Adquisición, envío y manipulación de datos vía puerto LPT

2. Justificación
3. Antecedentes
4. Marco
   filosófico
5. Objetivos
   generales
6. Objetivos
   específicos
7. Introducción
8. Material
   apoyo
9. Cronograma
10. Conclusiones
11. Bibliografía

1. Hemos de tener claro que, Las señales son generas o producidas de
   forma natural o inducida, de esta forma se pueden aplica en
   el área de actividad del ser humano, por medio de la
   debida manipulación de esta, sido así impulsora
   del desarrollo
   de la tecnología, civilización,
   cultura y
   economía, la cual nos permite
   transformar, controlar y adecuar el medio en que habitamos,
   dando solución a sus problemas,
   necesidades o aspiraciones individuales y colectivas,
   mediante la construcción de sistemas y
   procesos
   técnicos en donde se emplean los recursos
   inmersos en la sociedad
   que vivimos.

   El objetivo
   del proyecto es
   diseñar un sistema de
   adquisición de datos de 4 canales, a través del
   puerto
   paralelo, de tal forma que podamos enviar y recibir
   información. manipulando así,
   desde el computador
   la frecuencia de muestreo de
   los conversores analógico / digital, y dándole
   el tratamiento adecuado a la señal por medio de
   software
   para luego ser presentando el resultado en la pantalla del
   computador de forma gráfica y numérica. Dando
   como resultado la información de tal forma que
   cualquier persona
   fácilmente pueda
   interpretar.

   

2. PRESENTACIÓN

   Se plantea la necesidad de una actividad
   metodológica que se apoye en tres principios.
   Primero, la adquisición de los conocimientos
   técnicos y científicos necesarios para la
   comprensión y el desarrollo de la actividad
   tecnológica se hace 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 en que se produce. Tercero, la emulación
   del proceso de
   resolución de problemas se convertirá en remate
   de este proceso de aprendizaje y
   adquiere su dimensión completa apoyado en las dos
   actividades precedentes. La utilización del método de resolución de
   problemas, que es común a cualquier actividad
   tecnológica, aplica una serie lógica de pasos que, a partir de un
   requerimiento dado, conduce a la obtención de una
   solución que lo satisfaga.

   Los avances
   tecnológicos se pueden considerar como "la
   aplicación sistemática del conocimiento
   científico y organizado a las tareas
   prácticas", 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 he investigación, para dar así
   aportaciones practicas y especificas para las diversas
   áreas de conocimiento y desarrollo.

   Por tanto podemos entender que el quehacer de la
   vida humana se articula en torno a un
   binomio conocimiento-acción, donde ambos deben tener un peso
   específico equivalente. Una continua
   manipulación de materiales
   sin los conocimientos técnicos necesarios nos puede
   conducir al mero activismo y, del mismo modo, un proceso de
   enseñanza-aprendizaje puramente
   académico, carente de experimentación,
   manipulación y construcción, puede derivar
   hacia un enciclopedismo tecnológico inútil. Es
   claro que en nuestra formación como ingenieros se
   pretende la adquisición de destrezas concretas para el
   desempeño y creación de nuevos
   puestos de trabajo,
   independencia o en bien en búsqueda de
   soluciones
   en pro de toda la humanidad, siendo esto tarea que es propia
   de nuestra Formación Profesional.

3. JUSTIFICACIÓN

   Si hablamos de antecedentes no podemos dirigirnos a
   ellos pues es obvio que el grado de dificultad va en
   relación a la experiencia personal,
   algo que claramente no habíamos
   experimentado.

   De manera personal sabemos que en estos momentos, es
   un reto académico y personal el poder
   empezar a proporcionarnos nuestros propios medios,
   para cada uno de los procesos en pro de la
   adquisición, manipulación y aplicación
   de nuestros conocimientos, además es claro que
   el hombre
   por ser hombre,
   siempre busca la transcendencia de si mismo. Implicando en
   este proceso la aplicación de sus habilidades, por tal
   motivo nos encontramos retados a participar de esta buena
   causa.

4. ANTECEDENTES

   Es claro que en nuestra formación como
   ingenieros se pretende la adquisición de destrezas
   concretas para el desempeño y creación de
   nuevos puestos de trabajo, independencia o en bien en
   búsqueda de soluciones en pro de toda la humanidad,
   siendo esto tarea que es propia de nuestra Formación
   Profesional.

   Por tal motivo todo lo que podamos hacer, pensar y
   realizar, sea de conformidad y una motivación para seguir creciendo como
   estudiantes y principalmente como personas, siendo esta, la
   forma o la ley de la
   compensación a nuestros esfuerzos
   personales.

5. MARCO
   FILOSOFICO
6. OBJETIVOS
   GENERALES

El objetivo del proyecto es diseñar un sistema de
adquisición de datos de 4 canales, a través del
puerto paralelo, de tal forma que podamos enviar y recibir
información. manipulando así, desde el computador
la frecuencia de muestreo de los conversores analógico /
digital, y dándole el tratamiento adecuado a la
señal por medio de software para luego ser presentando el
resultado en la pantalla del computador de forma gráfica y
numérica. Dando como resultado la información de
tal forma que cualquier persona fácilmente pueda
interpretar. En este proceso se manejara la Implementación
de protocolos,
utilizando técnicas
de programación e implementación con
LABVIEW y MATLAB.

Además de esto se pretende hacer un estudio
financiero económico y de viabilidad involucrando
así, de esta forma las diversas ramas de la ingeniería como lo es la
administración de recursos
económicos.

6. OBJETIVOS
   ESPECIFICOS

• Presentar teorías de las señales. sus
  formas para adquisición y
  manipulación.
• Implementar en forma eficiente los algoritmos
  de las transformadas de Fourier y z para tiempos
  discretos.
• Presentar los conceptos básicos relativos al
  procesado digital de tasa múltiple y al filtrado
  adaptativo.
• Proporcionarnos los conocimientos básicos de
  procesado numérico de las señales, tanto como si
  estas son intrínsecamente digitales como si son
  analógicas.
• utilizar técnicas de programación e
  implementación con LABVIEW y
  MATLAB.
• Implementar el uso adecuado de PIC con su respectiva
  programación.
• Aprender como manipular, programar y grabar los
  PICs.
• Conocer los conceptos básicos necesarios para
  usar el puerto paralelo.
• Conocer la interfaz paralelo del PC con registros
  E/S.
• Diseñar un protocolo
  adecuado a los requisitos de cada caso
• Diseñar y construir un dispositivo que permita
  convertir la señal de velocidad
  del motor en una
  señal que pueda ser captada por la
  computadora.
• Diseño y plantación del plan de
  negocios.

6. INTRODUCCIÓN

ADQUISICIÓN, ENVIO Y MANIPULACIÓN DE
DATOS.

Las tarjetas DAQ son
tarjetas insertables que permiten la entrada y salida de datos
del computador a otros aparatos, donde se conectan sensores, y
actuadores, para interactuar con el mundo real. Los datos que
entran y salen pueden ser señales digitales o
análogas, o 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 su
funcionamiento, al igual que cualquier instrumento, requiere de
tiempo y
cuidado.

Existen tarjetas de alto desempeño, y de bajo.
Las de alto son programables, y facilitan altas ratas de manejo
de información, pues son en cierta forma inteligentes y
suficientes, tal como un sistema Stand Alone, y por tanto no
comprometen mucho la velocidad y rendimiento del
computador.

Las tarjetas de bajo desempeño requieren de un
control directo
del computador, y se ven limitadas por la velocidad de
éste. El Windows en
cierta forma 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. En aplicaciones lentas Windows y tarjetas
simples bastan porque los tiempos perdidos por el sistema de
interrupciones de Windows (sea por mover el Mouse o
cualquier otra cosa) no afectan comparativamente.

Para aplicaciones de alta velocidad y tiempo real, se
requiere de hardware especial,
ósea tarjetas inteligentes, que se programen, y
transfieran los datos a memoria, ya sea
por rutinas de DMA (acceso directo a memoria), o por rutinas de
interrupciones al procesador.

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.

LabVIEW ofrece acceso a los Driver desde las rutinas de
configuración. Los Driver disponibles son para las
tarjetas de la NI National Instruments, pero en el mercado se
consiguen Driver para otras marcas como
PC-LAB.

La configuración se hace a través del
programa anexo
a LabVIEW, NI-DAQ o bien por programaciones especiales para
rutinas especificas como MATLAB.

El objetivo del proyecto es diseñar un sistema de
adquisición de datos de 4 canales, a través del
puerto paralelo, de tal forma que podamos enviar y recibir
información. manipulando así, desde el computador
la frecuencia de muestreo de los conversores analógico /
digital, y dándole el tratamiento adecuado a la
señal por medio de software para luego ser presentando el
resultado en la pantalla del computador de forma gráfica y
numérica. Dando como resultado la información de
tal forma que cualquier persona fácilmente pueda
interpretar.

Para tal caso hemos prediseñado
gráficamente una de las posibles formas de trabajo, en el
proceso de la adquisición de los datos.

En el podemos observar que la tarjeta madre
se podrá manipular tanto como datos o señales
digitales ya procesadas, así como controlar digitalmente
la frecuencia de muestreo de la señal en el conversor
analógico / digital, así.

Es bueno tener en cuenta que para el sistema del
conversor analógico / digital, este necesita que la
señal sea adecuada al rango de trabajo del conversor, ya
que si lo sobre pasamos o mantenemos muy reducido, no se
podrá tener una medida exacta o aproximada a la real, para
ello se podrá implementar el uso de amplificadores
operacionales, para así dar paso hacia
conversor.

Figura 1
HARDWARE.(prediseño)

COMUNICACIÓN POR PUERTO
PARALELO

Nosotros pensamos o creemos darle mas importancia al
puerto paralelo, pues según lo que hemos consultado
podemos manejar dispositivos que son diferentes a un computador,
como manejo de motores, que a
gran escala
podría ser una maquina, mas aplicables a nuestra carrera y
nuestras espectativas. Aunque sabemos también que es mas
aplicable y sutil el manejo de PIC o microcontroladores, y aunque estamos informados
que la universidad
cuenta con tarjetas de adquisición de datos, hemos pensado
en diseñar nuestro propio sistema de adquisición de
datos utilizando el puerto paralelo y siendo este donde podemos
conectar dispositivos que soportan transmisión en
paralelo, y son capaces de enviar / recibir múltiples
señales al tiempo.

En un PC se utiliza como conector hembra de 25
pines.

La interconexión entre dos computadores a
través del puerto paralelo posibilita un intercambio de
información de una forma mas rápida que a
través del puerto serie es debido a que se produce una
transferencia de datos de byte en byte en lugar de ser de bit en
bit (1 byte = 8 bits).

Existen dos métodos básicos para
transmisión de datos en las computadoras
modernas. En un esquema de transmisión de datos en
serie un dispositivo envía datos a otro a
razón de un bit a la vez a través de un cable. Por
otro lado, en un esquema de transmisión de datos en
paralelo un dispositivo envía datos a otro a una
tasa de n número de bits a través de
n número de cables a un tiempo. Sería
fácil pensar que un sistema en paralelo es n
veces más rápido que un sistema en serie,
sin embargo esto no se cumple, básicamente el impedimento
principal es el tipo de cable que se utiliza para interconectar
los equipos. Si bién un sistema de comunicación en
paralelo puede utilizar cualquier número de cables para
transmitir datos, la mayoría de los sistemas paralelos
utilizan ocho líneas de datos para transmitir un byte a la
vez, como en todo, existen excepciones, por ejemplo el
estándar SCSI permite transferencia de datos en esquemas
que van desde los ocho bits y hasta los treinta y dos bits en
paralelo. En éste proyecto nos concentraremos en
transferencias de ocho bits ya que ésta es la
configuración del puerto paralelo de una PC.

Un típico sistema de comunicación en
paralelo puede ser de una dirección (unidireccional) o de dos
direcciones (bidireccional). El más simple
mecanismo utilizado en un puerto paralelo de una PC es de tipo
unidireccional y es el que analizaremos en primer lugar.
Distinguimos dos elementos: la parte transmisora y la
parte receptora. La parte transmisora coloca la
información en las líneas de datos e informa
a la parte receptora que la información (los datos)
están disponibles; entonces la parte receptora lee la
información en las líneas de datos e informa a la
parte transmisora que ha tomado la información (los
datos). Se puede Observar que ambas partes sincronizan su
respectivo acceso a las líneas de datos, la parte
receptora no leerá las líneas de datos hasta que la
parte transmisora se lo indique en tanto que la parte transmisora
no colocará nueva información en las líneas
de datos hasta que la parte receptora remueva la
información y le indique a la parte transmisora que ya ha
tomado los datos, a ésta coordinación de operaciones se le llama
acuerdo ó entendimiento
(handshaking). Bién, en éstos ámbitos
tecnológicos es recomendable utilizar ciertas palabras en
inglés
que nos permiten irónicamente un mejor entendimiento de
los conceptos tratados.

El handshaking 

Para implementar el handshaking se requieren dos
líneas adicionales. La línea de
estroboscopio (en inglés strobe) es la que
utiliza la parte transmisora para indicarle a la parte receptora
la disponibilidad de información. La línea de
admisión (acknowledge) es la que utiliza la
parte receptora para indicarle a la parte transmisora que ha
tomado la información (los datos) y que está lista
para recibir más datos. El puerto paralelo provee de una
tercera línea de handshaking llamada en inglés
busy (ocupado), ésta la puede utilizar la
parte receptora para indicarle a la parte transmisora que
está ocupada y por lo tanto la parte transmisora no debe
intentar colocar nueva información en las líneas de
datos. Una típica sesión de transmisión de
datos se parece a lo siguiente:

Parte transmisora:

La parte transmisora checa la línea busy
para ver si la parte receptora está ocupada. Si la
línea busy está activa, la parte transmisora
espera en un bucle hasta que la línea busy
esté inactiva.

• La parte transmisora coloca la información en
  las líneas de datos.
• La parte transmisora activa la línea de
  strobe.
• La parte transmisora espera en un bucle hasta que la
  línea acknowledge está activa.
• La parte transmisora inactiva la línea de
  strobe.
• La parte transmisora espera en un bucle hasta que la
  línea acknowledge esté
  inactiva.
• La parte transmisora repite los pasos anteriores por
  cada byte a ser transmitido.

Parte receptora:

• La parte receptora inactiva la línea
  busy (asumiendo que está lista para recibir
  información).
• La parte receptora espera en un bucle hasta que la
  línea strobe esté activa.
• La parte receptora lee la información de las
  líneas de datos (y si es necesario, procesa los
  datos).
• La parte receptora activa la línea
  acknowledge.
• La parte receptora espera en un bucle hasta que
  esté inactiva la línea de
  strobe.
• La parte receptora inactiva la línea
  acknowledge.
• La parte receptora repite los pasos anteriores por
  cada byte que debe recibir.

Se debe ser muy cuidadoso al seguir éstos pasos,
tanto la parte transmisora como la receptora coordinan sus
acciones de
tal manera que la parte transmisora no intentará colocar
varios bytes en las líneas de datos, en tanto que la parte
receptora no debe leer más datos que los que le
envíe la parte transmisora, un byte a la vez.

El hardware del puerto paralelo 

 El puerto paralelo de una típica PC utiliza
un conector hembra de tipo D de 25 patitas (DB-25 S), éste
es el caso más común, sin embargo es conveniente
mencionar los tres tipos de conectores definidos por el
estándar IEEE 1284, el primero, llamado 1284
tipo A es un conector hembra de 25 patitas de tipo D, es
decir, el que mencionamos al principio. El orden de las patitas
del conector es éste:

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

El segundo conector se llama 1284 tipo B que es
un conector de 36 patitas de tipo Centronics y lo
encontramos en la mayoría de las impresoras; el
tercero se denomina 1284 tipo C, se trata de un conector
similar al 1284 tipo B pero más pequeño,
además se dice que tiene mejores propiedades
eléctricas y mecánicas, éste conector es el
recomendado para nuevos diseños. La siguiente tabla
describe la función de
cada patita del conector 1284 tipo A:

Tabla 1: Configuración del
puerto paralelo estándar

El puerto paralelo tiene 12 líneas de salida (8
líneas de datos, strobe, Autofeed, Init, y Select input) y
5 de entrada (acknowledge, busy, falta de papel, Select y error).
El estándar IEEE 1284 define cinco modos de
operación:

1. Modo compatible
3. Modo nibble
4. Modo byte
5. Modo EPP, puerto paralelo ampliado
6. Modo ECP, puerto de capacidad extendida

El objetivo del estándar es diseñar nuevos
dispositivos que sean totalmente compatibles con el puerto
paralelo estándar (SPP) definido originalmente por la IBM
(en éste artículo trataré solamente el modo
compatible). Hay tres direcciones de E/S asociadas con un puerto
paralelo de la PC, éstas direcciones pertenecen al
registro de datos, el registro de estado y el
registro de control. El registro de datos es un
puerto de lectura–escritura de
ocho bits. Leer el registro de datos
(en la modalidad unidireccional) retorna el último
valor escrito
en el registro de datos. Los registros de control y estado proveen
la internase a las otras líneas de E/S. La distribución de las diferentes
señales para cada uno de los tres registros de un puerto
paralelo esta dada en las siguientes tablas:

Tabla 2: Registro de
datos

Tabla 3: Registro de
estado

Para ver la tabla seleccione la
opción "Descargar" del menú superior

Tabla 4: Registro de
control

Una PC soporta hasta tres puertos paralelo separados,
por tanto puede haber hasta tres juegos de
registros en un sistema en un momento dado. Existen tres
direcciones base para el puerto paralelo asociadas con
tres posibles puertos paralelo: 0x3BCh, 0x378h y 0x278h, nos
referimos a éstas como las direcciones base para el puerto
LPT1, LPT2 y LPT3, respectivamente. El
registro de datos se localiza siempre en la dirección base
de un puerto paralelo, el registro de estado aparece en la
dirección base + 1, y el registro de control aparece en la
dirección base + 2. Por ejemplo, para un puerto LPT2
localizado en 0x378h, ésta es la dirección del
registro de datos, al registro de estado le corresponde la
dirección 0x379h y su respectivo registro de control
está en la dirección 0x37Ah. Cuando la PC se
enciende el BIOS ejecuta una
rutina para determinar el número de puertos presentes en
el sistema asignando la etiqueta LPT1 al primer puerto
localizado, si existen más puertos entonces se
asignarán consecutivamente las etiquetas LPT2 y LPT3 de
acuerdo a la siguiente tabla:

Conversar A/D acoplado al puerto paralelo en libre
rutina

Aquí podemos ver el conversor análogo
– digital adc0804 conectado al puerto paralelo del PC;
significa que el conversor esta convirtiendo continuamente a una
velocidad la cual es función de condensador C1 y de la
resistencia R1 ;
Así podemos variar la frecuencia de muestreo o
conversión variado uno de estos 2 componentes y puede ser
calculada mediante la siguiente formula:

Esta configuración puede ser utilizada para
capturar datos , con la principal desventaja de que el PC no
tiene un control directo de la frecuencia de la
adquisición , de tal forma que el análisis y
procesamiento digital de los datos capturados es impreciso.
Pensado ahora en una nueva forma de configuración, en la
que podamos tener control de la frecuencia de muestreo, hemos
pensado en rediseñar este circuito, anexando una R1
y / o C1 controlada Digitalmente por el PC, con
esto damos una posible solución al proceso de muestreo y
captura de la señal, para luego se procesada con el
software que iremos a implementar, en este caso MATLAB Y
LabVIEW.

Funcionamiento

Es importante que el swich este inicialmente en OFF
(Bus en alta
impedancia) y que no sea pasado a ON (Bus activo) hasta que no se
halla lanzado el software de control , para evitar conflictos con
la dirección bus

El sentido del bus de datos del puerto paralelo
normalmente es de salida , para cambiar su sentido , debemos
escribir un 1 en le bit 5 del registro de control del
puerto.

La dirección del registro de control es Base+2 ,
normalmente 0x37A

Para que el conversor comience su funcionamiento debemos
presionar momentáneamente el swich pulsador (Poner WR a
tierra).

El voltaje de alimentación del
ADC0804 es de 5V , y su entrada analógica va de 0 a 5V ,
no se deben exceder estos parámetros para evitar
daños en el circuito y en PC

Algunas características de el ADC 0804
son:

 Descripción detallada del
circuito

El circuito aquí presentado corresponde a un
conversor análogo digital en corrida libre ;Corrida libre
significa que continuamente el conversor A/D esta leyendo la
señal de entrada y enviando a su bus de datos de salida ,
el correspondiente valor en binario.

Para entender como se a conectado el conversor ADC00804
para que realice esta función , debemos primero conocer su
funcionamiento normal.

Los pines

Lo primero es aplicar Vcc y tierra ; Como
se puede observar , existen dos terminales de tierra , una tierra
analógica , y una tierra digital ,en ocasiones el circuito
digital y el analógico deben estar lo mas separados
posible , pero en nuestro caso , esto no es de mucha importancia
, así que podemos conectar la tierra
analógica junto con la digital.

Lo segundo es suministrarle un voltaje de referencia ,
este voltaje se usa para indicarle al conversor A/D el rango de
la señal de entrada que estará en capacidad de leer
, si por ejemplo: Le damos al converso A/D un voltaje de
referencia de 2 Voltios , significa que cuando la señal de
entrada alcance 2 Voltios en el bus de datos de salida tendremos
el máximo valor en código
binario "11111111" y en tierra el mínimo "00000000" ;En el
caso del ADC0804 debemos aplicar en el pin 9 un voltaje igual a
Vref / 2 , o sea la mitad del voltaje de referencia
deseado , por tanto en este pin aplicamos 2.5 Volts , por medio
de un divisor de voltaje para tener un rango de 0 a 5 Volts en la
conversión.

Las estradas CLK R y CLK IN tienen una
configuración por defecto (Oscilador RC) le cual se
ve en el esquema, , y la cual le da la frecuencia de
conversión al ADC0804

Vin+ y Vin- corresponden al las entradas
diferenciales de la señal a censar , en nuestro caso hemos
conectado Vin- a tierra para obtener la
característica de modo común (Referido a
tierra).

En WR debemos aplicar un cero para que la
conversión de inicio.

En INT obtenemos un cero cuando la
conversión a finalizado

La terminal Rd se usa para indicarle al
ADC0804 que el dato en su bus ya a sido
leído.

Funcionamiento de la conexión en corrida
libre

Para que el ADC0804 funcione en corrida libre , debemos
conectar el pin WR con el pin INT y RD a tierra , así cada
vez que el conversor finalice una conversión ,
aparecerá un cero en el pin INT , y como esta terminal
esta conectada con WR , el conversor vera aparecer un cero y
dará inicio de conversión de nuevo , este proceso
continuara en un bucle infinito.

La terminal RD se conecta a tierra para que la terminal
INT regrese a uno después de cada notificación de
fin de conversión.

EL
SOFTWARE

Es claro que en el medio que vivimos, la
información es uno de los pilares fundamentales en el
desempeño de nuestras vidas, y también que, en el
Area de ingeniería la información es una de las
claves del éxito
de nuestras invenciones.

Pero esta información no tendría
significado ni aplicación si no pudiéramos
controlarla y manipularla. Por tal motivo el software nos brinda
una gran herramienta, a la hora de trajinar con dicha
información.

Por tal motivo he aquí el enfoque a la
creación de nuestros propios programas,
basados en MATLAB, LabVIEW y ASM.

MATLAB y LabVIEW que emplearemos en el proceso de
manipulación de la información y
visualización de la misma. Con ASM será para dar
instrucciones y control a los periféricos conectados a la tarjeta
madre.

MatLab

MATLAB es un programa interactivo para computación numérica y
visualización de datos, está basado en un
sofisticado software de matrices para
el análisis de
sistemas de ecuaciones. De
esta forma Permite resolver complicados problemas
numéricos sin necesidad de escribir un programa. en donde
se pueden encontrar implicar elevados cálculos
matemáticos y la visualizaciones gráficas de los mismos.

El nombre de MATLAB proviene de la
contracción de los términos Laboratorio
Matricial, y fue inicialmente concebido para proporcionar
fácil acceso a las librerías LINPACK y EISPACK, las
cuales representan hoy en día dos de las librerías
más importantes en computación y cálculo
matricial.

MATLAB es un sistema de trabajo interactivo cuyo
elemento básico de trabajo son las matrices. El programa
permite realizar de un modo rápido la resolución
numérica de problemas en un tiempo mucho menor que si se
quisiesen resolver estos mismos problemas con lenguajes de
programación tradicionales como pueden ser los
lenguajes Fortran, Basic o C.

MATLAB dispone también en la actualidad de un
amplio abanico de programas de apoyo especializados, denominados
Toolboxes, que extienden significativamente el número de
funciones
incorporadas en el programa principal. Estos Toolboxes cubren en
la actualidad prácticamente casi todas las áreas
principales en el mundo de la ingeniería y la simulación, destacando entre ellos el
'toolbox' de proceso de imágenes,
señal, control robusto, estadística, análisis
financiero, matemáticas simbólicas, redes neutrales,
lógica difusa, identificación de sistemas,
simulación de sistemas dinámicos, etc.

Además también se dispone del programa
Simulink que es un entorno gráfico interactivo con el que
se puede analizar, modelizar y simular la dinámica de sistemas no
lineales.

LABVIEW

LabVIEW es un ambiente de
desarrollo de programas, como el moderno C o BASIC
y el Labwindows / CVI de la empresa
National Instruments. Sin embargo, LabVIEW es diferente de
esas aplicaciones en un aspecto importante. Los demás
sistemas de programación utilizan lenguajes basados en
textos para crear líneas de código, mientras que
LabVIEW usa un lenguaje de
programación gráfico, denominado G, para crear
diagramas en
forma de bloques.

LabVIEW ,como los programas C o BASIC, es un sistema de
programación de propósito general con
librerías extendidas de funciones para cualquier tarea de
programación. LabVIEW incluye librerías para
adquisición de datos, GPIB (Bus de Interfase para
Propósitos Generales) y control de instrumentos seriales,
análisis, presentación y almacenamiento de
datos. LabVIEW también incluye herramientas
convencionales de programación, de tal forma que se puedan
colocar puntos de interrupción, animar la ejecución
y ver como pasan los datos a través del programa lo que
hace de él un programa fácil de depurar y
manejar.

ASM

Lenguaje Ensamblador es la primera abstracción
del Lenguaje de Máquina , consistente en asociar
a los opcodes palabras clave que faciliten su uso por
parte del programador.

Como se puede ver, el Lenguaje
Ensamblador es directamente traducible al Lenguaje de
Máquina, y viceversa; simplemente, es una
abstracción que facilita su uso para los seres humanos.
Por otro lado, la computadora no
entiende directamente al Lenguaje Ensamblador; es necesario
traducirle a Lenguaje de Máquina. Originalmente, este
proceso se hacía a mano, usando para ello hojas donde se
escribían tablas de programa similares al ejemplo de la
calculadora que vimos arriba . Pero, al ser tan directa la
traducción, pronto aparecieron los
programas Ensambladores, que son traductores que convierten el
código fuente (en Lenguaje Ensamblador) a código
objeto (es decir, a Lenguaje de Máquina).

Una característica que hay que resaltar, es que
al depender estos lenguajes del hardware, hay un distinto
Lenguaje de Máquina (y, por consiguiente, un distinto
Lenguaje Ensamblador) para cada CPU. Dando un
ejemplo, podemos mencionar tres lenguajes completamente
diferentes, que sin embargo vienen de la aplicación de los
conceptos anteriores:

Lenguaje Ensamblador de la familia
Intel 80×86

Lenguaje Ensamblador de la familia Motorola
68000

Lenguaje Ensamblador del procesador POWER, usado en las
IBM RS/6000.

Tenemos 3 fabricantes distintos, compitiendo entre
sí y cada uno aplicando conceptos distintos en la manufactura de
sus procesadores, su
arquitectura y
programación; todos estos aspectos, influyen en que
el lenguaje de
máquina y ensamblador cambie bastante.

EL HARDWARE

Como se puede observar en el dibujo
(figura 1) del prediseño tenemos pensado crear y
implementar una tarjeta externa a la cual le llamamos tarjeta
madre; la cual manejara la interfase con el computador, esta
contara o estará regida por un PIC (al cual aun no tenemos
referencia) este se encargara de la transmisión de datos y
gobernara la o las tarjeta del conversor digital /
análogo, indicándole la frecuencia de
operación o mejor dicho la frecuencia de
muestreo.

De tal forma que la tarjeta madre podrá recibir,
enviar datos digitalmente, además esta podrá
controlar la velocidad de dicha información, siendo
así una forma de viabilidad al desarrollo he
investigación del proyecto.

La tarjeta del conversor digital / análogo
contaría con un arreglo R / C digital que son las
encargadas de darle la frecuencia de muestreo al
conversor.

En la parte de sensores buscaremos implementar un Sensor
digital, mecánico y uno eléctrico, que
deberán ser debidamente configurados para que funcionen y
así poder llegar a cumplir con nuestros
propósitos.

La ADMINISTRACION

En la vida de todo ser humano es de gran importancia el
manejo de sus recursos,

Pues esta es una forma con la cual nos podemos desear,
proyectar y sobre todo ejecutar ideas.

En este proyecto pretendemos también darle
importancia al concepto de
Diseño
y plantación del plan de negocios, pues
es de lógico tener presente la proyección de
nuestras ideas fuera del papel, diseño o
maqueta.

El plan de negocios es algo así como el
currículum vital de un proyecto, y en muchos casos es una
exigencia de banqueros, gerentes e inversionistas. La
aprobación de un proyecto no depende sólo de una
buena idea sino también de que se pueda demostrar su
factibilidad y
presentarla en forma vendedora.

Pero el plan de negocios es también una
herramienta de trabajo, ya que durante su preparación se
evalúa la factibilidad de la idea, se buscan alternativas
y se proponen cursos de acción; una vez concluido, orienta
la puesta en marcha.

El plan de negocios reúne en un documento
único toda la información necesaria para evaluar un
negocio y los lineamientos generales para ponerlo en marcha.
Presentar este plan es fundamental para buscar financiamiento, socios o inversionistas, y sirve
como guía para quienes están al frente de la
empresa.

En el proceso de realización de este documento se
interpreta el entorno de la actividad empresarial y se
evalúan los resultados que se obtendrán al accionar
sobre ésta de una determinada manera. Se definen las
variables
involucradas en el proyecto y se decide la asignación
óptima de recursos para ponerlo en marcha.

Según sea la magnitud del proyecto, la
realización del plan puede llevar unos días o
varios meses, ya que no se trata sólo de redactar un
documento sino de imaginar y poner a prueba toda una estructura
lógica. (¿Se puede vender esta cantidad a este
precio?
¿Con esta estructura se puede responder a esta demanda?
¿Es esta inversión suficiente para este crecimiento
proyectado?). Es importante destacar que si bien los aspectos
financieros y económicos son fundamentales, un plan de
negocios no debe limitarse sólo a planillas de
cálculo y números. La información
cuantitativa debe estar sustentada en propuestas
estratégicas, comerciales, de operaciones y de recursos
humanos.

Los objetivos.
Ninguna empresa que pretenda competir en los complejos mercados actuales
puede pasar por alto la tarea de imaginar escenarios futuros. El
plan de negocios muestra en un
documento el o los escenarios más probables con todas sus
variables, para facilitar un análisis integral y una
presentación a otras partes involucradas en el proyecto
(inversionistas, socios, bancos, proveedores,
clientes).

Las ideas en abstracto pueden ser geniales, pero si no
se tiene en claro cómo transformarlas en realidad, pueden
no encontrar apoyo, tambalearse frente a los problemas o quedar
olvidadas en el tiempo.

Los objetivos que justifican la elaboración de un
plan de negocios difieren según el momento de la vida de
la empresa y el tipo de negocio que vaya a planificarse. En
general, las razones por las que se decide realizar un plan de
negocios son:

• Tener un documento de presentación de un
  proyecto a potenciales inversionistas, socios o
  compradores.
• Asegurarse de que un negocio tenga sentido financiera
  y operativamente, antes de su puesta en marcha.
• Buscar la forma más eficiente de llevar a cabo
  un proyecto.
• Crear un marco que permita identificar y evitar
  potenciales problemas antes de que ocurran, con el consiguiente
  ahorro de
  tiempo y recursos.
• Prever necesidades de recursos y su asignación
  en el tiempo.
• Evaluar el desempeño de un negocio en
  marcha.
• Valuar una empresa
  para su fusión o
  venta.

Guiar la puesta en marcha de un emprendimiento o
negocio.

En las pymes, donde la
decisiones suelen estar fuertemente concentradas en pocas
personas, la elaboración de un plan de negocios tiene una
ventaja adicional: permite establecer una distancia entre el
humor cambiante (o los caprichos) de los empresarios y las
decisiones de negocios tomadas sobre la base de
información y análisis.

• PYMEs, siglas de Pequeñas y Medianas
  Empresas.

6. Como material de apoyo podríamos contar con
   la información que podemos obtener en Internet y la
   ayuda con experiencia por parte de los profesores y pues con
   nuestra propia idiosincrasia para resolver los diversos
   problemas que se puedan presentar.

   En la parte económica es claro que la
   universidad no nos apoyara, por tal motivo todas las inversiones he gastos,
   serán acarreados y de nuestra responsabilidad.

   En este momentos no sabemos que tan costoso nos
   resulte este proyecto, pero esperamos que los gastos
   estén al alcance de nuestros escasos
   recursos.

7. MATERIAL
   APOYO
8. CRONOGRAMA

10. El objetivo del proyecto es diseñar un
    sistema de adquisición de datos de 4 canales, a
    través del puerto paralelo, de tal forma que podamos
    enviar y recibir información. manipulando así,
    desde el computador la frecuencia de muestreo de los
    conversores analógico / digital, y dándole el
    tratamiento adecuado a la señal por medio de software
    para luego ser presentando el resultado en la pantalla del
    computador de forma gráfica y numérica. Dando
    como resultado la información de tal forma que
    cualquier persona fácilmente pueda
    interpretar.

    Nosotros pensamos o creemos darle mas importancia al
    puerto paralelo, pues según lo que hemos consultado
    podemos manejar dispositivos que son diferentes a un
    computador, como manejo de motores, que a gran escala
    podría ser una maquina, mas aplicables a nuestra
    carrera y nuestras espectativas. Aunque sabemos
    también que es mas aplicable y sutil el manejo de PIC
    o microcontroladores, y aunque estamos informados que la
    universidad cuenta con tarjetas de adquisición de
    datos, hemos pensado en diseñar nuestro propio sistema
    de adquisición de datos utilizando el puerto paralelo
    y siendo este donde podemos conectar dispositivos que
    soportan transmisión en paralelo, y son capaces de
    enviar / recibir múltiples señales al
    tiempo.

    En prediseño tenemos pensado crear y
    implementar una tarjeta externa a la que le llamamos tarjeta
    madre; la cual manejara la interfase con el computador, esta
    contara o estará regida por un PIC este se encargara
    de la transmisión de datos y gobernara la o las
    tarjeta del conversor digital / análogo,
    indicándole la frecuencia de operación o mejor
    dicho la frecuencia de muestreo.

    De tal forma que la tarjeta madre podrá
    recibir, enviar datos digitalmente, además esta
    podrá controlar la velocidad de dicha
    información, siendo así una forma de viabilidad
    al desarrollo he investigación del
    proyecto.

    Es bueno tener en cuenta que para el sistema del
    conversor analógico / digital, este necesita que la
    señal sea adecuada al rango de trabajo del conversor,
    ya que si lo sobre pasamos o mantenemos muy reducido, no se
    podrá tener una medida exacta o aproximada a la real,
    para ello se podrá implementar el uso de
    amplificadores operacionales, para así dar paso hacia
    conversor.

    Es claro que en el medio que vivimos, la
    información es uno de los pilares fundamentales en el
    desempeño de nuestras vidas, y también que, en
    el Area de ingeniería la información es una de
    las claves del éxito de nuestras
    invenciones.

    Pero esta información no tendría
    significado ni aplicación si no pudiéramos
    controlarla y manipularla. Por tal motivo el software nos
    brinda una gran herramienta, a la hora de trajinar con dicha
    información. Por tal motivo he aquí el enfoque
    a la creación de nuestros propios programas, basados
    en MATLAB, LabVIEW y ASM.

    MATLAB y LabVIEW que emplearemos en el proceso de
    manipulación de la información y
    visualización de la misma. Con ASM será para
    dar instrucciones y control a los periféricos
    conectados a la tarjeta madre.

    El plan de negocios es algo así como el
    currículum vital de un proyecto, y en muchos casos es
    una exigencia de banqueros, gerentes e inversionistas. La
    aprobación de un proyecto no depende sólo de
    una buena idea sino también de que se pueda demostrar
    su factibilidad y presentarla en forma vendedora.

    Pero el plan de negocios es también una
    herramienta de trabajo, ya que durante su preparación
    se evalúa la factibilidad de la idea, se buscan
    alternativas y se proponen cursos de acción; una vez
    concluido, orienta la puesta en marcha.

11. Conclusiones
12. Bibliografía

• Tratamiento digital de la señal (Proafis
  Manolakis).
• Tratamiento de la señal en tiempo
  discreto.
• LAB VIEW
• Micro procesadores PIC (José María
  Angulo).
• Programación en lenguaje ensamblador para PC
  y compatibles.
• www.microchip.com
• www.tecnoeso.com
• www.geocities.com/charlytospage
• http://www.modelo.edu.mx/univ/virtech/circuito/paralelo.htm#superior#superior
• http://www.dinero.com.ve/plandenegocios2.html
• Biblioteca de Consulta Microsoft
  Encarta 2003.

RIGOBERTO HERNANDO OLARTE

ING Mecatronico.

BUCARAMANGA – SANTANDER –
COLOMBIA

KEILA ALVARES BADILLO

PAULO ANDRES ROJAS

COVERTURA DE AREAS:

PROCESAMIENTO DIGITAL DE LA SEÑAL

ELECTRÓNICA DIGITAL II

INSTRUMENTACIÓN

ADMINISTRACION

UNIVERSIDAD SANTO TOMAS

FACULTAD DE INGENIERIA MECATRONICA

PROYECTO INTEGRADOR

FEBRERO 21 DE 2004