Manual de Fabricación y Desarrollo Adquisidor ADQ
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1. 9Ah 1 7 d as 12Ah 2 2 d as 17Ah 3 2 d as 24Ah 4 5 d as 45Ah 8 5 d as Tabla 5 Autonom a del adquisidor en modo continuo con un sensor ultras nico El panel solar se debe elegir de forma que en las horas pico de luz suministre la energ a consumida en el d a El conjunto adquisidor sensor consume 2 7W Asumiendo 6 horas de carga por d a el panel solar debe ser de una potencia mayor o igual a 10 6W 3 4 Compra de Circuitos Impresos El adquisidor est compuesto por dos circuitos impresos la placa adq vx y la placa de protecciones La placa adq vx es de cuatro capas y la placa de protecciones es de dos capas Ambos impresos se compraron en Sunstone Circuits www sunstone com Para fabricar la placa adq vx se necesitan los siguientes archivos e Layer 1 Adq Vx L1 e Layer 2 Adq Vx L2 e Layer 3 Adq Vx L3 e Layer 4 Adq Vx L4 e Top Soldermask Adq Vx Smt e Botton Soldermask Adq Vx Smb e Top Silkscreen Adq Vx SIk e Excellon Format Drill File Adq Vx Drd Federico Blanco Pablo Massaferro Sebasti n Torterolo P gina 7 ADQ VX Manual de Fabricaci n y Desarrollo Tool Size Report Adq Vx Dri Outline Layer Adq Vx Oln Para fabricar la placa de protecciones se necesitan los siguientes archivos Layer 1 Protecciones Top Layer 2 Protecciones Bot Excellon Format Drill File Protecciones Drd Tool Size Report Protecciones Dri Outline Layer Protecciones Oln Todos estos archivos est n2. a Autonom a 9Ah 8 d as 12Ah 11 d as 17Ah 16 d as 24Ah 22 d as 45Ah 41 d as Tabla 3 Autonom a del adquisidor en modo intermitente El panel solar se debe elegir de forma que en las horas pico de luz suministre la energ a consumida en el d a El adquisidor consume 0 54W Asumiendo 6 horas de carga por d a el panel solar debe ser de una potencia mayor o igual a 2 2W 3 3 2 Consumo y autonom a modo continuo y sensor ultras nico El cliente tiene un tipo de sensor llamado ultras nico que puede adquirir hasta diez datos por segundo Su consumo es de 110mA en 12V Usualmente se usa para adquirir datos de forma continua El sensor genera 2MB de datos por d a Esto equivale a diez minutos diarios de transferencia de datos La Tabla 4 muestra el c lculo del consumo medio de esta estrategia Federico Blanco Pablo Massaferro Sebasti n Torterolo P gina 6 ADQ VX Manual de Fabricaci n y Desarrollo Estado Fracci n de Tiempo J Consumo Instant neo Consumo Medio Adquisici n Todo el tiempo 110mA adquisidor 220mA 110mA sensor Env o de Datos 10 1440 210mA 1 5mA Consumo Medio Total 221 5mA Tabla 4 Consumo medio del adquisidor en modo continuo con un sensor ultras nico El consumo medio para esta estrategia es 221 5mA La Tabla 5 muestra la autonom a del adquisidor bajo esta estrategia para distintos valores de capacidad de bater a Bater a Autonom a
3. Linux flashcp v ulmage 2 6 21 r1 gumstix custom verdex bin dev mtd2 Cuando termina el comando flashcp desenchufar y enchufar la alimentaci n Federico Blanco Pablo Massaferro Sebasti n Torterolo P gina 11 ADQ VX Manual de Fabricaci n y Desarrollo 5 Entornos de Desarrollo Se utilizaron dos entornos de desarrollo Buildroot para modificar el arrancador uboot y Open Embedded para el resto de la aplicaci n 5 1 Buildroot Para instalar Buildroot en una computadora personal se deben realizar las siguientes acciones 1 Instalar los siguientes programas S sudo apt get install autoconf automake bison byacce gcc geac S sudo apt gel sudo apt ge install make ncurses devel subversion zlib devel install textinfo flex 2 Instalar el Buildroot S sua co migas Sa cuinsieisz cometes loud elias a run gumstix buildroot 3 Configurar el Buildroot S cel gunstis buide oo make defconfig En el primer mensaje elegir la opci n 12 En el segundo mensaje elegir la opci n que corresponda a la computadora embebida usada 4 Compilar el Buildroot make Este proceso puede llevar varias horas Por m s detalles sobre Buildroot y la instalaci n para su distribuci n de Linux visitar http docwiki qumstix orga index php Main_Page 5 2 Open Embedded Para instalar Open Embedded en una computadora personal se deben realizar las siguientes acciones 1 Instal
4. adq vx S bitbake c clean scripts adg vx 4 Compilar la imagen bitbake adgq vx im ag Federico Blanco Pablo Massaferro Sebasti n Torterolo P gina 13
5. disponibles en el CD del proyecto 3 5 Armado 3 5 1 Soldado de Componentes La mayor a de los componentes de la placa adq vx son de montaje superficial Todos los componentes de la placa de protecciones son through hole Para determinar la ubicaci n de los componentes consultar los esquem ticos que est n disponibles en el Ap ndice A de la documentaci n del proyecto y en el CD 3 5 2 Gabinete La Figura 1 muestra un ejemplo de armado del gabinete Federico Blanco Pablo Massaferro Sebasti n Torterolo P gina 8 ADQ VX Manual de Fabricaci n y Desarrollo 4 Instalaci n de Software 4 1 Precauciones Antes de conectar una computadora embebida al adquisidor debe asegurarse que se haya instalado la imagen de la aplicaci n Si se utiliza el arrancador uboot y el sistema de archivos de f brica se generan cortocircuitos que pueden da ar el hardware 4 2 Consola Para poder hacer una consola e instalar el software se debe bajar el programa Kermit S sudo apt get install ckermit 1 Conectar el cable null modem al puerto serie del PC y al puerto serie 1 de la placa adq vx 2 Ejecutar kermit kermit 1 dev ttysS0 donde dev ttySO es el puerto serial utilizado en la computadora Host 3 Ajustar los par metros de conexi n para conectarse con el adquisidor C Kermit gt set speed 115200 C Kermit gt set reliable C Kermit gt fast C Kermit gt set carrier watch off C Kermit gt
6. set flow control none C Kermit gt set prefixing all C Kermit gt set file type bin C Kermit gt set rec pack 4096 C Kermit gt set send pack 4096 C Kermit gt set window 5 4 Realizar la conexi n con el puerto C Kermit gt connect 5 Energizar el adquisidor Se despliega en pantalla el arranque del sistema 6 Identificarse en el sistema utilizando como nombre de usuario root y password gumstix 7 Al finalizar se puede volver a kermit escribiendo CTRLA y presionando la letra c Escribir quit para salir del programa C Kermit gt quit 4 3 Instalaci n del arrancador uboot 1 Copiar el archivo uboot bin disponible en el CD del proyecto en un pendrive Federico Blanco Pablo Massaferro Sebasti n Torterolo P gina 9 ADQ VX Manual de Fabricaci n y Desarrollo 2 Armar la plataforma de desarrollo de Gumstix console vx verdex fuente cable USB adaptador USB 3 Conectarse a la computadora serie con una consola en kermit Cap tulo 4 2 4 Conectar el pendrive al Gumstix 5 Copiar uboot bin en tmp S cp media hdd uboot bin tmp 6 Copiar las herramientas de manejo de memoria flash a tmp cp usr bin flash eraseall tmp Sep usa pintas Emp cp ust bpin tlesh unlock tmp 7 Ingresar al directorio tmp eel mo 8 Instalar el uboot bin flash unlock dev mtd0 flashcp y uboot bin dev mtd0 Cuando termina el comando flashcp desenchufar y enchufar la alimentaci n Precau
7. 1 Montaje adq vx Federico Blanco Pablo Massaferro Sebasti n Torterolo P gina 4 ADQ VX Manual de Fabricaci n y Desarrollo 3 Fabricaci n 3 1 Compra de Componentes A continuaci n se listan los proveedores de los componentes del adquisidor Todos los proveedores son de Estados Unidos Las compras se realizan por Internet e Gumstix www gumstix com e Sunstone Circuits www sunstone com e Digikey www digikey com e Mouser www mouser com e Janus www jaus rc com El Anexo A de la documentaci n del proyecto contiene la lista de materiales y proveedores 3 2 Compra de Gabinete Se puede utilizar cualquier tipo de de caja estanco IP54 o superior de dimensiones m nimas 40 x 30 x 15 cm Se sugiere el gabinete marca Argenpol modelo AGP 4232 1P Est disponible en FIVISA 3 3 Compra de Bater a y Panel Solar El adquisidor se puede alimentar con una tensi n ente 6V y 18V Se recomienda usar bater as de gel de 12V La capacidad de la bater a depende del uso que se le d al adquisidor El consumo medio del adquisidor depende de la estrategia de muestreo utilizada y de la cantidad de datos enviados La Tabla 1 muestra los consumos instant neos de adquisidor alimentado en 12V Estado Consumo mA Standby 32 Adquisici n 110 Env o de Datos 210 Tabla 1 Consumo instant neo del adquisidor Con estos datos es posible estimar el consumo medio del adquisidor para distin
8. ADO VK Q Manual de Fabricaci n y Desarrollo Adquisidor ADQ VX 1 0 Proyecto Adquisidor Remoto Facultad de Ingenier a Universidad de la Rep blica Federico Blanco Pablo Massaferro Sebasti n Torterolo Tutores Ing Juan Pablo Oliver Ing Nicol s Antoniello 2008 ADQ VX Manual de Fabricaci n y Desarrollo Contenido A A RO 3 2 Requerimientos de Hardware ooociocccccccocicoccconocnnccnnncnnnnnnnnnnnnnn anna nr rra nn nn rrrnr rra rrnnnnnnnnn 3 2 Computadoras taciones E EEA A ites 3 2 2 Plataforma de desarrollo Gumsitx ooooooonnioconcccnnoconnnnnnnnnncconenrnncnnnnnenercnnnannnnnnas 3 SLFADACACI ON o do ecc cnLO 5 3 1 Compra de COMPpONeNteS occcccccccococenicnnnnnnnnennnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnonnnnnnnnninenininiss 5 3 2 Compra de Gabinete oocccccncccccccccnnccnncnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnneninnninnnis 5 3 3 Compra de Bater a y Panel Solar oommccccnnnnininnninmoccccrnrnnnnnnnrarrrecnnnen 5 3 4 Compra de Circuitos IMpresosS oooccccccnnccncccnccnnocnninnnnnnninnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnninnninininnn 7 A ATA A A A ET 8 4 Instalaci n de Software siii iatais 9 APEC ELO E AE E E E T 9 A aesan a a a Eea eai ieta 9 4 3 Instalaci n del arrancador uboot ccoocoooniocconccncccnnnnanasanenccrerenn cnn rr nrnnnennnn nas 9 4 4 Instalaci n del kernel y sistema de archivos 0oooooocccccccccccococcccnncccnnnnnananccnnnnnnnnns 10 gt Entornos de Desarroll
9. ar los siguientes programas S sudo apt get install gcc patch help2man diffstat texi2html sudo apt get install makeinfo ncurses devel cvs gakw python dev sudo apt get install python pysqlite2 2 Bajar OE Federico Blanco Pablo Massaferro Sebasti n Torterolo P gina 12 ADQ VX Manual de Fabricaci n y Desarrollo mkdi S eel SS meto gums S ca su su A AS UF Ur UY r gumstix gumstix n co tix oe do groupadd oe s gumstix svn sourceforge net svnroot gumstix trunk t gumstix oe extras profile gt gt bashrc do supermodel sudo mkdir USES a G os your username hare sources sudo chgrp oe us sudo enmoc O75 sudo chmod ug s r share sources usr share sources usr share sources 3 Copiar la carpeta user collection del CD del proyecto en OE cp r user collection gumstix gumstix 0e 4 Compilar la imagen bitbake adgq vx imag Este proceso puede llevar varias horas Por m s detalles sobre OE y la instalaci n para su distribuci n de Linux visitar http www gumstix net 6 Modificaci n del Software Si se modifican los scripts de la imagen de adq vx y se desea crear una nueva imagen seguir las siguientes instrucciones 1 Comprimir la carpeta adq vx con tar gz 2 Mover la carpeta comprimida a e gumstix gumstix o e user collection packages scripts adq vx files 3 Borrar los archivos compilados de scripts
10. ci n Si algo sale mal en este proceso la computadora embebida podr a quedar inutilizada En caso de falla no apagar la computadora embebida y mandar un mensaje a la lista de distribuci n de la empresa Gumstix con una descripci n del problema 4 4 Instalaci n del kernel y sistema de archivos 1 Copiar en un pendrive los archivos e adq vx image gumstix custom verdex jffs2 e ulmage 2 6 21 r1 gumstix custom verdex bin Est n disponibles en el CD del proyecto 2 Armar la plataforma de desarrollo de Gumstix console vx verdex fuente cable USB adaptador USB 3 Conectarse a la computadora serie con una consola en kermit Cap tulo 4 2 4 Conectar el pendrive al Gumstix 5 Copiar en tmp los archivos e adq vx image gumstix custom verdex jffs2 e ulmage 2 6 21 r1 gumstix custom verdex bin Federico Blanco Pablo Massaferro Sebasti n Torterolo P gina 10 ADQ VX Manual de Fabricaci n y Desarrollo cp media hdd adgq vx image gumstix custom verdex Jffs2 tmp S cp media hdd ulmage 2 6 21 r1 gumstix custom verdex bin tmp 6 Copiar las herramientas de manejo de memoria flash a tmp cp usr bin flash eraseall tmp S cp usr bin flashop Eno Step se ln telas ken 7 Ingresar al directorio tmp eod amo 8 Borrar el sistema de archivos flash eraseall j dev mtd1 9 Instalar el sistema de archivos flashcp v adg vx image gumstix custom verdex jffs2 dev mtdl 10 Instalar el kernel de
11. o ii ita a riera Rca 12 A A TIA 12 52 Open Embedded tacon a eos 12 Federico Blanco Pablo Massaferro Sebasti n Torterolo P gina 2 ADQ VX Manual de Fabricaci n y Desarrollo 1 Introducci n Este manual detalla el procedimiento para la fabricaci n del adquisidor adq vx Incluye una gu a para la modificaci n del software o el desarrollo de nuevas aplicaciones Se recomienda leer la documentaci n del proyecto y el manual de usuario 2 Requerimientos de Hardware Para poder instalar el software del adquisidor y desarrollar nuevas aplicaciones se requiere una computadora y una plataforma de desarrollo para las computadoras embebidas Gumstix 2 1 Computadora Sistema Operativo Linux 512MB de memoria RAM 20 GB libres Conexi n a Internet por banda ancha Puerto serie RS 232 2 2 Plataforma de desarrollo Gumsitx Para poder realizar la primera instalaci n del software son necesarios los siguientes elementos que pueden ser adquiridos en www gumstix com Placa de expansi n console vx PKG 10003 Fuente 5 0 vit Euro Power Adapter PWR002 EU Cable serie serial null modem cable CBL0002 Cable USB USB cable CBL0001 Adaptador USB USB Gender Changer CONHO0O100 Tornillos y espaciadores Screws 8 Spacers kit KIT0013 La Figura 1 muestra la plataforma de desarrollo armada Federico Blanco Pablo Massaferro Sebasti n Torterolo P gina 3 ADQ VX Manual de Fabricaci n y Desarrollo Figura
12. tas estrategias de muestreo Para determinar el tiempo de env o de datos en funci n de la cantidad de datos a enviar se puede asumir una velocidad de transferencia de Federico Blanco Pablo Massaferro Sebasti n Torterolo P gina 5 ADQ VX Manual de Fabricaci n y Desarrollo 24kbps En los Cap tulos 3 3 1 y 3 3 2 se resume el c lculo de consumo medio para dos estrategias de muestreo t picas 3 3 1 Consumo y autonom a medidas de los diez ltimos minutos de una hora Una estrategia muy utilizada en este tipo de adquisidores es promediar las medidas de diez minutos consecutivos una vez por hora Esta estrategia permite que la mayor parte del tiempo el adquisidor trabaje en modo de bajo consumo Debido a que s lo se guarda un valor por hora es razonable suponer 100KB como cantidad m xima de datos a transmitir por d a Bajo estas hip tesis el tiempo de env o de datos en menor a un minuto por d a La Tabla 2 muestra el c lculo del consumo medio de esta estrategia Estado Fracci n de Tiempo Consumo Instant neo Consumo Medio Standby 5 6 32mA 26 66mA Adquisici n 1 6 110mA 18 33mA Env o de Datos 1 1440 210mA 0 15mA Consumo Medio Total 45 1mA Tabla 2 Consumo medio de la estrategia intermitente El consumo medio para esta estrategia es 45 1mA La Tabla 3 muestra la autonom a del adquisidor bajo esta estrategia para distintos valores de capacidad de bater a Bater
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