INSTRUMENTACIÓN VIRTUAL APLICADA AL ESTUDIO DE SISTEMAS COMPLEJOS

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1 INSTRUMENTACIÓN VIRTUAL APLICADA AL ESTUDIO DE SISTEMAS COMPLEJOS Etapas de la Investigación Referencias INDICE CAPITULO 1: INTRODUCCIÓN A LA INSTRUMENTACIÓN VIRTUAL 1.1 Arquitectura de Computadoras Componentes principales de una PC Diagrama en bloques de una computadora Ejecución de un programa Tipos de Instrucciones Arquitectura de una PC (Motherboard), El chipset Arquitectura de Buses basadas en puentes Sonido Digital Buses: ISA, PCI, Puerto Paralelo, Puertos serie: RS232, USB Conectores externos disponibles El BIOS Conceptos sobre Sistemas Operativos Plug and Play Placas de red o NIC (Network Interface Card) Diagrama en Bloques de una Placa de Red (NIC) Familia 80X86 en la Arquitectura PC 1.2 Interfases de E/S Interfases de bus interno Diagrama en bloques Funciones de la Interfase E/S Estructura de las interfases de E/S Mapeado en memoria y E/S 1

2 Modos de Transferencia Entrada/Salida Diagrama en Bloques de DMA Interfase Paralelo Diagrama en Bloques del Puerto de Impresora Líneas de la Interfase Paralelo Diseño de una Interfase de E/S en Bus de Expansión ISA Bus de Expansión Registros de una interfase Descripción del circuito decodificador de direcciones Descripción de los dispositivos PLD Diseño con GALs Editor de esquemáticos Lenguaje de programación ABEL Simulación del diseño Placa de adquisición básica Diseño de una interfase completa con CPLD Principio de funcionamiento Circuito desarrollado Diagrama esquemático del CPLD Interfases Serie Norma RS232 Cable Null-módem Hardware de la Interfase Serie Interfase USB (Universal Serial Bus) Topología USB Funciones de los pines en el conector USB Tipos de paquetes USB Comunicación USB El Driver del Host El Driver del periférico Adquisición Digital de Señales Configuraciones de las placas de adquisición Parámetros característicos de una Placa de Adquisición Conversores Analógico/Digital (ADC) Ruido de cuantificación Muestreo de la Señal Teorema de Nyquist Características básicas de un conversor A/D 2

3 Errores en los conversores analógico/digital El teorema de Nyquist y la calidad de la señal adquirida Reconstrucción por Interpolación Clasificación de las placas de adquisición Placas de Bus Interno Especificaciones de una placa Análisis de los bloques de una placa multifunción Conceptos constructivos para la adquisición de señales Memoria en la placa de adquisición Programación del sistema de adquisición Software para la adquisición de datos Diseño de una placa de adquisición serie Distribución de pines del PIC 16F873 Circuito de un módulo de adquisición serie Programa del microcontrolador Instrumentación Virtual Composición de un Instrumento Virtual Comparación entre Instrumentos Tradicionales y Virtuales Diseño de Instrumentos Virtuales Calibración de Instrumentos Virtuales Instrumentación distribuida en red Servicios de Internet La Word Wide Web Sistemas distribuidos Internet y la Instrumentación distribuida en red Acceso remoto Desarrollo de una Interfase Ethernet Modbus Acceso Remoto a Redes Industriales Selección de Tecnologías Desarrollo de una red industrial Interfase Ethernet/ModBus Interfase ModBus/Señales Interfase gráfica Web con el usuario Prototipos construidos Adaptación de sensores Conclusiones 3

4 CAPÍTULO 2 SINCRONIZACIÓN DE SISTEMAS CAÓTICOS CON SEÑALES EXTERNAS: ESTUDIO TEÓRICO Y EXPERIMENTAL Retrato de Fases Curva de Tansición de Fase 2.2 El banco de medición Acceso Directo a Memoria Interfase para interconexión de Instrumentos Programables Placa de Adquisición de Datos Multifunción 2.3 Mediciones realizadas sobre un oscilador puente de Wien modificado 2.4 Conclusiones 2.5 Apéndice A El controlador DMA 82X Descripción de los registros 2.6 Apéndice B Interfase para interconexión de Instrumentos Programables Descripción general Handshake Líneas de control Mensajes y comandos Características eléctricas Limitaciones Software de control 2.7 Apéndice C Bloques Conversor y Controlador DMA 4

5 CAPITULO 3: SISTEMA EXTRACTOR DE DATOS DE RADAR La detección Radar Detección de señales radar en ruido Ruido en el receptor y la relación señal a ruido Probabilidad de detección y alarmas falsas. Integración de los pulsos radar. Tasa de error en la detección del sistema propuesto Breve descripción del sistema Placa digitalizadora de video Placa digitalizadora de sincro Diagrama en bloques del sistema Procesamiento de datos Descripción del Sistema Descripción del extractor Características principales Principio de funcionamiento Almacenamiento de datos Presentación en pantalla 3.2 Placa Digitalizadora de Video Diagrama en bloques Descripción del diagrama en bloques Diagrama circuital Extractor Selector de canales Comparador de entrada Descripción del funcionamiento: Selector de canales Extractor de datos Adquisición de datos Transferencia de datos Decodificador de direcciones Software de control y transferencia Distribución topológica de componentes Diseño del impreso: Lado Componentes 5

6 3.3 Placa Digitalizadora de Sincro Diseño del impreso: Lado Soldadura Diagrama en bloques Descripción del diagrama en bloques Diagrama circuital Resolutor Descripción del funcionamiento Diagrama circuital Adquisición y Control Descripción del funcionamiento Software de control y adquisición Distribución topológica de componentes Diseño del impreso Lado de Componentes Lado de Soldadura 3.4 Conclusiones 6