Hola, en este momento les presento un proyecto interesante que consiste en el diseño de un osciloscopio digital usando principalmente un smartphone como interfaz grafica, un microcontrolador 18F4550 y un modulo HC-05.
Aqui les muestro una imagen de una prueba que realice en el laboratorio, la interfaz gráfica es básica, por esa razón no esta adaptada al diseño actual:
A continuacion, e
n la siguiente figura se presenta un diagrama con los módulos que conforma
el diseño:
El módulo de adquisición y acondicionamiento estará en contacto directo con
el circuito a medir, está compuesto por un arreglo de opam en modo diferencial
(uno por cada canal) y se encargaran de acondicionar las dos señales para que
puedan ser trabajadas por el módulo de procesamiento y transmisión. En el
arreglo de opam se disponen de varias escalas para poder adaptar la medición de
acuerdo a la amplitud de las señales a medir.
El módulo de procesamiento y transmisión está formado por el
microcontrolador 18f4550 y el modulo bluetooth HC-05. El pic se encargara de
recibir las señales provenientes del módulo de adquisición y digitalizarlas
mediante el convertidor analógico-digital (CAD), luego las procesara y enviará
al módulo HC-05, el cual las transmitirá inalámbricamente al módulo de
recepción y visualización.
El módulo de recepción y visualización está compuesto por el dispositivo
móvil con sistema operativo Android el cual recibe las señales mediante
protocolo bluetooth y mediante una aplicación se visualizan las señales en un
sistema de coordenadas rectangulares. Esta Aplicación dispone de botones para
ampliar y desplazar las señales que se visualizaran.
El módulo de alimentación está compuesto por el regulador de voltaje LM317,
configurado para proporcionar 3.3V, los cuales son necesarios para alimentar a
los amplificadores operacionales, microprocesador y el módulo bluetooth.
Diseño de hardware
Esta etapa consiste en el diseño del circuito y del prototipo que dará funcionalidad en su totalidad al equipo que conforma el sistema de monitoreo de las señales de voltaje.
Se describe el equipo de monitoreo, el cual está integrado por dos pares de electrodos o puntas de prueba, los cuales estarán en contacto directo con el circuito a medir (un par para cada canal). Estas puntas van conectadas al circuito formado por un arreglo de opam en modo diferencial mediante un divisor de voltaje con resistencias.
Módulo de adquisición y acondicionamiento de la señal.
Este módulo está compuesto por el circuito de divisores de voltaje, el amplificador diferencial y el amplificador sumador.Las señales de voltajes a medir oscilan entre los -400V a 400V. Por lo tanto, es necesario un circuito que reduzca dicho voltaje a niveles que puedan ser soportados por el OPAM, esto se hace mediante un divisor de voltaje con resistencias.
El circuito está compuesto por divisores de voltaje con switch de 5 posiciones, un amplificador diferencial y un amplificador sumador. Con el divisor se reduce la amplitud de la señal de voltaje para que no sea mayor a 2Vpp para cualquier posición del switch y así esta pueda ser adecuada al amplificador diferencial el cual está configurado con una ganancia de 1. Luego, el sumador se encarga de adicionar 1,5v a la señal con la finalidad de establecer una referencia la cual servirá de modelo para el módulo de procesamiento.
En este caso el divisor consta de 7 resistencias, y permitirá obtener cinco escalas de valores de voltaje, según la amplitud del voltaje de entrada. Estos valores de escala son: 10v, 50v, 150v, 200v, 400v.
En el caso del amplificador diferencial sera de ganancia unitaria:
Luego, el opam sumador permite desplazar la señal para que pueda ser procesada por el módulo ADC del microcontrolador:
Después de acondicionar la señal el Pic 18f4550 se encargara de procesarla, para ello se configura el CAD con una resolución de 8 bits y se usaran los canales AN0 y AN1, los datos obtenidos son enviados mediante USART a 9600baud.
El módulo HC-05 recibe los datos y los envía mediante el protocolo de transmisión Bluetooth, dicho modulo está configurado como esclavo.
Pronto les presentare como configure el pic 18f4550 para que realice su función de procesar y enviar la señal al modulo HC-05.
