ARQUITECTURA DE LOS SENSORES INTELIGENTES

Presentación del tema: "ARQUITECTURA DE LOS SENSORES INTELIGENTES"— Transcripción de la presentación:

1 ARQUITECTURA DE LOS SENSORES INTELIGENTES EQUIPO 4 INTEGRANTES: SERGIO ALEJANDRO ESCOBEDO LOZANO MIGUEL IVÁN CHÁVEZ ALBA ENRIQUE MUÑOZ ARELLANO ALEJANDRO DORADO LIRA

2 SENSORES INTELIGENTES El término 'Smart Sensor' se ha utilizado por varios investigadores en varios contextos diferentes

3 El sensor inteligente se define como un dispositivo capaz de: 1)Proporcionar una señal digital. 2)Comunicar a través de un bus digital bidireccional. 3)Ejecutar funciones y órdenes lógicas

4 EVOLUCIÓN DE LOS SENSORES INTELIGENTES 1 Generación3 Generación5 Generación 2 Generación4 Generación

5 ARQUITECTURA GENERAL DE UN SENSOR INTELIGENTE La implementación de sensores inteligentes requiere la inclusión de tres partes principales. Estos son: El procesamiento de la señal El control y manipulación de las señales digitales La comunicación con el exterior mediante un bus

6 PROCESAMIENTO DE SEÑALES

7 TIPOS DE SEÑALES Señal analógica es aquella que representa una magnitud de manera continua. Pueden provenir de captadores (o captadores + transductores) como, por ejemplo, un micrófono (para captar sonidos y trasladarlos a señales eléctricas), un termómetro (temperaturas), una sonda barométrica (capta presiones), un velocímetro.

8 TIPOS DE SEÑALES Señal digital es aquella que toma valores solo para una cantidad discreta de puntos, y además sus valores son únicamente discretos. Se pueden considerar ejemplos de señales digitales a un programa de ordenador, el contenido de un CD, aunque también podría ser la información recibida de un semáforo, el código Morse, etc.

9 TIPOS DE SEÑALES Una señal discreta solo tiene valores en una cantidad discreta de puntos. La diferencia está en que estos valores pueden tomar cualquier valor, es decir, no están cuantificados. Estas señales provienen normalmente de conversores analógico- digitales, o lo que es lo mismo, de la discretización de señales continuas.

10 OBJETIVO Añadir información a una señal portadora de esta, para que la transmita posteriormente. Procesar señales de voz para descifrar quién habla, qué dice el locutor o para proteger cierta información sensible.

11 PROCESAMIENTO DE SEÑALES Es un área de la Ingeniería Electrónica que se concentra en la representación, transformación y manipulación de señales, y de la información que ellas contienen.

12 PROCESAMIENTO DE SEÑALES ANALÓGICAS Es cualquier procesamiento de la señal llevado a cabo sobre una señal analógica por "medios analógicos“. Una "señal analógica" indica una señal que se puede representar matemáticamente por un conjunto de valores continuos. Los valores analógicos representan típicamente un voltaje, una corriente eléctrica, o una carga eléctrica en torno a los componentes de los dispositivos electrónicos.

13 CONVOLUCIÓN Es el concepto básico en el procesamiento de la señal que dice que una señal de entrada se puede combinar con una función del sistema para encontrar la señal de salida.

14 TRANSFORMADA DE LAPLACE La transformada de Laplace es una transformada de Fourier generalizada. Permite una transformación de cualquier sistema o señal porque es una transformada en el plano complejo en vez de la línea de jω como la transformada de Fourier.

15 IMPLEMENTACIÓN Este proceso se lleva a cabo mediante circuitos compuestos por resistores, capacitores, inductores, amplificadores operacionales, etc.

16 PROCESAMIENTO DE SEÑALES DIGITALES Es la manipulación matemática y algorítmica de señales discretizadas y cuantizadas; con el fin de extraer la mayor cantidad de información importante, la cual esta contenida en la señal.

17 PROCESAMIENTO DE SEÑALES DIGITALES Este está caracterizado por la representación en el dominio del tiempo discreto, en el dominio frecuencia discreta, u otro dominio discreto de señales por medio de una secuencia de números o símbolos y el procesado de esas señales.

18 MUESTREO El muestreo de una señal consiste en la selección de ciertos valores de una señal analógica continua para obtener una discreta. En su variante uniforme, esto es, en la que las muestras se adquieren equiespaciadas con cierta tasa de muestreo, el teorema de muestreo describe las condiciones bajo las cuales el proceso es reversible y la señal original puede ser reconstruida.

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21 Un sistema de control digital es un sistema de control que procesa las señales que le vienen de los sensores en un computador. Para ello, la señal analógica (continua en su valor y en el tiempo) tiene que muestrearse y tomar valores discretos a determinados intervalos de tiempo.Un sistema de control digital es un sistema de control que procesa las señales que le vienen de los sensores en un computador. Para ello, la señal analógica (continua en su valor y en el tiempo) tiene que muestrearse y tomar valores discretos a determinados intervalos de tiempo.

22 A estos sistemas de control, que incluyen la conversión analógico-digital se les ha llamado también sistemas de control digital directo. La aplicación del computador en el control de procesos supuso un salto tecnológico enorme, que se tradujo en la implantación de nuevos modelos de control en el entorno industrial y posibilitó, por ejemplo, el desarrollo de la navegación espacial.A estos sistemas de control, que incluyen la conversión analógico-digital se les ha llamado también sistemas de control digital directo. La aplicación del computador en el control de procesos supuso un salto tecnológico enorme, que se tradujo en la implantación de nuevos modelos de control en el entorno industrial y posibilitó, por ejemplo, el desarrollo de la navegación espacial.

23 Es la manipulación matemática y algorítmica de señales discretas y cuantizadas; con el fin de extraer la mayor cantidad de información importante, la cual esta contenida en una señal. Es la manipulación matemática y algorítmica de señales discretas y cuantizadas; con el fin de extraer la mayor cantidad de información importante, la cual esta contenida en una señal.

24 Existen procesos que son muy difíciles o casi imposibles de realizar por analógicamente Ejemplos: Filtros FIR con fase lineal Filtrado Adaptable El procesamiento analógico es realizado con: resistores, capacitores, inductores, etc. La tolerancia inherente de estas componentes, temperatura, cambios de voltaje y vibraciones mecánicas pueden afectar el desempeño de los circuitos analógicos

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27 COMUNICACIÓN MEDIANTE BUS DIGITAL

28 Un bus digital es el medio por el cual se da la transimision de datos dentro de un aparato electronico, ene ste caso sensores

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31 Un sensor inteligente debe ser capaz de interactuar con un controlador que maneja el sistema general. Por lo tanto, parte del circuito asociado al Smart sensor debe dedicarse a la interfaz con el bus para intercambiar información con el controlador

32 Hay dos asuntos de importancia Cada Smart sensor debe ser capaz de comunicarse mediante varios buses y protocolos de bus.

33 Interfaz de comunicación y de su complejidad La información a intercambiar serán: los datos de calibración compensación direccionamiento información propia del sensor los datos medidos la posibilidad de poder programarlo

34 Ejemplos Sensores de temperatura La temperatura es una de las variables más extendidas en aplicaciones industrial. Los sensores digitales aportan información digital, por ello estos sensores digitales poseen un bus para la comunicación con el microcontrolador.

35 Sensores de posición angular El MLX90316 de Melexis es un sensor de posición angular sin contacto que se basa en la tecnología Hall. El rango de medida es programable hasta 360 grados y 12 bits de resolución. Se puede seleccionar el modo de comunicación en frecuencia o mediante un bus serie Para las aplicaciones modernas estos sensores aportan una señal digital o cuasi-digital compatible con las tecnologías actuales.