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A.- ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS DE LA INVESTIGACIÓN
Para la elaboración del Desarrollo del Sistema Automático de Reporte de
Calibración de Instrumentos Electrónicos, fué utilizada la metodología de José
María Angulo (1992), esquematizando las etapas que identifican a ésta investigación
de la siguiente manera:
1.- DEFINICIÓN DE LAS ESPECIFICACIONES.
Se desarrollará un equipo cuyas características permitan optimizar el
procedimiento general de calibración de instrumentos de medición electrónicos en la
empresa Resilin C.A. Este sistema debe ser capaz de realizar pruebas y obtener
datos sobre el estado de calibración de los instrumentos mencionados anteriormente,
y a su vez generar de forma automática un reporte con la información concerniente a
la calibración de estos instrumentos. De manera general, se desea diseñar un equipo
físico (hardware) que actúe deforma conjunta con un programa (software) capaz de:
ü Realizar pruebas de calibración a instrumentos de medición electrónicos con
señal de salida analógica de 4 a 20 mA, utilizando para ello un módulo
convertidor analógico digital que pueda transformar la señal analógica a una
señal de información digital.
ü Utilizar dispositivos de bajo costo y alta eficiencia que permitan obtener el
mínimo de precisión requerida para la lectura de señales analógicas.
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ü Transmitir y recibir información de procesamientos de datos del sistema a
través de una interface de comunicación serial RS-232C.
ü Utilizar tecnología existente en el mercado Venezolano.
ü Proveer un software de fácil aplicación y comprensión para el usuario, que
a su vez permita una eficiente interconexión con el hardware.
ü Generar un reporte con toda la información de los puntos claves de la
calibración y sus respectivas mediciones.
Por lo tanto, es posible esquematizar el sistema de la siguiente manera:
Ø Circuito de control y procesamiento de datos.
Este circuito está constituido en primer término por el microcontrolador
PIC16C74A, dispositivo que posee internamente un módulo convertidor A/D
de 8 entradas analógicas por 8 bits de salida digital. A su vez contiene un
módulo universal de transmisión y recepción serial asíncrona (USART), éstos
módulos periféricos contenidos internamente en el microcontrolador son de
alta eficiencia lo cual representa una reducción efectiva de los circuitos
periféricos externos y un alto rendimiento del procesamiento de datos. Es
importante mencionar también la utilización de diversos elementos pasivos
para obtener resultados óptimos, tales como resistencias, diodos,
condensadores, entre otros.
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Ø Interface RS-232
Esta conformada por el nivelador de voltaje MAX232, el cual permite la
conexión del modulo USART del PIC16C74A con el puerto serial del
computador.
Ø Circuito de alimentación del hardware.
Este circuito se compone por los elementos necesarios para suministrar la
alimentación de corriente directa requerida por el circuito de control y
procesamiento de datos, al mismo tiempo que debe suplir la tensión de
alimentación de los instrumentos que se someterán a las pruebas de calibración
Ø Programa en lenguaje de bajo nivel
Este programa tiene la función básica de establecer los rangos de
operación del microcontrolador, es decir, se encarga de la configuración de los
registros de propósito general, específico, puertos de entrada/salida (I/O),
módulos periféricos y demás componentes que lo integran. Este programa fue
realizado de acuerdo al hardware implementado en el sistema y al
funcionamiento del mismo, utilizando el conjunto de instrucciones intrínsecas
del microcontrolador .
Ø Programa en lenguaje de alto nivel
Este programa esta contenido dentro de la computadora y es capaz de
recibir e interpretar la información suministrada por el circuito de control,
recepción y transmisión de datos. Y a su vez realizar el procesamiento de esa
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información para posteriormente determinar el estado de calibración de los
instrumentos de medición electrónicos. En esta etapa se utilizó el VisualBasic
5.0 versión empresarial, utilizando los recursos gráficos y los códigos e
instrucciones de programación contenidos dentro del mismo.
2.- ESQUEMA GENERAL DEL HARDWARE
Los diferentes circuitos físicos que componen el Sistema Automático de
Reporte de Calibración de Instrumentos de Medición Electrónicos se
encuentran ensamblados dentro de una caja plástica para protegerlos de las
condiciones externas no deseadas (humedad, polvo, entre otras) que puedan
afectar su normal funcionamiento.
Dado que los instrumentos de medición electrónicos existentes en la
empresa Resilin C.A., son en su mayoría alimentados por una tensión de
entrada de 24 voltios, y de rango de salida de 4 a 20 mA en función de la
variable a medida (presión, nivel, temperatura, peso, entre otros). Se busca
transformar ésta señal de 4 a 20 mA en una señal equivalente de voltaje que
varie en un rango de 1 a 5 V. Para ésto es necesario incluir en el lazo de
alimentación del instrumento una resistencia de 250 Ohm.
Dentro del circuito de control y procesamiento de datos, se encuentra el
circuito de recepción de las señales de entrada analógica, como puede verse en
la figura 21, el cual está formado por dos potenciómetros de precisión de 500
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Ohm (uno para cada canal) ajustados a un valor de 250 Ohm, que son los
encargados de convertir la señal de corriente, en una señal de voltaje
equivalente que pueda ser interpretada por el convertidor A/D, al mismo
tiempo cumplen con la función de establecer el ajuste de la impedancia de
entrada. También se utilizan dos condensadores de 47 pF 25V, de tipo
cerámico para atenuar señales de ruido que pueden afectar el muestreo de las
señales analógicas.
FIGURA No. 20
Circuito de entrada analógica
Fuente: H. Fuenmayor & M. Goettinger (1999).
El circuito de control y procesamiento de datos lo constituye el
microcontrolador PIC16C74A, el cual se encarga de muestrear las señales
analógicas provenientes de los instrumentos a través del módulo convertidor
A/D interno, luego de obtener la transformación de la señal analógica en una
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palabra de código digital, ésta es procesada y enviada al computador utilizando
el módulo de comunicación serial interno USART.
Para la lectura de las señales analógicas se configuró el puerto A del
microcontrolador, seleccionando los pines RA0/AN0 y RA1/AN1 como los
canales de entrada analógica respectivos, al recibir la señal de inicio de prueba
de calibración proveniente del computador, el programa dentro de la memoria
del microcontrolador le indica al módulo A/D que debe iniciar el muestreo y
conversión de las señales analógicas de los canales anteriormente
mencionados.
Una vez realizado el proceso de recepción y conversión de éstas señales,
las palabras digitales equivalentes son procesadas y enviadas al computador a
través del módulo de comunicación serial USART, en donde se define el uso
del protocolo compatible con el puerto de comunicación serial RS232 y se
configuran en el puerto C del microcontrolador los pines RC7/RX/DT y
RC6/TX/CK como receptor y transmisor de datos respectivamente.
Esta comunicación se logra por medio del uso de la interface serial
RS232 cuyo elemento principal lo constituye el nivelador de voltajes
MAX232, el cual se encarga de acoplar los niveles de tensión lógica entre los
módulos de comunicación serial del PIC16C74A y el computador.
En el computador se almacena el programa principal realizado en un
lenguaje de alto nivel, este programa es capaz de procesar los datos enviados
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por el circuito de procesamiento de datos, ejecutar las funciones de prueba de
calibración de instrumentos y crear automáticamente un reporte gráfico de las
mediciones obtenidas de éstos.
Para que el hardware funcione de una manera práctica y eficiente se
provee de dos fuentes de alimentación incluidas dentro del mismo, una de 6V
para el circuito de control de procesamientos de datos y la interface serial
RS232, y otra de 24V para los instrumentos sometidos a prueba. Estas fuentes
están diseñadas para suplir los requerimientos de carga de los circuitos y
equipos mencionados anteriormente.
En resumen, es posible representar el funcionamiento del sistema en
forma de diagrama de bloques como se puede observar en la siguiente figura:
FIGURA No.21
Diagrama de Bloques del Sistema
Fuente: H. Fuenmayor & M. Goettinger (1999).
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• Fuente de Alimentación.
Esta compuesta por reguladores de voltaje, transformadores, puentes
rectificadores, condensadores, resistencias, diodos, fusibles y disipadores de
temperatura. Esta suministra la alimentación requerida por los instrumentos a
calibrar y el hardware del sistema.
• Circuito de Control y Procesamiento de Datos.
Esta formado por el microcontrolador PIC16C74A como elemento de
control principal, el cual ejerce la función de convertir las señales analógicas
en digitales, procesarlas y enviarlas al computador mediante el uso del módulo
USART. Otros elementos que componen este circuito son: resistencias,
condensadores, potenciómetros, y un cristal de cuarzo.
• Interface RS232.
Esta compuesta por el MAX232, el cual cumple con la función de convertir
los niveles de tensiones lógicas del puerto RS232, a niveles CMOS, TTL y
viceversa, también se emplea un arreglo de condensadores.
• Computador Personal (PC).
Contiene el programa en lenguaje de alto nivel capaz de recibir, transmitir,
decodificar y procesar los datos, para posteriormente generar un reporte sobre
el estado de calibración del instrumento.
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3.- ORDINOGRAMA GENERAL.
En ésta fase se establecen los diagramas de flujo que regirán el
funcionamiento del sistema, también se identifican las rutinas de los programas
(Software) en lenguaje de bajo nivel manejado por el PIC16C74A y el
lenguaje de alto nivel contenido dentro del computador.
SOFTWARE DE BAJO NIVEL
Este es utilizado para controlar la operación del microcontrolador y está
formado por ocho rutinas y una sub-rutina, que determinan la configuración de
los módulos periféricos a usar y permiten el control del hardware del sistema.
El diagrama de flujo de este programa puede ser observado en el anexo D
Estas rutinas son mencionadas a continuación:
Rutinas:
Æ Declaración de registros de propósito específico.
Æ Declaración de constantes y bits.
Æ Declaración de registros de propósito general.
Æ Configuración de puertos y módulos periféricos.
Æ Recepción de datos (USART).
Æ Transmisión de datos (USART).
Æ Conversión A/D, canal1.
Æ Conversión A/D, canal2.
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Sub-rutina:
Æ Tiempo de muestreo de la señal analógica.
En general, las rutinas y sub-rutinas utilizadas para los procesos de
muestreo/conversión de señales analógicas y transmisión/recepción de datos
pueden describirse de la siguiente manera: En las tres primeras rutinas se
realiza la declaración de registros de uso específico (SFR), variables y
constantes, cuyos nombres se relacionan con las funciones desempeñadas por
cada uno, por ejemplo, el bit GO es utilizado para iniciar la conversión A/D,
así mismo BYTE es un GPR cuya función es almacenar los códigos enviados
por el computador, entre otros.
En la rutina siguiente se configuran los puertos I/O de manera que
concuerden con las funciones de hardware y software, también son
configurados los módulos periféricos que van a ser utilizados por el sistema.
Las rutinas finales encargan de seleccionar la secuencia de lectura que los
canales 1 y 2 del convertidor deben seguir para muestrear las señales de salida
de los instrumentos, luego de la conversión de estas señales, las rutinas de
comunicación se encargan de manejar el flujo de salida de los
correspondientes datos digitales, así mismo estas rutinas se encargan de
decodificar los comandos enviados de la aplicación contenida en el PC, para
determinar el tipo de función que debe ejecutar el microcontrolador. El
programa contenido en el PIC16C74A puede ser observado en el anexo E.
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SOFTWARE DE ALTO NIVEL
Está contenido dentro del computador y permite transmitir, recibir y
decodificar datos para realizar las pruebas de calibración a los instrumentos y
a su vez establecer un reporte automático con los resultados respectivos. Este
programa realizado en Visual Basic 5.0 es el encargado de manejar la interfaz
de recepción de señales analógicas y determinar los resultados finales de las
pruebas, en el anexo F, puede observarse el diagrama de flujo general de la
aplicación, luego en el anexo G se muestra la codificación que hace posible
el que el software del sistema cumpla con las funciones predeterminadas.
De forma general, la aplicación comienza mostrando un menú de
aplicaciones, donde el usuario contará con las opciones de: Prueba de
Calibración de Instrumentos, Estado de Calibración de Válvulas de Seguridad
y Interruptores de Presión, posterior a la aplicación de alguna de estas
opciones de programa, los resultados pueden ser observados en un reporte
gráfico contenido en otra de las pantallas de la aplicación.
Antes de realizar las pruebas de calibración se hace conveniente que el
usuario coloque una serie de parámetros necesarios para la ejecución de estas
opciones, en la figura No.22, puede observarse pantalla que contiene estos
requerimientos.
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FIGURA No. 22
Pantalla de Requerimientos Técnicos para las Pruebas
Fuente: H. FUENMAYOR & M. GOETTINGER
Como pudo observarse en esta figura, es necesario que el usuario
ingrese información concerniente a la exactitud requerida por la prueba, así
como también el tipo de variable medida por el instrumento con su respectivo
rango de operación, el número de la orden de trabajo asignada y el Tag
correspondiente al instrumento sometido a prueba.
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Otras pantallas contenidas en la aplicación son las de monitoreo de las
mediciones tomadas de la interfaz en forma simultánea con la realización de
las pruebas, de esta manera el usuario puede tener acceso a la información
gráfica proveniente de los instrumentos al mismo tiempo que dichas pruebas
esten siendo ejecutadas. Las pantallas contenidas en la aplicación de software
de alto nivel pueden ser observadas en el anexo H.
4.- ADAPTACIÓN ENTRE HARDWARE Y SOFTWARE
Para garantizar una eficiente comunicación de los datos de
entrada/salida entre la computadora y el circuito físico de control encargado de
la recolección de señales analógicas se consideró el uso de la interface serial
asíncrona RS-232.
Por lo tanto, para el desarrollo del sistema es necesario comunicar la
tarjeta de recepción de señales analógicas con la computadora, donde los datos
son recibidos y decodificados para posteriormente poder generar un reporte
con el estado de calibración del instrumento.
Por otro lado, desde el computador son transmitidos al
microcontrolador, ciertos comandos que controlan la tarjeta de recolección de
señales analógicas de los instrumentos, entre estos comandos se encuentran:
iniciar prueba de calibración de instrumentos, finalizar la recolección de
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señales analógicas, prueba de calibración de válvulas de seguridad e
interruptores de presión, cancelar prueba.
Entonces es necesario, realizar esta transmisión de datos bi-
direccionales a través de un cable serial de aproximadamente 3 metros de
longitud. En la práctica, el nivel de voltaje obtenido en el pin RC6/TX/CK
configurado como transmisor del módulo USART del microconrolador es de
4,9V para el uno (1) lógico y 0,2V para el cero (0) lógico.
Esta información es recibida por el MAX232 a través de pin 10 (T2IN),
luego a la salida del pin7 (T2OUT), tal como se muestra en la figura No.23, de
este elemento se obtiene -9,7V para el uno (1) lógico y 9,7V para el cero (0)
lógico. Este mismo pin es conectado al DB9 hembra instalado en la tarjeta de
control, en el punto de conexión numero dos (2). Luego, a través de un cable
serial de tres (3) hilos, ésta información es suministrada al computador
mediante el puerto serial (COM1 o COM2).
En cuanto a la recepción, a través del pin 3 (TX) del puerto de
comunicaciones serial de la computadora, es transmitida la información
proveniente del programa al pin 3 (RX) del DB9 hembra instalado en la
tarjeta de control antes descrita. Esta información (-12 para el uno (1) lógico y
+12 para el cero (0) lógico) es suministrada al MAX232 a través del pin 8
(R2IN) quien convierte está información a 0,2V para el cero (0) lógico y 4,9V
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FIGURA No. 23
Diagrama de pines del MAX-232
Fuente: Maltese-Montiel (1998).
y 4,9V para el uno (1) lógico. De la misma manera estos valores son recibidos
por el PIC16C74A a través del pin RC7/RX/DT.
La figura No.24 muestra la configuración de conexiones de los puertos
seriales descritos anteriormente.
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FIGURA No. 24
Configuración de conexión de puertos seriales
Fuente: H. Fuenmayor & M. Goettinger (1999).
Por otro lado el protocolo utilizado para la comunicación vía puerto
serial posee las siguientes características:
BPS BITS DE DATOS PARIDAD BIT DE STOP BIT DE START
38.400 8 0 1 1
Este es seleccionado en el computador entre las configuraciones
preestablecidas de la comunicación por puerto serial y en el microcontrolador
es habilitado configurando el registro generador de baud rate (SPBRG),
perteneciente al módulo de comunicación serial USART.
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5.- ORDINOGRAMAS MODULARES Y CODIFICACIÓN DE
PROGRAMAS.
Para lograr el propósito de la investigación, fue diseñado el equipo
físico y los programas capaces de interactuar entre sí de una manera eficiente.
Los elementos de más relevancia para el montaje del mismo están
conformados por el microcontrolador PIC16C74A, el nivelador de voltajes
MAX232 y el Computador Personal.
De esta manera se puede afirmar que existen dos programas, uno
realizado en lenguaje de bajo nivel (Assembler) y el otro elaborado en un
lenguaje de alto nivel (Visual Basic 5.0), los comandos programados en estos
permiten un enlace entre el software y el hardware sin ninguna restricción en
cuanto a lenguajes de programación se refiere.
Por otro lado, el sistema no necesita de otro microcontrolador, de
memorias externas o de otros elementos para lograr su correcto
funcionamiento, es decir, no es necesario auxiliarse en otros programas,
sistemas o redes, su desarrollo no amerita de una presentación modular extensa
o líneas complejas de interconexión, por lo que los investigadores consideran
que esta fase no debe ser adoptada en el marco general de la investigación.
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6.- IMPLANTACIÓN DEL HARDWARE.
En esta fase es posible observar todos los elementos físicos del sistema
interconectados entre sí, así como también se establecen los parámetros de
alimentación del equipo físico que integra el sistema.
En el anexo I se muestra el plano de conexionado general, de los
diferentes circuitos que componen el hardware.
En la figura No.25 se observa el circuito de control y recepción de
señales analógicas con el respectivo circuito de comunicación serial montados
en una placa de circuito impreso perforado, el montaje, donde se montaron
fuentes de alimentación separadas para energizar los instrumentos y los
circuitos del sistema.
La etapa de recolección de señales analógicas formada por el lazo de
salida de corriente de 4 a 20mA del instrumento sometido a prueba y los
potenciómetros de precisión ajustados a 250 ohmios, es transformada a un
voltaje equivalente de 1 a 5V que posteriormente es muestreado por los canales
1 y 2 del convertidor A/D de 8 bits ubicado dentro del mismo encapsulado del
PIC16C74A, este mismo dispositivo se encarga de realizar las rutinas de
control que enlazan el módulo A/D y la unidad de comunicación serial
USART.
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FIGURA No. 25
Interface de procesamiento de señales analógicas
Fuente: H. Fuenmayor & M. Goettinger (1999).
La información digital es enviada a la computadora por medio del
nivelador de voltajes MAX232, utilizando para ello un cable serial (4 pares)
fabricado por los investigadores y conectores DB9 para el respectivo
acoplamiento entre la interfaz del sistema y la computadora.
Para el correcto funcionamiento de los circuitos que integran la interfaz
es importante destacar el uso de elementos pasivos tales como condensadores
en los pines de I/O de los puertos no habilitados en el microcontrolador tal
como lo sugiere el fabricante para evitar señales de ruido indeseadas.
También es importante destacar los componentes utilizados para la
elaboración de las fuentes de alimentación del sistema, cuyos elementos
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principales son: transformadores, puentes rectificadores, reguladores de
voltaje y condensadores, adecuados para el filtraje de fluctuaciones indeseadas
y mantener una tensión de salida estable, también son requeridos otros
elementos tales como resistencias, potenciómetros, diodos, disipadores de
calor, fusibles, entre otros.
Estas fuentes están diseñadas para suministrar las tensiones requeridas
por los distintos circuitos de la interfaz del sistema, una de 24V para energizar
los instrumentos y otra de 5V para los circuitos restantes.
7.- DEPURACIÓN DEL SOFTWARE.
A través del MPLAB se realizó el software en lenguaje de bajo nivel.
Las opciones del simulador permiten la visualización de la memoria de
programa, datos almacenados en cada registro RAM, registro de uso
específico, entre otras. El programa de alto nivel (Visual Basic 5.0), contenido
en el PC, es depurado a través de los resultados obtenidos. De esta manera son
realizadas diversas pruebas en condiciones extremas, cuyos resultados dieron
el origen al siguiente análisis:
ü La rutina relacionada con la transmisión/recepción de datos entre el
microcontrolador y el computador puede ser aplicada para 1200, 2400 y 9600
bits por segundo, dependiendo de los requerimientos de velocidad del sistema.
Desde luego, para mejorar la eficiencia del sistema se considera como la mejor
decisión aplicar como velocidad de protocolo 38.000 bits por segundo, sin
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embargo es posible seleccionar cualquiera de las velocidades mencionadas
anteriormente dependiendo de la aplicación que se requiera ejecutar.
ü Con respecto al lenguaje de alto nivel es posible tener acceso a una
pantalla, en la cual el usuario puede monitorear a través de una interface
gráfica, el ajuste de calibración realizado a un instrumento en tiempo real, así
como también es posible observar el ajuste de calibración realizado a la
interface del sistema, es importante destacar la capacidad que tiene este
software para desarrollar nuevas aplicaciones para este sistema, que aunado a
la capacidad del hardware del equipo, permiten que esta herramienta de
calibración pueda ser optimizada y actualizada en una investigación posterior.
8.- INTEGRACIÓN DEL HARDWARE CON EL SOFTWARE.
Luego de la depuración de las rutinas de comunicación serial y las
mejoras realizadas en lenguaje de alto nivel es integrado el sistema,
interconectando la interfaz con el programa de aplicación contenido en la
computadora. De esta manera es posible observar las pantallas de las
diferentes aplicaciones que pueden ejecutarse desde el programa realizado en
el PC.
De esta manera es posible observar, las mediciones obtenidas de un
Transmisor de Presión Calibrado, para realizar la primera prueba de
calibración de este sistema. Obteniendo un resultado exitoso en la
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comunicación de la interfaz con los diferentes comandos del programa en
lenguaje de alto nivel.
9.- CONSTRUCCIÓN DEL PROTOTIPO Y PRUEBAS FINALES.
Luego de los montajes iniciales en el proto-board de los circuitos
descritos con anterioridad y las primeras pruebas realizadas al sistema, se
procedió a montar el hardware en una tarjeta universal de baquelita, la cual
está ensamblada dentro de una caja de metal para dotar la interfaz de
protección contra el medio externo.
Es importante destacar que el uso de fuentes de alimentación provistas
dentro de la tarjeta permite mejorar el tiempo requerido para la realización del
procedimiento general de calibración de instrumentos de medición
electrónicos. De este modo el usuario solo tiene que interconectar el hardware
del sistema con los instrumentos involucrados y ejecutar la aplicación de
software contenida en el computador.
Se realizaron diversas pruebas que involucran las diferentes opciones
del programa elaborado en lenguaje de alto nivel, entre las cuales se pueden
mencionar:
G Generar reporte de calibración de transmisor de presión sometido a prueba.
G Prueba de calibración realizada a una válvula de seguridad (para conocer su
punto de disparo).
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G Prueba de calibración realizada a los canales de entrada analógica de la
interfaz.
G Monitoreo del ajuste de calibración realizado a un transmisor de presión.
Los resultados correspondientes de las diferentes opciones, pueden ser
observados por el usuario de manera gráfica en el menú de reportes de
calibración.
B.- DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS.
ü Para la realización de esta investigación fueron tomados en cuenta los
procedimientos manuales realizados en el Taller de Instrumentación de la
empresa Resilin C.A para realizar las pruebas de calibración en los diferentes
instrumentos de medición electrónicos, los cuales sensan variables de proceso
tales como: presión, nivel, peso, temperatura, entre otras. Con el objetivo de
determinar los elementos de hardware y software necesarios para desarrollar el
sistema propuesto y así poder optimizar el procedimiento general de
calibración de los instrumentos mencionados anteriormente.
ü La recopilación de información teórica y su posterior aplicación en la
práctica, tanto en el área de electrónica (analógica y digital), de programación
y metodológica, originó aportes de gran importancia para la realización de este
sistema. La metodología adoptada determina un aporte fundamental en los
resultados obtenidos, puesto que las etapas que la constituyen establecen la
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secuencia lógica para el cumplimiento de los objetivos planteados, de esta
manera es posible afirmar que la metodología de José María Angulo es ideal
para el desarrollo de una investigación del tipo descriptiva aplicada.
ü El sistema elaborado por los investigadores es de tipo digital, los elementos
activos y pasivos del hardware están integrados entre sí con la finalidad de
digitalizar las señales analógicas provenientes de los instrumentos, para
realizar el posterior procesamiento de éstas en el programa de aplicación en el
computador.
ü El uso de los potenciómetros de 500 ohmios (ajustados a 250 ohmios) en el
circuito de recolección de señales analógicas, además de transformar la
corriente de salida de 4-20mA del instrumento a una tensión de 1-5V para el
correspondiente muestreo del módulo A/D, permiten ajustar la calibración de
la impedancia de entrada de los canales de este módulo, de manera que no se
vea afectada la precisión de medición del sistema.
ü El procesamiento de digitalización de las señales analógicas y la
comunicación de los datos vía serial son funciones que realiza el
microcontrolador PIC16C74A, el cual forma parte fundamental para este
desarrollo gracias a la facilidad de programación, bajo consumo de corriente,
aunado además, a una serie de módulos periféricos y características de alto
rendimiento contenidos de dentro del mismo encapsulado de silicio. Todos
estos elementos hacen posible obtener un sistema de bajo costo, al mismo
118
tiempo que se evitan complejas líneas de interconexión con otros módulos
periféricos externos.
ü Para la transmisión de datos provenientes del computador hacia la tarjeta
de control y procesamiento de señales analógicas, o viceversa, es utilizada la
interface serial RS232 debido a las ventajas que ésta proporciona, entre las
cuales se puede destacar la facilidad de instalación del prototipo, ya que es
posible conectar la tarjeta antes mencionada con el computador a través de los
puertos COM1 ó COM2.
Por otro lado, es utilizado el nivelador de voltajes lógicos MAX232 para
garantizar la eficacia del protocolo de comunicación establecido por el sistema.
Otra de las ventajas que representa el uso de esta interface, se refleja en la
utilización de solo 2 pines del microcontrolador para establecer la
comunicación, a diferencia de la interface en paralelo en la cual se requiere
como mínimo 4 pines (multiplexados), ó en su defecto 8 pines para establecer
la comunicación.
ü Luego del proceso de recolección de señales analógicas de los instrumentos
involucrados en un procedimiento de calibración, es posible observar en el
computador un reporte gráfico con los resultados de las mediciones obtenidas y
el correspondiente estado de calibración del equipo de medición sometido a
prueba. En esta etapa se utilizó el programa Visual Basic 5.0 para desarrollar
la aplicación que permite el control de la interfaz de recolección de señales
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analógicas, éste proporciona un sistema completo para desarrollar entornos
gráficos en ambiente bajo Windows, que facilitan al usuario el manejo del
software del sistema.
ü La resolución proporcionada por el módulo A/D del microcontrolador es de
8 bits, lo cual permite una conversión de 256 palabras de 8 bits c/u, mientras
que el tiempo de muestreo y conversión requerido es de 18µS mínimo a una
frecuencia de 16MHz, el máximo error presentado por este módulo es el de un
(1) bit menos significativo sí el voltaje de referencia análogo es igual a la
tensión de alimentación del microcontrolador (VREF=VDD), este error puede
ser disminuido sí se utiliza un VREF<VDD.
ü El costo total del prototipo es de 67.540,08 Bs (ver anexo J), de esta
manera fue posible disminuir el costo de una harramienta destinada a realizar
pruebas de calibración de instrumentos de medición electrónicos, cuyos
precios de equipos que realizan una actividad similar superan el costo del
millón de Bolívares. En el anexo K puede observarse el precio de un equipo
con características similares al desarrollado en esta investigación.
ü Los dispositivos implementados para llevar a cabo el desarrollo de la
investigación fueron adquiridos en el mercado venezolano, lo que permite que
este sistema pueda ser optimizado a medida que la necesidad del
procedimiento general de calibración de instrumentos de la empresa Resilin
C.A. lo requiera.
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ü El Sistema Automático de Reporte de Calibración de Instrumentos de
Medición Electrónicos (SARC), constituye una herramienta de tecnología
actual, que logra optimizar el procedimiento general de calibración de
instrumentos, ya que cumple con el requisito 13.1 de la norma Covenin 2534
que estipula textualmente lo siguiente: “ Los resultados de cada calibración,
ensayo, o serie de calibraciones y ensayos llevados a cabo por el laboratorio
deben ser reportados exacta y claramente, sin ambigüedades y de forma
objetiva, en correspondencia con las diferentes instrucciones dadas en los
métodos de calibración o ensayo”.
Así mismo este sistema satisface también las exigencias del
requitsito13.2 referido a los aspectos que debe contener un reporte o
certificado de calibración. Estos requisitos son indispensables para que el
Taller de Instrumentación de la empresa pueda cumplir con los parámetros
establecidos en la norma Covenin 2534 para certificarse como un Laboratorio
de Calibración y Ensayo, lo que permite a su vez sentar las bases para el
cumplimiento y la certificación de las normas ISO 9002.
