Tarjeta de Adquisición de Datos

La adquisición de datos o adquisición de señales, consiste en la toma de muestras del mundo real (sistema analógico) para generar datos que puedan ser manipulados por un ordenador u otras electrónicas (sistema digital). Consiste, en tomar un conjunto de señales físicas, convertirlas en tensiones eléctricas y digitalizarlas de manera que se puedan procesar en una computadora o PAC. Se requiere una etapa de acondicionamiento, que adecua la señal a niveles compatibles con el elemento que hace la transformación a señal digital. El elemento que hace dicha transformación es el módulo de digitalización o tarjeta de Adquisición de Datos (DAQ).

SensoresUn sensor es un dispositivo capaz de detectar magnitudes físicas o químicas, llamadas variables de instrumentación, y transformarlas en variables eléctricas. Las variables de instrumentación pueden ser por ejemplo: temperatura, intensidad lumínica, distancia, aceleración, inclinación, desplazamiento, presión, fuerza, torsión, humedad, movimiento, pH, etc. Una magnitud eléctrica puede ser una resistencia eléctrica (como en una RTD), una capacidad eléctrica (como en un sensor de humedad), una tensión eléctrica (como en un termopar), una corriente eléctrica (como en un fototransistor), etc.

Un sensor, también llamado un transductor, convierte un fenómeno físico en una señal eléctrica que se puede medir. Dependiendo del tipo de sensor, su salida eléctrica puede ser un voltaje, corriente, resistencia u otro atributo eléctrico que varía con el tiempo. Algunos sensores pueden requerir componentes adicionales y circuitos para producir correctamente una señal que puede ser leída con precisión y con toda seguridad por un dispositivo DAQ.

Tipos de sensores

Dispositivo de DAQ

Es un dispositivo que se lo desarrollo basándose en el original, el cual tendrá que realizar funciones similares al creadodo o desarrollado por National Instruments consta de los siguientes elementos:

• PIC18F2545

• Cristal de 1200 Hz

• Capacitores

• 1 de 100 uf

• 2 de 22 pf

• 1 de 10 uf

• Resistencias

• 1 de 330 ohm

• 1 de 4,7 kohm

• Pulsador

• USB tipo B

• Led

Bornera

El proceso de elaboración de la tarjeta se la desarrollo de la siguiente manera:

• Investigar las características principales del PIC18F2550

PIC18F2550Distribución de pines

Esquema de conexión del microprocesador PIC18F2550

Soporta USB versión 1.1 (PIC18F2550)La cual establece lo siguiente:

• Un acceso al bus gestionado directamente por el Controlador USB, para permitir transferencias isócronas y eliminar los tiempos de arbitración.

• Una velocidad de 12 Mbps (Full Speed o FS) y un subcanal de 1,5 Mbps(Low Speed o LS) para los dispositivos más lentos, como ratones y joysticks. La coexistencia en un mismo sistema de dispositivos FS y LS se maneja mediante conmutación automática y dinámica de velocidad entre unas transferencias y otras.

• Una conectividad excepcional, ya que puede manejar hasta 127 dispositivos simultáneamente que se pueden conectar y desconectar en caliente, sin tener que reiniciar el sistema.

• Una configuración automática de dispositivos, que elimina la necesidad de realizar configuraciones manuales por medio de puentes o conmutadores.

• La coexistencia de dispositivos isócronos y asíncronos. Los dispositivos isócronos se atienden en función del ancho de banda y latencia requeridos, y los asíncronos se atienden durante el tiempo restante no consumido por los dispositivos isócronos.

• Una distribución de alimentación desde el Controlador USB, que permite la conexión tanto de dispositivos alimentados desde el bus como autoalimentados.

• Una arquitectura fácilmente escalable para permitir la existencia de varios Controladores USB en un sistema.

• La versión 1.1 es soportada por los siguientes sistemas operativos:Windows 98Windows 2000Windows XPWindows VistaWindows 7 y además los siguientes OS ajenos a windows: LinuxMac OS

• Desarrollo de la tarjeta de adquisición de datos

Diagrama de conexión del PIC18F2550 en ISIS Proteus

Diagrama de las pistas desarrollado en ARESEl desarrollo de la placa electrónica se desarrolló de la siguiente manera:

• Impresión de las pistas

• Planchado del circuito para traspasarlo la impresión a la baquelita

• Introducción de la baquelita en el ácido para quemarla y obtener las pistas deseadas

• Soldar los elementos según correspondan

Diagrama de la placa terminada

PC y Software

Una PC con software programable controla la operación del dispositivo DAQ y es usada para procesar, visualizar y almacenar datos de medida. Diferentes tipos de PCs son usadas en diferentes tipos de aplicaciones. Una PC de escritorio se puede utilizar en un laboratorio por su poder de procesamiento, una laptop se puede utilizar por su portabilidad o una PC industrial se puede utilizar en una planta de producción por su robustez.El software que se utilizara es LabVIEW, por medio del cual se pretende realizar la transmisión y recepción de los datos por medio de una interfaz entre la tarjeta de adquisición y la PCEsquemas realizados para la transmisión y adquisición de datos con labVIEWEncendido y apagado de un leds

Este esquema está desarrollado con la finalidad de encender o apagar los led, consta de transformador de decimal a binario, un dispositivo que controla el tiempo de encendido y apagado de los led y la interface visa la cual se encarga de la conexión entre la pc y la tarjeta de adquisición de datos, su panel frontal está diseñada de tal manera que contenga los elementos de control para los led.

Modulación por ancho de pulso PWM

Este diagrama consta de dispositivos de control y de visualización, los cuales nos permitirá desarrollar variar el voltaje (control) y visualizar la variación que se está realizando, a demás consta de un array el cual nos permitirá variar el voltaje en el puerto o led que se desee.

Autor:

Ing. Fabricio Tipantocta