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Proyecto integrador. Procesamiento digital de la señal

Enviado por hernando299

    1. Objetivos generales
    2. Objetivos específicos
    3. Justificación
    4. Adquisición, envío y manipulación de datos
    5. Materiales
    6. Circuitos
    8. Adquisición de datos

    OBJETIVOS GENERALES

    El objetivo del Proyecto Integrador es diseñar un sistema de adquision de datos por medio de la tarjeta DAQ, y el envió de datos a través del puerto paralelo, de tal forma que podamos enviar y recibir información; manipulando así desde el computador ( PC ) a una tarjeta madre compuesta por unos led indicadores y el pic16f84 el cual genera un tren de pulsos digitales, el cual varia según el valor binario enviado luego se hace la adquisición de la señal dándole el tratamiento adecuado por medio del software para luego ser presentado el resultado en la pantalla del computador en forma grafica y numérica.

    Dando como resultado la información de tal forma que cualquier persona pueda interpretar fácilmente.

    En este proceso se manejara el implementación de protocolos de comunicación, y la utilización de técnicas de programación e implementación con el programa de LABVIEW.

    Para tal caso hemos prediseñado gráficamente una de las posibles formas de trabajo en el proceso de adquisición de datos, en el podemos observar que la tarjeta madre se podrá manipular tanto como datos o señales digitales ya procesadas, así como controlar digitalmente el tren de pulsos digitales de tal forma podamos implementar en cualquiera aplicación como por ejemplo la frecuencia de muestreo de la señal en un conversor analógico digital.

    OBJETIVOS ESPECIFICOS

    • Presentar teoría de las señales, sus formas para adquisición y manipulación.
    • Implementar en forma eficiente los algoritmos de las Transformadas de Fourier y la Transformada Z para tiempos discretos.
    • Presentar los conceptos básicos al procesado digital de tasa múltiple y filtrado adaptativo.
    • Utilizar técnicas de programación e implementación con MATLAB.
    • Aprender como manipular, como programar los PIC’s.
    • Conocer los conceptos básicos para usar el puerto paralelo.
    • Conocer la interfase paralelo del PC con registros de entrada y salida E / S.
    • Diseñar un protocolo adecuado a los requisitos de cada caso.
    • Diseñar y construir un dispositivo que permita convertir la velocidad de un motor en una señal que pueda ser captada por una computadora.

    JUSTIFICACION

    Se plantea la necesidad de una actividad de metodológica que se apoya en 3 principios.

    Primero la adquision de los conocimientos técnicos, científicos necesarios para la comprensión y el desarrollo de la actividad tecnológica se hacen imprescindible.

    Segundo estos conocimientos adquieren, su lugar si se aplica al análisis de los objetos tecnológicos existentes y a su posible manipulación y transformación sin olvidar que este análisis se debe enmarcar trascendiendo al propio objeto e integrándolo en el ámbito tecnológico, social, cultural y económico de la época que se produce.

    Tercero la emulación del proceso resolución de problemas se convertirá en remate de este proceso de aprendizaje y adquiere su dimensión completa apoyada en dos actividades presentes.

    Los avances tecnológicos se pueden considerar como la aplicación sistemática del conocimiento científico y organizado a las tareas practicas, a la resolución de problemas específicos. La esencia de la tecnología radica en la utilización de teorías, métodos científicos y su adaptación para conseguir determinados fines, utilizando las fuentes de la experiencia, inspiración e investigación, para dar así aportaciones prácticas y especificas para las diversas áreas del conocimiento y desarrollo.

    ADQUISICION, ENVIO Y MANIPULACION DE DATOS

    La tarjeta DAQ son tarjetas insertadles que permiten la entrada y salida de datos de computador a otros aparatos donde se conectan sensores y actuadotes para interactuar con el mundo real. Los datos que entran y salen pueden ser señales digitales o análogas simplemente conteos de ocurrencias digitales tanto de entrada como de salida.

    Las tarjetas se comportan como si fueran un puerto más en el computador, y poseen todo un protocolo y sistema de manejo, por lo que entender cada tarjeta, como es su funcionamiento, al igual que otro instrumento o cualquier instrumento requiere de tiempo y cuidado.

    Existen tarjetas de alto y de bajo desempeño. Las de alto desempeño son programables y facilitan altas ratas de manejo de información, pues son en cierta forma inteligentes y suficientes, y por tanto no comprometen la velocidad y el rendimiento del computador. Las tarjetas de bajo desempeño requieren de un control directo del computador, y se deben limitadas por la velocidad de este.

    El Windows es un sistema operativo que no trabaja en tiempo real, para operaciones donde la rata de muestreo es muy alta, como en aplicaciones de audio, radar, vibraciones y video; aunque para aplicaciones de lentitud considerable es bueno, como en controles de hornos.

    Las tarjetas como cualquier otro periférico requiere de sus parámetros de programación, y hasta protocolos de comunicación por lo que se requiere de un software Driver que maneje lo bajo de programación y deje en la superficie la posibilidad de programar aplicaciones con los beneficios de dichas tarjetas de una forma sencilla.

    MATERIALES

    • 8 RESISTENCIAS DE 220
    • 2 CONDENSADORES DE 27pF
    • 8 LEDS VERDES
    • 1 CABLE DE PUERTO PARALELO
    • 1 CONECTOR MACHO
    • 1 PIC16F84
    • 1 VAQUELITA UNIVERSAL
    • SOLDADURA
    • ALAMBRE DE 8 LINEAS
    • 1 CRISTAL DE CUARZO DE 4 MHZ

    Circuitos

    CONECTOR DEL PUERTO PARALELO

    PIC16F84

    Para ver el gráfico seleccione la opción "Descargar" del menú superior 

    DIAGRAMA DE CONEXIÓN DEL PIC16F84

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    BIBLIOGRAFIA

    ADQUISICIÓN DE DATOS

    ANÁLISIS Y PROCEDIMIENTO

    Para la toma de adquisición de datos tomamos una frecuencia de muestreo Fs = 300Hz.

    Conectamos la señal de salida del circuito a una DAQ para poder visualizar la señal analógica producida por un ritmo cardiaco y con ayuda de la implementación de filtros por medio del software poder disminuir el ruido de dicha señal.

    Se diseñaron 4 filtros digitales elimina banda ( Butterwoth, Cheby I, Cheby II, Elíptico ) los cuales tienen como función eliminar la componente de ruido de 60Hz.

    Al observar las gráficas obtenidas es muy difícil cual de los 4 filtros cumple su mejor función pero mirando detenidamente para nosotros el mejor es el filtro elíptico.

    PROGRAMA DE ADQUISISCION DE DATOS

    SOLUCION

    CODIGO DE PROGRAMACIÓN DEL PIC16F84 (ASM)

    RIGOBERTO HERNANDO OLARTE

    ING Mecatronico.

    BUCARAMANGA – SANTANDER – COLOMBIA

    UNIVERSIDAD SANTO TOMAS

    FACULTAD INGENIERIA MECATRONICA

    BUCARAMANGA 2004