion

Inicia

repeticion

9

Envio OK si

Erro de

coneccion

Comunicació

n exitosa

si Temporizaci

on =x no

Temporizacion

= 0

Fin de

tiempo

Estado falla

Repeticion =

si 3

Estado espera

no

Maxima

repeticion Repettr ++

Estado falla 9

ESTADO FALLA: este estado es activado si se encuentra algún error en nuestro sistema el evento es leído y a continuación se identifica el tipo de falla este puede ser por fin de tiempo o error de conexión, si es por fin de tiempo la falla o el error es almacenado y si es por error de conexión se repite o se vuelve a estado de envió

Figura 87. Diagrama de flujo del estado de falla de comunicación.

Estado falla

Lee error

Tipo de

falla

Fin de

tiempo Error de

conexion

Almacenar

falla repetir

Estado

envio

127

Transceptor

Comunicaci

ón saliente

Modulo de

comunicaciones Transceptor

Comunicaci

ón entrante

Desarrollo del código fuente. Guiados por medio de las maquinas de estado y diagramas de flujo mostrados anteriormente se desarrollo el código fuente de nuestro microcontrolador. Teniendo como base y punto de partida nuestro esquema general de nuestra tarjeta el cual se muestra a continuación.

Figura 88. Esquema general de la tarjeta de adquisición de datos

Proximidad

Fecha y

hora

Velocidad

Deformación

Nivel suspensión

Nivel gases

Tanque

combustible

Electroválv

Sistema ignición

y encendido

SensorIntensidad

Sensor Ta/HR

Acelerómetro

Batería

Interruptor

estado

Solido

Tren impulsos

Señalizadores

acústicos y

ópticos

Acondicionamien

to de señal

Generador

Referencias

Comparador

analógico Interfaz de

potencia

ON/OFF

Multiplexación y

conversión ADC

Puertos Entrada

Analógica

Puertos Salida

Digital

Lógica discreta

de control

Interfaz de

potencia

continua

Contador alta

velocidad

Puertos Entrada

Digital

Unidad Central

Procesamiento

Puertos Salida

Analógica

Puerto Entrada

Serial

Puerto Salida

Serial

Buffer de datos

Controlador

puerto

USB

PC

Transceptor

Comunicaci

ón entrante

Transceptor

Comunicaci

ón saliente

128

3.3.4.2.4 Configuración del modem celular Fastrack Supreme 20 Actualmente, la telefonía móvil está ganando terreno en el campo de las comunicaciones interpersonales, conjuntamente con aplicaciones basadas en Internet. Este tipo de tecnología presenta frente a otras alternativas de comunicación algunas ventajas ciertamente destacables:

No es necesaria una línea de interconexión, lo que permite colocar la

aplicación y el usuario en cualquier punto.

El peso y el tamaño del modem es reducido lo que contribuye a su fácil

manipulación y ubicación.

Naturalmente presenta también algunas desventajas

La comunicación solo podrá establecerse si existe cobertura para la

señal dado que esta depende la posición del operador y del estado de la

red, no puede garantizarse el enlace permanente.

En cualquier caso puede establecerse como campo general de aplicaciones la supervisión y seguimiento remoto de variables Así, el sistema permitirá

Enviar órdenes desde el operador en nuestro caso un cliente y recibir respuesta desde el vehículo en este caso un servidor.

Figura 89. Transmisión de catos cliente servidor con el modem celular

Cliente Modem Servidor

La comunicación entre el cliente y el servidor se realiza vía GSM/GPRS intercambiando información a una frecuencia de 900MHz por lo tanto necesita darse de alta en algún operador que le proporcionara una IP otorgada por al APN por medio de la cual podremos acceder a la red e intercambiar todos los datos obtenidos.

En cuanto al software de control o comandos del modem este se ajusta a las normas Hayes comandos del tipo AT+ que tienen el formato general siguiente:

AT+COMANDO = Dato <CR><LF>

129

La configuración inicial del modem puede ser realizada desde un micro controlador o desde un PC con el software de control y puerto COM adecuado, por ejemplo Hyper Terminal. En cualquier caso los parámetros de enlace RS-232 deben de ser idénticos siempre en ambas partes de la línea. Para la conexión del modem al PC servidor es necesario utilizar cables seriales, un cable DB-15 (macho) a DB-9 (hembra) y un cable DB-9 (macho) a USB logrando asi establecer una comunicación con el Fastrack Supreme 20. El puerto RS232 del equipo terminal por especificaciones del fabricante debe configurarse con los siguientes parámetros:

Velocidad: 115200 bps

Bits de datos: 8

Paridad: Ninguna

Bits de parada: 1

Control de Flujo: ninguno

Comandos AT utilizados El uso de comandos AT se realiza con el siguiente modelo de comunicación

Figura 90. Comunicación entre el modulo Fastrack Supreme 20 y una aplicación

externa

Algunos de los comandos AT más comunes para el funcionamiento del modem son:

AT+CPIN= ―código pin con el que se envía al MODEM el PIN o (personal identification number) de la tarjeta SIM para poder inicializar el sistema. ATE0 para deshabilitar el eco de caracteres recibidos desde el servidor en el modem AT+CMEE=1 para habilitar la generación de mensajes de error. AT+CREG= para leer desde el modem el estado actual del operador con quien se tenga dada de alta la SIM incluyendo la cobertura AT&W para grabar en memoria EPROM del modem la configuración actual.

130

Descripción de la conexión y funcionamiento del modem Todos los comandos y datos enviados y recibidos por el puerto de enlace PC-MODEM siguen una secuencia programada para la conexión, registró y envió de la información. En el siguiente diagrama se presenta el método que identifica y establece la conexión con el modem Fastrack Supreme a través de la comunicación serial emulando a un hyper Terminal o por medio de su software de programación EXPRESO.

Figura 91. Diagrama de flujo conexión modem

Este es el principio de la conexión del modem y se lleva acabo a través de los comando AT&F regresa a la configuración inicial del modem AT+COPS muestra en que operadora opera el equipo AT+CPIN se envía el PIN de la tarjeta SIM para poder iniciar el sistema Una vez se tiene el modem correctamente conectado al PC se procede a realizar el registro a la red GSM/GPRS, la forma de realizar la conexión se ve en la siguiente figura que es una máquina de estados y su respectivo diagrama de flujo que realiza el procedimiento de conexión y registro a la red.

131

Figura 92 maquina de estado para la conexión a la red del modem

Figura 93. Diagrama de flujo de conexión a red GPRS

132

Los comandos necesarios para realizar la conexión del modem a la red celular una vez verificado el correcto funcionamiento son los siguientes:

AT+CFUN=1 resetea el modem en caso de quedar en un estado de bloqueo

AT+WGPRS=0,0 inicio de secuencia Para acceder a la red gprs

AT+CGCLASS=‖CG‖ este comando es utilizado para establecer en clase de red va operar en nuestro caso ―CG‖ que es la red gprs

AT+CGREG? Comandó utilizado para averiguar estado de conexión y cobertura, si la respuesta es +CGREG=1 el modem tiene una buena cobertura y está listo para iniciar.

AT+CGATT=1 comando utilizado para atacar la red

AT+CGDCONT se utiliza este comando para establecer el tipo de contexto con el que se va a trabajar definir si se va utilizar conexión IP o PPP establecer el APN otorgado por el operador, en nuestro caso, contexto 1, ―IP‖ y APN ―internet.movistar.com.co‖

AT+CGACT=1 con este comando se envía la información anterior y se queda a espera de la dirección IP asignada en la red

AT+CGPADDR comando usado para preguntar por dirección IP asignada en el comando anterior

At*99***1# con este comando se realiza la llamada atreves del dial de Windows y si los pasos se han seguido correctamente la conexión a internet será exitosa.

Siguiendo estos pasos de conexión logramos obtener una solución a nuestro problema de telemetría ya que con la conexión adecuada del modem a internet y el desarrollo de una aplicación que reciba los datos obtenidos en el servidor que se desarrollara en el software Labview tendremos acceso a lo que acontezca en los diferentes puntos del carro en tiempo real.

Configuración GPS del Fastrack supreme 20 Otro reto de importancia en el uso de nuestro sistema de telemetría es la aplicación de GPS (sistema de posicionamiento global), gracias a que nuestro modem cuenta con un sokcet de expansión y con la tarjeta IESM- GPS-USB. Se programo la aplicación que nos permitirá realizar el seguimiento de nuestro vehículo en pista.

133

Figura 94. Tarjeta de expansión IESM_GPS_USB

Para poner en funcionamiento nuestra tarjeta IESM-GPS-USB es necesario saber que se cuenta con una herramienta llamada M2M studio la cual nos facilita el manejo de nuestro sistema embebido que es la base de esta aplicación.

Figura 95. Software para dispositivos embebidos M2M Studio

Esta etapa de localización que utiliza el sistema de posicionamiento global GPS se diseñara para proporcionar la ubicación del vehículo en pista obteniendo de esta forma las coordenadas de latitud y longitud mediante el uso de señales de satélites de alta precisión.

Para nuestro sistema se necesito de un receptor GPS que trabaje en ambientes dinámicos, puesto que va ser colocado en ambientes de constante movimiento y continua movilidad y la tarjeta IESM-GPS-USB cumple con este requisito..

134

La interfaz con la tarjeta IESM-GPS-USB es establecida a través del puerto serial asíncrono que soporta comunicación de datos full dúplex, utilizando el protocolo NMEA (National Marine Electronics Association). Este dispositivo GPS entrega datos actualizados cada segundo, tiene un bajo consumo de potencia y dispone de una construcción blindada para protección contra interferencias electromagnéticas. Para llevar a cabo esta aplicación se trabajo en el software mencionado anteriormente donde se edito compilo y descargo el código queryappy de C- GPS el cual será el que nos entregara las coordenadas que una vez obtenidas serán graficadas atreves del software labview Para dar inicio a la aplicación C-GPS una vez descargada a nuestro modem FASTRACK SUPREME se siguieron los siguientes comandos.

AT+WOPEN=1 este comando es utilizado para abrir las aplicaciones embebidas del modem en este nuestra aplicación para el GPS

AT+CGPS=2 se utiliza este comando para elegir la UART con la cual el Chipset del GPS va interactuar con la CPU del modem

AT+NMEA=1 con este comando abrimos el protocolo NMEA el cual es utilizado por los sistemas de posicionamiento global

AT+CONFIG=1 con este comando se guarda en memoria flash los comandos anteriores que son el inicio de nuestra aplicación

Una vez configurado nuestro GPS con los comandos anteriores el led indicador del GPS encenderá a verde y estará atento a recibir los puntos de los 12 satélites a los que se tiene vista. Lo único que restaría es configurar la antena de nuestro GPS para esto es necesario utilizar los siguientes comandos.

AT+WHCNF=0,0 desactiva la función de teclado del fastrack supreme

AT+WIOM=1,‖GPIO8‖,1,0 activa el pin GPIO8 como una salida y queda como estado inicial

AT+WIOW=‖GPIO8‖,0 envía un señal baja al GPIO8 para suministrar los 3.3v de salida de la antena

Con estos comandos digitados ahora el led indicador empezara a parpadear cada vez que la antena encuentre un punto de coordenadas teniendo así listo nuestro sistema de rastreo por satélite. La siguiente es una trama de las que nuestro sistema GPS recibe una vez esta activo.

135

Figura 96. Puntos de localización entregados por el GPS

3.3.4.2.5 Configuración módulos XBee Pro El modo de operación utilizado en nuestra aplicación es el modo transparente aquí todo lo que ingresa por el Pin 3 (data in)es guardado en el buffer de entrada y luego transmitido y todo lo que ingresa como paquete RF, es guardado en el buffer de salida y luego enviado por el Pin 2 (data out)

Figura 97. Configuración punto a punto módulos XBee Pro

Y la conexión que se eligió es la punto a punto ya que en esta solo se debe configurar la dirección de origen y destino para ello se utilizan los comandos MY y DL otros comandos importantes para el correcto funcionamiento de nuestra red son los que se especificaran a continuación:

136

Esta es la configuración que se llevo a cabo en nuestra segunda solución al problema de telemetría utilizando los módulos XBEE Parámetro CH: Este parámetro permite asignar el canal que será utilizado para transmitir o recibir datos entre los módulos.

Parámetro ID: Permite identificar a una Red de Área Personal en particular. Para enviar un mensaje a todas las Redes de Área Personal el valor de ID debe ser 0xFFFF.

Parámetro DH: Corresponde a los últimos 32 bits (más significativos) de los 64 bits correspondientes a la dirección de destino. Este valor en conjunto con el parámetro DL forma la dirección de destino usada para la transmisión. Para transmitir utilizando direcciones de 16 bits, el valor de DH debe ser cero, y el valor de DL debe ser inferior a 0xFFFF.

Parámetro DL: Corresponde a los primeros 32 bits (menos significativos) de los 64 bits que forman la dirección de destino. El valor de DL en conjunto con el valor de DH definen la dirección de destino. Para emplear direcciones de 16 bits el valor de DH debe ser 0 y el valor de DL debe ser menor a 0xFFFF.

137

Parámetro MY: Define una dirección de origen de 16 bits. Para deshabilitar la dirección de 16 bits y habilitar la dirección de 64 bits, se debe poner MY=0xFFFF. La dirección de origen de 64 bits siempre está habilitada.

Parámetro SH: Este parámetro permite leer los 32 bits más significativos de los 64 bits que forman la dirección de origen. La dirección de origen es un número único, asignado por el IEEE para cada módulo de RF

Parámetro SL: Este parámetro permite leer los 32 bits menos significativos de los 64 bits que forman la dirección de origen. La dirección de origen es establecida por el IEEE, como un número único para cada módulo.

Parámetro RN: El valor de este parámetro es el mínimo valor usado en el exponente del algoritmo de back-off, para determinar los periodos de tiempo que se debe esperar antes de transmitir, con el objetivo de evitar colisiones. El valor asignado en nuestro caso es el valor por defecto RN=0.

Parámetro CE: El valor de este parámetro define el papel que desempeña el módulo dentro de la red, los parámetros para nuestro caso siempre van a ser 0 ya que se tratara de un dispositivo final. Emulando un cable virtual.

Parámetro BD: Corresponde a la velocidad de transmisión seleccionada para establecer una comunicación (serial) entre el puerto serial del módulo y un dispositivo (computadora, micro controlador, etc.).

138

Parámetro AP: Establece el modo de operación del módulo. AP=0 operación transparente y AP=1 modo de operación API1. En nuestro caso el modo de operación empleado es AP0. El valor seleccionado es AP=0.

En la siguiente tabla se documenta configuración de los elementos de la red, se describe brevemente el parámetro, y el valor seleccionado para cada modulo.

Cada módulo puede ser configurado mediante el programa X-CTU, provisto por el fabricante o mediante un programa como el Hyper terminal, mediante una secuencia de comandos. En nuestro caso la configuración del módulo será realizada mediante el programa X-CTU, indicado en la figura.

139

Figura 98. Ambiente de desarrollo del software X-CTU

.

Con esta programación en los dispositivos XBEE y el respectivo software que interpretara los datos transmitidos y recibidos en nuestro caso labview podemos obtener en tiempo real los datos adquiridos en los diversos sensores instalados sobre el vehículo dando así solución a nuestro problema de comunicación entre servidor equipo terminal ubicado sobre el vehículo y cliente equipo utilizado por el equipo técnico desde el lugar donde se tomaran decisiones sobre la reacción del vehículo en pista.

3.3.4.2.6 Programación de la aplicación visual de adquisición de datos en labview Para observar de manera grafica y numérica los cambios de temperatura, humedad, recorrido y todos los datos adquiridos por nuestra tarjeta de adquisición en cualquier tipo de cliente ya sea computador personal o HTC, se planteo el desarrollo de una interfaz grafica en labview, a continuación se mostraran algunos detalles de la programación de esta interfaz.

140

Figura 99. Comunicación con tarjeta

Para iniciar comunicación con la tarjeta hacemos un reconocimiento de Puerto COM establecemos la configuración de VISA esto es importante para poder tener una comunicación sin errores.

Figura 100. Configuración VISA

El tiempo debe estar en 500, y lo más importante es que los baudios deben estar en 115200. NOTA: si la configuración de VISA no es la adecuada puede que la comunicación no se realice o se presenten errores en la comunicación.

141

Diagrama de bloques en stechart

Figura 101. Diagrama de estados para porgramacion de la aplicación de monitoreo de componentes en Stechart

Para el desarrollo de la interfaz del cliente se ha escogido trabajar con diagramas de estado, teniendo con esto un orden a la llegada de los datos y una clara representación en cada grafica.

142

La descripción de cada estado se detalla en el anexo A, en la figura 102 se muestra la aplicación de monitoreo con sus respectivos componentes que se detallan a continuación

Figura 102. Aplicación visual de monitoreo

En nuestra presentación general podemos encontrar la configuración de todos nuestros dispositivos de comunicación para poder iniciar el proceso de adquisición.

Acceso a la re Zigbee El sistema de telemetría cuenta con módulos RF que utilizan la red Zigbee para poder intercambiar información. Para ello es necesario al momento de iniciar la comunicación establecer los parámetros necesarios como son el puerto COM con el cual el PC reconoce a los dispositivos, cuadrar la tasa de baudios que para nuestro caso siempre va a estar a 115.200bps que de no estar a esta velocidad la comunicación no se podrá realizar una vez configurados los parámetros necesarios, el cliente es el que tiene la libertad de pedir los datos necesarios rigiéndose al protocolo de comunicación establecido por el equipo.

143

Acceso a la res GSM el sistema de telemetría y telecontrol dispone para la comunicación del modem ya mencionado Fastrack supreme 20 que accede a los servicios de la red telefónica celular, habilitando la transferencia de datos hacia otros clientes, la dirección IP del servidor debe ser compartida, así como definido el tiempo de actualización de transferencia de información

Modo de adquisición Para acceder a los datos obtenidos por los sensores de la tarjeta, de igual manera que se configuro los dispositivos de comunicación se debe acondicionar la propiedades de la tarjeta como el puerto de comunicación que utiliza el PC para su reconocimiento, una vez establecido esto se procede a seleccionar desde el menú ring la variable o totalidad de ellas a ser adquiridas y luego determinar el modo de trabajo con el cual se quiere trabajar, teniendo modo manual, para una sola medida, y modo continuo para una adquisición periódica

Las siguientes imágenes muestran la forma en que el equipo técnico tiene acceso a la información en tiempo real de las variables medidas en forma numérica o en forma grafica.

Figura 103. Representación numérica de los diversos sensores en el monoplaza

144

Figura 104. Representación grafica de los datos obtenidos del monoplaza

3.3.4.2.7 Diseño e implementación de la tarjeta de adquisición Para el desarrollo de esta tarjeta de telemetría y telecontrol se diseño y construyo un prototipo que conformaría todo el hardware, electrónico de la tarjeta, este ha sido provisto con toda la electrónica necesaria para la comunicación USB y la circuitería específica ara llevar a cabo su finalidad. Estas tarjetas se han diseñado con el software Proteus 7.6 y construido usando el método de insolación y soldadura de componentes como se detallara a continuación.

Modulo GPS: este modulo fue diseñado puesto que el programa Proteus no posee esta librería, por esta razón de acuerdo a las medidas del dispositivo GPS A1080 adquirido por el centro se inicio el diseño para su implementación, en la siguiente imagen se observa el circuito esquemático terminado, del GPS receiver a 1080 con su respectiva antena

145

Figura 105. Circuito esquemático del GPS A1080

Para el diseño en ares se tuvo en cuenta la hoja de datos del GPS para desarrollar un dispositivo exacto, además se implemento el logo del sena y un carro formula correspondientes a este proyecto.

Figura 106. Modulo GPS A1080 en PCB

146

Figura 107. Modulo GPS A1080 en 3D

Acelerómetro El diseño de la tarjeta para la implementación del sensor acelerómetro requirió que se diseñara una tarjeta donde se implementaran todos los amplificadores de instrumentación para su respectivo acondicionamiento de señal, la tarjeta diseñada se muestra a continuación.

Figura 108. Circuito esquemático del hardware para el acelerómetro

147

Una vez diseñado el esquemático en Isis se procedió a realizar el ruteo del circuito para obtener la placa final, resaltando que para esta tarjeta se tuvieron en cuenta las dimensiones puesto que no podía sobrepasarse superiormente en tamaño a la tarjeta de adquisición de datos en lo largo al resto de componentes debido al poco espacio para su posterior implementación en el vehículo, los conectores de las señales de entrada de cada uno de los ejes del acelerómetro y la previa alimentación y envió de datos hacia la tarjeta madre están separados según las funciones que cada uno de estos desempeña, esta tarjeta tiene cuatro agujeros para sujetarse al sistema general que se implementara en la parte delantera del vehículo, a continuación se muestra el diseño final de la tarjeta en PCB y en como quedara al final vista desde 3D.

Figura 109. Tarjeta final del acelerómetro en PCB

Figura 110. Tarjeta de acelerómetro en 3D

148

Tarjeta PIC 18f4550 Esta es la tarjeta principal de nuestro sistema de telemetría y telecontrol para ello se tomo en consideración el resto de tarjetas y componentes puesto que la tarjeta de procesamiento de datos sirve como soporte principal ya que el resto de tarjetas están conectadas a ella directamente. Esta tarjeta se sujeta por medio de 3 tornillos ubicados en las esquinas, otro factor que se tuvo en cuenta fue la ubicación en el monoplaza debido al poco espacio disponible por la cantidad de componentes que se desean instalar y la forma en cómo se conectaría la tarjeta de adquisición al computador principal ya que tienen una separación de aproximadamente un metro y los obstáculos que se presentan entre conexiones son bastante considerables. La imagen del circuito esquemático de la tarjeta con todos sus sensores conectados correctamente, del trazado de pistas de la tarjeta en PCB y la imagen en 3D se muestran a continuación.

Figura 111. Circuito esquemático de la tarjeta de adquisición de datos

Figura 112. Tarjeta final del PIC en PCB

149

Figura 113. Tarjeta final del PIC vista en 3D

El procedimiento e imágenes del resto de tarjetas de los sensores del sistema se encuentran en el anexo B. a continuación mostramos las tarjetas terminadas luego de trazar las pistas y soldar los componentes.

Figura 114. Tarjeta de adquisición terminada

150

Figura 115. Tarjetas de adquisición de datos y acelerómetro

3.3.4.2.8 Pruebas y resultados del sistema de telemetría y telecontrol Con el fin de lograr los objetivos propuestos en nuestro trabajo, se hicieron una serie de pruebas a todo el sistema, estas pruebas que se realizaron son de instalación de la tarjeta, seguimiento de componentes, instalación de los respectivos sensores, pruebas de distancia y su debido funcionamiento. Sin embargo aun existen pruebas que se requieren realizar como la de posicionamiento con GPS. Estas pruebas se realizaran conforme se le de continuidad al trabajo realizado. En el desarrollo de este trabajo se logro establecer la configuración y el funcionamiento correcto de la tarjeta que adquiere datos, del modem transceptor conectado a través del puerto USB a una computadora funcionando como terminal serial al igual que los módulos XBEE configurados como transmisor y receptor.

Figura 116. Sistema de telemetría y computador servidor

151

Las primeras pruebas consisten en comprobar el funcionamiento de cada uno de estos componentes antes de interfazarlos entre sí, utilizamos la computadora de la figura 1 funcionando como terminal serial para comunicarnos con la tarjeta de adquisición y recibir las cadenas de caracteres ASCII que envía de los diversos sensores, también para comunicarnos y hacer la respectiva configuración del modem desde que es alimentado hasta que se conecta a la red GSM/GPRS y obtiene datos del GPS y así enviar al PC el resultado de los comando AT que pueden ser introducidos desde el teclado de la computadora terminal y por ultimo realizar la configuración de los módulos XBEE que serán los que realizaran la comunicación RF entre cliente y servidor. En las primeras pruebas de reconocimiento de la tarjeta desarrollada en el laboratorio, se obtuvo un buen desempeño de esta ya que fue reconocida al momento de ser conectada al PC y conforme se conectaban los sensores iba respondiendo a los comandos solicitados para cada uno de estos según el protocolo de comunicaciones que se estableció lo que nos indica que la programación del micro controlador fue exitosa y la tarjeta esta lista para ser implementada estas son algunas imágenes de los datos obtenidos desde el PC.

Figura 117. Pruebas de la tarjeta de adquisición a través de hyperterminal

En cuanto al modem se ingresaron los comandos necesarios para poder registrarlo en la red y así poder conectarlo a internet, para esto se utilizo el

152

software de sierra wireless llamado EXPRESO por medio del cual a través de su respectiva configuración como la velocidad de trabajo reconocimiento de tarjeta SIM y correcta conexión al PC se iban ingresando uno a uno los comandos necesarios para su configuración arrojando como resultado para nuestras pruebas una conexión satisfactoria.

Figura 118. Configuración de modem

Figura 119. Acceso a la red GPRS

153

Ahora para llevar a cabo la tarea de posicionamiento a través de GPS se utilizo otra herramienta de sierra wireless llamada M2M studio por medio de la cual se trabaja los sistemas embebidos, en nuestro caso querer habilitar la aplicación GPS ya que nuestro modem cuenta con un Chipset capaz de realizar esta tarea, después de realizar la edición del código para recibir nuestra trama NMEA de interés compilar y descargar a nuestro modem la aplicación se introdujeron otros comando necesarios para habilitar esta aplicación y poder tener nuestro sistema en funcionamiento teniendo como resultado pruebas favorables ya que se logro programar debidamente el modem y este nos arrojaba coordenadas de posicionamiento que es justo lo que necesitamos.

Figura 120. Compilación y descarga de la aplicación GPS

Por último se realizo la debida configuración de nuestros módulos de radiofrecuencia XBEE a través de su respectivo software llamado X-CTU de la empresa DIGI. Las pruebas correspondientes a esta tarea se llevaron a cabo configurando dos de estos dispositivos según sus debidos parámetros y realizando la comunicación enviando y recibiendo datos en cualquier dirección estas pruebas incluyeron la distancia que estos dispositivos pueden alcanzar teniendo como resultado para las primeras pruebas un alcance de más de 100 metros con obstáculos (sin línea de vista) siendo estas distancias muy favorables para nuestros objetivos.

154

Figura 121. Configuración módulos XBee Pro en el software X-CTU

Una vez realizadas las pruebas a cada uno de nuestros dispositivos y teniendo en todo los casos resultados favorables en cuanto a programación y respuesta de estos, se prosiguió a unir y realizar pruebas en conjunto para ver como respondía nuestro sistema de telemetría funcionando como uno solo. Para implementar nuestro sistema de telemetría en conjunto y realizar las respectivas pruebas se hizo necesario utilizar un vehículo que simulara el monoplaza y nos permitiera implementar todos nuestros componentes pero debido a la complejidad a la hora de implementar en un vehículo particular todos los sensores se recurrió a utilizar una moto por su facilidad a la hora de manipular el sistema, en la siguiente figura se puede observar nuestra moto de prueba con la tarjeta implementada por el equipo en su interior.

Figura 122. Implementación de las tarjetas para pruebas

155

Después de lograr la ubicación de la tarjeta y la batería que alimentaria nuestro sistema se procedió a implementar nuestros sensores,

Figura 123. Ubicación de tarjeta y batería

156

Figura 124. Ubicación sensor de proximidad

A través de la ubicación de este sensor se obtendrá una lectura de detección de una distancia aproximada de 6 metros que nos indicara si hay obstáculos en este caso en el frente de la moto, esta es la función principal de este sensor que en el monoplaza será ubicado en la parte delantera más específicamente en el pontón izquierdo que nos indicara si hay un vehículo muy cerca de nuestro monoplaza de la misma manera habrá otro sensor similar en la parte trasera del vehículo bajo el alerón trasero que no indicara si otro monoplaza se está acercando.

Figura 125. Ubicación sensor de suspensión

157

Por medio de este sensor óptico ubicado en los amortiguadores de la moto estaremos registrando el desplazamiento de la suspensión a lo largo del recorrido este valor será registrado en un rango de 4 a 20cm que por medio de una grafica en nuestro programa cliente que nos indicara que tanto son afectados los amortiguadores. En nuestro monoplaza estos sensores se ubicaran en los cuatro amortiguadores con los se cuenta.

Figura 126. Ubicación sensor temperatura radiador

Este sensor ubicado en el motor de la moto registrara la temperatura que se estará generando al momento de hacer las pruebas en las instalaciones del SENA, la temperatura registrada será graficada en nuestro programa cliente esta temperatura esta en el rango de 0 a 125°C que es la temperatura máxima que nuestro sensor puede soportar. La ubicación en el monoplaza será en el radiador ubicado en el pontón izquierdo.

Figura 127. Ubicación sensor de gases

158

A través de este sensor se registraran el nivel de monóxido de carbono que se estará generando en la moto al momento de estar realizando las pruebas en las instalaciones del SENA. Al igual que los demás sensores los valores registrados serán graficados en nuestro programa cliente. La ubicación de este sensor en el monoplaza será realizada muy cerca al tubo de escape en la parte de atrás de la carrocería que es el lugar más expuesto a este tipo de gases.

Figura 128. Ubicación sensor temperatura y humedad

La implementación de este sensor tiene como función principal medir y registrar la temperatura y humedad que se están generando en el interior de la moto para nuestras pruebas y para nuestra monoplaza este sensor será ubicado en un lugar estratégico dentro del habitáculo para asegurarnos que la temperatura y la humedad es la adecuada y optima para el piloto estos registros también serán graficados en nuestro programa cliente.

Figura 129. Ubicación sensor de recorrido

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Este sensor ubicado para nuestras pruebas en el sprocket de la moto cumple con la función de registrar pulsos que son generados al interrumpir el haz infrarrojo con las partes no agujeradas del disco, estos pulsos son convertidos a través de nuestro programa en velocidad, recorrido y aceleración siendo estos graficados en el cliente para tener una visión del alcance que se logra en pista. En nuestro monoplaza este sensor será ubicado en el sprocket que se encuentra en la parte trasera del vehículo.

Resultados Una vez implementados y probados cada uno de los componentes por separado se realizó las pruebas correspondientes al sistema de telemetría completo teniendo como resultado lo siguiente: Los resultados obtenidos se realizaron primero con los módulos XBEE con el fin de medir la distancia máxima alcanzada una primera prueba se realizo con la moto recorriendo las instalaciones del centro y el computador cliente ubicado dentro del laboratorio de electrónica teniendo obstáculos para la comunicación de los dispositivos. Los datos obtenidos alcanzaron un poco mas de los 100 metros y los datos registrados por la tarjeta implementada al interior de la moto fueron visibles en el computador cliente ubicado en el laboratorio teniendo en cuenta que para los dispositivos no había línea de vista es una distancia muy favorable para nuestro objetivo. una vez concluida esta prueba y sabiendo que los dispositivos funcionaban correctamente se decidió utilizar un computador portátil como cliente para salir del laboratorio y realizar las respectivas pruebas de estos dispositivos y mirar cómo se comportaba la comunicación teniendo línea de vista una vez más el sistema respondió satisfactoriamente con la diferencia de que la distancia alcanzada supero los 300 m y los datos censados fueron recibidos y graficados correctamente, debido a falta de espacio no se realizaron más pruebas de distancia pero teniendo como base estos resultados y conociendo el alcance a través de la hoja de datos de estos dispositivos XBEE Pro que es alrededor de 1.5KM se prevé que nuestro sistema de telemetría funcionara correctamente en la pista del autódromo. Para seguridad de que la información sea recibida correctamente por el equipo técnico y en caso de que el sistema RF colapse por distancia o debido a que se presente un obstáculo imprevisto se recurrió a otro tipo de comunicación atreves de un modem que opera en la red celular. El objetivo planteado con este tipo de modem es realizar la conexión a internet y utilizar el protocolo TCP/IP para poder comunicar nuestros sistemas cliente y servidor con la ventaja de que la distancia en este caso no es indispensable, teniendo en todo momento los datos actualizados siempre y cuando haya cobertura según la operadora celular que se elija. Los resultados obtenidos con este modem fueron muy satisfactorios ya que al momento de iniciar las pruebas se realizaron los ajustes necesarios al modem y este se encargo de entregarnos datos actualizados cada 500ms sin tener perdida de comunicación en el trayecto alrededor de toda la

160

instalación del SENA corroborando los datos obtenidos en todo momento con nuestro sistema cliente que se encargo de recibir y graficar la información entregada a lo largo del recorrido garantizando con esto que el sistema de telemetría funcionaria perfectamente sin importar distancia. Por último se realizaron las pruebas de almacenamiento de datos en PC esto con el fin de tener los datos más importantes almacenados en nuestro PC en caso de que el sistema de telemetría en cuanto a RF y MODEM falle por extrañas circunstancia respondiendo correctamente. La siguientes imágenes muestran el comportamiento de los sensores implementados y la información recibida en nuestro cliente el cual a través de la aplicación desarrollada en LABVIEW nos desplego la información en forma grafica y numérica

Figura 130. Detección de obstáculos

Esta imagen nos muestra que en el momento de las pruebas se detecto un obstáculo en el frente de la moto teniendo como resultado la activación del led indicador. Observando que el sensor trasero no detecto ningún tipo de obstáculo en su rango de 6 metros por lo que el led indicador permaneció apagado.

Figura 131. Datos del sensor de recorrido

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Los datos obtenidos nos dan a conocer la velocidad a la cual está sometida la moto observando que a medida que se adquiera velocidad la grafica no lo iba graficando para poder tener un aproximado de la velocidad de la moto es necesario saber el radio del sprocket y el numero de perforaciones que este trae.

Figura 132. Datos del sensor de temperatura y humedad

Los datos obtenidos nos dan a conocer la temperatura y la humedad que se está registrando en el interior de la moto mirando cambios importantes en cuanto a temperatura que son de fundamental importancia al momento de ser tomados en el interior del habitáculo al cual está expuesto el piloto.

Figura 133. Datos del sensor de suspensión

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Los datos registrados nos muestran el desplazamiento que sufren los amortiguadores al momento del recorrido, podemos observar que en el momento de las pruebas estos amortiguadores tuvieron cambios considerables indicándonos que el terreno del recorrido de las pruebas contaba con bastantes baches que hacen que el amortiguador se desplace.

Las siguientes imágenes nos dan una visión general de la adquisición de datos de todos los sensores actuando en el momento de las pruebas. como se puede observar se llevara un registro histórico de todo lo que acontece en nuestro vehículo cuando está en movimiento siendo este el principal objetivo de nuestro sistema de telemetría tener en tiempo real los acontecimientos de nuestro vehículo para un posterior ajuste de componentes y puesta a punto en pista.

Figura 134. Registro histórico de desempeño de variables

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Figura 135. Desempeño de todas las variables del sistema

Figura 136. Estado de variables ambientales y de trabajo

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Figura 137. Vista general de las variables medidas

3.3.4.2.9 Instalación del sistema Telemetría Las siguientes imágenes muestran el momento de la instalación de los diferentes sensores tarjetas y modem en el monoplaza FORSENAR y la realización de las respectivas pruebas de funcionamiento una vez instalado todo, para dejar el sistema de telemetría listo para usarse en pista

Figura 138. Instalación de la tarjeta principal en el vehículo

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La tarjeta principal se instalara en la parte delantera del vehículo frente al timón del piloto, por lo que es necesario conectar correctamente el modem celular, los módulos RF, y cada uno de los sensores a la tarjeta principal porque una vez sellado el habitáculo no se podrá tener acceso a la tarjeta. Por esta razón es de vital importancia dejar el largo necesario de los cables de conexión a cada sensor y los respectivos cables que irán al computador servidor que estará ubicado bajo el asiento del piloto.

Figura 139. Ubicación de la tarjeta de adquisición

Figura 140. Instalación sensores de suspensión delantera

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Figura 141. Instalacion del modulo XBee Pro en el vehiculo

Figura 142. Tirado y canalizacion de cables

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Figura 143. Instalacion sensor de proximidad trasera

Figura 144. Instalacion sensor de recorrido

Figura 145. Instalacion sensor temperatura del motor

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Figura 146. Insatalacion sensor temperatura radiador y gases

Figura 147. Pruebas del sistema ya implementado en el vehiculo

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Figura 148,. Sistema de telemetria y telecontrol implementado y vehiculo listo para competencia

3.3.5 Realizar jornadas de capacitación dictando seminarios informativos sobre sistemas y redes de comunicación, RF, GSM, GPS y Desarrollo del sistema de telemetría Formula SENA Nariño Las jornadas de capacitación a través de seminarios se realizo con el fin de exponer a los alumnos algunas de las nuevas tecnologías con las que ellos pueden trabajar y que el centro adquirió. El desarrollo de los seminarios se centro en los sistemas de comunicación RF GPS GSM que fueron utilizados en el monoplaza. Para ello se preparo conferencias para los aprendices del centro con el fin de dar a conocer las nuevas tecnologías y algunas de sus aplicaciones además que fueron utilizadas para exponerse en los diversos escenarios en los que el vehículo estaba en exhibición. El sistema general de telemetría y telecontrol se dio a conocer en las diferentes eventos y carreras a nivel nacional a los cuales se asistió logrando destacar la regional Nariño por la innovación como fue catalogado el sistema de telemetría en un principio por los jurados del certamen considerándolo como un valor agregado sumamente grande para el evento. Las planchas que se presentaron para la sustentación de este tipo de tecnología se encuentran en el anexo C, así como también se diseño un blog en el cual se muestra los avances y algunos videos del desarrollo del proyecto.

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El blog el cual por su excelente presentación y ya que hay se encuentra plasmada la información del sistema de telemetría fue expuesto en el evento campus party el cual es el evento más esperado por los fanáticos de la tecnología y el entretenimiento digital llevándose grandes elogios al sistema expuesto por los aprendices integrantes del equipo de telemetría forsenar el link del blog es el siguiente http://metfors-10.blogspot.com/

Resultados: Como primera instancia se recopilo toda la información correspondiente a estos componentes de comunicación iniciando por el modem GSM/GPRS Fastrack Supreme 20 de Wavecom, la tarjeta IESM de expansión que incorpora el Chipset eRIde del GPS y los módulos RF XBee Pro, conforme se iba preparando la documentación para las exposiciones se realizaba pruebas de funcionamiento y puesta en marcha de estos sistemas para implementarlos al Proyecto Formula Sena (telemetría). Debido a que la información recopilada y propuesta para los seminarios y los adelantos del proyecto formula se realizaron simultáneamente se integraron las charlas y la presentación del sistema de telemetría para brindar una mejor explicación con aplicaciones de los sistemas de telecomunicaciones a proyectos del centro, logrando con esto una completa divulgación del sistema de telemetría ante la comunidad de aprendices del SENA regional Nariño del área de automatización y mecatronica, brindándoles completa información de los sistemas de comunicación y diversos dispositivos con los que cuentan y pueden realizar sus proyectos, como también a la comunidad en general debido a las frecuentes salidas del vehículo a exposiciones y eventos, logrando encaminar las charlas de tal manera que se centren en la solución de los problemas más frecuentes en los procesos de aprendizaje.

3.3.6 Elaborar y entregar informes parciales mensuales y un informe final que contenga el desarrollo de las actividades realizadas en el transcurso de la pasantía La finalidad de esta actividad fue realizar informes parciales y un informe final donde se registraron las actividades realizadas durante el desarrollo de la pasantía, el contenido de los informes parciales, eran los objetivos planteados, con una descripción de las actividades que se ejecutaron para cumplir con estos objetivos, hasta la fecha de entrega del mismo. Estos informes fueron entregados en forma escrita al director de la pasantía, el ingeniero Cristian Leonardo Tarazona, quien revisó y dio el visto bueno. Además se entrego al comité curricular un informe parcial, El informe final fue realizado al culminar la pasantía, y contiene la descripción detallada de todas las actividades desarrolladas, para cumplir con los objetivos planteados al inicio de la pasantía, el cual es el presente documento.

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Resultado: Se entregaron satisfactoriamente los informes parciales al comité curricular y al director del proyecto de pasantía, pasando previamente por la revisión del ingeniero Orlando Orbes codirector de la pasantía en el SENA dando su visto bueno permitiendo así continuar con lo planeado en el laboratorio de electrónica del centro LOPE del SENA regional Nariño y poder asi culminar con éxito la pasantía.

3.3.7 Sustentar el cumplimiento de las actividades desarrolladas en la pasantía, ante la comunidad de Ingeniería Electrónica de la Universidad Francisco de Paula Santander. La finalidad de esta actividad fue dar a conocer el trabajo realizado durante el periodo de pasantía Desarrollada en las instalaciones del Centro LOPE del SENA Regional Nariño, dando a conocer a los estudiantes de la universidad las actividades que se realizaron y los resultados obtenidos, estas socializaciones se realizaron en las instalaciones de la universidad en presencia de alumnos de la universidad, los jurados asignados por el comité curricular y el director de la pasantía, quien da constancia de las realizacion de las misma.

Resultado: Dar conocimiento del trabajo realizado y de los resultados obtenidos durante el desarrollo de la pasantía. a la comunidad universitaria. Logrando con esto dar por culminado el trabajo de grado.

3.3.8 Participación en actividades complementarias llevadas a cabo durante el transcurso de la pasantía. Como labores complementarias se asistió y participo en las siguientes actividades que fueron realizadas conforme se cumplían los objetivos de los proyectos.

Asistencia y participación en la puesta en marcha del vehículo de

carreras del centro LOPE.

La puesta en marcha del monoplaza se realizo por primera vez en las instalaciones del centro LOPE en septiembre de 2010, logrando mostrar ante los supervisores del certamen los adelantos realizados en esta regional en cuanto al funcionamiento del monoplaza y su sistema de telemetría.

Asistencia y participación de las pruebas mecánicas en pista del

monoplaza

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Estas pruebas se llevaron a cabo en el cartodromo ubicado en el municipio de Chachagui Nariño, en el mes de septiembre de 2010 con el fin de poder observar cómo se comportaba el monoplaza en una pista de carreras antes de la llegada de la carrera principal, logrando con esto poder hacer ajustes y reubicar componentes que presentaron fallos durante las pruebas.

Asistencia y participación del certamen formula SENA realizado en la

ciudad de Bogotá en el autódromo de tocancipa. Este fue el certamen principal más esperado donde todos los monoplazas de las diferentes regionales de SENA de Colombia se dieron cita, fue en este evento donde se probó el sistema de telemetría por primera vez en pista y donde se realizaron diferentes exposiciones del vehículo y todo su sistema de telemetría y telecontrol fascinando a los espectadores dado que fue para este evento el único monoplaza que conto con este tipo de tecnología.

Resultados: Con la participación en este tipo de eventos se logro adquirir muchos conocimientos y experiencias en la instalación y puesta a punto de sistemas de adquisición de datos, reparación e instalación de componentes, derivación de señales y se logro adquirir destreza al momento de explicar el funcionamiento de componentes y dar conferencias a campo abierto

.

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4. RECURSOS

4.1 RECURSOS HUMANOS

Para el desarrollo de esta pasantía se cuenta con la disponibilidad y capacidad del estudiante pasante del Plan de Estudios de Ingeniería Electrónica de la Universidad Francisco de Paula Santander, además de la colaboración, asesoría y supervisión del director de la pasantía asignado por la Universidad y del Ingeniero supervisor del estudiante pasante asignado por el Centro Internacional de Producción Limpia LOPE de Sena Regional Nariño.

Director de la pasantía

Ingeniero Electrónico Cristian Leonardo Tarazona Celis Universidad Francisco de Paula Santander Docente adscrito al Departamento de Electricidad y Electrónica de la Universidad Francisco de Paula Santander.

Codirector

Ingeniero electrónico Orlando Orbes Gómez Instructor Electrónica Moderna Centro Internacional Producción Limpia LOPE SENA Regional Nariño

Estudiante Pasante

Christian Dayan Arcos Gordillo Estudiante Décimo Semestre de Ingeniería Electrónica. Universidad Francisco de Paula Santander. Con una intensidad laboral diaria para la ejecución del proyecto de 8 horas Dayan3846@hotmail.com

Instructores y técnicos adscritos al departamento de Electrónica y Meca trónica del Centro Internacional de Producción Limpia LOPE de Sena Regional Nariño, quienes prestarán su ayuda en la realización de las actividades relacionadas con el desarrollo de la pasantía.

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4.2 RECURSOS INSTITUCIONALES Para el desarrollo de esta pasantía se tiene a disposición los siguientes recursos institucionales:

Instalaciones del Centro de Formación – Centro Internacional de

Producción Limpia LOPE – SENA Regional Nariño. Que pone al servicio del pasante sus laboratorios de Electrónica y Meca trónica con los equipos de automatización, programación, implementos electrónicos, herramientas necesarios y 12 computadores en cada laboratorio con acceso a internet.

Base de datos de los proyectos que se están llevando a cabo en el centro

de formación.

SENA regional Nariño. Biblioteca virtual, aporto la bibliografía y la

documentación necesaria para el desarrollo de la pasantía.

4.3 RECURSOS MATERIALES Los recursos materiales utilizados para el desarrollo de esta pasantía serán los suministrados por la empresa tal como lo especifica el acta de compromiso para la prestación de servicio de pasantía establecido entre la Universidad Francisco de Paula Santander y el Centro Internacional de Producción Limpia LOPE. En la Tabla 13 que se muestra a continuación se especifican los materiales y equipos que fueron utilizados.

Tabla 13. Cuadro de materiales

Material

Cantidad

Clase

Descripción

Computador

1

Equipo Computador base del laboratorio de Electrónica

Acceso a Internet

1

Equipo Computador base del laboratorio de Electrónica.

Pickit3

1

Equipo

Tarjeta de programación de PIC´s para pruebas de software integrados

Equipos instalados

Equipo

Dispositivos utilizados para el desarrollo del sistema de telemetría y telecontrol

Dispositivos Electrónicos

Varios

Materiales

Empleados para hacer las pruebas requeridas y la implementación final de los proyectos

Herramienta

Varios

Herramienta Empleada en las labores diarias de mantenimiento.

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5. PRESUPUESTO

Tabla 14. Cuadro de presupuesto

Cantidad

Descripción

Valor unitario $

Valor total $

50

Horas de asesoría Ingeniero Cristian Tarazona Director

Pasantía

15.000

750.000

500

Horas de asesoría ingeniero Orlando Orbes codirector de la pasantía

15.000

7’500.000

1.600

Horas de trabajo del estudiante Christian Dayan

Arcos Gordillo Pasante

10.000

16’000.000

600

Horas de navegación en internet

1.300

780.000

2

Resmas de papel tamaño carta

10.000

20.000

400

Transporte

1.100 440.000

2

Modem celular FSU-005

580.000

1’160.000

1 Plan de telefonía celular

con internet

70.000

70.000

1

Computador personal

960.000

960.000

4

Módulos XBee Pro

145.000

290.000

1

Modulo GPS A1080

145.000

145.000

1

Antena GPS

31.900

31.900

2

PIC 18f4550

34.800

69.600

4

XBee Explorer USB

49.996

199.984

Varios Sensores, cables,

conectores, baterías

-

1’794.384

TOTAL $

30’210.868

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6. CONCLUSIONES

Durante el mantenimiento preventivo de los computadores del laboratorio de electrónica se decidió hacer la instalación de un software congelador escogido por el ingeniero encargado para mantener los computadores libres de amenazas, debido a que el mal uso que los aprendices le dan hace que los programas de diseño electrónico no funciones correctamente, logrando con esto hacer un mantenimiento seguido sin necesidad de formatear y tener a disposición los equipos más tiempo del indicado

Es obligatorio mantener como fuente principal de información los manuales técnicos y las guías de usuario para los debidos procedimientos de mantenimiento cuando se trabaja con los equipos del laboratorio.

Al realizar la pasantía en el Centro Internacional de Producción Limpia LOPE del SENA regional Nariño, se adquirieron conocimientos en el área técnica, se evidenció el buen desenvolvimiento que posee el estudiante de Ingeniería Electrónica de la Universidad Francisco de Paula Santander, dando soluciones fiables, seguras y responsables, además de la cooperación, coordinación, manejo, operación de equipos y relaciones con los compañeros de trabajo, porque es el eje principal de una empresa.

Es de vital importancia para la ejecución de un proyecto, establecer un plan de trabajo y dar cumplimiento a las actividades propuestas acorde al cronograma planteado.

Durante el desarrollo del sistema de Telemetría y Telecontrol se obtuvo la oportunidad de implementar tecnologías del area de las comunicaciones y de la información, el modem GPS/GSM Fastrack supreme 20 tiene como base un Chipset ERide que controla la localización por satélite GPS, a demás también realiza el control de las funciones de transmisión de datos GPRS, dentro de la misma unidad.

Un problema técnico que se presento fue en la comunicación de la tarjeta IESM- GPS-USB del modem fastrack con el PC servidor, ya que la programación del y recepción de el GPS se realiza por medio de la UART2 del modem la cual estaba siendo utilizada para la comunicación GPRS y como el PC servidor no cuenta con el puerto DB15 para la conexión directa se tuvieron que hacer arreglos para encontrar un conversor de DB15 a USB y así utilizar la UART1 del modem para la recepción de los datos le GPS y dejar libre la UART2 para la comunicación GPRS

En cuanto a la instalación del sistema de Telemetría y Telecontrol en el vehículo se presentaron problemas con el quipo mecánico debido a que al momento de

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querer instalar el sistema en el monoplaza no se disponía del tiempo suficiente para la instalación ni de la disponibilidad total del vehículo ya que por solucionar problemas del motor y demás componentes se interrumpía periódicamente el trabajo de instalación generando con esto un gran deterioro en los componentes y módulos del sistema de telemetría, debido al constante movimiento de piezas por requerimientos del equipo mecánico generando gran conflicto en el trepado de cables e instalación de cada sensor en el vehículo

El desarrollo del sistema de comunicación a través del modem podría considerarse como la parte más compleja de alcanzar dentro de este proyecto ya que la experiencia personal en programación y desarrollo de sistemas embebidos a través de M2M era muy escasa, así que tomo un poco más del tiempo planeado encontrar la mejor manera de realizar la programación edición y encontrar las librerías adecuadas para cumplir con el objetivo dado.

El uso de tecnologías inalámbricas son una solución ante situaciones en las que el acceso cableado se torna complicado ya sea por parámetros geográficos, estáticos y de costo, ante lo cual el uso de la tecnología Wireless CPU y GSM/GPRS como plataforma de comunicación satisface los requerimientos que se han planteado para el desarrollo del sistema de Telemetría y Telecontrol. Ya que gracias a estas tecnologías se puede realizar la transmisión de información de manera confiable y con disponibilidad de los recursos de la red de forma permanente.

En conclusión del sistema de Telemetría y Telecontrol se puede decir que es posible desarrollar sistemas completos de adquisición de datos y monitoreo de variables que puede ser aplicable no solo en los monoplazas si no dentro de la industria u otra area. Adquiriendo los conocimientos adecuados acerca de las tecnologías que existen en la actualidad y que cada día resultan más accesibles. Es importante comprender estas tecnologías y seguir capacitándonos para alcanzar sistemas más complejos que ayuden a las diferentes ramas del desarrollo humano.

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7. RECOMENDACIONES

El programa de Ingeniería Electrónica de la Universidad Francisco de Paula Santander debe aportar semestralmente estudiantes pasantes a las empresas e instituciones nacionales, para mantener el vínculo con estas entidades y de esta forma permitir a los estudiantes de último semestre el desarrollo de proyectos que brinden un beneficio o satisfagan una necesidad del mercado institucional.

La información técnica de los sistemas que se describe en los manuales de procedimientos debe ser actualizada, debido a que muchos de los componentes utilizados para comunicación no cuentan con base de datos ni información suficiente para acceder fácilmente a la documentación que pueda solucionar inconvenientes de los equipos instalados

El uso de la tecnología inalámbrica GPRS representa una reducción de costos frente a la utilización de tecnologías cableadas como fibra óptica o cobre, es por esto que para una comunicación móvil, confiable, rápida, económica y de pequeña información de envió se recomienda el uso de GPRS.

Se recomienda el uso del modulo inalámbrico Fastrack Supreme 20 de la empresa antes Wavecom ahora Sierra Wireless para aplicaciones móviles por su facilidad de adaptación a las distintas tecnologías de comunicación como GSM/GPRS, EDGE y UMTS que existen en los distintos países.

Se recomienda el uso de los módulos XBee pro para sistemas que requieran el envió de información a distancias no mayores a 1500 metros ya que estos módulos trabajan con tecnología RF y hacen que la programación y acceso a cada uno de sus puertos sea demasiado sencilla en comparación con dispositivos RF más complejos

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BIBLIOGRAFIA

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RABINES LARA, Franco Mario, Tesis Diseño e implementación de un sistema de monitoreo de parámetros físicos y electrónicos de grupos electrógenos. Lima- Perú, 2006, Trabajo de grado (Ingeniero Electrónico). Pontificia Universidad Católica del Perú. Facultad de Ciencias e Ingeniería.

MALDONADO ROLLIZO, Enrique, comunicaciones con el PC, Modem Ed. Anaya Multimedia 1994.

TOMASI, Wayne. Sistemas de Comunicaciones Electrónicas. 2ª Ed. Editorial Prentice Hall. 1996.

ANDRANGO ARAGUILLIN Paúl Guillermo, Estudio de la tecnología general de transmisión de paquetes vía radio (GPRS) y sus aplicaciones en el sistema global para comunicaciones móviles (GSM), EPN, Quito 2004.

GARCIA BREIJE, Eduardo, Compilador C CCS y simulador PROTEUS para microcontroladores PIC. Editorial Alfaomega.2008

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INSTITUTO COLOMBIANO DE NORMAS TÉCNICAS. Normas Colombianas para la presentación de tesis, trabajos de grado y otros trabajos de Investigación. Ultima actualización. Santa fe de Bogotá D.C., ICONTEC, 2006, 126 p. NTC 1486.

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FORSENAR, Marzo 2010. http://formulasenanarino.blogspot.com/2009/10/entrada_04.html

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Tutoriales Wavecom, Wireless CPU Fastrack Supreme, www.wavecom.com