Skip navigation


Como es conocido por los lectores regulares del blog, desde el principio de año prácticamente no se han producido entradas de noticias. La verdad nos hemos encontrado un poco ocupados con proyectos personales lo que ha causado que hackbrakadabra se encuentre en un limbo. ¿La buena noticia? Esto está por arreglarse (si, de veras) de una vez por todas.

Es por ello que a manera de comenzar de nuevo con el stream de noticias tecnologicas, crearemos una nueva serie de post llamados “The Thesis Zone”. ¿De que trata?, bien, desde hace un tiempo, yo (@ajmarquez), me he encontrado trabajando en mi proyecto de tesis – que si bien ha presentado bastantes contratiempos – en esta oportunidad el objetivo es terminar todo de una buena vez; la idea es relatar los por menores de la investigación por medio del blog, las frustraciones y aciertos en este proyecto de electrónica con el objetivo de demostrar – de llegar a un final exitoso – que es posible realizar un proyecto de diseño de sistemas embebidos, empezando prácticamente desde cero. Es decir, sin una gran cantidad de conocimientos en el área.

El proyecto

El proyecto que tengo en mente trata de una estación de monitoreo de variables eléctricas. Cuando las variables alcancen cierto valor especificado, el dispositivo se encargará de avisar por medio de mensajes de texto a la persona encargada del lugar a monitorear. Adicionalmente el dispositivo guardará un log o bitácora donde se registraran los valores registrados por las variables cada cierto tiempo. Las variables a medir son: voltaje y corriente.

¿Suena sencillo, no? Bueno la verdad es que las cosas se complican un tanto tras agregar algunos detalles. Ahora en resumen, coloquemos que es lo que tiene que realizar nuestro dispositivo:

– Monitoreo de voltaje y corriente

– Procesar los valores y detectar cuando estas alcancen cierto valor “critico”

– Enviar un mensaje de texto al supervisor alertando que el valor crítico ha sido alcanzado

– Guardar un reporte interno de la fluctuación de valores de las variables.

¿Qué necesitamos?

Para lograr que un dispositivo realice las funciones especificadas, será necesario que este cuente con una serie de modulos:

Un modulo de procesamiento (microprocesador)

Este microprocesador debe ser lo suficientemente poderoso para realizar la toma de mediciones, realizar los arreglos de esta información, procesar la data, clasificarla y posteriormente operar los demás módulos que se encargue de guardar la data en un log y realizar el envió de mensaje de textos. Como leen se trata de 4 funciones que se deben llevar a cabo. Estas podrían realizarse por 4 procesadores diferentes, pero esto solo haría al proyecto más complejo y engorroso; sería necesario programar 4 veces además del costo económico que representa.

Otra solución sería contar con un procesador lo suficientemente poderoso para abarcar estas 4 tareas sin problemas, esta es la solución a mi parecer más optima. Otro detalle a tener en cuenta es que este dispositivo se encontrará trabajando preferiblemente con baterías de reserva en el caso de un fallo eléctrico, por lo que el procesador no puede requerir mucho gasto energético, así que que tenemos que incluir que este micro a elegir sea eficiente y consuma la menor cantidad de energía.

Sistema de alerta remota (los mensajes de texto)

Los mensajes de texto es un servicio incluido en el sistema de comunicaciones GSM. Para poder acceder a él necesitamos ser subscriptores de alguna compañía y un dispositivo que nos permita acceder al servicio. A primera vista la solución parecería obvia: compremos un celular y asunto resuelto. La verdad, esta es la peor opción.

Los celulares están diseñados para la interacción con un usuario humano por medio de un teclado o pantalla táctil, ¿obvio no? Pero el dispositivo que  nos proponemos a realizar debe ser automático y construir una mano robot que mande mensajes de texto no es una solución.  ¿Pero no se puede programar al teléfono para que lo haga, conectándolo y mandandole instrucciones? Si, pero es más problemático de lo que parece.

Primero. Para accesar a un teléfono celular de manera de introducir instrucciones para que realice ciertas operaciones se necesita primero una interfaz de enlace entre el teléfono y el microprocesador. ¿Que tal un cable USB? El problema de utilizar la comunicación USB es que la mayoría de dispositivos periféricos como los telefonos, mouse, teclados, cornetas, etc actúan como dispositivos “esclavos” y la unica forma de ser controlados es por medio de un dispositivo “maestro”. Un ejemplo de un dispositivo maestro cuya conexion USB permite enviar instrucciones a periféricos es: Una computadora. Eso ya haría todo el diseño aún más aparatoso y costoso. ¿Pero usar una computadora solo para eso?¿No existe otra forma? Sí, la adquisición de un sistema maestro USB que debería incluirse aparte del microprocesador ó un microprocesador que posea esta habilidad. ¿Entonces problema resuelto? No.

Cada teléfono habla un “idioma” propio según el fabricante. Llamados protocolos de comunicación, y las leyes de estos lenguaje son propietarios, por lo que se necesitaría pasar un tiempo tratando de “traducir” el lenguaje para conocer como utilizarlo. Nokia, Huawei, Sony, Alcatel, tienen sus propios idiomas e incluso – en el caso de nokia- proocolos propios para poderse conectar al teléfono (nokia, en algunos equipos, no utiliza USB sino un puerto propio llamado F-bus o M-bus). Los teléfonos viejos eran más sencillos de “hackear” o controlar, debido a que se accedía por medio de comunicación serial, solo era necesario soldar algunos cables a unos contactos y agregar una interfaz serial. No es una tarea imposible hoy en día, de hecho, tendría más sentido usar el mismo microprocesador del teléfono para realizar todas las operaciones que referimos anteriormente, solo se necesitaria crear una aplicación en el teléfono que le enseñara que hacer. Pero un teléfono con tal capacidad de procesamiento es costoso, hablamos de utilizar un iPhone, HTC o Nokia (no un blackberry no…) para monitoreo en la intemperie.

La mejor solución viene en dos sabores: Un modem GSM o un modulo GSM. El modem, es un pequeño dispositivo que permite ser programado via comunicación serial, muy sencillo y plug and play, una de las mejores soluciones. El único problema de esta solución es que  un modem representa “otro” dispositivo más a alimentar y a agregar, aumentando el espacio y consumo.  La mejor solución, desde el punto de vista de ingeniería y diseño, viene de la mano del modulo GSM. Un modulo GSM es un dispositivo de comunicaciones que utilizan los teléfonos celulares para accesar a la red GSM, estos vienen con un slot para introducir la tarjeta SIM. Son programados vía serial, pequeños, poco consumo de energía y se acoplan fácilmente a un circuito impreso. El problema es que se necesita realizar las conexiones electrónicas de manera manual para que funcione, entiendase como: hacer las conexiones de resistencias, capacitores y al microprocesador de manera manual.

Bitacora del capitán

Para almacenar la data, si bien existen varias soluciones físicas como virtuales (colocar toda la información en la web). El sistema de almacenamiento por excelencia para sistemas embebidos hoy en día es la Tarjeta SD. Una tarjeta SD dentro del dispositivo es una excelente solución para mantener un registro y poder contar con un medio físico de respaldo. Trabajar con el formato de memorias Flash exige aprender su funcionamiento y realizar las conexiones necesarias.

Resumen

En esta oportunidad definimos los objetivos del proyectos, nombramos módulos electrónicos con los que debe contar el dispositivo así como algunos problemas que ellos conllevan. En la próxima entrega comentaremos los dispositivos elegidos para crear el dispositivo así como los problemas y soluciones que se presentaron en la vía. La idea es tratar de recolectar toda la información del proyecto de forma sencilla, código, sugerencias y demás de manera de impulsar a más entusiastas a realizar proyectos de este tipo. Mostrar que no todo es sencillo pero que con un poco de dedicación se consiguen resultados.

Anuncios

Responder

Introduce tus datos o haz clic en un icono para iniciar sesión:

Logo de WordPress.com

Estás comentando usando tu cuenta de WordPress.com. Cerrar sesión / Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Cerrar sesión / Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Cerrar sesión / Cambiar )

Google+ photo

Estás comentando usando tu cuenta de Google+. Cerrar sesión / Cambiar )

Conectando a %s

A %d blogueros les gusta esto: