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1. TARJETA MULTIPROP SITO B UETOOTH Tarjeta Multiprop sito luetooth Javier Enrique Ar valo Pe a Juan Carlos Prieto Prieto William Manuel Reina Daza Jimmy Santana Paipilla Fecha de recepci n Noviembre 1 de 2006 Fecha de aceptaci n Junio 29 de 2007 1 J E Ar valo Ingeniero Electr nico Especialista en Telecomunicaciones M viles Universidad Distrital Francisco Jos de Caldas Miembro del Grupo de Investigaci n en Sistemas de Telecomunicaciones de la Universidad Manuela Beltr n Reconocido en Categor a B por Colciencias 2 J C Prieto Ingeniero Electr nico de la Universidad Manuela Beltr n Graduated Student Member IEEE 3 W M Reina Ingeniero Electr nico de la Universidad Manuela Beltr n Graduated Student Member IEEE 4 J Santana Ingeniero Electr nico de la Universidad Manuela Beltr n Graduated Student Member IEEE RESUMEN Dentro del campo de las telecomunicaciones inal mbricas actuales Bluetooth surge como una tecnolog a que permite el establecimiento de comunicaci n entre diferentes tipos de equipos en el mbito del hogar o la oficina pretendiendo reemplazar las conexiones de cable entre computadoras perif ricos y otros dispositivos electr nicos por medio de enlaces de radio de una cobertura limitada El desarrollo de una tarjeta multiprop sito posibilita disponer de diferentes aplicaciones y ser una herramienta para el control sobre variables como se ales anal gicas d2. n en el transmisor el receptor correlaciona y devuelve la se al expandida a su forma original En cuanto a los protocolos que utiliza Bluetooth son comunes a nivel f sico y de enlace de datos independientemente de la aplicaci n espec fica Los protocolos fundamentales han sido desarrollados por el SIG Bluetooth y son requeridos por la mayor a de los dispositivos SPECIFICATION OF THE BLUETOOTH SYSTEM 2003 COMPONENTES DE LA TARJETA MULTIPROP SITO La tarjeta multiprop sito se compone fundamentalmente de dos partes la primera de un dispositivo Bluetooth marca Initium de la serie Promi ESD 01 y la segunda de un microcontrolador de ocho bits MC68HC9I08GP32 marca Motorola de la serie GP32 B sicamente el dispositivo Bluetooth se conecta a trav s de su puerto serie RS232 con la USART Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter y esta con el microcontrolador para que este ltimo pueda configurar al dispositivo Bluetooth a trav s de comandos AT y a su vez sea la interfase a los diferentes perif ricos que est n habilitados en la tarjeta multiprop sito como lo son puertos I O digitales y anal gicos A M dulo Bluetooth Promi ESD 01 Es fabricado por la firma coreana Initium INITIUM PROMI ESD MANUAL DE USUARIO 2006 La serie Promi ESD son dispositivos que convierten la informaci n proveniente de un medio f sico se ales el ctricas a un medio inal mbrico se ales electromagn ticas funcionan como int
3. Bluetooth y se debe poder activar la barrera con los pulsadores del panel de control Ll para subir y Ll para bajar igualmente durante el giro del motor se debe visualizar en la LCD SUBIENDO o BAJANDO seg n corresponda C Configuraci n de la Tarjeta Este men de configuraci n env a desde el microcontrolador hasta el dispositivo Bluetooth Promi ESD 01 de una cadena de caracteres que corresponden a los comandos AT PANTALLA DE INICIO CONTROL DE ACCESO BLUETOOTH UMB OPCIONES REMOTO LOCAL CONFIGURACION DE COMANDOS ATZ AT amp F AT AT BTINFO AT BTINQ AT BTCANCEL AT BTSCAN VISUALIZACION DE ESTADO EN LA LCD UMBRAL CIENT FICO 19 TARJETA MULTIPROP SITO B UETOOTH xxxkKkKxxSu ubiendo xxx gt x aaa Bajando eos CONCLUSIONES La tarjeta multiprop sito desarrollada adem s de permitir la comunicaci n inal mbrica Bluetooth entre dispositivos posibilita su utilizaci n en diversas aplicaciones que requieran control a trav s del microcontrolador ya que tiene dispuestas entre otras facilidades entradas y salidas tanto digitales como anal gicas con sus debidas consideraciones para manejo de cargas El m dulo Bluetooth utilizado Promi ESD 01 result ser un dispositivo sencillo de configurar y perfecto para comunicaciones inal mbricas puesto que emula el puerto serial f sico De gran desempe o y tama o reducido puede ser embeb
4. ales an logicas digitales de potencia y control de motores DC por medio de Bluetooth y en el caso de que la aplicaci n no permita este tipo de comunicaci n o no sea necesaria 14 UMBRAL CIENT CO TARJETA MULTIPROP SITO B C ETOOTH o viable se cuenta con la posibilidad de hacerla por un medio f sico con la utilizaci n de la interfase UART del microcontrolador a trav s del circuito integrado MAX232 La conexi n Promi ESD 01 MC68HC08 posibilita la conexi n inal mbrica con dispositivos Bluetooth y el control de procesos remotamente Este tipo de comunicaci n tiene una limitante referente al rea de cobertura debido a que el dispositivo tiene un alcance m ximo comprobado de hasta 100 metros sin embargo existe la 3 34 posibilidad de crear una peque a red en caso que la aplicaci n lo requiera En esta forma de conexi n el microcontrolador realiza las tareas de control seg n como sea Uye cmo star TXH PESEE EA POSICION DE LOS DIPSWITCH programado por el desarrollador y a j a 3 i A P A se comunica con otros dispositivos por medio del modulo Promi ESD PROMI ESDO1 MC68HC08 ON ON OFF OFF OFF OFF OFF OFF 01 PC PROMI ESDO1 OFF OFF ON ON OFF OFF OFF OFF PC MC68HC08 OFF OFF OFF OFF ON ON OFF OF La conexi n PC Promi ESD 01 permite a un PC o equipo terminal de datos que no cuente con la tecnologia comunicarse de forma inal mbrica para acceder a este servic
5. 21 rog GP32 J6 3 a in cocoon e000 J7 ee Eie i 53 Enter S4 Flecha arriba 55 Flecha abajo S6 Retorno E M dulo de control para Motor DC En la Figura 8 se observa un circuito puente idas A H de transistores esta configuraci n es una ii i de las m s usadas en el control de motores de CC cuando se requiere controlar el cambio en el sentido de giro del Figura 7 M dulo de motor Para este desarrollo el puente H se implemento con transistores se ales digitales tipo TIP 31C con protecci n a los puertos del microcontrolador utilizando optoacoples para evitar el retorno de corrientes parasitas Un optoacople combina un dispositivo semiconductor formado por un fotoemisor un fotoreceptor y entre ambos hay un camino por donde se transmite la luz Todos estos elementos se encuentran dentro de un encapsulado que por lo general es del tipo DIP 16 UMBRAL CIENT CO C4 0 0luF cl 0 47uF Rl l5pf XTALL RZ 16MHZ 10M Fez 15pf C4 0 OluF R1 15pf XTAL1 R2 l16mHz 10M c3 l0k ma c3 1l0k cS me Elle REIS holoLarolenloleotes ASE DATOS 12Vo R19 R20 U3 U4 5 5 ma ne Figura 8 M dulo de control para motor DC l2Vo 7 R21 R22 U5 U6 5 5 mn Figura 9 M dulo de potencia l2V o TARJETA MULTIPROP SITO B C Cada optoacople es controlado por el microcontrolador con la implementaci n de una resiste
6. AND BTSERIAL PRO DESCRIPTION 2006 PRUEBAS REALIZADAS La aplicaci n espec fica para realizar pruebas a la tarjeta fue la de un control de una barrera de acceso a trav s de una PDA Personal Digital Assistant utilizando el programa BTSERIAL Adem s permitir el intercambio de datos por medio del protocolo Bluetooth en forma serial el programa valida el c digo de seguridad para acceder a la aplicaci n B sicamente hay dos formas de uso Control Remoto donde su funcionamiento es aut nomo a trav s de Bluetooth y Control Local donde la barrera puede maniobrarse manualmente si llegase a fallar la comunicaci n La vista general del sistema de control de acceso puede observarse en la Figura 13 A Funci n Control Remoto El microcontrolador debe recibir un car cter D o U por el puerto serial el cual proviene desde un dispositivo externo por medio de una comunicaci n Bluetooth en este caso una PDA El modulo Bluetooth ESDO1 lo procesa y debe consultar el estado de los interruptores fines de carrera S1 y S2 para no forzar el motor ya que la barrera tiene topes f sicos para evitar que la barrera se pase de los limites S1 en 1 indica que la barrera esta arriba y S2 en 1 indica que la barrera esta abajo Durante el giro del motor se debe visualizar en la LCD SUBIENDO o BAJANDO seg n corresponda B Funci n Control local Para esta opci n el microcontrolador no debe tener comunicaci n con el dispositivo
7. T FICO 21
8. anejar las cuatro se ales m s utilizadas del puerto serie del PC que son TX RX RTS y CTS TX es la se al de transmisi n de datos RX es la de recepci n y RTS y CTS se utilizan para establecer el protocolo para el env o y recepci n de los datos D M dulo Display LCD2X16 La pantalla de cristal liquido o LCD Liquid Crystal Display es un UMBRAL CIENT FICO 13 TARJETA MULTIPROP SITO B UETOOTH dispositivo controlado de visualizaci n gr fico para la presentaci n de caracteres s mbolos o incluso dibujos en algunos modelos En este caso el que se escogi dispone de 2 filas de 16 caracteres cada una y cada car cter dispone de una matriz de 5x7 puntos pixels aunque los hay de otro n mero de filas y caracteres Este dispositivo esta gobernado internamente por un microcontrolador Hitachi 44780 que regula todos los par metros de presentaci n HITACHI SEMICONDUCTOR HD 44780 DATASHEET 2006 DISE O E IMPLEMENTACI N DE LA TARJETA MULTIPROP SITO La implementaci n del circuito dise ado se bas en las recomendaciones de cada uno de los fabricantes de los componentes electr nicos utilizados y de la experiencia de los integrantes del grupo en el desarrollo de este tipo de equipos A continuaci n se describe cada uno de los m dulos que integran la tarjeta multiprop sito A Modulo frecuencia de trabajo microcontrolador MC68HC908GP32 El microcontrolador utiliza cuatro fases de
9. de detenci n por supuesto pero no ofrece un modo de controlar la velocidad F M dulo de potencia La tarjeta desarrollada cuenta con un m dulo para el manejo de l neas de potencia las cuales son muy tiles en aplicaciones que implican altas cargas de corriente RELES DE PROPOSITO GENERAL Para esta implementaci n se dispone de dos rel s los cuales son conmutados por los Bit 2 y 3 del puerto B del microcontrolador por medio de dos optoacoples que protegen la integridad f sica de los puertos del 68HC908 como se observa en la Figura 9 RLY BZ 12VYSPDT Y i D1 p 1N4148 E R40 lk i RLYZ B3 12WSPDT F D2 h 1N4148 L R4l 1k Un rel es un sistema mediante el cu l se puede controlar una potencia mucho mayor con un consumo en potencia muy reducido Los rel s tipo electromec nico convencional est n formados por una bobina y unos contactos los cuales pueden conmutar corriente continua o UMBRAL CIENT ETOOTH ICO 17 UETOOTH ETA MULTIPROP SITO B gt Z bien corriente alterna Para evitar la circulaci n de corrientes parasitas que quedan en los inductores se dispone de una combinaci n de diodo y resistencia polarizados de forma en que circule la corriente parasita por estos hasta que se disipa La polarizaci n del diodo en forma inversa permite energizar la bobina sin que se produzca un corto circuito G Integraci n de M dulos Finalmente lo
10. de la tarjeta se opt por el microcontrolador de 8 bit MC68HCIOSGP32 de Motorota MOTOROLA MC68HC908GP32 TECHNICAL DATA 2002 que por ser un miembro de bajo costo f cil programaci n y alto desempe o de la familia M68HCO08 se adaptaba a los requerimientos t cnicos Entre sus caracter sticas est n e Alto desempe o de la arquitectura optimizada M68HC0O8 para compiladores C C digo completamente compatible con familias como M6805 M146805 y M68HC05 e Frecuencia de bus interno de 8 MHZ e Programa seguro de memoria FLASH Figura 3 Tarjeta de desarrollo para el m dulo Promi ESD 01 C Circuito Integrado MAX232 El MAX232 adecua los niveles de TTL a los del est ndar RS232 cuando hay una transmisi n y los niveles de RS232 a TTL cuando se tiene una recepci n Este circuito integrado se escogi por sus caracter sticas de operaci n debido a que entre algunas de ellas necesita solamente una fuente de 5V para operar TEXAS INSTRUMENT MAX232 DATASHEETS 2002 MAXIM DALLAS SEMICONDUCTOR 2006 El MAX232 soluciona la conexi n necesaria para lograr comunicaci n entre el puerto serie de un PC y cualquier otro circuito con funcionamiento en base a se ales de nivel TTL CMOS que para este caso es el m dulo Bluetooth por un lado y el microcontrolador por el otro lado El circuito integrado posee dos conversores de nivel TTL a RS232 y otros dos que a la inversa convierten de RS232 a TTL Estos conversores son suficientes para m
11. e proporciona las directrices para interoperabilidad La topolog a Bluetooth se compone en su forma m s b sica por lo que se denomina una Piconet y de una estructura un poco m s compleja a la que se le Ilama Scatternet HALSALL 1998 La Piconet la conforman varios dispositivos entre dos y ocho que se encuentran en el mismo radio de cobertura y comparten un mismo canal Cada dispositivo tiene una direcci n nica de 48 bits basada en el est ndar IEEE 802 11 para WLAN La Scatternet esta formada por la conexi n de una Piconet a otra con un m ximo de interconexiones de diez Piconets Los datos transmitidos poseen una velocidad de 1 Msimb s Se usa una modulaci n GFSK Gaussian Frequency Shift Keying en donde un 1 binario representa una desviaci n de frecuencia positiva y un O binario representa una desviaci n de frecuencia negativa La desviaci n m xima de frecuencia est entre 140 KHz y 175 KHz THE OFFICIAL BLUETOOTH MEMBERSHIP SITE 2006 La tecnolog a inal mbrica Bluetooth usa la t cnica de codificaci n digital de expansi n de espectro este m todo toma una se al de banda estrecha CO TARJETA MULTIPROP SITO BLUETOOTH y la expande en una porci n m s amplia del espectro de radio disponible THE OFFICIAL BLUETOOTH MEMBERSHIP SITE 2006 La expansi n de espectro aumenta el n mero de bits transmitidos y expande el ancho de banda utilizado Usando el mismo c digo de expansi
12. eets_pdf 4 4 7 8 44780 shtml Consultado en agosto de 2006 Initium Promi ESD Manual de Usuario Disponible en http www sena com products industrial _bluetooth oem_bluetooth_serial Consultado en marzo de 2006 J C Prieto W M Reina y J Paipilla Prototipo controlado a trav s de la tecnolog a inal mbrica Bluetooth proyecto de grado Programa Ingenier a Electr nica Universidad Manuela Beltr n Bogot D C 2007 Maxim Dallas Semiconductor MAX232 datasheets Disponible en http www datasheetcatalog net es datasheets_pdf M A X 2 MAX232 shtml Consultado en agosto de 2006 Microgrades MGDSTART Disponible en http microgrades net Consultado en septiembre de 2006 Motorola MC68HC908GP32 Technical Data Revisi n Febrero 2002 Disponible en http www motorola com datasheet mc68hc908gp32 Consultado en agosto de 2006 N J Muller Tecnolog a Bluetooth operaciones protocolos arquitecturas manejo de enlaces perfiles seguridad A Garcia ed Madrid Mc Graw Hill 2002 Texas Instrument MAX232 datasheets Rev Oct 2002 Disponible en http www datasheetcatalog net es datasheets_pdf M A X 2 MAX232 shtml Consultado en agosto de 2006 The Official Bluetooth Membership Site Disponible en http www bluetooth org Consultado en septiembre de 2006 Whizoo BtSerial and BtSerial Pro description Disponible en http www whizoo com apps btserial php Consultado en Septiembre de 2006 UMBRAL CIEN
13. enfocada en un campo de acci n espec fico Tel fonos m viles acceso a WAN WLAN IEEE 802 11 acceso a LAN y Bluetooth acceso a PAN son ejemplos de tecnolog as inal mbricas cada una con un campo de acci n diferente pero que en conjunto conforman una completa soluci n a los problemas de movilidad Colombia est en una poca de transici n tecnol gica modernizando su infraestructura de telecomunicaciones y masificando poco a poco el acceso a la misma Casos como el de la telefon a m vil de segunda y tercera generaci n implican m s y mejores servicios transmisi n de audio y video con buena definici n que promueven e incentivan el uso Umbral Cient fico Bogot Colombia N 10 UMBRAL Cl mio200 10 UMBRAL CIENT RJ ETA MULTIPROP SITO BLUETOOTH de tecnolog as como Bluetooth Existen muchos protocolos de comunicaci n que han resuelto satisfactoriamente el problema de las comunicaciones entre los dispositivos tanto a nivel dom stico como industrial sin embargo a medida que las estaciones de trabajo son m s complejas el n mero de cables aumenta y la operaci n y el mantenimiento pueden llegar a ser un problema serio es all donde la tecnolog a Bluetooth aparece como la soluci n m s eficiente para interconectar cualquier equipo electr nico de forma inal mbrica Adem s ste es un est ndar libre lo que simplifica su uso para dise ar y presentar al mercado nuev
14. equiere de una aplicaci n denominada Promiwin que trabaja bajo Windows o simplemente desde el Hiperterminal a trav s de comandos AT INITIUM PROMI ESD MANUAL DE USUARIO 2006 Adem s de la configuraci n del puerto serial los dispositivos Bluetooth necesitan ser parametrizados de acuerdo al rol que tienen maestro o esclavo es decir el Modo que define la forma en que se va a realizar la conexi n e Modo O Se utiliza para configuraci n del m dulo comandos AT y no 12 UMBRAL CIENT CO TARJETA MULTIPROP SITO BLUETOOTH hay ninguna respuesta cuando se realiza un reset e Modo 1 En este modo el Promi ESD 01 funciona como maestro y tratar de conectarse con el ltimo dispositivo al que estuvo conectado e Modo 2 El m dulo funciona como esclavo y espera ser conectado por el ltimo dispositivo con el que estableci una conexi n e Modo 3 Aqu el Promi ESD 01 puede establecer una conexi n con cualquier otro dispositivo que quiera descubrirlo o conectarse con l 5 Starter Kit El Promi ESD 01 como la mayor a de dispositivos para desarrollo de aplicaciones viene acompa ado de una tarjeta de desarrollo mostrada en la Figura 3 que implementa la circuiter a que sirve de interfaz con la conexi n DB9 RS232 adem s de proveer la alimentaci n del m dulo De igual forma cuenta con LEDs de estado y bot n para reset B Microcontrolador MC68HC908GP32 Para el desarrollo
15. erfases Serie Bluetooth ya que integran un Transmisor Receptor As ncrono Universal UART Universal Asynchronous Receiver Transmitter y el est ndar Bluetooth La serie Promi ESD permite la comunicaci n inal mbrica entre aparatos que operen con la norma RS232 y dispositivos Bluetooth que posean entre otros el perfil de puerto serial con un rango de cobertura de hasta 30m para el ESD 02 o entre 100m y 1000m para el ESD 01 dependiendo de la antena que se utilice Figura 1 M dulo Bluetooth Promi ESD 01 Para la tarjeta se opt por el Promi ESD 01 mostrado en la Figura 1 configurable y controlable muy f cilmente mediante comandos AT muy utilizados para la configuraci n de m dems Los comandos AT b sicamente consisten en cadenas simples de caracteres que se pueden generar desde un programa como el Hiperterminal de Windows o sencillamente desde cualquier dispositivo programable que tenga comunicaci n serial 1 Caracter sticas Promi ESD 01 Entre las principales se encuentran INITIUM PROMI ESD MANUAL DE USUARIO 2006 UMBRAL CIENT FICO 11 TARJETA MULTIPROP SITO BLUETOOTH Compatible con la especificaci n Bluetooth 1 1 Frecuencia de operaci n 2 4 2 4738 GHZ Potencia de transmisi n Clase 1 18dBm Sensibilidad de recepci n 84 20dBm 79 canales de frecuencia M todo de transmisi n FHSS Frequency Hopping Spread Spectrum Espectro Ensanchado por Salt
16. ido en cualquier proyecto que requiera seguridad de la informaci n de manera sencilla Tanto el hardware como el software utilizado en la tarjeta se pueden adquirir en el pa s lo que asegura que se siga innovando en este campo de investigaci n de las comunicaciones de ltima generaci n no solo en la Universidad Manuela Beltr n UMB sino en Figura 13 Vista general barrera control de acceso 20 UMBRAL CIENT CO TARJETA MULTIPROP SITO B C ETOOTH otras instituciones y empresas que interesadas en el estudio y desarrollo de la tecnolog a Bluetooth BIBLIOGRAF A Bluetooth Special Interest Group Bluetooth Core Specification of the Bluetooth System Versi n 1 1 22 de Febrero de 2003 Disponible en ttp www bluetooth com dev specifications asp Consultado en mayo de 2006 Bluetooth Special Interest Group Bluetooth Profiles Specification of the Bluetooth System Versi n 1 1 22 de Febrero de 2003 Disponible en http www bluetooth com dev specifications asp Consultado en mayo de 2006 CicuitMaker 2000 TraxMaker User Manual Disponible en http www circuitmaker com pdfs tm_usermanual pdf Consultado en Septiembre de 2006 F Halsall Comunicaci n de datos y redes de computadores y sistemas abiertos 4a ed Wilmington Delaware Addison Wesley Iberoamericana 1998 Hitachi Semiconductor HD 44780 datasheet Disponible en http www datasheetcatalog com datash
17. igitales de potencia y control de motores DC En la tarjeta como principales componentes se utilizan el dispositivo Bluetooth marca Initium de la serie Promi ESD 01 y el microcontrolador de ocho bits MC68HC9IO08GP32 marca Motorola de la serie GP32 Palabras clave comunicaciones inal mbricas microcontrolador MC68HC908GP32 Promi ESD 01 tecnolog a Bluetooth ABSTRACT Inside the field of the current wireless telecommunications Bluetooth arises like a technology that allows the communication establishment among different types of teams in the environment of the home or the office seeking to replace the cable connections among computers outlying and other electronic devices by means of connections of radio of a limited covering The development of a multiintention card facilitates to have different applications and being a tool for the control on variables as analogical signals digital signals power signals and direct current motors control In the card like main components are used the device Bluetooth Initium series it marks Promi ESD 01 and the eight bits microcontroller MC68HC908GP32 Motorola series it marks GP32 Keywords w reless communications MC68HC908GP32 microcontroller Promi ESD 01 Bluetooth technology INTRODUCCI N E el mundo moderno la movilidad es una necesidad en constante aumento y el acceso a la informaci n no puede tener l mites En aras de satisfacer estas necesidades han surgido nuevas tecnolog as cada una
18. igura 6 M dulo de LCD Esto se debe al aplicativo de programaci n del microcontrolador ya V SUalizaci n de estado que este env a 2 nibbles de datos en dos tiempos por el nibble alto de datos D4 a D7 en lugar de un byte completo DO a D7 en un solo instante ahorrando 4 pines del puerto como se muestra en la Figura 6 LCD2x16 D M dulo de se ales digitales En aplicaciones de automatizaci n y control se tienen se ales digitales que trabajan por nivel o por flanco para indicar eventos como puede ser el fin de un recorrido el llenado de un tanque o para la activaci n de un proceso encender una l mpara Dado esto se ha provisto la tarjeta con varios conectores los cuales son de prop sito general entrada o salida cableados a algunos pines del microcontrolador provistos con resistencias en serie como impedancias de entrada para proteger la integridad del puerto de 12v 3 3V J10 CONECTOR FUENTE Las borneras J5 J6 Y J7 son de puertos libres Como se observa en la Figura 7 la tarjeta cuenta con conectores para entradas digitales por nivel como son los interruptores Si y S2 y entradas digitales por flanco como son los interruptores S4 a S6 los cuales son utilizados para el teclado en el panel de control de la barrera Para la protecci n de cada uno los puertos de microcontrolador se disponen de un par de resistencias RL J10 ooon c3 l k 15pf XTALI1 RZ 16MHZ 10M 1
19. io La conexi n PC MC68HC08 es una de las m s tradicionales en control ya que se tiene una aplicaci n monitoreada por un PC a trav s del microcontrolador el cual ejecuta las tareas que se le han programado y su comunicaci n se realiza por medio de la UART Este tipo de conexi n es f sica y permite un mayor alcance en cuanto a distancia se refiere comparado con el m dulo Promi ESD 01 Figura 5 M dulo de comunicaci n C M dulo de visualizaci n de estado La versatilidad de la tarjeta permite tener conectado un LCD al puerto A del microcontrolador o usar el mismo puerto como entradas o salidas digitales y o anal gicas Para esto est n las resistencias R27 a R32 que act an como impedancias para proteger los pines del puerto cuando se utiliza como entrada o salida de variables Para el uso con el LCD estas resistencias se remplazan por cables conductores de cobre ya que el LCD cuenta con protecci n propia Un LCD es muy til ya que su habilidad para visualizar n meros letras palabras y s mbolos los hace m s vers tiles que los familiares display de 7 segmentos Adicional a esto son de bajo costo y f cil manejo estos usan un chip controlador que se encarga de hacer posibles las funciones UMBRAL CIENT FICO 15 TARJETA MULTIPROP SITO BLUETOOTH del LCD y de simplificar la interfase con el microcontrolador Para esta aplicaci n solo se utilizan 10 de los 14 pines que posee un F
20. ncia de 100 ohms que permite disminuci n de la intensidad de corriente en el puerto del microcontrolador La se al de salida del puerto es aplicada al fotoemisor y la salida es tomada del fotoreceptor Los opto acopladores son capaces de convertir una se al el ctrica en una se al luminosa modulada y volver a convertirla en una se al el ctrica La gran ventaja de un opto acoplador reside en el aislamiento el ctrico que puede establecerse entre los circuitos de entrada y salida esto es lo que garantiza que los puertos del microcontrolador no recibir n cualquier tipo de corriente parasita que pueda causar da o Al poner en 1 uno l gico el Bit O y O cero l gico el Bit 1 del puerto B del microcontrolador el optoacople U4 queda inactivo y se conmuta el optoacople U3 este pone una se al positiva en las bases de Q1 y Q2 haciendo que el terminal a del motor reciba un positivo 12V y el terminal b el negativo tierra Si en cambio se pone en O cero l gico el Bit O y 1 uno l gico el Bit 1 de puerto B del microcontrolador el optoacople U3 queda inactivo y se conmuta el optoacople U4 este pone una se al positiva en las bases se al en las bases de Q3 y Q4 En este caso se aplica el positivo 12V al terminal b del motor y el negativo tierra al terminal a del motor El circuito Puente H s lo permite un funcionamiento Si No del motor a plena potencia en un sentido o en el otro adem s del estado
21. o de Frecuencia e M todo de modulaci n GFSK Gaussian filtered Frequency Shift Keying Modulaci n por Desplazamiento de Frecuencia Gausiana e Velocidad de transmisi n 380 Kbps m x e Protocolos del stack Bluetooth implementados RFCOMM L2CAP y SDP e Perfiles Bluetooth que soporta Perfil de Acceso Gen rico GAP y Perfil de puerto Serie SPP 2 Antena El Promi ESD 01 es suministrado por el fabricante con una antena helicoidal mostrada en la Figura 2 que debido a su alta directividad polarizaci n circular ancho de banda amplio y dimensiones no cr ticas la hace perfecta para este tipo de aplicaciones Entre sus caracter sticas t cnicas est n INITIUM PROMI ESD MANUAL DE USUARIO 2006 e Frecuencia de operaci n 2 400 2 485GHz e Ganancia 1dBi 1 e Impedancia 50 Q e Dimensiones 30mm altura x 9mm O di metro e Cable para extensi n de la antena de 150mm Figura 2 Antena Helicoidal de 3 Interfase UART El m dulo Promi Modulo Bluetooh Prom ESD 01 ESD 01 viene provisto de una interfase serial que permite la implementaci n de comunicaciones de manera sencilla Sus caracter sticas se mencionan a continuaci n INITIUM PROMI ESD MANUAL DE USUARIO 2006 Conector 2 54mm Header 2x6 ESDO1 Velocidad de transmisi n 1 200 230 400 bps Control de flujo por hardware CTS RTS On Off DTR DSR for loop back amp full transfer 4 Configuraci n Para configurar el Promi ESD 01 se r
22. os productos innovadores que se beneficien de la conectividad inal mbrica En la Universidad Manuela Beltr n se desarroll una Tarjeta Multiprop sito con la que se establece una interacci n tangible entre la tecnolog a inal mbrica Bluetooth y el mundo real debido a las diferentes aplicaciones que se pueden implementar con ella PRIETO REINA PAIPILLA 2007 Adicionalmente el proyecto busca servir de punto de partida a otros proyectos que est n implementado aplicaciones con esta tecnolog a GENERALIDADES BLUETOOTH Bluetooth esta enmarcada dentro de las redes WPAN Wireless Personal Area Network Las WPAN utilizan tecnolog as tales como IEEE 802 15 HomeRF e IEEE 802 11 para conectividad a trav s de espectro disperso o infrarrojo Muller 2002 Una de las empresas pioneras de Buetooth en 1994 fue Ericsson Mobile Comunications Esta compa a de telecomunicaciones con base en Suecia comenz su estudio al investigar la viabilidad de una interfase de bajo costo y baja potencia entre tel fonos m viles y sus accesorios La conclusi n fue disponer de un enlace de radio de corto alcance donde las aplicaciones serian ilimitadas Este trabajo de Ericsson atrajo la atenci n de IBM Intel Nokia y Toshiba formando el SIG Bluetooth en mayo de 1 998 y desarrollando conjuntamente la especificaci n Bluetooth 1 0 consistente de dos documentos el n cleo fundamental que proporciona especificaciones de dise o y el perfil fundamental qu
23. reloj interno en cada ciclo de ejecuci n de la CPU Si esta gobernado por un cristal el ciclo de ejecuci n es un cuarto de la frecuencia del cristal A este ciclo se le llama ciclo del bus o ciclo de instrucci n El circuito de la Figura 4 muestra el microcontrolador MC68HC9IO8GP32 y el circuito del oscilador externo con un cristal de frecuencia de 16Mhz con el cual queda establecida la frecuencia interna del bus del microcontrolador D j EE 4Mhz que corresponde a la o A n3 frecuencia del cristal dividida en 4 Figura 4 Microcontrolador m P ep MC68HC908GP32 B M dulo de comunicaci n y circuito del oscilador Para la implementaci n de la comunicaci n de la tarjeta con cristal de frecuencia de multiprop sito se conecta el m dulo Promi ESDO1 al microcontrolador 16Mhz utilizando los pines del modulo SCI de ambos dispositivos En esta parte se dio la posibilidad de tener flexibilidad a la manera en la que se puede tener comunicaci n desde el microcontrolador o del modulo Promi ESDO1 con otros dispositivos utilizando una interfase RS232 por medio del circuito integrado MAX232 gracias a la implementaci n de un conjunto de dipswitchs los cuales permiten conmutar las l neas de comunicaci n como se desee como se observa en la Figura 5 Es aqu donde la tarjeta de desarrollo multiprop sito permite la posibilidad de tener diferentes aplicaciones y ser una herramienta para el control sobre diferentes variables como se
24. s m dulos expuestos anteriormente se integran y se ensamblan en un solo circuito como se observa en la Figura Figura 1 Tarjeta de contro 1 0 9 Conector para el proyramacior cel mientan HERRAMIENTAS DE SOFTWARE UTILIZADAS A Microgrades Este software se utiliz en la programaci n del microcontrolador MICROGRADES Pres Es micas MGDSTART 2006 Es un aplicativo robusto SS de f cil entendimiento y simplicidad en circuitos Entre sus principios de operaci n Figura 10 Ensamble de circuitos se encuentra la programaci n estructurada programaci n por capas electr nicosen muestreo y retenci n tiempo real dominio en frecuencia tarjeta de circuito impreso B TraxMaker Es un software de Protel International Limited desarrolladores de CircuitMaker 2000 utilizado en el dise o y elaboraci n del circuito impreso CICUITMAKER 2000 TRAXMAKER USER MANUAL 2006 En la Figuras 11 y 12 se muestra la tarjeta elaborada en fibra de vidrio de dimensiones 14 cm de largo 7 cm de ancho y 3mm de espesor Figura 11 Dise o del circuito Figural2 Tarjeta fabricada en fibra de vidrio impreso en TraxMaker C BitSerial Pro 2 1 18 UMBRAL CIENT CO TARJETA MULTIPROP SITO BLUETOOTH La PDA Personal Digital Assistant cont con este software para las pruebas realizadas Es de libre distribuci n y se encuentra en forma gratuita en la p gina del fabricante WHIZOO BTSERIAL
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