en corto circuito(17)agosto2008

Julio 2008

EDITORIAL

CON

TEN

IDO

Del Editor al Lector 3

MEMORIA DE LA III FERIA DE L A E S C U E L A D E E L E C T R Ó N I C A Y TELECOMUNICACIONES

DISEÑO DE UN FILTRO DIGITAL MEDIANTE UN DSPIC 30F4011 Y CON UN DAC VIS UALIZAR LAS DIFERENTES SEÑALES A OBTENER.

74

ANÁLISIS GEOESTADISTICO EN R

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I I C O N G R E S O I N T E R N A C I O N A L D E TELECOMUNICACIONES IP

CLUSTERS ROCKS

11

CULMINÓ CON ÉXITO EL TALLER DE CONSTRUCCIÓN DE ANTENAS

12

ARQ. DE COMPUTADORES 14

ARQUITECTURA DE REDES DE ALTO NIVEL

25

PROGRAMACIÓN PARALELA PROYECTOS

32

IMPLEMENTACIÓN DEL MODELO SWAT SOBRE UN E N T O R N O D E COMPUTACIÓN DISTRIBUIDA

MARCADOR ELECTRÓNICO 70

UNA APROXIMACIÓN CTS AL ANÁLISIS DE LA INDUSTRIA DE LA QUININA EN LA ZONA DE LOJA EN EL SIGLO XVIII

51

PESQUISA DE HARDWARE: GESTIÓN PRODUCTIVA I

65

UNA APROXIMACIÓN CTS A LA IMPLEMENTACIÓN DE LA PRIMERA EMPRESA DE S E R V I C I O E L É C T R I C O PÚBLICO EN EL ECUADOR

58

4

40

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CONTROL DE MOTORES DE CORRIENTE CONTINUA

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SISTEMA DE MENSAJES DE VOZ BASADOS EN FPGAs

92

IMPLEMENTACIÓN DE UN RECONOCEDOR DE PALABRAS

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DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN ELECTROCARDIÓGRAFO DIGITAL BASADO EN EL dsPIC30f2010

EVENTO INTERNACIONAL DE N E G O C I O S P A R A E L DESARROLLO DEL SERVICIO Y DE LA INDUSTRIA DE LA ROBÓTICA MÓVIL

99

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EVENTOS REALIZADOS EN EL MES DE JUNIO INICIO DE EXPOSICIONES DE TRABAJOS REALIZADOS EN LA ESCUELA DE ELECTRÓNICA

113

EVALUACIÓN DE PLANTA E X T E R N A D E L A R E D TELEFÓNICA DE PACIFICTEL S.A. PARA LA PRESTACIÓN DE SERVICIOS DE BANDA ANCHA EN LA CIUDAD DE LOJA

117

DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN REPETIDOR PASIVO PARA TELEFONÍA MÓVIL

126

D I S E Ñ O D E L A I N F R A E S T R U C T U R A D E COMUNICACIONES PARA PRESTACIÓN DE SERVICIOS EN

134

SISTEMA DE TRANSMISIÓN DIGITAL 16-QAM ORIENTADO A RDS EN FPGAs

147

DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE U N R E C E P T O R D E F M COMERCIAL UTILIZANDO EL

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ACTIVIDADES IEEE 160

EN NUESTRA ESCUELA 171

EDITORIAL

ED

ITOR

IAL DEL EDITOR AL LECTOR

En esta edición de la revista En Cortocircuito les damos a conocer algunas investigaciones y proyectos realizados en nuestra Escuela , que esperamos sean de su agrado.

El por qué de esta revista La Escuela de Electrónica y Telecomunicaciones de la UTPL, creó la revista con la intención de gestionar un espacio para la difusión del trabajo de investigación y desarrollo de profesionales en formación y docentes investigadores.

“Quedan abiertas las puertas de este modesto medio de comunicación para que todos quienes deseen desarrollar, investigar e innovar dentro del maravilloso campo de la Electrónica y las Telecomunicaciones, lo hagan.” Rafael-Sánchez Puertas

LICENCIA CREATIVE COMMONS <a rel="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/"> <img alt="Creative Commons License" style="border-width:0" src="http://creativecommons.org/images/public/somerights20.png" /> </a> <br />Esta obra está bajo una <a rel="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/">licencia de Creative Commons</a>.

No. 17

Julio 2008

DIRECTOR Ing. Jorge Luis Jaramillo

[email protected]

EDITOR Elizabeth Calle Castro

[email protected]

REVISIÓN TECNICA Ing. Rafael Sánchez Puertas

[email protected]

“EN CORTO CIRCUITO” es una

publicación de la Escuela de Electrónica y

Telecomunicaciones de la Universidad Técnica

Particular de Loja

MEMORIA DE LA III FERIA DE LA ESCUELA DE ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES

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I I I FERIA DE ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES

El día Viernes 6 de julio del presente año en el Hall del Edificio del Octógono de la Universidad técnica Particular de Loja, se realizó la III FERIA DE LA ESCUELA DE ELECTRONICA Y TELECOMUNICACIONES, misma que duró todo el día con el siguiente horario: en la mañana de 9H00 a 12H00, y en la tarde de 15H00 a 18H00. En el acto inaugural se tuvo el honor de contar con la presencia de la Mgs. Fanny Aguirre, Directora de Relaciones Interinstitucionales, del Ing. Jorge Luis Jaramillo, Director de la Escuela de Electrónica y Telecomunicaciones y Docentes Investigadores de la misma. La organización de este evento estuvo a cargo del Ing. Rafael Sánchez Puertas, docente investigador de nuestra Escuela, conjuntamente con los profesionales en formación Alex Guamán y Kiomar Valle. Los proyectos y trabajos expuestos en la Expo Feria son los que se detallan a continuación: INTERRUPTOR ACTIVADO POR

TACTO EXPOSITORES:

• Evelyn Alvarado • María Fernanda Cun • Nadia Jaramillo • Estefanía Loaiza • Dayanna Montalvo

Figura 1

AMPLIFICADOR Y ECUALIZADOR DE AUDIO

EXPOSITORES:

• José Castillo • Diego Sarango • Javier Toledo

(ver la figura 2)

Figura 2


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MEDIDOR DE DISTANCIAS ULTRASÓNICO

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• José Castillo • Andrés Gutiérrez • Diego Sarango

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Figura 3

TERMÓMETRO DIGITAL

EXPOSITORES:

• Diego Pilco • Jimmy Carrión • Christian León

(ver la figura 4)

CASA AUTOMATIZADA EXPOSITORES:

• Diego Pilco • Jimmy Carrión • Christian León • Paola Chaunay • Andrés Gutiérrez

(ver la figura 5)

Figura 4

Figura 5

TERMÓMETRO DIGITAL

EXPOSITORES: • Paola Chaunay • Jimmy Elizalde • Jorge castillo

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TRANSMISOR DE FM COMERCIAL

EXPOSITORES:

• Ana Figueroa • Oswaldo Paladines • José Armijos • Bruno Valarezo

(ver la figura 6)

Figura 6

RECEPTOR DE FM COMERCIAL EXPOSITORES:

• Carlos Castillo • Bolívar Feijó • Edwin Quichimbo • Manolo Quishpe • Christian Vera

(ver la figura 7)

TRANSMISOR FM BANDA ANGOSTA

EXPOSITORES:

• Sandra González

• Francisco González • Dennis Reyes • Ángel Ordoñez • Hugo Castro

(ver la figura 8)

Figura 7

Figura 8

PAGINA 7 I II FERIA DE ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES

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RECEPTOR FM BANDA ANGOSTA

EXPOSITORES:

• Patricio Orellana • Vicente Cevallos

VoIP A LA VANGUARDIA DE LAS

COMUNICACIONES INTERACTIVAS

EXPOSITORES:

• Santiago Buri • John Sinche • Jimmy Sánchez

(ver la figura 9)

Figura 9

CONTROL DE VELOCIDAD DE UN MOTOR DC

EXPOSITORES:

• Nadia Jaramillo • María Fernanda Cun • Dayanna Montalvo

(ver la figura 10) MEDIDOR DE NIVEL DE LÍQUIDO

EXPOSITORES.

• Jose Armijos • Santiago Buri • Jean Burneo

(ver la figura 11)

Figura 10

Figura 11

PROTOTIPO DE LABORATORIO VIRTUAL CON ACCESO REMOTO

EXPOSITORES:

• Astrid Barrazueta • Giovanni Armijos

(ver la figura 12)

TERMOMETRO DIGITAL

EXPOSITORES: • Diego Maza • Christian Moncada

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• John Sinche (ver la figura 13)

Figura 12

Figura 13

BALANZA DIGITAL

EXPOSITORES. • Santiago Loaiza • Robert Chuquimarca

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GLP (Gas Licuado de petróleo)

EXPOSITORES: • Ricardo Agila

• Sergio Jaramillo • Jimmy Sánchez • Marcelo Valdivieso • Lennin Guaya

(ver la figura 15)

Figura 14

Figura 15

SEGURIDAD INDUSTRIAL

EXPOSITORES: • Maximiliano Mendoza • Ángel Guamán • Gabriel Berrú

PAGINA 9 I I I FERIA DE ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES

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Figura 16

GRUPO DE MICROCONTROLADORES

EXPOSITORES:

• Vanessa Cuesta • Verónica Maldonado • Marcelo Ramírez • Jenny Sarango • Max Rohoden • Hugo Ramírez • Norman Esparza • Paola Chaunay • Verónica padilla

(ver la figura 17)

Figura 17

ENERGÍAS ALTERNATIVAS

EXPOSITORES: • Cesar Carrión • Patricio Orellana

(ver la figura 18)

Figura 18

GRUPO DE ROBÓTICA

EXPOSITORES: • Juan Peña • Fabián Farfán • Joel Rentaría • Bruno Valarezo

Grupo de Futuros ingenieros: • Sebastián Ortega (Escuela

APC) • Andrés Arévalo (Liceo de

Loja) (ver la figura 19)

TRANSFORMADORES ELÉCTRICOS

EXPOSITORES:

• Diego Maza

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III FERIA DE ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES

• Christian Moncada • John Sinche

(ver la figura 20)

Figura 19

Figura 20

Esta actividad se seguirá realizando año a año, y esperamos que siga habiendo esa participación masiva de los profesionales en formación y el apoyo incondicional de los docentes investigadores.

PAGINA 11 PARTICIPACIÓN EN CONGRESO DE TELECOMUNICACIONES IP

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II CONGRESO INTERNACIONAL DE

TELECOMUNICACIONES IP

Los días 10, 11 y 12 de julio del 2008 se desarrolló el II Congreso Internacional de Telecomunicaciones IP en la ciudad de Quito, organizado por el CITIC (Centro Internacional de Investigación Científica en Telecomunicaciones, Tecnologías de Información y las Comunicaciones).

En dicho congreso se contó con importantes instituciones representantes de las telecomunicaciones tanto a nivel nacional como internacional, dentro de los cuales destacan la UIT (Unión Internacional de Telecomunicaciones), la SUPERTEL (Superintendencia de Telecomunicaciones), PORTA, TELCONET, CISCO, etc. Además, se tuvo la oportunidad de contar con ponencias sobre temas relevantes en cuanto a telecomunicaciones IP se refiere, una de las ponencias se dio por parte de la Ing. Gabriela Correa con el tema de tesis “Sistema de audio y video portátil”, desarrollado en la Escuela de Electrónica y Telecomunicaciones de la UTPL. Así mismo se destaca la presencia de la Ing. Katty Rohoden, docente investigadora de nuestra Escuela.

CULMINÓ CON ÉXITO EL TALLER DE CONSTRUCIÓN DE ANTENAS

Algunos de los participantes junto al Ing. Marco Morocho, luego de finalizar la construcción de las antenas

Como parte de las materias complementarias que se pusieron a consideración de los profesionales en formación en el periodo académico Marzo-Agosto2007, se encontraba el Taller de Construcción de Antenas, que tuvo una acogida masiva, lo que presagiaba su éxito. Con un total de 75 participantes, el Taller dio inicio el 5 de Junio y se extendió hasta el 2 de Agosto. Las clases se dictaros los días viernes (15H00 a 17H00) y sábados (13H00 a 19H00) tanto en las aulas de la Universidad como en el taller. Tal cantidad de asistentes hizo necesario que los estudiantes se agruparan en cuatro paralelos.

Proceso de construcción de las antenas

El tutor, Ing. Marco Morocho, indicó que las antenas fueron construidas para las bandas de frecuencia de VHF, UHF y SHF, según las necesidades de los

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PAGINA 13 TALLER DE ANTENAS

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participantes. Los diseños fueron desde antenas Yagi, diédricas, hasta reflectores parabólicos. Un especial agradecimiento es necesario hacerlo al profesional en formación Sigifredo Vire, gracias al cual se tuvo la posibilidad de trabajar en el “Taller Vire”, lo que facilitó la construcción de las antenas. El Taller tuvo una valoración de 2 créditos ECTS. La Escuela de Electrónica y Telecomunicaciones seguirá brindando este tipo de cursos y espera que los profesionales en formación los sigan acogiendo como lo han hecho hasta ahora.

Alineamiento de los elementos de la antena Construcción de un dipolo de 300 ohms

Construcción de un dipolo de 600 ohms Análisis de respuesta de la antena en la frecuencia diseñada

ARQUITECTURA DE COMPUTADORES

Autor: Patricio Puchaicela H. Profesionales en formación en I+D Hace dos años que empezamos con la idea de formar un equipo de investigación para la UTPL que permita aprovechar las características del hardware más las posibilidades de manipulación del software aprovechando las dos instancias al máximo. Conforme ha ido pasando el tiempo esta ilusión se ha ido plasmando en proyectos que han combinado satisfactoriamente el software con el hardware. El esfuerzo de los profesionales en formación es un ejemplo claro de que, con una guía adecuada y una visión a largo plazo, los resultados se trasladan a tener actualmente: un laboratorio en su primera fase de arquitectura de computadores, un laboratorio de telecomunicaciones, un cluster de alto rendimiento y listo para portarse aplicaciones que requieran altas capacidades de cálculo. El proceso ha sido lento pero firme en sus logros a corto plazo sin dejar de lado la visión y misión universitaria de la UTPL, y creo que los proyectos de gran tamaño se están forjando con bases firmes y con profesionales en formación de primer nivel. Voy a detenerme un poco en explicar el actual trabajo desarrollado en proyectos que tienen que ver con: altas prestaciones, redes de alta velocidad, clusters de alto rendimiento e implementación de aplicaciones con requerimientos de cálculo masivo. Esta es una primera instancia para poder tener un conjunto de aplicaciones que aprovechen al máximo los recursos computacionales y a futuro pensar en portarlos a entornos grid. La experiencia obtenida durante este último semestre nos ha permitido afinar detalles en la estructura de soluciones que asocian lenguajes de programación, ambientes de programación paralela y distribuida; y por otro lado definir la utilización de clusters de: alto rendimiento, alta disponibilidad y alta eficiencia. La experimentación y pruebas han sido determinantes y nos han permitido comprender que las aplicaciones se ajustan a cada una de las características de HPC, HTC, HA respectivamente. Las experiencias nos han permitido ganar en

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todos sus ámbitos desde las mas usuales de trabajo en equipo combinando los profesionales en formación, tesista y docente investigador hasta la experiencia de trabajar con referentes internacionales en proyectos puntuales como por ejemplo la Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA). De nuestro lado se ha involucrado a 10 personas entre gestión productiva de las Escuelas de la EET y ECC, un tesista y un docente investigador, dando resultados exitosos con 6 publicaciones de investigaciones relacionadas con un solo proyecto. Lo obtenido hasta ahora es un cluster de alto rendimiento basado en Open Source Cluster Application Resources (OSCAR) con un ambiente de programación paralelo combinando LAM MPI R y Fortran; que nos permiten tener, además de un gran poder computacional, la posibilidad de que otras aplicaciones puedan aprovechar esta plataforma. La siguiente meta por nuestra parte es tener la posibilidad de contar con un centro de cálculo científico para la UTPL en donde se puedan implantar soluciones que aborden ámbitos relacionados con la medicina, la biología, las ciencias sociales, la ingeniería civil, las ciencias ambientales entre otros... que requieran de un estudio profundo y se necesite este tipo de tecnología para obtener en un menor tiempo los resultados. Ahora tener que seguir avanzando en I+D es un compromiso de nuestro equipo de trabajo y nos queda invitar a los profesionales en formación de la Escuela de Electrónica y Telecomunicaciones a ser partícipes de la construcción de su propia historia en la vida de la Universidad Técnica Particular de Loja.

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ANÁLISIS GEOESTADISTICO EN R Gustavo Bladymir Berrú Correa

[email protected]

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PALABRAS CLAVE Pixel, Análisis geoestadistico, Packages, Grass, biOPs, RESUMEN En el presente paper se va a tratar sobre análisis geoestadistico en el lenguaje R, para lo cual se preparo un ejemplo para la demostración de cómo obtener datos leyendo una imagen satelital a partir de funciones especificas que vienen en los paquetes de R. Este ejemplo sencillo se lo realizo en el sistema operativo Windows XP, con el paquete R 2.6.1, para lo cual se necesito de la instalación de algunas librerías como maps, biOps y otras derivadas de ellas. Para poder cargar la librería biOps, se necesitó la instalación de otros paquetes como fftw-3.1.2-dll, jpeg-6b-4-dll, y tiff-3.8.2-1-dll, y también se debe verificar que los binarios de las bibliotecas estén instalados en el directorio en su variable de entorno PATH. ABSTRACT Presently paper will be on analysis geoestadistico in the language R, for that which one prepares an example for the demonstration to obtain data reading an image satelital starting from functions specifies of how that they come in the packages of R. This simple example is carried out it in the operating system Windows XP, with the package R 2.6.1, for that which

bookstores like maps, biOps and others derived of them. To be able to load the bookstore biOps, it was needed the installation of other packages like fftw-3.1.2-dll, jpeg-6b-4-dll, and tiff-3.8.2-1-dll, and it should also be verified that the binary of the libraries are installed in the directory in their environment variable PATH. INTRODUCCIÓN El ejemplo que se realizó en el lenguaje R, únicamente analiza la imagen satelital obteniendo una gran cantidad de pixeles en un formato TXT, o en el formato que se le quiera dar; esta obtención de pixeles se la obtiene en una forma desordenada, lo cual nos indica que la librería y las funciones que estamos utilizando únicamente leen las imágenes y no realizan todavía ningún análisis en ella, Pero para la obtención del análisis de una imagen satelital, el lenguaje R se une mediante una serie de librerías (Grass package) con el paquete GRASS (Geographic Resources Analysis and Support System ). GRASS en los últimos años ha hecho un significante número de mejoras mediante la fusión de programas. La información de GRASS se encuentra almacenada en un directorio conocido como “database” (también llamado “GISDBASE”). Este directorio ha sido creado con mkdir o el manejador de

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archivos antes de comenzar a trabajar con GRASS. Dentro de este “database”, los proyectos son organizados por áreas de proyectos e n s u b d i r e c t o r i o s l l a m a d o s “locations”. Un “location” es definido por un sistema coordenado, una proyección cartográfica y unas fronteras geográficas. IDEAS DE PIXEL Un objeto de clase "Im" representa una idea de pixel. Es esencialmente una matriz de valores numéricos relacionados con una cuadrícula rectangular de puntos dentro de una ventana. Una imagen de pixel puede ser exhibida sobre la pantalla como una imagen digital, un mapa con curvas de nivel, o una superficie de liberación. Los objetos de idea pueden ser creados explícitamente usando “lm”. Los datos en otros formatos pueden ser cambiados por un objeto de "Im". Una imagen de pixel podría contener los datos experimentales legítimos, por ejemplo, una imagen de satélite de la región de estudio. Uno de los papeles importantes de ideas de pixel es suministrar los datos para modelos estadísticos. El valor de luminosidad de la idea en un pixel espacial es el valor que da por ejemplo a una cuenca, o alguna elevación, o

densidades de los mapas que se están tratando para el estudio [1].

LIBRERÍA biOPs Este paquete incluye aritmética, lógica, con tablas de miradas y las operaciones geométricas. Un poco de procesamiento de idea funciona, para detección de borde (algunos algoritmos incluyendo roberts, sobel, kirsch, marr - hildreth, astuto) y las operaciones por máscaras de pliegue (con máscaras predeterminadas tanto como usuario definir) son provistas. Los formatos de archivo soportados son jpeg y tiff (requiere libtiff y bibliotecas de libjpeg instaladas) [2]. A. INTALACION DE LA LIBRERÍA biOps EN WINDOWS Una librería o paquete es un conjunto de funciones sobre una temática común. El sistema R-base trae las librerías diseñadas por el núcleo central de desarrolladores (core). Sin embargo, el modelo descentralizado de producción de R conlleva que muchas funciones interesantes no se instalen con el paquete básico sino que estén contenidas en paquetes o librerías externas que hay que instalar p o r s e p a r a d o . A u n q u e s o n descargables desde muchos sitios de Internet, se recomienda su descarga desde el repositorio Comprehensive R Archive Network (CRAN) [3]. Por esta razón para la instalación de la librería biOps, si no se posee de conexión a internet primeramente se necesita bajar el paquete biOps de CRAN y luego instalar los paquetes de fftw-3.1.2-dll, jpeg-6b-4-dll, y tiff-3.8.2-1-dll, que son necesarios para que se pueda cargar la librería y también se debe verificar que los binarios


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de las bibliotecas estén instalados en el directorio en su variable de entorno PATH. Luego se procede a instalar desde Rgui, en la parte donde dice paquetes se hace un clic donde dice “instalación de paquetes a partir de archivos locales zip”, y luego se procede a cargarla con la función: > library(“nombre debla librería”) >library(maps)

Figura 2: Instalación de librerías

B. GUARADANDO DATOS EN R Para guardar datos en el entorno R se utiliza La función write.table guarda el contenido de un objeto en un archivo. El objeto es típicamente un marco de datos (’data.frame’), pero puede ser cualquier otro tipo de objeto (vector, matriz, etc.). Los argumentos y opciones son: write.table(x, file = "", append = FALSE, quote = TRUE, sep = " ", eol = "\n", na = "NA", dec = ".", row.names = TRUE, col.names = TRUE, qmethod = c("escape", "double")) Pero para realizar un ejemplo sencillo, no se toma mucho en consideración todos los parámetros que están en la tabla, pues por ejemplo si queremos

Tabla 1

guardar un vector o una matriz seria de la siguiente manera: Primero escribimos un vector x<- c(1:20) # vector del 1 al 20 Luego procedemos a guardarlo Write.table (x, file=”deber.txt”) z<- Write.table (x, file=”deber.txt”) #objeto Luego verif icamos donde se encuentra, con la función getwd(), donde nos debe salir el path. [1] "C:/Archivos de programa/R/R- 2.6.1rc". Y si queremos cambiar la dirección tenemos que utilizar la función setwd(), por ejemplo: setwd(“C:/data”) setwd(“/home/paradis/R”). Es necesario proporcionar la dirección


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(’path’) completa del archivo si este no se encuentra el directorio de trabajo. Al convertir al archivo guardado en un objeto, es mucho más fácil poder aplicarle algunas funciones aritméticas para luego proceder a graficar [4]. C. LEYENDO DATOS DESDE UN ARCHIVO R puede leer datos guardados como archivos de texto (ASCII) con las siguientes funciones: read.table (con sus variantes), scan y read.fwf. R también puede leer archivos en otros formatos (Excel, SAS, SPSS, etc.), y acceder a bases de datos tipo SQL, pero las funciones necesarias no están incluidas en el paquete base. Aunque esta funcionalidad es muy útil para el usuario avanzado, nos restringiremos a describir las funciones para leer a r c h i v o s e n f or m a t o A S C I I únicamente [5]. La función read.table crea un marco de datos (’data frame’) y constituye la manera más usual de leer datos en forma tabular. Por ejemplo si tenemos un archivo de nombre data.dat, el comando:

> x<-read.table("data.dat") Las variantes de red.table sirven para especificar las anchuras de los datos como por ejemplo La función read.fwf puede usarse para leer datos en archivos en formato fijo ancho: read.fwf(file, widths, sep="\t", as.is = FALSE, skip = 0, row.names, col.names, n = -1) Las opciones son las mismas que para read.table() con excepción de widths que especifica la anchura de los

campos. Por ejemplo, si un archivo de nombre datos.txt tiene los datos mostrados en la siguiente tabla, esto se puede leer con el comando: > x<- read.fwf("datos.txt", widths=c(1, 4, 3)) > x V1 V2 V3 1 A 1.50 1.2 2 A 1.55 1.3 3 B 1.60 1.4 4 B 1.65 1.5 5 C 1.70 1.6 6 C 1.75 1.7 GUARDANDO Y LEYENDO DATOS DESDE UN ARCHIVO En este ejemplo se va a dar la demostración del uso de read.table y de write.table, para lo cual se va a partir primeramente desde un documento TXT ubicado en el PATH de R, mediante el cual se va a realizar las graficas respectivas. El ejemplo tiene dos variables (x, y), la variable x significa la altitud y la variable y el grado de temperatura. El ejemplo trata de una relación entro dos variables; es decir entre más grande es la altitud la temperatura se va acercando cada vez mas a cero grados, esto sucede con las personas que realizan alpinismo cuando tratan de subir a un nevado. Primeramente damos valores arbitrarios a las


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variables. A la variable (y) le vamos a dar los valores de 1 a los 100 metros, y a la variable (x) le damos los valores de 20 a 0 grados. Estos valores se representan en una matriz en donde también se va a utilizar secuencias de números. Representación de la altitud en objeto y<-seq(0,100,10) #números del 1al 10 de diez .en diez Representación de los grados en objeto x<-seq(20,0,length=11) #números del 20 al 1 de dos en dos Convertimos estos objetos en una matriz de 11x2 >x=array(c(seq(0,100,10),seq(20,0,length=11)), dim=c(11,2)) >x [,1] [,2] [1,] 0 20 [2,] 10 18 [3,] 20 16 [4,] 30 14 [5,] 40 12 [6,] 50 10 [7,] 60 8 [8,] 70 6 [9,] 80 4 [10,] 90 2 [11,] 100 0 Guardamos este objeto en el PATH de R >write.table(x,file="ejemplo.txt") Leemos el archivo desde el directorio de R > read.table("ejemplo.txt") >m <- read.table("ejemplo.txt")

#objeto >m V1 V2 1 0 20 2 10 18 3 20 16 4 30 14 5 40 12 6 50 10 7 60 8 8 70 6 9 80 4 10 90 2 11 100 0 Entonces nuestras variables x y y quedarían remplazadas por V2 y V1 respectivamente. Con estos datos procedemos a graficar con la función plot. plot(m)

Figura 3: Grafica ejemplo1

La gráfica obtuvimos nos dice que a medida que una persona va escalando un nevado, la temperatura va descendiendo de los 20 grados hasta llegar a los 0 grados. En la figura 4 podemos aportar muchas cosa más como titulo, nombres a los ejes, colores, en donde nos va a quedar una grafica mas apreciable. > p<-read.table("ejemplo.txt") > par(bg="lightyellow")


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Figura 4: Grafica ejemplo1

>.plot(p,type="o",col="blue",pch=15, ann=FALSE)

>title(main="EJEMPLO",col.main="RED" ,font.main="4")

>.title(xlab="ALTURA",col.lab="purpl e")

>.title(ylab="TEMPERATURA",col.lab=" purple")

En la segunda gráfica se le ha aumentado el título, los nombres a los ejes y el fondo, y algunos colores alas letras (ver código). LEYENDO IMÁGENES DESDE EL ENTORNO R Para leer las imágenes satelitales se han usado la librería biOps y la librería rimage. A continuación vamos a dar a conocer un ejemplo muy sencillo en donde se guarda y se leen imágenes en formato .tiff y .jpg. y luego proceder a hacer la grafica respectiva. La librería biOps y la librería rimage leen imágenes con extensión jpg así que se va utilizar la librería rimage para realizar el ejemplo [6]. A. TIFF PARA WINDOWS Este software ofrece apoyo para el

Tag Image File Format (TIFF), un formato ampliamente utilizado para almacenar los datos de la imagen. Se incluyen en esta distribución de software es una biblioteca, libtiff, para la lectura y la escritura TIFF, una pequeña colección de herramientas s e n c i l l a s p a r a r e a l i z a r l a s manipulaciones de imágenes TIFF en sistemas UNIX, y documentación sobre la biblioteca y herramientas. La biblioteca, junto con los programas de instrumento, debe manejar la mayor parte de sus necesidades de lectura y escritura de imágenes TIFF en 32 - y 64-bit máquinas. Este software también se puede usar en mayores de 16 bits a pesar de que los sistemas pueden requerir cierto esfuerzo y es posible que tenga que dejar de lado algunas de las compresiones de apoyo [7]. B . L E Y E N D O I M Á G E N E S UTILIZANDO LA LIBRERÍA rimage APLICACIÓN DE LA FUNCIÓN THRESHOLDING Esta función aplica a una imagen. Usted puede escoger modo de umbral fijo o modo de análisis de discriminal. En el modo de umbral fijo, usted sólo puede especificar el valor de umbral. En el modo de análisis de discriminal, e l u m b r a l e s d e t e r m i n a d o automáticamente con el propósito de que los grupos estén separados más claramente; es decir cuando se utilice th=” ”, quiere decir que entre las comillas puede ir un valor, con el cual se puede aclarar y oscurecer la imagen, y cuando se utiliza “da” se acopla al grupo de imágenes. A continuación se presenta un ejemplo


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de la imagen de una rosa aplicando esta función [8]. Primeramente guardamos la imagen en el PATH de R con extensión JPG. Leemos la imagen con la siguiente función: library(rimage) read.jpeg(“rosa.jpg”) x<- read.jpeg(“rosa.jpg”) # convertido

en objeto Verificamos la imagen con la función plot() >plot(x)

Figura 5: Ejemplo función imagen 1

Proyectamos en la pantalla 4 imágenes, partiendo de la original, las otras 3 restantes tienen una resolución cada vez menor.

Figura 6: Ejemplo función imagen 1 El código muestra que es una aplicación sencilla, ya que solo se

utiliza la función plot() combinada con la función thresholding, y por ultimo se expresa las imágenes en una matriz de 2x2 library(rimage) < x<- read.jpeg("rosa.jpg") < op <- par(mfrow=c(2,2)) < plot(x, main="Original") <.plot(thresholding(x, m o d e = " f i x e d " , t h = 0 . 9 ) ,

main="th=0.9") <.plot(thresholding(x,

m o d e = " f i x e d " , t h = 0 . 6 ) , main="th=0.6")

<.plot(thresholding(x, mode="fixed",th=0.3), main="th=0.3") par(op) A P L I C A C I Ó N D E L A S FUNCIÓNES sobel, rgb2grey, lowpass, normalize, fftImg. Todas estas funciones analizan la imagen y la imprimen en escala de grises, por ejemplo:

Figura 7: Ejemplo función imagen 2 El es similar al anterior pero con las funciones que se esta analizando. > library(rimage) > x <- read.jpeg( "rosa.jpg") > op <- par(mfrow=c(2,2))


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cion sobel") >.plot(rgb2grey(x),main="funcion rgb2") >.plot(normalize(lowpass(x)), main="funcion lowpass") >.plot(normalize(fftImg(x)),main="fu ncion fftImg") > par(op) OBTENIENDO DATOS LEYENDO IMÁGENES UTILIZANDO LA LIBRERÍA rimage En esta sección se va a obtener datos en documentos de extensión TXT (bloc de notas), y CSV(hoja de Excel) a partir de leer una imagen, y luego se procederá a realizar las graficas posibles, ya que al guardar una imagen se obtienen miles de datos y el programa R no puede graficarlo excepto con algunas funciones plot(). Primero se guarda la imagen en el PATH de R Se procede a leerla desde R > read.jpeg(“loja.jpg”) > x<- read.jpeg(“loja.jpg”)# objeto Se guarda la imagen en el PATH de R (si no esta convertida en objeto no puede guardarse) > write.table(x,file=”loja.txt”) O también > write.table(x,file=”loja.csv”) Al guardar en estos formatos obtenemos los siguientes datos en Excel (ver figura 8) En bloc de notas

Figura 8: Datos en hoja de Excel

Figura 9: Datos en bloc de notas Las graficas que podrían salir de aquí son las siguientes.

Figura 10: Graficas del ejemplo 2 El gráfico negro muestra el nivel de pixeles que se encuentra en la imagen satelital del mapa de Loja, a continuación el código de las graficas. > library(rimage) > x <- read.jpeg( "rosa.jpg")


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> op <- par(mfrow=c(2,2)) > boxplot(x, main="funcion boxplot") >.sunflowerplot(x,main="sunflowerpl o t") > par (op) REFERENCIAS • [1] Ideas de pixel, SIG[en línea]

d i s p o n i b l e e n : http://cran.rproject.org/doc/contrib/rdebuts_ es.pdf [consulta 9-07-2008]

• [2][3] Librerías biOPs [en línea] d i s p o n i b l e e n : http://cran.rproject.org/doc/contrib/grafi3.pdf [consulta 9-07-2008]

• [4] Instalación de librerías biOPs[ en línea] disponible en: http://gettingstartedinstallationp a c k a g e s % 2 0 % 5 B R % 2 0 W i k i % 5 D . h t m [consulta 9-07- 2008]

• [5][6] Leyendo y guardando datos. [en línea] disponible en: http://translate.google.com.ec/tr a n s l a t e ? h l = es&sl=en&u=http://gpsim.sourc e f o r g e . n e t / g psimWin32/gpsimWin32.html&s a = X & o i = t r a nslate&resnum=2&ct=result&prev=/search %3Fq%3Djpeg-6b-4- bin.zip%26start%3D10%26hl%3Des%26sa %3DN [consulta 9-07-2008]

• [7][8][9] Tiff para Windows[en l í n e a ] d i s p o n i b l e e n : h t t p : / / T I F F % 2 0 G I S % 2 0 - %20R%20Learning%20R%20statis t i c a l % 2 0 d a t a % 2 0 l a n g u a g e . h t m / [consulta 09-07-20.

PAGINA 25 ARQUITECTURA DE REDES DE ALTO NIVEL

ARQUITECTURA DE REDES DE ALTO NIVEL Richard Fabricio Granda Hualpa

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PALABRAS CLAVE DHCP, DireccionIP, Sofware,F irewall,IPTRAF, Tecnologias de red RESUMEN El documento tiene como objetivo tra-tar de llegar a monitorear las redes de alto nivel mediante el programa lla-mado IPTRAF, el cual trabaja en el sistema operativo Linux. Antes de entrar definitivamente en lo que es el programa IPTRAF también el presente paper tiene como objetivo explicar algunos términos que son muy importantes en nuestro proyecto de gestión productiva 1, los cuales fueron de gran ayuda para comenzar a monitorear el clúster, este paper también trata de explicar como se de-be manejar el sistema operativo Li-nux ya que todo lo que realizamos ocupa este S.O. ABSTRACT The document has as aim try to come to monitorear the high-level networks by means of the program called IP-TRAF which is employed at the oper-ating system Linux. Before entering definitively in what is the program IPTRAF also the present paper it has as aim explain some terms that are very important in our project of productive management 1, which were of great help to begin to monitorear the clúster, this paper also tries to explain like it is necessary to handle the operating system Linux

since everything what we realize oc-cupies this S.O. INTRODUCCIÓN Como se explicó anteriormente, co-menzaré por lo más básico que es el manejo del S.O. Como ya sabemos, Linux es uno de los principales S.O. que se encuentran en el mercado hoy en día, ya que cuenta con algunas ventajas entre las cuales resalta que nos permite monitorear las redes y por ese motivo optamos por implan-tar este S.O. en el proyecto. También en este trabajo se ha tomado muy en cuenta tratar de explicar un poco de direcciones IP conjuntamente con DHCP que es un protocolo de red que permite a los nodos de una red IP obtener sus parámetros de configura-ción automáticamente. Se trata de un protocolo de tipo cliente/servidor en el que generalmente un servidor po-see una lista de direcciones IP dinámi-cas y las va asignando a los clientes conforme éstas van estando libres, sa-biendo en todo momento quién ha es-tado en posesión de esa IP, cuánto tiempo la ha tenido y a quién se la ha asignado después. También procederemos a hablar de firewall, que por lo general es un software (puede ser también un equi-po hardware dedicado) a través del cual nos conectamos a una red como Internet, y que sirve como filtro


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sobre el tráfico que por él pasa, en ambas direcciones, y que en un mo-mento dado puede rechazar cierto tráfico en alguna de las direcciones. Luego de todas estas explicaciones entraremos en si a hablar de IPTRAF el cual tiene como propósito propor-cionar estadísticas de red, controlar la carga de información sobre una red IP, ofrecer información de las conexio-nes TCP, las estadísticas y actividad de las interfaces, así como las caídas de tráfico TCP y UDP. Proporcionar una representación gráfica de la actividad de la red. DESARROLLO A. CUENTAS DE USUARIO EN LI-NUX Lo primero: la orden useradd El primer paso para crear una nueva cuenta consiste en utilizar el mandato useradd del siguiente modo: Ejemplo: Lo segundo: la orden passwd Después de crear la nueva cuenta con useradd, lo que sigue a continuación es especificar una contraseña para el usuario. Determine una que le resulte fácil de recordar, que mezcle núme-ros, mayúsculas y minúsculas y que, preferentemente, no contenga pala-bras que se encontrarían fácilmente en el diccionario. E j e m - plo:

Eliminar una cuenta de usuario En ocasiones un administrador necesi-tará eliminar una o más cuentas de usuario. Este es un procedimiento principalmente utilizado en servido-res y estaciones de trabajo a los cuales acceden múltiples usuarios. Para tal fin nos valdremos del mandato user-del. La sintaxis básica de userdel es la siguiente: userdel nombre_del_usuario Ejemplo: B. FIREWALL EN LINUX Mediante firewall podemos detectar el tráfico no deseado hacia nuestros sistemas, y, en general, los posibles ataques de que seamos objeto. De esta manera podremos aislar nuestros equipos del exterior, permitiendo nuestro uso de Internet de manera ab-solutamente normal pero minimizan-do en lo posible la probabilidad de padecer las consecuencias de un ata-que.

Figura 1 http://www.elrincondelprogramador.com/default.asp?

pag=articulos/leer.asp&id=14

La siguiente tabla proporciona ejem-plos de reglas del firewall [2]: Dynamic Host Configuration Proto-col (DHCP) El DHCP le permite al administrador

useradd nombre_del_usuari

useradd fulano

userdel fulano [1]

passwd fulano


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Figura 2: Reglas firewall supervisar y distribuir de forma cen-tralizada las direcciones IP necesarias y, automáticamente, asignar y enviar una nueva IP si la computadora esta conectada en un lugar diferente de la red. El protocolo DHCP incluye tres métodos de asignación de direcciones IP: Asignación manual o estática: Asigna una dirección IP a una máquina deter-minada. Se suele utilizar cuando se quiere controlar la asignación de di-rección IP a cada cliente, y evitar tam-bién que se conecten clientes no iden-tificados. Asignación automática: Asigna una dirección IP de forma permanente a una máquina cliente la primera vez que hace la solicitud al servidor DHCP y hasta que el cliente la libera. Se suele utilizar cuando el número de clientes no varía demasiado. Asignación dinámica: el único méto-do que permite la reutilización diná-mica de las direcciones IP. El adminis-trador de la red determina un rango de direcciones IP y cada computadora conectada a la red está configurada para solicitar su dirección IP al servi-dor cuando la tarjeta de interfaz de red se inicializa. El procedimiento usa un concepto muy simple en un inter-valo de tiempo

controlable. Esto facilita la instalación de nuevas máquinas clientes a la red [3]. A. DIRECCIONES IP Una dirección IP es un número que identifica de manera lógica y jerárqui-camente a una interfaz de un disposi-tivo (habitualmente una computado-ra) dentro de una red que utilice el protocolo de Internet (Internet Proto-col), que corresponde al nivel de red o nivel 3 del modelo de referencia OSI. Dicho número no se ha de confundir con la dirección MAC que es un número físico que es asignado a la tar-jeta o dispositivo de red (viene im-puesta por el fabricante), mientras que la dirección IP se puede cambiar [4]. B. TECNOLOGIAS DE RED (Ethernet Gigabit) Ethernet Gigabit es una ampliación de los estándares de conectividad de red más utilizados: Ethernet de 10 Mbps y Fast Ethernet de 100 Mbps. A 1000 Mbps, Ethernet Gigabit es 100 veces más rápido que Ethernet y 10 veces más rápido que Fast Ethernet. A me-dida que se utiliza más Fast Ethernet, también se utiliza más Ethernet Giga-bit para contribuir a mantener el an-cho de banda en la estructura princi-pal de la red y en el servidor [5]. Ventajas de Ethernet Gigabit Ethernet Gigabit incorpora mejoras que permiten conexiones rápidas de fibra óptica en el nivel físico de la red. Multiplica por diez la velocidad de transmisión de datos en el nivel MAC (control de acceso a medios) para


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videoconferencias, imágenes comple-jas y otras aplicaciones con uso inten-sivo de datos. Se puede ver también: • Mayores niveles de rendimiento

de la red, incluida la localización del tráfico y la transferencia de segmentos a alta velocidad en dos direcciones.

• Mayor escalabilidad de la red. Será más fácil añadir y gestionar más usuarios y aplicaciones que requieran muchos recursos.

• Reducción progresiva de los cos-tes globales [6].

C. TOPOLOGÍA DE REDES Topología en estrella Todos los elementos de la red se en-cuentran conectados directamente mediante un enlace punto a punto al nodo central de la red, quien se encar-ga de gestionar las transmisiones de información por toda la estrella [7].

Figura 3: topología estrella

Topología en bus En esta topología, los elementos que constituyen la red se disponen lineal-mente, es decir, en serie y conectados por medio de un cable: el bus. Las tra-mas de información emitidas por un nodo (terminal o

servidor) se propaga por todo el bus(en ambas direcciones), alcanzado a todos los demás nodos [8].

Figura 4: topología bus

Topología en anillo Los nodos de la red se disponen en unos anillos cerrados conectados a él mediante enlaces punto a punto. La información describe una trayectoria circular en una única dirección y el nodo principal es quien gestiona con-flictos entre nodos al evitar la colisión de tramas de información [9].

Figura 5: topología anillo


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IP TRAFFIC MONITOR

Figura 6 Esta opción del menú de IPTRAF nos permite el seguimiento del tráfico IP en tiempo real, además es un sistema de vigilancia que intercepta todos los paquetes detectados en todas las in-terfaces de red mostrando informa-ción adecuada al respecto, sobre todo el origen y el destino de direcciones [10]. A. GENERAL INTERFACE STATIS-TICS

Figura 7 Nos proporciona información acerca de las interfaces de red, y algunos pa-quetes de cuenta general. También incluye un indicador de actividad, lo que demuestra el número de Kilobits y paquetes de la interfaz que ve por segundo. Todas las cifras correspon-den a las entradas y salidas de paque-tes. (Una vez más, teniendo

en cuenta el modo promiscuo de las interfaces LAN, que simplemente hace que la máquina para interceptar todos los paquetes) [11]. B. DETAILED INTERFACE STATIS-TICS

Figura 8 La tercera opción del menú muestra las estadísticas de paquetes de cual-quier interfaz seleccionada. Propor-ciona básicamente la misma informa-ción que la opción general de interfaz de estadísticas, con detalles adiciona-les [12]. C. STATISTICAL BREAKDOWNS

Figura 9 La cuarta opción de IPTRAF nos per-mite descomponer los cargos de tráfi-co de paquetes ya sea por el tamaño o el protocolo TCP/UDP [13].


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D. LAN STATION MONITOR

Figura 10 Esta opción nos permite descubrir di-recciones MAC y nos muestra estadís-ticas sobre el número de paquetes en-trantes y salientes. Tiene un indicador para las entradas y salidas de kilobits por segundo para cada estación des-cubierto [14]. E. FILTERS

Figura 11 Los filtros nos permiten controlar cier-tos parámetros de información que aparecen en el monitor de IPTRAF, y los parámetros que el usuario no re-quiera tomarlos en cuenta para reali-zar un control estadístico del tráfico de red se los puede ignorar [15].

DATOS DEL PROYECTO *** General interfaz de registro de estadísticas generadas Julio martes 15 17:19:29 2008. Lo: 156 total, 156 IP, 0 no-IP, 0 errores checksum IP, el promedio de activi-dad de 5,62 kbytes / s, pico de activi-dad 200,20 kbytes / s, el pasado 5 de se-gunda actividad 0,00 kbytes / s eth0: 3204 total, 3204 IP, 0 no-IP, 0 errores checksum IP, el promedio de actividad de 14,92 kbytes / s, pico de actividad 454,80 kbytes / s, el pasado 5 de segunda actividad 0,00 kbytes / s eth1: 418 total, 418 IP, 0 no-IP, 0 erro-res checksum IP, el promedio de acti-vidad de 0,33 kbytes / s, pico de acti-vidad 0,80 kbytes / s, el pasado 5 de segunda actividad 0,60 kbytes / s 178 segundo tiempo de ejecución Julio Tue 15 17:19:29 2008; ******** Ge-neral interfaz estadísticas detenido ******** EXPLICACION: En la eth0 se registra los siguientes valores: 3204 que son el total de los paquetes IP de entrada y salida. En el intervalo de tiempo en el que fue enviado el programa de simulación, la red no estuvo saturada teniendo un prome-dio de actividad de 14.92 Kbytes / s pero hubo intervalos de tiempo en los que existió mucho tráfico producien-do picos de actividad de 454,80 Kby-tes / s. En la eth1 se registra los si-guientes valores: 418 que son el total de los paquetes IP de entrada y salida. En el intervalo de


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tiempo en el que fue enviado el pro-grama de simulación, la red no estuvo saturada teniendo un promedio de actividad de 0.33 Kbytes / s pero hubo intervalos de tiempo en los que existió mucho tráfico produciendo pi-cos de actividad de 0,80 Kbytes / s. El tiempo de registro de actividad del envío del programa de simulación fue de 178 segundos. CONCLUSIONES • Las redes de alto nivel son muy

importantes para la creación de un cluster ya que por medio de estas podemos realizar muchas cosas de manera rápida y segura garantizando así un buen traba-jo, como podemos observar para construir un cluster se necesita saber varias cosas para poder así escoger lo mejor y poder instalar una red muy eficiente para los usuarios. Además en todo este trabajo hemos logrado construir una red y no solo eso si no que también la hemos monitoreado a la red mediante Iptraf.

REFERENCIAS • ttp://www.linuxparatodos.net/

portal/staticpages/index.php? page=02-cuentas-usuario

• http://es.wikipedia.org/wiki/D H C P h t t p : / /www.liberaliatempus.com/articulos/linux/configurar-un-servidor-dhcp.html

• http://www.intel.com/cd/network/connectivity/emea/spa/242444.htm

• http://www.monografias.com/

• t r a b a j o s 1 5 / t o p o l o g i a s -neural/topologias-neural.shtml

• http://iptraf.seul.org/2.7/itrafmon.html

• http://iptraf.seul.org/2.7/netstats.html

• http://iptraf.seul.org/2.7/detst ats.html

• http://iptraf.seul.org/2.7/statbreakdowns.htm

• http://iptraf.seul.org/2.7/hostmon.html

• http://iptraf .seul .org/2.7/filters.html

PROGRAMACIÓN PARALELA Edgar Ortiz

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PROGRAMACIÓN PARALELA

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RESUMEN Este trabajo tiene la finalidad de cono-cer más acerca de la programación paralela y su aplicación en un clúster. PALABRAS CLAVES: Programación paralela, cluster, rmpi. INTRODUCCIÓN La programación paralela es una técnica de programación basada en la ejecución simultánea, bien sea en un mismo ordenador (con uno o varios procesadores) o en un clúster de orde-nadores, en cuyo caso se denomina computación distribuida. Al contrario que en la programación concurrente, esta técnica enfatiza la verdadera si-multaneidad en el tiempo de la ejecu-ción de las tareas. Los sistemas con multiprocesador y multicomputadores consiguen un au-mento del rendimiento si se utilizan estas técnicas. En los sistemas mono-procesador el beneficio en rendimien-to no es tan evidente, ya que la CPU es compartida por múltiples procesos en el tiempo, lo que se denomina mul-tiplexación o multiprogramación. El mayor problema de la computación paralela radica en la complejidad de sincronizar unas tareas con otras, ya sea mediante secciones críticas, semá-foros o paso de mensajes, para garan-tizar la exclusión mutua en las zonas del código en las que sea necesario.

adicionales [12]. CONCEPTOS PREVIOS. Gracias a las progresivas mejoras tec-nológicas desarrolladas durante las décadas pasadas, la capacidad de pro-cesamiento de los ordenadores ha au-mentado cada vez más. De todas for-mas, estas mejoras tecnológicas como aumento de la frecuencia de reloj en los procesadores, etc., tienen un límite físico, por lo cual el aumento de capa-cidad de procesamiento no es ilimita-do. Para la resolución de estos proble-mas se está investigando intensamen-te desde hace dos décadas el procesa-miento paralelo. Hoy en día ya tene-mos ordenadores comerciales que tra-bajan en paralelo, y esta parece ser la principal línea de investigación para mejorar la potencia de los ordenado-res. De hecho, esta técnica ya ha llegado a los ordenadores personales gracias a la posibilidad de añadir placas que contienen varios procesadores más. Esta línea de investigación ha dado lugar a los multiprocesadores y los multicomputadores. Sin embargo, que un ordenador tenga una mayor capa-cidad de procesamiento no se consi-gue simplemente colocando un núme-ro mayor de procesadores, sino que supone una gran complejidad, tanto en el hardware como en el software. Vamos a describir brevemente esta complejidad, centrándonos en los as-pectos de programación.

PAGINA 33 PROGRAMACIÓN PARALELA

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En primer lugar, no todo problema puede ser paralelizado. Hay proble-mas que son inherentemente secuen-ciales y por lo tanto es difícil conse-guir su ejecución en paralelo. De to-das formas, la mayoría de los proble-mas científicos descritos anteriormen-te se pueden describir fácilmente en paralelo. En segundo lugar, necesitamos una arquitectura paralela que permita eje-cutar una determinada aplicación, pe-ro también un lenguaje adecuado que permita expresar el paralelismo del problema. Este punto ha dado lugar a diversas líneas de trabajo e investiga-ción. A. Verificación de programas parale-los. Un programa en paralelo no tiene nada que ver con un programa se-cuencial, pues su comportamiento es muy diferente. Las técnicas de verifi-cación para programas secuenciales no sirven en el caso paralelo, por lo que se tiene que desarrollar toda la teoría formal de verificación de pro-gramas. Hay que tener en cuenta que en el caso paralelo nos aparecen pro-blemas tales como el deadlock, livelock, race conditions, el no determinismo, etc., que complican abundantemente la ve-rificación formal de un programa. B. Abstracción del hardware de la máquina. Mientras está claro que los lenguajes secuenciales son indepen-dientes de la máquina en que se ejecu-tan, no se puede decir lo mismo de los lenguajes paralelos. Es fácil que una independencia de la máquina conduz-ca a una pérdida de

potencia, por lo que habitualmente se encuentran ligados en mayor o menor medida a una arquitectura determina-da. Un ejemplo de unión estrecha lo tenemos con el lenguaje Occam cuyo desarrollo está vinculado al del trans-puter. Lo habitual es conseguir un grado de abstracción media, es decir, abstraer los detalles de más bajo nivel (tipo de conexión entre los procesado-res, potencia de cada procesador, me-canismo de acceso a memoria por los procesadores, etc.), para dejar sólo la referencia al modelo de procesamien-to empleado. C. Lenguajes síncronos o asíncronos. La mayoría de los lenguajes de pro-gramación desarrollados son asíncro-nos, es decir, son no deterministas y están basados en las nociones de pro-cesos y comunicaciones entre proce-sos. Ejemplos de lenguajes de este tipo son el ADA, MODULA, Occam, etc., y las extensiones paralelas para Fortran, C, etc. Pero también se han desarrollado lenguajes síncronos para aquellos pro-blemas de tiempo real deterministas, tales como interfaces para teclado o ratón, video juegos, problemas de re-gulación automática, etc. Un ejemplo de este tipo de lenguaje es el ESTE-REL, que fue el primero que se des-arrolló. D. Paralelización automática. El pro-blema que tiene el desarrollo de nue-vos lenguajes de programación es que todo el software desarrollado hasta la fecha se queda obsoleto. Para


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evitar esto, una de las líneas de inves-tigación más potenciadas en los últi-mos años es la paralelización automá-tica. La idea es que sea el compilador el encargado de determinar qué zonas del programa se van a ejecutar en pa-ralelo, a partir de un programa escrito en un lenguaje secuencial. Los prime-ros desarrollos en esta línea fueron para los casos de paralelismo de datos y en particular para operaciones que trataran con vectores, por lo que se denominó a dichos compiladores vec-torizadores. Generalmente, el lengua-je secuencial mas empleado en este grupo es el Fortran, quizás porque la mayoría de los supercomputadores utilizan este lenguaje. Un vectorizador Fortran analiza la secuencia de ins-trucciones para una posible traduc-ción a instrucciones vectoriales. Lógi-camente, es extremadamente depen-diente de la máquina objeto, puesto que debe tener en cuenta las especiales características de su hardware. Los principales análisis que realiza un vectorizador son: determinación del flujo de procesamiento entre subpro-gramas, chequeo de las relaciones de dependencias entre los subprogramas, análisis de las variables y reemplazo de los bucles internos por instruccio-nes vectoriales. Un estudio de muchas de estas técnicas puede encontrarse. Para máquinas de diseño MIMD esta técnica ha dado buenos resultados en sistemas de memoria compartida (multiprocesadores), habiendo poco trabajo aún desarrollado en el caso de m e m o r i a d i s t r i b u i d a (multicomputadores).

Especiales problemas se presentan cuando aparecen estructuras de datos recursivos, así como en el manejo de los arrays y de los punteros, debido a la dependencia de unos datos con otros y a no poder determinar exacta-mente esa relación entre ellos, condu-ciendo a veces a situaciones de ambi-güedad. Asimismo, otro de los proble-mas es el análisis interprocedural y el estudio del paralelismo anidado. E. Estilos de programación en parale-lo. Tenemos dos estilos de programación en paralelo: el paralelismo en los da-tos (data parallelism) o el paralelismo en el flujo de control del programa (control parallelism). El paralelismo en los datos se basa en realizar múltiples operaciones en paralelo sobre un gran conjunto de datos, mientras que el pa-ralelismo en el control del programa se basa en tener simultáneamente va-rios flujos de control ejecutándose en paralelo. Últimamente se está prestan-do una mayor atención al paralelismo dirigido por los datos. El lenguaje C desarrollado por Thinking Machines Corporation es un ejemplo de la im-portancia que está tomando este estilo de paralelismo. No hay que confundir esta dicotomía de estilos de progra-mación como sinónimos a la oposi-ción que hay en el diseño del hardwa-re de una máquina entre SIMD y MIMD. Si bien es cierto que los com-putadores SIMD son más adecuados para ser programados en un estilo de paralelismo de datos, también pueden ejecutar un paralelismo de control por


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interpretación, dependiendo el que tal interpretación sea práctica de los deta-lles de coste de esa máquina determi-nada. De la misma forma, aunque un diseño MIMD es más adecuado para ser programado en un estilo de para-lelismo con varios flujos de control, también se puede programar para un algoritmo con paralelismo en los da-tos. GRAFICA DE UNA APLICACIÓN DE LA PRO GRAMACIÓN PARA-LELA EN UN CLÚSTER

Figura1: Grafica de un cluster CLUSTER El término clúster se aplica a los con-juntos o conglomerados de computa-doras construidos mediante la utiliza-ción de componentes de hardware co-munes y que se comportan como si fuesen una única computadora. Hoy en día juegan un papel importante en la solución de problemas de las cien-cias, las ingenierías y del comercio moderno. La tecnología de clusters ha evolucio-nado en apoyo de actividades que van desde aplicaciones de supercómputo y software de misiones críticas, servi-dores Web y comercio electrónico, hasta bases de datos de

alto rendimiento, entre otros usos. El cómputo con clusters surge como re-sultado de la convergencia de varias tendencias actuales que incluyen la disponibilidad de microprocesadores económicos de alto rendimiento y re-des de alta velocidad, el desarrollo de herramientas de software para cómputo distribuido de alto rendi-miento, así como la creciente necesi-dad de potencia computacional para aplicaciones que la requieran. Simplemente, cluster es un grupo de múltiples ordenadores unidos me-diante una red de alta velocidad, de tal forma que el conjunto es visto co-mo un único ordenador, más potente que los comunes de escritorio. Clusters son usualmente empleados para mejorar el rendimiento y/o la disponibilidad por encima de la que es provista por un solo computador típicamente siendo mas económico que computadores individuales de rapidez y disponibilidad compara-bles. De un cluster se espera que pre-sente combinaciones de los siguientes servicios: Alto rendimiento (High Performance) Alta disponibilidad (High Availability) Equilibrio de carga (Load Balancing) Escalabilidad (Scalability) La construcción de los ordenadores del cluster es más fácil y económica debido a su flexibilidad: pueden tener todos la misma configuración de hardware y sistema operativo (cluster homogéneo), diferente rendimiento pero con arquitecturas y sistemas ope-rativos similares (cluster semi-


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homogéneo), o tener diferente hard-ware y sistema operativo (cluster heterogéneo), lo que hace más fácil y económica su construcción. Para que un cluster funcione como tal, no basta solo con conectar entre sí los ordena-dores, sino que es necesario proveer un sistema de manejo del cluster, el cual se encargue de interactuar con el usuario y los procesos que corren en él para optimizar el funcionamiento. A. Beneficios de la Tecnología Clus-

ter Las aplicaciones paralelas escalables requieren: buen rendimiento, baja la-tencia, comunicaciones que dispon-gan de gran ancho de banda, redes escalables y acceso rápido a archivos. Un cluster puede satisfacer estos re-querimientos usando los recursos que tiene asociados a él. Los clusters ofrecen las siguientes ca-racterísticas a un costo relativamente bajo: Alto Rendimiento (High Performance) Alta Disponibilidad (High Availabili-ty) Alta Eficiencia (High Throughput) Escalabilidad (Scalability) La tecnología cluster permite a las or-ganizaciones incrementar su capaci-dad de procesamiento usando tecno-logía estándar, tanto en componentes de hardware como de software que pueden adquirirse a un costo relativa-mente bajo. Clasificación de los Clusters El término cluster tiene diferentes

connotaciones para diferentes grupos de personas. Los tipos de clusters, es-tablecidos en base al uso que se dé a los clusters y los servicios que ofrecen, determinan el significado del término para el grupo que lo utiliza. Los clus-ters pueden clasificarse con base en sus características. Se pueden tener clusters de alto rendimiento (HPC – High Performance Clusters), clusters de alta disponibilidad (HA – High Availability) o clusters de alta eficien-cia (HT – High Throughput). High Performance: Son clusters en los cuales se ejecutan tareas que requie-ren de gran capacidad computacional, grandes cantidades de memoria, o ambos a la vez. El llevar a cabo estas tareas puede comprometer los recur-sos del cluster por largos periodos de tiempo. High Availability: Son clusters cuyo objetivo de diseño es el de proveer disponibilidad y confiabilidad. Estos clusters tratan de brindar la máxima disponibilidad de los servicios que ofrecen. La confiabilidad se provee mediante software que detecta fallos y permite recuperarse frente a los mis-mos, mientras que en hardware se evita tener un único punto de fallos. High Throughput: Son clusters cuyo objetivo de diseño es el ejecutar la ma-yor cantidad de tareas en el menor tiempo posible. Existe independencia de datos entre las tareas individuales. El retardo entre los nodos del cluster no es considerado un gran problema. Los clusters pueden también clasificar como Clusters de IT Comerciales


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(High Availability, High Throughput) y Clusters Científicos (High Perfor-mance). A pesar de las discrepancias a nivel de requerimientos de las aplica-ciones, muchas de las características de las arquitecturas de hardware y software, que están por debajo de las aplicaciones en todos estos clusters, son las mismas. Más aun, un cluster de determinado tipo, puede también presentar características de los otros. B. Componentes de un Clúster En general, un clúster necesita de va-rios componentes de software y hard-ware para poder funcionar. A saber: • Nodos • Sistemas Operativos • Conexiones de Red • Middleware • Protocolos de Comunicación y

servicios • Aplicaciones • Ambientes de Programación Pa-

ralela PROGRAMACIÓN PARALELA MPI Existen distintas maneras de interco-nectar varios procesadores en un sis-tema como: Sistemas de Memoria Compartida Están compuestos de procesadores y módulos de memoria interconectados. Existe un direccionamiento de memo-ria común para todos los procesado-res. La comunicación entre procesos es muy rápida, escalan a un máximo del orden 100 procesadores por pro-blemas de rendimiento y costo.

Sistemas de Memoria Distribuida Cada procesador tiene su propia me-moria. Un sistema de interconexión permite acceder la memoria de los otros procesadores, escalan a miles de procesadores. Existen distintas formas de programar aplicaciones que corran en varios pro-cesadores, estas se diferencian en complejidad y escalabilidad. OpenMP Es el compilador el que pa-raleliza el código, debe ser asistido por directivas dadas por el programa-dor, es poco eficiente y solo capaz de generar código para sistemas de me-moria distribuida. Memoria Compartida y Threads: Los distintos procesos comparten un área de memoria que usan para compartir información. Se adapta bien a siste-mas de memoria compartida pero es complicada e ineficiente de imple-mentar en sistemas de memoria distri-buida. Paso de Mensajes: La comunicación se hace explícitamente mediante men-sajes que contienen información y permite un fino control de la comuni-cación, la parte más costosa del cálcu-lo en paralelo. La programación resul-ta más compleja. A. MPI MPI es un estándar de programación en paralelo mediante paso de mensa-jes que permite crear programas por-tables y eficientes. MPI fue creado en 1993 como un estándar abierto por fabricantes y usuarios de sistemas pa-ralelos, cada proveedor de


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un sistema paralelo implementa MPI para su sistema. Existen implementaciones de fuente abierta, que permitieron el desarrollo de sistemas paralelos de bajo costo basados en software libre. MPI-2 apunta a ampliarse a otras áre-as de programación distribuida.

B. RMPI RMPI es el paso de mensajes a través del lenguaje de programación R el cual se encarga de llamar a los otros ordenadores llamados “esclavos” pa-ra realizar una tarea específica. Cada esclavo al finalizar su tarea envía los resultados al proceso máster y este se encarga de presentar los resultados. C. Ejemplo de programación en rmpi Un programa Hola Mundo: # Llamar a Rmpi. if (!is.loaded("mpi_initialize")) { library("Rmpi") } # Llamar tantos esclavos sean posi-bles: mpi.spawn.Rslaves() # En caso de que R se cierre inespera-damente, limpie a fondo los recursos tratados por rmpi(escalvos, memoria, etc...): .Last <- function(){ if (is.loaded("mpi_initialize")){ if (mpi.comm.size(1) > 0){ print("Favor usar

mpi.close.Rslaves() para cerrar escla-vos.") mpi.close.Rslaves() } print("Favor usar mpi.quit() para salir de R") .Call("mpi_finalize") } } # Pedir a cada esclavo un mensaje de respuesta identificándose: mpi.remote.exec(paste("Yo s o y " , m p i . c o m m . r a n k(),"de",mpi.comm.size())) # Pedir a cada esclavo que se cierre y que se finalice R: mpi.close.Rslaves() mpi.quit() CONCLUSIONES • La programación paralela es un

estilo de programación la cual nos sirve para trabajar en clus-ters.

• El cluster es una maquina com-

prendida por varios ordenado-res conectados para cumplir una tarea especifica.

• El mpi es un estilo de programa-

ción paralela que lo utilizamos para el cluster mediante el paso de mensajes.

• Esta aplicación es muy practica

debido al tiempo de respuesta que se obtiene.

• Mediante la programación


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paralela podemos a un proceso máster dividirlo en procesos es-clavos y enviarlo a cada nodo para que sea procesado.

REFERENCIAS • MPI Forum: http://www.mpi-

forum.org • LAM-MPI: http://www.lam-

mpi.org/

• M P I C H : h t t p : / / w w w -unix.mcs.anl.gov/mpi/mpich/

• http://es.wikipedia.org/wiki/ Cluster_de_computadores

• http://ace.acadiau.ca/math/ACMMaC/Rmpi/sample.html

• http://cran.r-project.org/ • http://www.netlib.org/utk/

p a p e r s / m p i - b o o k / m p i -book.html

CLUSTERS ROCKS

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CLUSTERS ROCKS Gabriel Andrés Requelme Rodríguez

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RESUMEN En el presente artículo presenta infor-mación referente al levantamiento de un Cluster HPC en Linux. He utiliza-do la herramienta NPACI Rocks 4.3, la cual se implementa en la distribu-ción de Linux Cent OS 4. Además, presentaré una comparación con una herramienta similar denominada Os-car. Con la implementación de este Clus-ter tipo High Performance Computing queremos optimizar el rendimiento al momento de procesar los datos refe-rentes al cálculo de cuencas hidrológi-cas, y al mismo tiempo utilizar herra-mientas como R, Swap, entre otras que trabajando paralelamente. Además, queremos obtener una red de alto rendimiento, para lo cual hemos de utilizar una interfaz de red denominada Gigabit Ethernet, la cual nos brinde una baja latencia en el env-ío y recibo de paquetes. Por medio de la implementación del Cluster HPC utilizando Rocks, logra-remos la integración de varios orde-nadores, uniendo todo su potencial a nivel de hardware. ABSTRACT Presently article presents information with respect to the rising of a Cluster HPC in Linux. I have used the tool

NPACI Rocks 4.3, which is imple-mented in the distribution of Linux Cent YOU 4. I will Also present a comparison with a denominated simi-lar tool Oscar. With the implementation of this Clus-ter type High Performance Comput-ing wants to optimize the yield to the moment to process the relating data to the calculation of hydrological basins, and at the same time to use tools like R, Swap, among others that working parallelly. We also want to obtain a net of high yield, for that which we must use an interface of denominated net Gigabit Ethernet, that which offers us a low latency in the shipment and receipt of packages. By means of the implementation of the Cluster HPC using Rocks, we will achieve the integration of several computers, uniting all their potential at hardware level. PALABRAS CLAVE • Cluster • HPC • Rocks • Oscar • Linux • Cent OS 4 • R

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INTRODUCCIÓN El fin de implementar un Cluster HPC es aumentar el rendimiento que se tie-ne en nuestras máquinas haciendo que trabajen de una forma paralela, y con un único fin, el cual es cumplir en el menor tiempo posible los trabajos que se ordenen a ejecutar en esta pla-taforma, además de que la informa-ción que resulte de los trabajos sea confiable, legible y manejable. Al to-car el tema de HPC estamos buscando el mejor rendimiento posible, tenien-do que tomar en cuenta muchos pun-tos, tales como: • Baja latencia • Paralelización • Sincronización • Procesamiento • Protocolos • Soporte de hardware heterogé-

neo • Accesibilidad • Espacio para almacenamiento La documentación relacionada a este proyecto se pondrá a disposición en una wiki, para de esta forma contri-buir con nuevos datos que se pueden generar a partir de este tema. DESARROLLO Descripción del proyecto Existen aplicaciones las cuales en un equipo de escritorio o incluso en un Workstation tardarían mucho en eje-cutarse, y devolver los resultados ob-tenidos, por lo cual se hace necesario implementar una solución con la cual logremos aumentar el rendimiento en procesamiento de los datos para obte-ner más rápido la

información solicitada. Existen varias soluciones para esto como contar con un supercomputador o levantar un clúster HPC. He utilizado Rocks para cumplir con este objetivo, dado que tiene varias características favorables con las que se facilita la implementación del Clus-ter, además, como es una herramienta específica para Clúster, las instalacio-nes y configuraciones las hace de for-ma automática. HPC Existen varias herramientas para la implementación de Clusters entre ellas están: Oscar, SCore, XCat, Ware-wulf, Openmosix, LCFG, Rocks, etc. El objetivo de un cluster de tipo HPC es que el rendimiento sea elevado, es-to se logra unificando varios ordena-dores a través de las herramientas co-mo Oscar o Rocks, logrando que haya un entendimiento y comprensión en-tre las máquinas al momento de ejecu-tar un trabajo. Al sumar los rendi-mientos individuales de cada maqui-nas se logra aumentar el rendimiento total del cluster. Componentes de un Cluster En la construcción de clusters se pue-de recurrir a varios componentes de hardware y software que se encuen-tran disponibles. Como podemos ver en la figura 1 lo indispensable en un clúster son tres cosas: aplicaciones, obviamente paralelas; un sistema operativo con una herramienta que puede Linux/Rocks 0 Linux/Oscar; y una

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Figura 1

performance en nuestros ordenadores que comprende conectividad, memo-ria, procesador y discos duros. Rocks NPACI (National Partnership for Ad-vanced Computational Infrastructure) Rocks es una colección de software de código abierto para crear un Clúster sobre Red Hat Linux. El objetivo principal de Rocks es per-mitir que la instalación de un Clúster sea lo más fácil posible. Con Rocks tenemos la posibilidad de integrar a todos los nodos que estén conectados en nuestra Red Local, el cual implementa software especifico que provee la facultad de paralelizar procesos, compartir recursos tanto software como hardware, además de información, permite que los nodos se comuniquen y estén sincronizados. La esquema de Rocks sencillo, tiene como nodo principal un servidor de-nominado frontend, el cual deberá

contar con dos interfaces de red, una para la salida hacia el exterior “internet” y otra para la interconexión local, se recomienda que sea de alto rendimiento “Gigabit Ethernet o My-rinet”, y los ordenadores que harán las veces de nodos que necesitaran solo una interfaz de red, de igual ma-nera se recomienda que sea de alto rendimiento, además se necesitará un switch. Software para Rocks “Rolls” La mayoría de Rolls son sistemas op-cionales de configuración automática. Se pueden agregar los Rolls al mo-mento de que se instala el sistema o después cuando ya esté corriendo el sistema, utilizando un rpm. Un Roll es una imagen ISO indepen-dientes que contienen paquetes y scripts de configuración; el diseño de estos se basa en rpm y tienen la facul-tad de usar los scripts proporcionados por Red Hat. Componentes de Rocks Para una mejor comprensión vamos a mostrar una tabla que muestra el soft-ware instalado en un cluster en gene-ral, los que son propios de Rocks, y otros que son para aplicaciones es-pecíficas. Detallando esta imagen tenemos que: el color amarillo representa software propio de Rocks, el color azul es soft-ware que frecuentemente está en cual-quier cluster, y las de color verde son herramientas específicas y depende del propósito del cluster.

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Paquetes de Rocks: Kernel y Entorno Linux:

Esto en Rocks se ha veni-do usando como kernel y entorno a Red Hat, por la facilidad de instala-ción (scripts), y soporte de hardware. A partir de la versión 4.0 se cambió por Cent OS como ker-nel y entorno.

Administración del Estado: Ganglia phpMyAdmin Particionamiento de Dis cos Duros eKV Base de Datos del Clus ter Administración del Software: Rocks-dist Red Hat Kickstart Rocks XLM Kickstart Mpirun Admininistración de Configu-ración 411 DHCP SGE Módulos HPC PVFS Myrinet MPI/GM Usher IMPLEMENTACIÓN Implementar la aplicación Cluster D sobre un entorno cluster (ROCKS).

Proceso de Instalación Es recomendable primero montar la infraestructura física es

decir el hardware disponible para montar nuestro cluster. Podemos poner a punto lo referente a conexiones de red, conexiones de in-ternet, nuestros medios de almacena-miento secundario, nuestros equipos tanto el que se usará como servidor y los que se usarán como nodos. Se puede prescindir de monitores en los nodos. Entonces, empezamos el proceso de instalación del software, para lo cual primero descargamos las imágenes ISO de los Rolls de la página. El pro-ceso se iniciará mostrando la siguiente figura:

Figura 2

Para la instalación tenemos que tener en cuenta las especificaciones de hardware en los requisitos mínimos. Utilizar una red de alto rendimiento para poder aprovechar el performan-ce de nuestros equipos. Una detalla guía de Instalación esta presente en el user guide publicada en http://www.rockscluster.org.

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CONCLUSIONES Del trabajo investigativo que he reali-zado he encontrado la siguiente infor-mación:

• La instalación tiene que ser en un equipo que tenga míni-mo un q GB de RAM.

• No se debe instalar Rocks so-

bre un sistema ya implemen-tado ya que al instarlo se for-matea el disco duro.

• Rocks tiene un limite de no-

dos de 128, y ha sido imple-mentado ya en varios proyec-tos obteniendo los resultados deseados.

• No todos los dispositivos in-

tegrados son reconocidos por el Kernel de Linux.

• Al lograr la implementación

de un cluster de tipo HPC se logra optimizar el trabajo haciendo que el tiempo se reduzca.

• Se ha logrado la instalación

del frontend, se ha lanzado aplicaciones utilizando mpi, hemos agregado software adicional por medio de un tarball (tar.gz) denomina povray.

• Se ha instalado además Ip-

traf, logrando monitorear el trafico en nuestra conexión con internet y nuestra red lo-

cal.

• Se recomienda usar una to-pología de tipo estrella en cualquier cluster, para garan-tizar la continuidad de los procesos en caso de que falla-se un nodo.

REFERENCIAS • http://www.rockscluster.org • http://www.myri.com • http://rocks.npaci.edu/ • h t t p : / / w w w . m p i -

f o r u m . o r g / d o c s / m p i - 1 1 -html/node141.html

• https://computing.llnl.gov/tutorials/linux_clusters/

• http://www.rocksclusters.org/wordpress/?page_id=3

• http://lists.centos.org/mailman/listinfo/centos

• http://www.linuxtj.org

PAGINA 45 MODELO SWAT

IMPLEMENTACIÓN DEL MODELO SWAT SOBRE UN ENTORNO DE COMPUTACIÓN DISTRIBUIDA

Gloria Susana Quezada Alvarez [email protected]

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RESUMEN El presente trabajo define la imple-mentación del modelo hidrológico Catamayo - Chira sobre una platafor-ma distribuida, cuyo objetivo es dis-tribuir los procesos del modelo hidrológico; calculando sedimentos y caudales que son variables del mode-lo SWAT para posteriormente ser pa-ralelizadas en el cluster de alto rendi-miento OSCAR para alcanzar el obje-tivo fundamental de reducir el tiempo de cálculo de cada una de las simula-ciones realizadas. INTRODUCCIÓN Hoy en día, es factible disponer de alto poder de cómputo mediante clusters de computadoras personales independientes, de bajo costo, interco-nectadas con tecnologías de red de alta velocidad, y empleando software de libre distribución. Con el aparecimiento de la computa-ción paralela han emergido técnicas de programación que hacen posible la implementación de algoritmos, per-mitiendo utilizar recursos comparti-dos: procesador, memoria, datos y servicios de un conjunto de equipos. Este artículo presenta la implantación del modelo hidrológico sobre la tecno-logía cluster de alto rendimiento en la cuál se hace uso de los recursos

computacionales para realizar la dis-tribución y paralelización de los pro-cesos del modelo sobre la plataforma paralela, obteniendo una gran mini-mización del tiempo de ejecución de cada una de las simulaciones realiza-das. Descripción del modelo Hidrológico Catamayo-Chira Actualmente la Cuenca Catamayo-Chira enfrenta un problema ambien-tal, este problema ha sido causado de-bido a varios factores como son: • Mala administración de la cuen-

ca • Cambios ambientales • El Fenómeno del Niño • Deforestación En la cuenca se ha alterado la cobertu-ra vegetal y ha provocado una sobre producción de sedimentos, afectando la cuenca baja, ubicado en el Departa-mento de Piura, Perú. Ante esta pro-blemática se definió el modelo hidrológico Catamayo-Chira, en el cual se mide el impacto en caudales y sedimentos, posibles para producir un cambio de la cobertura vegetal redu-ciendo la sedimentación. SWAT fue escogido para la implementación del modelo hidrológico para la cuenca alta del río Catamayo, ya que este software permite pronosticar el im-pacto del manejo del suelo en la

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generación de sedimentos y la regula-ción del agua en cuencas hidrográfi-cas, permitiendo analizar y comparar varias alternativas de manejo. El prin-cipal objetivo de realizar la simula-ción del modelamiento de la cuenca con SWAT es para poder observar y analizar los datos generados por dis-tintas simulaciones realizadas del mo-delo, situaciones que ayudarán a la gestión apropiada de la cuenca y a su vez el buen uso de los recursos natu-rales existentes en ella. Descripción del problema El modelo hidrológico Catamayo-Chira actualmente se ejecuta sobre una plataforma propietaria como es Microsoft Windows XP bajo el frame-work de Arcview, agregado a este se encuentra el módulo independiente SWAT, el modelo se ha ejecutado en un solo computador. Hasta el momento y bajo la platafor-ma Windows, con ayuda de la aplica-ción Arcview, se ha realizado la ejecu-ción de algunos de los componentes que conforman la cuenca hidrológica sobre un computador simulando las variables (caudales y sedimentos) del modelo SWAT. Solo se han ejecutado dos variables del modelo porque el ejecutar estas simulaciones toma de-masiado tiempo su proceso de ejecu-ción, hasta ahora el análisis estadístico realizado sobre 340 simulaciones rea-lizadas en un computador se calculó un promedio de 48 horas, por tal razón se tomaron en consideración dos problemas analizados:

El principal problema que se presenta son las largas horas que el computa-dor consume para la simulación del modelo utilizando todos los recursos del computador. El segundo proble-ma es que el Framework en el que se desarrolla el modelo (Arcview) no dispone de ninguna opción o paráme-tro que permita realizar distribución de procesos y mucho menos paralelis-mo, además, es un software propieta-rio y cerrado que no permite la aper-tura de su código. Requisitos de Implementación Se requiere el cumplimiento de los siguientes requisitos: • El modulo SWAT junto a las en-

tradas del modelo sea tratado como un módulo independiente y pueda ser paralelizado.

• Obtener tiempos de respuesta mínimos en la ejecución de cada una de las simulaciones realiza-das por cada variable selecciona-da del modelo en comparación con Arcview.

• Paralelización a nivel de datos y de procesos.

• Facilidad de administración so-bre los recursos del cluster.

• Facilidad de adherir más compo-nentes de acuerdo a las necesi-dades que surjan en lo posterior con otras implementaciones que requieran mayores capacidades de procesamiento.

• Herramientas con capacidad de paralelismo se acoplen al hard-ware.

• Altos niveles de confiabilidad e


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integridad de los datos que son procesados.

• Permita conocer al administra-dor los sucesos que suceden de-ntro del cluster y de los posibles problemas causados por errores cometidos ya sea por adminis-tración del administrador como parámetros mal interpretados, para poder determinar con ante-rioridad y no se produzcan fa-llos en la plataforma.

• Las herramientas utilizadas para el cálculo de resultados del mo-delo permitan obtener gráficas del modelo de tal manera que el administrador pueda evaluar en comparación a esas gráficas ge-neradas.

• Finalmente, que el modelo solu-ción propuesto (Integración hardware y software) en el capí-tulo anterior cumpla con las ca-racterísticas de factibilidad anali-zadas en el primer capítulo.

Cluster de Alto Rendimiento Los clusters de alto rendimiento son diseñados para la implementación de aplicaciones de alto costo computacio-nal, en los cuales se ejecutan tareas que requieren de gran capacidad com-putacional, el modelo hidrológico se enmarca dentro de este principio ya que se usa para trabajos en los que el tiempo es importantísimo, interesa en poder optimizar el tiempo de ejecu-ción de las aplicaciones. Al combinar el poder de muchas máquinas del tipo estación de trabajo o servidor, se pue-den alcanzar niveles de rendimiento similares a los de las

supercomputadoras, pero a menor costo. Para ofrecer esta importante característica como es alto rendimien-to, un cluster se centra en herramien-tas que le permitan paralelizar sus procesos utilizando como un estándar el uso de bibliotecas o librerías de pa-so de mensajes como son PVM, MPI, OpenMPI. Un cluster HPC utiliza componentes hardware comúnes en el mercado, similar a cualquier PC capaz de ejecutar Linux, adaptadores de Et-hernet y switches estándares. Este ti-po de clusters utilizan como sistema operativo cualquier distribución Li-nux a más del middleware adecuado para su implementación como son OSCAR, Rocks, entre otros. Arquitectura del cluster La arquitectura del cluster está basada en el modelo tipo cliente-servidor: • El servidor tiene dos interfaces

de red, una para la comunica-ción con la intranet interna de la universidad que la denominare-mos pública, y una red para la comunicación con los nodos per-tenecientes al cluster, que se en-cuentran en la red privada 192.168.10.0, la interfaz de red pública está destinada a conexio-nes externas solo a través del puerto 80, referentes a servicios de http.

• Desde el servidor se ejecutan to-dos los procesos paralelos que son lanzados a los nodos. Estos pueden intercambiar informa-ción con los demás a través de la red utilizando el protocolo MPI para llevar a cabo

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sus cálculos. Los resultados fina-les se envían de vuelta al servi-dor, donde se combinan.

• A continuación se describen las características físicas de los 2 equipos utilizados para la imple-mentación del cluster de alto rendimiento.

Procesador: INTEL DUAL CORE IV, 2.4 GHZ, Memoria 1 GB, Memoria en disco 200 GB, Tarjeta de red Gigabit Ethernet. Componentes que integran el cluster de Alto Rendimiento El software que hace posible que los datos del modelo Hidrológico Cata-mayo-Chira pueda ser paralelizados dentro del cluster de alto rendimiento son: • Middleware: OSCAR 5.1 • Protocolo de Comunicación:

Lam-mpi 7.1.4 • Lenguaje de programación: R

Environment 2.7 • Librerías de R: Rmpi, Snow, rlib,

genealg • Aplicación: SWAT • Entrada de datos: Cuenca del

Modelo Hidrológico Catamayo-Chira

Método de Implementación del mo-delo hidrológico Catamayo-Chira (ver la figura 1) Estimación de la función sedimentos y caudales El modelo hidrológico/agrícola, Soil and Water Assesment Tool (SWAT) es usado para esta investigación.

Figura 1

SWAT es un módulo que fue creado por la USDA en Estados Unidos, ha sido desarrollado para predecir el im-pacto de prácticas de administración de agricultura sobre el balance de agua, erosión, transporte de nutrien-tes, pesticidas en forma micro y macro de las cuencas, por tal razón SWAT es configurado de acuerdo a las varia-bles que se identifican como primarias (caudales y sedimentos) para analizar el modelo hidrológico e integrado los mapas y estudios del área donde se encuentra la cuenca geográficamente. Para este propósito se ha realizado la ejecución de 1000 simulaciones para predecir el impacto que tiene la cuen-ca concerniente a las variables


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caudales y sedimentos. Las salidas se muestran en la siguiente figura.

Figura 2: Presentación de 1000 simu-laciones del Modelo Hidrológico Ca-

tamayo-Chira

Esta salida es obtenida del Lenguaje de programación R. Comparativas de Rendimiento del módulo SWAT

Tabla 1

CONCLUSIONES • El análisis de las arquitecturas

paralelas permitió adoptar aque-lla alternativa de solución que permita obtener una minimiza-ción notable en el tiempo de ca-da una de las

simulaciones realizadas al mode-lo hidrológico a su vez en rela-ción costo beneficio con otras al-ternativas, en las cuales se consi-deraba no aislar a SWAT de Arc-view como plataforma primaria para la ejecución.

• La eficiencia de los clusters de Alto Rendimiento depende de la eficiencia de los nodos y de la conexión entre ellos. La influen-cia de los parámetros de veloci-dad de las conexiones sobre el desempeño total depende del carácter de la tarea a realizar.

• El middleware OSCAR se esta-

blece como una herramienta po-derosa de administración, con-trol, monitoreo y ejecución de procesos, brindando capacida-des al cluster de dotarlo de me-canismos de paralelización y dis-tribución.

• El lenguaje de programación pa-

ralela fue escogido en base a parámetros como:

1. Análisis estadístico. 2. Es un lenguaje paralelo, para

ello puede utilizar protocolos para el intercambio de men-sajes como pvm, mpi, mpich, entre otros.

3. Es un lenguaje interpretado. Permite la manipulación de imágenes en distintos forma-tos.

4. Analiza la información gene-rada en los formatos

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generados por Basins, el cual es la base de datos que utiliza Arcview para guardar su in-formación, lo que indica que esa información puede ser utilizada por R y nuevamente leída por Arcview a través de Basins, sin error alguno.

6. Realiza el análisis de datos presentados en diversos for-matos y a su vez genera los resultados de la información calculada en formatos como pdf, csv, txt, html, etc.

7. Permite la incorporación de programas escritas en for-tran, C y C++.

• La minimización del tiempo rea-lizado por cada simulación fue satisfecho ya que se obtuvieron resultados inmediatos al realizar las simulaciones obteniendo las salidas en tiempo real por cada una de las iteraciones realizadas, permitiendo realizar hasta 1 millón de simulaciones algo que es imposible de realizarse en Arcview.

REFERENCIAS • [1] Whittaker, G.W. 2004. “Use

of a beowulf cluster for estima-tion of risk using swat”. Agrono-my Journal. v.96. p.1495-1497.

• [2] Fernando Oñate Valdivieso Galo Aguilar Naranjo. Junio 2003. “Aplicación del modelo SWAT para la estimación de caudales y sedimentos en la

cuenca alta del río Catamayo” • [3] ESRI - 2002. “Qué es ArcGis” • [4] S.L. Neitsch, J.G. Arnold, J.R.

Kiniry, J.R. Williams. Abril 2002. “SOIL AND WATER ASSES-MENT TOOL – USER`S MAN-UAL”.

• [5] Richard Miguel San Martín. Linux Week PUCP. “2006 C o m p u t a c i ó n d e A l t o Rendimiento en Linux”.

• [6] Hana Sevcıkova. University of Washington. Publicado el 2 de abril del 2005. “Tutorial on Par-allel Programming in R”

• [7] Stephen L. Scott, Thomas Naughton, Geoffroy Vallée.2001. Network and Cluster Comput-ing Computer Science and Mathematics Division. “Open Source Cluster Application Resources (OSCAR)”

• [8] Oscar Rafael García Regis, Enrique Cruz Martínez. UNAM 2003. Paralelización en la Supercomputadora “Cray Origin 2000”.

• [9] R Development Core Team. 2000–2006. R Data Import/Export

• [10] The Rmpi Package. Abril 22, 2004. “Interface (Wrapper) to MPI (Message-Passing Inter-face)”

• [11] The snow Package. Septem-ber 26, 2007. “Simple Network of Workstations”.

• [12] The genalg Package. Sep-tember 22, 2005. “R Based Ge-netic Algorithm”

• [13] Lam-mpi. Disponible en: “http://www.lam-mpi.org/”

PAGINA 51 ANÁLISIS DE LA INDUSTRIA DE LA QUININA

UNA APROXIMACIÓN CTS AL ANÁLISIS DE LA INDUSTRIA DE LA QUININA EN LA ZONA DE LOJA

EN EL SIGLO XVIII Jorge Luis Jaramillo Pacheco, Diego Fernando Carrera

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RESUMEN El presente trabajo tiene como objetivo único, realizar una primera aproximación a la descripción de la industria de la quinina en la zona de Loja en el siglo XVIII y parte del siglo XIX, desde la perspectiva sistémica de la Ciencia, Tecnología y Sociedad. INTRODUCCIÓN La cascarilla, llamada por los indígenas quinquina1, es la planta nacional del Ecuador. A partir del año 1649, cuando los jesuitas “la descubrieron”, generó una floreciente industria en la zona de Loja, cuyo apogeo corresponde al siglo XVIII. Gracias a la quinina que se extrae de la cascarilla, los europeos pudieron colonizar los trópicos e “importar” mano de obra barata para el manejo de plantaciones y minas. Ya en el siglo XX, la quinina contribuyó a la construcción del Canal de Panamá. Este trabajo pretende describir en una primera aproximación, desde la perspectiva de la CTS 2, la industria de la cascarilla en la zona de Loja en el siglo XVIII y parte del siglo XIX., que para efectos de éste trabajo se referirá como industria de la cascarilla. 1 Quinquina se traduce como la corteza de las cortezas 2 (CTS son las siglas en español de Ciencia, Tecnología y Sociedad o STS por sus siglas en inglés). Science technology and society (STS)

Los bloques estructurales de un sistema desde la perspectiva CTS Los procesos sociales se pueden analizar a través de la aplicación del principio sistémico de superposición, basado en asignar a los diferentes elementos de un sistema social distintos grados de impacto en el resultado final, discriminar a los elementos de menor impacto, y, clasificar a los elementos restantes por semejanza. Desde ésta perspectiva se propone que cualquier sistema o subsistema de la sociedad humana, esta conformado p o r t r e s g r a n d e s b l o q u e s estructurales: los procesos, el recurso h u m a n o d i s p o n i b l e , y l a s herramientas (duras o blandas) que apoyan el sistema. Este el enfoque que adoptaremos par aproximar la descripción de la industria de la cascarilla en la zona de Loja en el marco de éste trabajo. La cascarilla o chinchona lojana Quino es el nombre genérico que reciben diversas especies de árboles o r i g i n a r i o s d e A m é r i c a , pertenecientes al género Cinchona, de cuya corteza, denominada quina, se extraen diversas sustancias, entre ellas Is the study of how social, political, and cultural values affect scientific research and technological innovation, and how these in turn affect society, politics, and culture.

ANÁLISIS DE LA INDUSTRIA DE LA QUININA

utilizada para combatir el paludismo. Los quinos más apreciados son los que crecen en la provincia de Loja, también llamados cascarillero, cascarilla y cuarango. La industria de la cascarilla en Loja se basó en la chinchona officinalis (figura 1), especie endémica del valle de Loja [1].

figura 1: Planta de cascarilla

Descubrimiento europeo de las propiedades de la cascarilla A pesar de que el gobierno colonial español promovía la incorporación de productos medicinales americanos, a través de la ordenanza real de 1570 3 que obligaba a informar sobre prácticas médicas locales y de tomar nota de cada hierba, árbol o semilla medicinal que se encontrara, para enviarlas a España en caso de que fueran desconocidas, no existe un registro exacto del primer contacto de los europeos con la cascarilla. Para ampliar la polémica se cita que la malaria no existía More tan two dozen universities worldwide offer baccalaureate degrees in STS; about half of these also offer doctoral or master's programs.

en Sudamérica, así que es difícil justificar que los nativos hayan c o n o c i d o l a s p r o p i e d a d e s antimaláricas de la cascarilla. Las versiones más frecuentes se refieren al médico aborigen y cacique de la tribu de los malacatos Pedro Leiva o Juan Leiva, a la utilización de una infusión de la corteza del llamado árbol de las calenturas, y, a una supuesta enfermedad de la esposa del Virrey del Perú en 1638 [2]. Otras versiones sitúan el hecho en 1631, fecha en que se supone la cascarilla fue llevada a Roma por el jesuita Alonso Messia Venegas, enviado por el primer farmacéutico del Colegio Máximo de San Pablo de Lima, el jesuita italiano Agustino Salumbrino. Lo que si se puede citar con relativa exactitud es el “redescubrimiento” de la cascarilla a raíz de la Misión Geodésica Francesa. En el año de 1737, Charles Marie de La Condamine, miembro de la primera Misión Geodésica Francesa, visitó los bosques de la provincia de Loja para reconocer y describir el árbol de la quina. Hasta ese entonces, la quina o cascarilla solamente se conocía por su afamada corteza, en polvo, para combatir las fiebres. La Memoria de La Condamine a la Academia Francesa de Ciencias leída en su ausencia en 1738, sirvió de base e inspiración al botánico Linneo para crear el género Cinchona. Cultivos de quina en Loja El árbol de la cascarilla requiere de climas cálidos, húmedos, con

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D precipitaciones abundantes y

persistentes y nubosidad casi todo el año, por lo que el clima adecuado para el cultivo es el que ofrecía el bosque nublado 4. La industria de la cascarilla en Loja, se basó en cultivos ubicados en las zonas del Valle de L o j a , N u d o d e C a j a n u m a , Vilcabamba, Yangana; Nudo de Sabanillas, Cerro Cruz Grande; Cajanuma, Uritusinga, Valladolid, Mirador, Lagunas del Compadre; Saraguro, Chilla, Las Palmas, Yacuambi, Malacatos y Celica [1]. La figura 2 muestra una representación “tridimensional” de los cultivos de cascarilla en la zona de Loja hacia 1769.

Figura 2: Sembríos de cascarilla en la zona de Loja hacia 1769 [3].

A pesar del impacto económico de la industria de la cascarilla en Loja, la opinión de los lojanos no era de las mejores, tal como lo registra Alexander von Humboldt en su visita a la ciudad Loja en 1802: "Los nativos preferían morir antes de tener que recurrir a la quina, que junto con el opio 3 En 1570 Felipe II nombró los protomédicos de las Indias 4 Del bosque nublado originario sólo queda algunos sectores de bosque secundario

se consideran venenos que provocan necrosis. Los indios se curan con limonadas, con la aromática cáscara oleaginosa del pequeño limón verde silvestre ... y con café fuerte [4]". La quinina La quinina es el alcaloide que se extrae de la corteza de la cascarilla. Su eficacia anti malaria se basa en que es tóxico para el plasmodium, el parásito que infecta los glóbulos rojos, impidiéndole metabol izar la hemoglobina de la cual se alimenta y matándolo, bien por inanición, bien por la acumulación de un exceso de h e m o g l o b i n a p a r c i a l m e n t e metabolizada en su interior. La quinina se empleó en el tratamiento de la malaria, hasta ser sustituida por otros medicamentos sintéticos más eficaces (figura 3). La quinina aún se utiliza en el tratamiento de la malaria resistente, los calambres nocturnos en las piernas y en la artritis 5.

Figura 3: Extractos, infusiones y sulfato de Quina.

5 La quinina se administra en polvo, en píldoras, en infusión, o en extracto


La industria de la cascarilla La confusión en torno a cual de las especies era la mejor, pociones adulteradas y la falla de consistencia al mezclar el polvo, contribuyeron a que la chinchona se convirtiera en un interrogante más que en una cura. En 1790, la corona española se vio obligada a establecer el monopolio de las exportaciones para llevar a cabo el control de calidad, encargando tal acometido a la Real Botica [4]. La recolección de la cascarilla Por cuanto la cascarilla lojana surtía principalmente la Botica Real Española, se solía aplicar métodos selectivos de recolección. Se prefería a la cascarilla de los cerros de Uritusinga y Cajanuma, sobre todo por su color colorado o amarillo (cascarilla real). El proceso de recolección de la corteza de quina cultivada, consistía en pelarla o rasparla de los árboles, con especial cuidado de no dañar las capas del cambium para obtener más de una cosecha. Se recolectaba la primera cascarilla del árbol (considerada en muchos casos de mala calidad), para que se regenerase al cabo de dos años, tiempo que le tomaba al árbol recobrar una cascarilla nueva y de mejor calidad que la primera. La recolección se hacía durante todo el año, pero se preferían los meses de mayo, junio y julio, por la facilidad de secar la corteza. El promedio recolectado en la segunda mitad del siglo XVIII, de la

jurisdicción dicción de Loja, era de unos 500 bultos de 6 arrobas cada uno, por año [5]. Los cascarilleros profesionales eran gente humilde, que se adentraba a los montes a extraer, secar y conducir los bultos de corteza a hombro. El equipo para la recolección de cascarilla era simple, puesto que consistía de un hacha, un machete, y unos costales para el acarreo de la corteza desde la ubicación del árbol hacia los lugares en los que se efectuaban las operaciones de secado y empaque. La recolección de cascarilla tenía serias dificultades: costos de cosecha elevados, la corteza no se desprendía fácilmente en ciertas temporadas del año, y, las heridas hacían a los árboles extremadamente susceptibles a varias enfermedades. El secado de la cascarilla Para las operaciones de secado se dejaba la cascarilla en artesas para secarse al sol. El acopio de la cascarilla La corona española, a través del Presidente de la Real Audiencia de Quito, designaba un comisionado para el acopio y transporte de la cascarilla. La cascarilla lojana, destinada a la Botica Real Española, era empacada en cajones de madera seca de aliso o cedro. Se separaba la cascarilla amarilla de la colorada. Los cajones se forraban por dentro con un lienzo, y en ellos se depositaba

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D un quintal y medio o seis arrobas de

cascarilla colocada de modo que no vaya floja ni oprimida. Una vez cerrado y clavado el cajón, se numeraba las libras que contenían y se marcaban las esquinas con el hierro de la Corona. Alrededor del cajón se colocaban tiras de cuero (pieles de vacuno frescas con el pelo hacia adentro) en forma de paralelogramo, que se cosían entre sí y que al contraerse por efecto del secado aseguraban la carga, además servían para evitar la humedad. Con estas precauciones se esperaba obtener no sólo un adecuado manejo de la c o r t e z a s i n o u n a g a n a n c i a c o m p l e m e n t a r i a , c o s a n a d a despreciable en España, las tablas de buen cedro y los cueros escogidos de vacunos debían tener una amplia demanda, como siempre la habían tenido. Un segundo entramado de tiras de cuero se colocaba tratando de que la costura del primero vaya opuesta a la del segundo, con lo que se aseguraba aún más el cajón. Una vez más se aplicaba el sello real y la información sobre el contenido, y se despachaban los cajones hacia la Real Botica, el único lugar donde podían volver a abrirse. El transporte de la cascarilla Para el transporte de la cascarilla, el comisionado de Loja debía formar una factura por triplicado, que debía ser remitida a la Real Audiencia para su envío inmediato a la Corte. Una vez preparada la cascarilla para su transporte, era enviada en los meses de verano a través de la ruta

terrestre Loja –Catacocha – Celica – Paita. El transporte terrestre se realizaba utilizando caravanas de acémilas.

Figura 4: Balsas para el transporte de cascarilla entre Paita y Guayaquil.

La carga continuaba con la ruta entre Paita y Guayaquil utilizando balsas semejantes a las mostradas en la figura 4. Desde Guayaquil, la cascarilla seguía a El Callao y posteriormente a Panamá para su envío a España. Una vez en Cádiz, los cargamentos se depositaban en la Casa de la Contra tac ión , es perando ser transportados por órdenes reales a la Real Botica. Cada uno de los cargamentos de corteza de chinchona que llegaban a España debía pasar por la Real Botica para ser e x a m i n a d o s , c l a s i f i c a d o s , almacenados y luego distribuidos. Era prohibido abrir cualquier cajón en otro sitio que no sea la Real Botica, por lo que en todo el trayecto se manejaban recibos con expresión de día, número de cajones, marca y observaciones sobre el estado de los cajones. Como ejemplo de la dimensión de ésta actividad vale señalar que solamente en 1785 se


enviaron más de un millón de libras de corteza de quina a Europa. La clasificación de la cascarilla y su distribución En los laboratorios de la corte, el primer farmaceuta y sus asistentes procedían a abrir las cajas para reconocer y clasificar los productos. La apariencia externa y en particular el lugar de origen eran un criterio importante para una clasificación inicial. La quina de Loja era considerada como la de mejor calidad y clasificada de acuerdo al tamaño y estado de los troncos. Se tomaba en cuenta características externas como el grosor, olor, color, consistencia y sabor (era una creencia común que las propiedades febrífugas se debían a la amargura de su corteza). La clasificación habitual era de primera, segunda, o tercera clase, y, esto implicaba que se destinaba para uso del Rey 6, de los hospitales u otros posibles empleos. El ocaso de la industria de la cascarilla Dos siglos reinó imperturbable la quina y con ello floreció la industria de la cascarilla en la zona de Loja. Su declive se debió, entre otros factores, a la destrucción del ecosistema del bosque nublado, y la pérdida del “dominio” español sobre la corteza de la cascarilla. Los jesuitas se habían asegurado de que los cascarilleros, o recolectores de quina, plantaran cinco retoños, alineados en forma de cruz, por cada uno que cortaban. Cuando fueron expulsados de los territorios de la corona en 1767, se terminaron estas medidas de conservación.

Ya para el año 1782, una orden del Cabildo Lojano “frenó” la industria de la cascarilla al prohibir la explotación de la quina en Uritusinga y Cajanuma “hasta que se rehagan los bosques de los destrozos”. Esta prohibición originó que Eugenio Espejo se oponga argumentando el uso universal de la droga y el beneficio económico de la actividad: "La falta de industria y de comercio sobre otros ramos, le habían dejado la facilidad de su subsistencia en el corte, acopio y beneficio de un vegetal tan estimable en toda la Europa, y que sin duda suministra al Estado un ramo de tan distinguido y nobilísimo comercio... Si la Providencia les ha deparado este medio natural de subsistencia con la cascarilla, no hallo cómo se les pueda quitar este corte sin arruinarlos". En 1839, William Hooker propuso cortar totalmente los árboles de quina, en vez de quitarle simplemente la corteza, pues de la última manera el árbol era víctima de los insectos, mientras que al cortar y cultivar nuevamente, otro árbol estaba listo en seis años. La sobreexplotación de la cascarilla destruyo gran parte del bosque nublado, sobre todo en los llamados “bosques nublados secos”. 6 La quina clasificada como “superior o de primera” era para uso restringido de la familia real y para los regalos que periódicamente se enviaban al Papa, las cortes de Austria, Nápoles, o de la región Toscana, entre otras

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D La pérdida del “dominio” español

sobre la corteza de la cascarilla se inicia con un cambio en el proceso tecnológico. Los indígenas americanos maceraban la cascarilla en chicha de maíz mientras que los españoles preferían el aguardiente o el vino. Pero en 1820 los farmacólogos franceses Pierre Pelletier y Joseph Caventou aislaron el alcaloide de la quinina. Su fábrica comenzó a producir píldoras de quinina pura con dosis mesuradas, que pronto se convirtieron en un éxito mundial. Por primera vez dejaba de ser necesario tomar corteza de árbol para aliviar la fiebre. Esto coincidió con la conquista imperialista europea de los trópicos. El golpe final provino del “Pespionaje industrial”. En 1865, ya en la época republicana boliviana, el gobierno holandés contrabandeó una libra de semillas de cinchona. Para 1872 las semillas habían sido sembradas en la isla de Java, desarrollándose grandes plantaciones. Esto permitió que Holanda domine el 97% del mercado de quinina hasta antes de la Segunda Guerra Mundial. CONCLUSIONES • La información recopilada y

ordenada ha permitido describir, dentro de lo posible, algunos de los aspectos relevantes de la industria de la cascarilla en la zona de Loja alrededor del siglo XVIII, pero sólo ha abierto la puerta a posteriores trabajos que completen los aspectos faltantes.

• Entre los aspectos faltantes más signficativos esta la necesidad de un análisis de la eficiencia técnico económica de los procesos de cultivo, extracción, transporte y comercialización de la cascarilla en la época.

REFERENCIAS

• [1] Dr. Alfonso Garmendia Salvador: “El árbol de la Quina (Cinchona)” Distr ibución, caracterización de su habitad y arquitectura 1ª Ed.

• [2] La Condesa, los jesuitas, el cardenal, el demonio, Linneo y sus polvos : Publ ica t ion: Universidad de Los Andes Departamento

• de Historia. Mauricio Nieto O l a r t e . [ e n l í n e a ] . <http://historiadelacienciamniet o . uniandes.edu.co/pdf/4.pdf.>. [Consulta de 22 de mayo de 2008].

• [3]. Colección del Museo del Banco Central del Ecuador en Loja.

• [4] La febril historia de la quinina: Américas (Spanish Edition). Werner, Louis. [en l í n e a ] . <http://www.accessmylibrary.com.>. [Consulta de 22 de mayo de 2008].

• [5] Historia general de la República del Ecuador: Alicante, Biblioteca Virtual Miguel de Cervantes. Federico González S u á r e z . e n l í n e a ] . < http://www.cervantesvirtual.com>. [Consulta abril de 2008].

EMPRESA DE SERVICIO ELÉCTRICO PÚBLICO

UNA APROXIMACIÓN CTS A LA IMPLEMENTACIÓN DE LA PRIMERA EMPRESA DE SERVICIO ELÉCTRICO

PÚBLICO EN EL ECUADOR Jorge Luis Jaramillo Pacheco, Diego Chamba Chamba

RESUMEN El presente trabajo tiene como objetivo único, realizar una primera aproximación a la descripción de la implementación de la primera empresa de servicio eléctrico público en el Ecuador. INTRODUCCIÓN Una de las tradiciones urbanas de Loja, atribuye a la ciudad el haber sido la pionera de la generación eléctrica con fines de servicio público en Ecuador. La información para respaldar esta afirmación es escasa o esta dispersa. Este trabajo, pretende reunir los elementos históricos disponibles en los archivos de la ciudad, y, complementarlos con información nueva, de tal forma que podamos reconstruir, en lo posible, esta etapa de la historia de la Loja. La descripción ha sido realizada intencionalmente desde la perspectiva moderna de la implementación de una empresa especializada en la generación de energía eléctrica. La generación de energía eléctrica como un servicio público en Suramérica La generación de energía eléctrica en Suramérica con fines de establecer un servicio público, se inicia a finales del siglo XIX.

Las primeras experiencias con energía eléctrica tuvieron un carácter d e m o s t r a t i v o y t e m p o r a l , comenzando en Chile en 1882, con la creación de la primera compañía de iluminación en el país. 1883 tres máquinas a vapor accionaban siete generadores para alimentar las luces en el centro comercial alrededor de la Plaza de Armas, la plaza principal de Santiago [1]. La primera iniciativa permanente fue posible gracias a una concesión municipal en Lima. El 15 de mayo de 1886 se inauguró el primer sistema de alumbrado público eléctrico de la ciudad, potenciado por una planta de vapor de 500 HP. En 1895 so constituyó la Empresa Transmisora de Fuerza Eléctrica, que más tarde se convertiría en la Empresa Eléctrica Santa Rosa. Para 1899 se había formado la Sociedad de Alumbrado Eléctrico y Fuerza Motriz [1]. La información existente sugiere que la segunda red de servicio eléctrico público surgió en la ciudad de 9 de Julio, provincia de Buenos Aires, en Argentina, situando la actividad formal de ésta iniciativa en el período 1892-1929 [2]. En los comienzos de los 1890s, la generación de energía eléctrica en Chile llegó a ser estable y permanente, principalmente por su uso en el transporte urbano. En Enero de 1893 se presentó una petición al gobierno, apoyada por estudios de

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PAGINA 59 EMPRESA DE SERVICIO ELÉCTRICO PÚBLICO

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D ingeniería, para establecer un tranvía

eléctrico en la ciudad de Santiago. En 1897 se creó en Santiago la primera empresa de tranvías y luz [1]. La generación de energía eléctrica en Loja La historia de la generación de energía eléctrica en la ciudad de Loja se inicia en 1897, con la creación de la Sociedad Sur Eléctrica (a la que nos referiremos en éste trabajo). En 1929, el Ilustre Municipio de Loja autorizó a Don Adolfo Valarezo, la conformación de una nueva empresa de generación, cuyas instalaciones se encontraban en la parte norte de la ciudad de Loja en la cuenca del Río Zamora, a la altura del actual Centro de Rehabilitación Social. El 10 de mayo de 1950, se constituye la Empresa Eléctrica Zamora S.A., conformada por el I. Municipio de Loja (60% del capital social) y la Corporación de Fomento (40% del capital social). Esta empresa se convertiría a partir del 19 de marzo de 1973 en la Empresa Eléctrica Regional del Sur S.A. (EERSSA), que actualmente brinda su servicio en las provincias de Loja, Zamora Chinchipe y Morona [3]. A. La sociedad Sur Eléctrica de Loja El 3 de Abril de l897, según escritura pública de conformación, veinte socios vecinos de Loja constituyeron la Sociedad Sur Eléctrica (SSE) con una capital inicial de dieciséis mil sucres 1 [4].

La SSE se conformó como una sociedad anónima, de responsabilidad limitada, y, con la finalidad de “instalar luz eléctrica para el servicio público y de partiendores 2, y, plantar una máquina de labrar y aserrar madera” [4]. Como accionistas fundadores de la SSE constan: Manuel Alejandro Carrión, Ricardo Valdivieso, Serbio Fernando Riofrio, Elías Riofrio, Alberto Rhor (natural de Francia), Ramón Eguiguren, Ernesto Witt (natural de Alemania), Francisco Arias, Manuel Aguirre Jaramillo, Berris Hermanos, José María Burneo, José Miguel Burneo, Guillermo Valdivieso, Vicente Burneo, Darío Benavides, Manuel Cueva, Ramón Moreno Santón [4]. Como primer gerente de la SSE consta Ramón Eguiguren, mientras que como “ingeniero de la sociedad” actúa Alberto Rhor [4]. B. La concesión para generar energía eléctrica La escritura de conformación señala que “tanto el señor Rhor como el señor Manuel A. Carrión, ceden gratuitamente a la sociedad la expectativa del privilegio que tienen solicitado a la Convención Nacional [4]. 1 Trascripción del acta de constitución de Sur Eléctrica. 2 No existe información exacta sobre el significado de esta palabra, pero se asume que significa interiores de la casa.


C. Alberto Rhor, “ingeniero de la sociedad” Alberto Rhor fue de origen francés. La relación de Rhor con Loja se inició en la visita que hiciera a la ciudad, a fin de instalar equipo hidráulico de molinos, invitado por José Miguel Burneo, vecino de Loja, a quien había conocido en Lima. Durante su estadía en Loja, Rhor logró interesar a un grupo de lojanos sobre la posibilidad de instalar un sistema de generación de energía eléctrica. Alberto Rhor ocupó en 1901 el cargo de Agente Consular de Francia en Loja [5]. Después de la experiencia en Loja, Rhor fundaría en 1903 la Sociedad "Alberto Rhor y Cía.", la primera empresa encargada de comercializar energía eléctrica en la zona de Riobamba. Pese a la quiebra de la empresa en 1907, con justa razón se considera la precursora de la actual Empresa Eléctrica Riobamba SA [6]. D. Financiamiento de la empresa La escritura de conformación establece que “será de cargo de la sociedad el pago de la máquina, su conducción a esta ciudad y el proporcionar jornaleros, operarios y todo el material necesario para su implantación. Como retribución de los trabajos de instalación antes expresados, la sociedad reconocerá al señor Rhor cuatro acciones mayores y además pagará los gastos de sus agentes en Europa, gastos que no pasarán de doscientos cincuenta sucres” [4].

E. Diseño del sistema de generación y conformación del equipo técnico de trabajo La escritura de conformación encarga a Rhor “hacer fabricar en Europa, bajo su responsabilidad, la máquina para el alumbrado con todo lo necesario, y, dirigir personalmente todos los t r a b a j o s c o n c e r n i e n t e s a l establecimiento de dicho alumbrado según los proyectos presentados por la CASA Sautter Harle & Cía de Paris, CASA que construirá la máquina conforme a dichos proyectos y sin que el precio pueda exceder del señalado por ello” [4]. Para la fecha, la firma francesa Sautter Harlé & Cía, fundada en 1852 por Louis Sautter, era considerada pionera tecnológica en la fabricación de equipamiento para faros y generación de energía eléctrica. La sede de la empresa estaba situada en 26 Avenue Suffren en Paris, no muy lejos de la Torre Eiffel. La figura 1, presenta un grabado de las instalaciones de la fábrica Sautter, Lemonnier & Cie en 1872. La firma Sautter, Lemonnier & Cie, se transformaría en 1890 en Sautter Harlé & Cie.

Figura 1: Sautter, Lemonnier & Cie en 1872

La empresa funcionó con algunas modificaciones hasta 1970, fecha en la

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D cual fue absorbida por la Corporación

francesa Alstholm, denominada actualmente como Alstom [7], [8]. De igual forma, la escritura de conformación establece que “recibida la instalación por la sociedad, el señor Rhor dirigirá el funcionamiento de la máquina durante los veinte años fijados para la duración de la central de la sociedad. Por esta dirección, la sociedad pagará mensualmente al señor Rhor cien sucres en plata y le dará el alojamiento en esta fábrica cuando se concluya el edificio. Este sueldo no empezará a correr sino desde que la empresa produzca el doce por ciento neto del capital invertido” [4]. Los artículos 26 y 27 de la escritura de conformación, puntualizan la obligatoriedad de Rhor respecto a capacitar “un reemplazo suficientemente instruido y aprobado por la sociedad”, así como su entera “en todo lo concerniente a la parte mecánica y técnica de la empresa, así como en la instalación y el manejo de la máquina [8]. F. Adquisición de equipos y transporte hacia la ciudad de Loja Cumpliendo con lo encomendado, Rhor viajó a Europa. La ausencia prolongada y la falta de noticias respecto a su paradero (justificable por los sistemas de comunicación de la época) generaron más de una duda entre los accionistas, a tal punto que se reorganizó la sociedad con el ingreso de nuevos socios y la capitalización de la sociedad mediante la compra de nuevas acciones por parte de los antiguos socios (entre 1897 y el 1 de abril de

1899) [9]. La maquinaria adquirida llegó por mar a Paita en Perú. En éste lugar, la maquinaria fue desarmada para ser trasladada hasta la ciudad de Loja, a lomo de mula. G. Instalación de maquinaria y puesta en marcha de la empresa El rearmado de la maquinaria, la construcción de obras físicas, y, otras implementaciones llevaron cerca de dos años. Los equipos fueron instalados en una amplia y antigua casa colonial, sita al final occidental de la calle 10 de Agosto, al comenzar la tradicional cuesta hacia la colina del Pedestal [9]. El 1 de abril de 1899, los vecinos de Loja observaban cómo “la ciudad se iluminaba, por primera vez, en la noche” [9]. H. Alguna información técnica del sistema de generación eléctrica instalado El sistema de generación eléctrica instalado en Loja por la SSE, fue un sistema de generación hidroeléctrica, y, se describe como tal.

Figura 2 Captación y conducción de agua Para la captación de agua, se construyó una toma de agua en la


parte más alta del río Malacatos al sur de la ciudad de Loja. El sistema de conducción de agua, atravesaba las propiedades agrícolas situadas al margen oeste del mismo río y terminaba en la parte baja de la actual calle Eplicachima, en la zona del Pedestal. La figura 2, muestra la ruta aproximada de la conducción de agua. Generación En el sector de la calle Epiclachima se asentó la casa de máquinas e instalaciones anexas (ver figura 3). Se construyeron tanques para represar el agua. Desde éstos tanques, el agua se derivaba a una tubería de presión de 12 pulgadas de diámetro que la conducía cuesta abajo hacia la casa de máquinas para accionar una rueda tipo molino. El exceso de agua de los tanques se precipitaba en una cascada que sería conocida en la ciudad como la “Chorrera Blanca”. La casa de máquinas se mantenía en servicio activo las 24 horas y estaba equipada con dos dínamos de corriente continua de 14KW, modelo M24, de 140V, 100A y 1100 rpm. Un segmento de lo que debió ser el panel de control, con algunas modificaciones posteriores, reposa en los patios de la Subestación San Cayetano de la EERSSA, en la ciudad de Loja (ver figura 4) En éste mismo lugar reposan los dos generadores, de los cuales la figura 5, muestra la placa del fabricante.

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figura 3: Ubicación de la casa de máquinas

figura 4: Aspecto actual de un segmento del panel de control

figura 5: Placa del fabricante en uno de los generadores


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D I. Los usuarios del servicio

La energía producida era distribuida p a r a a l u m b r a d o p ú b l i c o , abastecimiento de energía eléctrica a un molino de granos, abastecimiento de energía eléctrica a una máquina de aserrar y labrar madera, y, para el uso domiciliario de unos pocos usuarios. CONCLUSIONES • La información existente al

momento, sitúa la generación de energía eléctrica como servicio eléctrico público en Loja, como la tercera o cuarta iniciativa permanente en Sudamérica.

• La información recopilada y

ordenada ha permitido describir, dentro de lo posible, algunos de los aspectos relevantes de la historia de la iniciativa de generación de energía eléctrica en la ciudad de Loja, pero sólo ha abierto la figura 3. Ubicación de la casa de máquinas puerta a poster iores t raba jos que completen los aspectos faltantes.

• Entre los fa l tantes más

significativos se ubica la falta de información técnica sobre el funcionamiento y operación de la central de generación, así como la descripción del sistema de distribución y cobro de energía eléctrica.

AGRADECIMIENTOS La información existente para éste trabajo es escasa, dispersa y muchas veces contradictoria; por lo que la selección de elementos para conformar un guión coherente es un

reto importante. En éste aspecto es indispensable recalcar el aporte de Don David Pacheco Ochoa, hombre de música y letras, que a sus cerca de noventa años conserva una lucidez mental y conocimiento histórico, que nos transportan en una máquina de tiempo, y nos permiten casi ser partícipes de los hechos que intentamos describir. REFERENCIAS • [1] Central hidroeléctrica

Chivilingo: un hito tecnológico en la ingeniería de potencia. [en l í n e a ] . <http://www2.ing.puc.cl/power/chivilingo/fac tssp.htm>. [Consulta de 23 de mayo de 2008].

• [2] La energía eléctrica en la historia de 9 de Julio [en línea]. H é c t o r J o s é I a c o n i s . <http://energiaelectrica.blogia.com>. [Consulta de 23 de mayo de 2008].

• [ 3 ] E E R S S A [ e n l í n e a ] . <http://www.eerssa.com/index.php>. [Consulta de 17 de junio de 2008].

• [4] Escritura de consitución de la Sociedad Sur Eléctrica. 23 de abril de 1897.

• [5] Ministerio de Relaciones E x t e r i o r e s d e l E c u a d o r . Proyectos. Ecuador y Francia una his tor ia en común. Representación de Francia en el E c u a d o r [ e n l í n e a ] . <http://www.mmrree.gov.ec/m r e / d o c u m e n t o s / ministerio/archivo_historico/


p r o y _ f r a n c i a _ d i p l o _franceses.htm>. [Consulta de 12 de marzo de 2008].

• [6] Empresa Eléctrica de Riobamba. Historia de la E E R S A . [ e n l í n e a ] . <http://www.eersa.com.ec/eersa . p h p ? p a g e =informative/history>.

• [6] Empresa Eléctrica de Riobamba. Historia de la EERSA. [en línea]. <

• http://www.eersa.com.ec/eers p h p ? p a g e = i n f o r m a t i v e / h i s t o r y > . [Consulta de 13 de marzo de 2008].

• [7] The Sautter Lens Works Producers of the Fresnel Lens. Thomas Tag. U. S. Lighthouse Society's The Keeper's Log—Summer 2005 <www.uslhs.org>

• [8]http://www.alstom.com/home/

• [9] Leyendas, tradiciones y relatos lojanos. David Pacheco Ochoa. Cuarta edición. 1996

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PAGINA 65 PESQUISA DE HARDWARE

INFORME FINAL GP1 PESQUISA DE HARDWARE Marcelo Vicente Ramírez Sánchez

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RESUMEN El trabajo que se vino desarrollando a través de todo el ciclo académico en lo que tiene que ver con Gestión Productiva_1, se ve reflejado en los nuevos conocimientos adquiridos por parte de los profesionales en formación, conocimientos que han sido de mucha ayuda tanto para afrontar los retos de Gestión Productiva, como para ayudarnos a desenvolver de una manera más productiva y profesional en nuestra vida académica. En el siguiente informe se hará una recopilación de todos los proyectos que se desarrollaron en el transcurso de este periodo académico, proyectos que se convierten en los cimientos para una futura aplicación para la humanidad. INTRODUCCIÓN El tema principal que se llevo a cabo en todo el periodo académico de Gestión Productiva_1 fue sobre programación de pic’s, para esto se nos entrego un texto de ayuda para aprender todo lo referente a este tema, también se nos dicto charlas muy importantes referentes al código de programación e hicimos ejercicios en el laboratorio de electrónica para reforzar lo aprendido. Para empezar a programar nuestros PICs se nos pidió por parte de los docentes tutores la construcción del respectivo quemador, que de el mismo se nos facilitó el PCB de las pistas.

Una vez finalizado nuestro quemador lo pusimos a prueba para constatar su correcto funcionamiento, a la prueba se la realizó con los docentes teniendo éxito en todo.

Figura 1: Programador para PICs PROGRAMACIÓN DEL PIC Una vez ya equipados con las herramientas necesarias para programar nuestros PICs, decidimos adquirir el PIC_16f628A para empezar con nuestros proyectos. Ya entendido el funcionamiento de los PICs, proseguimos con entender y aprender su idioma para así poder comunicarnos con éste. El idioma en que se trabaja es el BASIC y es en este idioma en el cual debemos redactar las acciones que queremos que realice el PIC. Estas secuencias de acciones se las escribe en el software MicroCode Studio, para luego

PESQUISA DE HARDWARE

lenguaje de ensamblador y es este el que se programa en el PIC.

Figura 2: MicroCode Studio

Figura 3: IC-Prog 1.06A

PROYECTOS DE DISEÑO El primer proyecto que se presentó se lo realizó para evaluar las aptitudes y comprobar si se está comprendiendo todo lo que hasta aquí se ha estudiado. Se evaluó la creatividad y el conocimiento para diseñar un programa en el lenguaje Basic y simularlo en Proteus. Los primeros diseños que realicé en Proteus fueron utilizando LEDs y un LCD, el siguiente diseño es el que realicé usando un PIC, un par de LEDs, una pantalla en LCD y un

Figura 4: Simulación en Proteus

Usando LEDs y una pantalla LCD Luego de realizar este proyecto y constatando las señales de que sí se estaba entendiendo lo hasta ahí estudiado se nos dictó un curso sobre servomotores cuyo contenido abarcó d e s d e s u c o m p o s i c i ó n , funcionamiento, aplicación y programación para un servo. Se observó, a más de toda la teoría expuesta anteriormente, varias simulaciones por computadora y, además, algunas implementaciones en el Protoboard. La figura 4 la extraje de una diapositiva que nos brindó el expositor porque me pareció que es el concepto básico y fundamental que se debe tener en cuenta para hacer mover un servomotor.

Figura 5

PESQ

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DE

HAR

DW

ARE


PESQ

UISA

DE

HAR

DW

ARE

Figura 6: Configuración para el giro

de un servomotor D e s p u é s d e a d q u i r i r l o s conocimientos básicos de los s e r v o m o t o r e s , e n a d e l a n t e empezamos a trabajar en proyectos referentes a estos. El primer proyecto que realicé simulado en Proteus usando servomotores fue el siguiente: Consta principalmente de un PIC y 2 servomotores.

Figura 7: Simulación de 2 Servomotores en Proteus

Luego de presentar las primeras simulaciones de servomotores y reforzando día tras día el aprendizaje del lenguaje Basic, y las destrezas sobre el manejo del programa Proteus se nos pidió que desarrollemos otro diseño que conste de varios servomotores, y varios LEDs: El resultado final del proyecto fue el siguiente:

Figura 8: Simulación de varios

servomotores y led’s Al culminar con varios proyectos simulados en Proteus se nos pidió que diseñemos un prototipo de un m i n i _ c a r r o m a n e j a d o p o r servomotores. El siguiente diseño lo realicé en un software llamado Google SketchUp:

Figura 9: Diseño de un prototipo para

un minicarro usando servomotores

PESQUISA DE HARDWARE

Ya culminando con la programación de los PICs, por último, se nos pidió que diseñemos el control de dos servomotores por medio de 4 pulsadores para implementar el control de las llantas delanteras de un mini_carro. Mi diseño se presenta a continuación:

Figura 10: Simulación de un control

para dos servomotores Por último, trabajamos con el micro c o n t r o l a d o r A T M E G A 1 6 . S e desarrollaron varios proyectos en el laboratorio de electrónica con este integrado, reforzando y mejorando lo hasta aquí ya aprendido.

Figura 11: Semáforo usando el

ATMEGA16

TUTORÍAS Y CURSOS Como se expuso anteriormente, la ayuda de los docentes por enseñarnos todo lo referente a microcontroladores fue inmensamente significativo ya que se nos dictaron cursos y tutorías de todos los temas tratados en este ciclo académico, así como también tutorías personalizadas en varios temas de complicado aprendizaje. A las tutorías se las realizaban los días viernes y luego se las pasó para los sábados junto con los compañeros que estaban recibiendo las charlas del Micro-club. También se nos dio una charla y se nos proyectó un video para el trucaje de los servomotores, siéndonos de mucha ayuda para implementar futuros proyectos pendientes.

Figura 12: Video sobre el trucaje de

los servomotores La ayuda de los docentes de Gestión productiva_1 en todo el transcurso de este ciclo académico se vio reflejado en todos los proyectos que se vinieron

PESQ

UISA

DE

HAR

DW

ARE


PESQ

UISA

DE

HAR

DW

ARE realizando en el transcurso del

mismo. REFERENCIAS • C a r l o s A . R e y e s ,

MICROCONTROLADORES PIC PROGRAMACIÓN EN BASIC, segunda edición, impreso por RISPERGRAF, Quito-Ecuador.

• Rigurosamente incierto » Blog Archive » Manejando un Servo Conocimientos previos.

MARCADOR ELECTRÓNICO


Alex Jaramillo, Luis Quichimbo, Christian Tinoco [email protected], [email protected], [email protected]

RESUMEN El presente trabajo propone la implementación de un marcador electrónico con fines deportivos, constando este en su parte superior con la presentación de letras como: “ V I S I T A ” y “ L O C A L ” , y complementado con la presentación de números mediante un teclado, el funcionamiento esta basado en el PIC 16F877A y el decodificador 74LS48, el software que se ha utilizado para su s i m u l a c i ó n e s P R O T E U S 7 PROFESIONAL,y para la respectiva programación del PIC se ha utilizado MICROCODE STUDIO PLUS, ya que en su librería cuenta con este tipo de PIC lo que nos facilitó la compilación del código para su completo funcionamiento. ABSTRACT The present work proposes the imple-mentation of an electronic marker with sport ends, consisting this in its superior part with the presentation of letters like: "It VISITS" and "LOCAL", and supplemented with the presenta-tion of numbers by means of a key-board, the operation this based one in the PIC 16F877A and the decoder 74LS48, the software that you utilized for their simulation it is PROTEUS 7 PROFESSIONAL, for the respective programming of the PIC MI-CROCODE STUDIO BONUS has been used, since in its bookstore it has this type of PIC what I facilitate us the compilation of the code for its com-plete operation.

INTRODUCCIÓN Con este proyecto estamos aplicando los conocimientos que hemos obtenido en el transcurso de estos ciclos, en los cuales hemos visto la necesidad de desarrollar una herramienta que nos permita tener mayor facilidad para mostrar resultados obtenidos en encuentros deportivos o cualquier actividad que lo requiera. P R I N C I P I O D E FUNCIONAMIENTO Para la simulación de este proyecto se utilizó el software PROTEUS, el cual nos permite realizar simulaciones de los proyectos montados, es decir, no hace falta: probar en protoboard el proyecto, comprar materiales, quemar los m ic r o c o ntr o la d o r e s , e t c . Simplemente necesitamos seleccionar los elementos a utilizar, ya que esta poderosa herramienta contiene: microcontroladores PIC, LCD, reles, LEDS, displays, etc. El principio de funcionamiento del Marcador Electrónico en realidad es bastante sencillo, y reside en la completa manipulación electrónica de los LEDS (light emission diodes) a través del código de programación realizado en Microcode Studio Plus, aquí es donde determinamos qué se va enviar por cada pin del PIC, este proyecto esta dividido en dos etapas, una que es la parte de presentación de letras y la otra que comprende la presentación de los números

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PAGINA 71 MARCADOR ELECTRÓNICO

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HAR

DW

ARE GENERACIÓN DE LETRAS

Ubicamos un arreglo de LEDS de 5x23(fxc) con el fin de que parezca una pantalla grande, por medio del PIC manipulamos las filas y columnas, Figura 1. para generar una letra se utiliza un arreglo de 5x3 a excepción la “i” que solamente necesita una

columna. Figura 1: Arreglo de LEDS

Como ejemplo se mostrará cómo generar las letras “V” y “A” que son la primera y la última letra de la palabra VISITA: Letra V (Figura 2) • En la pr imera columna

(nombrada en el código como <<col1>>) enviamos un alto (1 lógico) y en las filas (fila1, fila2, fila3, fila4) enviamos un bajo (0 lógico), consiguiendo polarizar todos los LEDS de la columna mencionada.

• Damos una pausa de 0,3s (PAUSE 300) para visualizar el resultado.

• Enviamos un bajo a la columna uno para que vuelva a su estado de apagado.

• Una nueva pausa de 0.002s (PAUSE 2) para luego realizar el encendido de los LEDS deseados para la siguiente columna.

Figura 2: Código para generar la letra V

encender el LED de la posición

(f5, c2), para ello enviamos un alto a la columna 2 y a las filas 1, 2, 3, 4; mientras que a la fila 5, un bajo para polarizar el LED.

Letra A (Figura 3)

Figura 3: Código para generar la letra A

El procedimiento es parecido al de la letra V, solamente hay que tomar en

C1

C2

C3

C4 C5 C6

C7

C8

C9

C10

C11

C12

C13

C14

C15

C16

C17

C18

C19

F1

F5

F4

F3

F2

EQUIPO


cuenta que LEDS deseamos encender para enviar alto a la columna o fila que corresponda. GENERACIÓN DE NÚMEROS Ahora, para los números se toman las mismas consideraciones que las de un display de 7 segmentos, debido a que la disposición de los LEDS es muy similar a éste. Pero como vamos a utilizar un decodificar de BCD a 7 segmentos, Figura 4, entonces, en el código tenemos que interactuar solamente con 4 pines del PIC para cada número.

Figura 4: I/O para 74LS48(decodificador de BCD a 7segmentos)

Figura 5a: Teclado matricial (configuración interna)

Antes de indicar el código de los

números, se indicará cómo obtener los números ingresados por un teclado matricial. Hablando técnicamente, un teclado es una configuración adecuada de conductores a manera de arreglo, los mismos que al estar cortocircuitados brindan una determinada posición, pudiendo relacionarla a esta ubicación con un número, una letra o cualquier otro tipo de dato, en la Figura 5a se muestra cómo está dispuesto un teclado internamente, mientras en la Figura 5b ya se muestra cómo producto terminado. En el teclado matricial al igual que la matriz formada para la generación de letras, manipulo las columnas y filas para que el PIC logre interpretar que botón del teclado se ha pulsado.

Figura 5b: Teclado matricial

(configuración externa)

Entonces, se ubica un lazo FOR para que testee columna por columna y fila por fila, tal como se muestra en el código (Figura 6). Envío un BAJO a la fila 1 (A) y con la condición IF reviso una por una las columnas (UNO, DOS, TRES), si una de ellas es igual a 0, en otras palabras al BAJO enviado anteriormente, quiere decir que se ha pulsado el botón correspondiente a esa posición (fila,

1 2 3

4 5 6

7 8 9

0 #

1 2 3

A

B

C

DPESQ

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PAGINA 73 MARCADOR ELECTRÓNICO

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Figura 6: Código para obtener números del teclado matricial

columna) haciéndose un cortocircuito, funcionando ahora el pulsador como un cable. Ahora, para los dos números, Figura 7, utilizamos las salidas del decodificador a nuestro arreglo de LEDS, y para comprender como se envía los números al display, al final de este documento se anexa el código completo.

Figura 7: Arreglo de LEDs para los números

CONCLUSIONES • Con la utilización de dispositi-

Figura 8: Esquema final marcador electrónico

vos programables como en este caso PICS podemos reducir espacio como también hardware, para realizar cualquier tipo de implementación.

• Teniendo el conocimiento básico

de un arreglo de LEDS en el cual se puede presentar cualquier tipo de carácter de forma estática, ya podríamos hacer que estas se desplacen de forma mas sencilla.

• La manipulación de este tipo de

arreglo de LEDS nos permite de a l g u n a m a n e r a p o d e r presentarlo como modelo para convertirlo en producto final y comercializarlo.

REFERENCIAS • C O R R A L E S , S a n t i a g o .

E lec t rónica prac t i ca con microcontroladores PIC

• www.microchip.com

LA

LB

LC

LD

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GND

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T

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T

T

GND

LE

D145LED-YELLOW

D206

LED-YELLOW

F1

F4

F2F3

F5

C5C6C7C8

C4

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C10C11C12C13C14C15

C9

C3

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C19C18

C1

C2

A

1

B

CD

3 2

LALBLCLDLELFLG

LG1

LA1LB1LC1LD1LE1LF1

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R

rst

local

visita

D

C

B

A

1 23

LA

LB

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LE

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GND

GND

GN

D

GND

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LE1

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LF1

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T

T

T

T

LALBLC

LDLELFLG

LA1

LG1

LB1LC1LD1LE1LF1

C1

C2

C3

C4 C5 C6

C7

C8

C9

C10

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C12

C13

C14

C15

C16

C17

C18

C19

F1

F5

F4

F3

F2

rst

visita

local

RA0/AN02

RA1/AN13

RA2/AN2/VREF-/CVREF4

RA4/T0CKI/C1OUT6

RA5/AN4/SS/C2OUT7

RE0/AN5/RD8

RE1/AN6/WR9

RE2/AN7/CS10

OSC1/CLKIN13

OSC2/CLKOUT14

RC1/T1OSI/CCP2 16

RC2/CCP1 17

RC3/SCK/SCL 18

RD0/PSP0 19

RD1/PSP1 20

RB7/PGD 40RB6/PGC 39RB5 38RB4 37RB3/PGM 36RB2 35RB1 34RB0/INT 33

RD7/PSP7 30RD6/PSP6 29RD5/PSP5 28RD4/PSP4 27RD3/PSP3 22RD2/PSP2 21

RC7/RX/DT 26RC6/TX/CK 25RC5/SDO 24RC4/SDI/SDA 23

RA3/AN3/VREF+5

RC0/T1OSO/T1CKI 15

MCLR/Vpp/THV1

U2

PIC16F877A

330R330R

R3330R

RA0/AN02

RA1/AN13

RA2/AN2/VREF-/CVREF4

RA4/T0CKI/C1OUT6

RA5/AN4/SS/C2OUT7

RE0/AN5/RD8

RE1/AN6/WR9

RE2/AN7/CS10

OSC1/CLKIN13

OSC2/CLKOUT14

RC1/T1OSI/CCP2 16

RC2/CCP1 17

RC3/SCK/SCL 18

RD0/PSP0 19

RD1/PSP1 20

RB7/PGD 40RB6/PGC 39RB5 38RB4 37RB3/PGM 36

RB2 35RB1 34RB0/INT 33

RD7/PSP7 30RD6/PSP6 29RD5/PSP5 28RD4/PSP4 27RD3/PSP3 22RD2/PSP2 21

RC7/RX/DT 26RC6/TX/CK 25RC5/SDO 24RC4/SDI/SDA 23

RA3/AN3/VREF+5

RC0/T1OSO/T1CKI 15

MCLR/Vpp/THV1

PIC16F877A

A7 QA 13

B1 QB 12

C2 QC 11

D6 QD 10

BI/RBO4 QE 9

RBI5 QF 15

LT3 QG 14

U3

74LS48

A7 QA 13

B1 QB 12

C2 QC 11

D6 QD 10

BI/RBO4 QE 9

RBI5 QF 15

LT3 QG 14

U24

74LS48

EQUIPO

VISITA

LOCAL

RESET

1 2 3

4 5 6

7 8 9

0 #

1 2 3

A

B

C

D

D145LED-YELLOW

D206

LED-YELLOW

Alex JaramilloCrhistian TinocoLuis Quichimbo

FILTRO DIGITAL

DISEÑO DE UN FILTRO DIGITAL MEDIANTE UN DSPIC 30F4011 Y CON UN DAC VISUALIZAR LAS

DIFERENTES SEÑALES A OBTENER. Pabel Merino, Juan Carlos Romero, Pedro Vélez

[email protected], [email protected] , [email protected]

RESUMEN Este proyecto se basó en el diseño de filtros digitales FIR por medio de la técnica de ventaneo, la cual nos ayuda a generar filtros más exactos y/o más rápidos según nuestras necesidades. La técnica que se utilizó consta de varias ventanas con las cuales se hicieron comparaciones de respuestas para obtener el filtro más adecuado. SUMMARY This project was based on the design of digital FIR filters through window technique, which helps us generate more accurate and / or faster filters depending on our needs. The tech-nique that was used is comprised by several windows in which compari-sons of several responses were made to get the most appropriate filter. INTRODUCCIÓN En los sistemas de comunicaciones se emplean filtros para dejar pasar solo las frecuencias que contengan la información deseada y eliminar las restantes. Los filtros se utilizan para dejar pasar solamente las frecuencias que pudieran resultar de alguna utilidad y eliminar cualquier tipo de interferencia o ruido ajeno a ellas. Existen dos tipos de filtros: Filtros Pasivos: son aquellos tipos de filtros formados por combinaciones serie o paralelo de elementos R, L o

C. Filtros activos: son aquellos que emplean dispositivos activos, por ejemplo transistores u amplificadores operacionales, junto con elementos R, L, C. En general, se tienen los filtros de los siguientes tipos:

1. Pasa altas 2. Pasa bajas 3. Pasa bandas

Para cada uno de estos filtros existen dos zonas principales, que se llaman banda de paso y la banda de atenuación. En la banda de paso, es donde las frecuencias pasan con un máximo de su valor, o hasta un valor de 70.71% con respecto a su original (la cual es la atenuación de –30 dB). Los filtros están caracterizados por sus funciones de transferencia, así cualquier configuración de elementos activos o pasivos que consigan cierta función de transferencia serán considerados un filtro de cierto tipo. La función de transferencia de un filtro paso bajo de primer orden corresponde a:

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HAR

DW

ARE

PAGINA 75 FILTRO DIGITAL

PESQ

UISA

DE

HAR

DW

ARE Donde:

La constante k es una ponderación correspondiente a la ganancia del filtro, y La función de transferencia 1/(1+(s/Wc)) determina el comportamiento del filtro. En la función de transferencia anterior Wc corresponde a la frecuencia de corte propia del filtro, es decir la frecuencia a partir de la cual se empieza a atenuar la señal de entrada. De forma análoga al caso de primer orden, los filtros de pasa bajo de mayor orden también se caracterizan por su función de transferencia, por ejemplo la de un filtro paso bajo de segundo orden corresponde a:

Donde: Wo Es la frecuencia natural del filtro y ξ Es el factor de amortiguamiento de éste.

OBJETIVOS • Aplicar los conocimientos de la

t r a n s f o r m a d a Z e n l a implementación virtual a través de software para los diferentes tipos de filtros.

• Visualizar las diferencias entre las funciones Z de los filtros, sus graficas correspondientes.

• Realizar un quemador de DsPIC.

SOFTWARE: • MikroBASIC dsPIC mikroBasic,

mikroElektronika Basic compiler for Microchip dsPIC 30/33 and PIC 24 microcontrollers Version: 5.0.0.0(demo).

• WinPic800. MATERIALES DEL FILTRO • Ds pic 30f40111 • DAC - MCP 4921 • Resistencia de 10K ohmios • 1 Cristal de 10 MHz • 2 Capacitores cerámicos de 33pF MATERIALES DEL QUEMADOR • Bornera de 40 pines para DsPIC

30 f 4011 • Diodo Zener de 5.1v • Resistencia de 1K, 10K y 330

ohmios • 1 Capacitores electrolítico de

100Uf • 2 LEDS un verde y un rojo • Baquelita FILTER DESIGNER TOOL (dsPIC mikroBasic)

Figura 1: Ventana de herramienta diseño de filtros FIR-IIR (dsPIC

mikroBasic)

FILTRO DIGITAL

DIAGRAMA GENERAL DEL FILTRO

Figura 2: MikroBASIC dsPIC (Filter designer tool)

DIAGRAMA GENERAL DEL FILTRO

Figura 3: Programador JDM

A L G O R I T M O D E PROGRAMACIÓN %%%%%%%%%%%%%%%%%%%% program FIR ' This code was generated by filter de-signer tool by mikroElektronika ' Date/Time: 7/20/2008 9:32:57 PM ' S u p p o r t i n f o : h t t p : / /www.mikroe.com ' Device setup: ' Device name: P30F4011 ' Device clock: 012.000000 MHz ' Sampling Frequency: 44100 Hz ' Filter setup: ' Filter kind: FIR ' Filter type: Lowpass filter

' Filter order: 20 ' Filter window: Hamming ' Filter borders: ' Wpass:4000 Hz const BUFFER_SIZE = 32 FILTER_ORDER = 20 C O E F F _ B a s W o r d[FILTER_ORDER+1] = ( 0xFFA4, 0 x F F 2 7 , 0 x F E 4 F , 0 x F D A 6 , 0xFE85, 0x0289, 0x0A8D, 0x15CD, 0x21C4, 0x2AFA, 0x2E71, 0x2AFA, 0x21C4, 0x15CD, 0x0A8D, 0x0289, 0xFE85, 0xFDA6, 0xFE4F, 0xFF27, 0xFFA4) LOAD_PIN = 8 ' DAC load pin CS_PIN = 7 ' DAC CS pin dim inext as Word ' Input buffer index input_ as Word[BUFFER_SIZE] ' Input buffer ' This is ADC interrupt handler. ' Analogue input is sampled and the value is stored into input buffer. ' Input buffer is then passed through filter. ' Finally, the resulting output sample is sent to DAC. sub procedure ADC1Int org $2A ' ADC interrupt handler dim CurrentValue as word input_[inext] = ADCBUF0 ' Fetch sample C u r r e n t V a l u e = F I R _ R a d i x(FILTER_ORDER+1,' Filter order @COEFF_B, ' b coefficients of the filter

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ARE BUFFER_SIZE, ' Input buffer length

@input_, ' Input buffer inext) ' Current sample inext = (inext+1) and (BUFFER_SIZE-1) ' inext := (inext + 1) mod BUFFFER_SIZE; w h i l e S P I 1 S T A T . 1 = 1 'wait for SPI module to finish, if doing something nop wend LATF.CS_PIN = 0 ' CS enable for DAC SPI1BUF = $3000 or CurrentValue ' Write CurrentValue to DAC ($3 is required by DAC) while SPI1STAT.1 = 1 ' Wait for SPI module to finish write nop wend LATF.LOAD_PIN = 0 ' Load data in DAC LATF.LOAD_PIN = 1 ' LATF.CS_PIN = 1 ' CS disable for DAC IFS0.11 = 0 ' Clear AD1IF end sub ' This is Timer1 interrupt handler. ' It is used to start ADC at ' periodic intervals. sub procedure Timer1Int org $1A ' Timer1 interrupt handler ADCON1.1 = 1 ' Start sam-pling ADCON1.15 = 1 ' Start con-version IFS0.3 = 0 ' Clear TMR1IF end sub

' Main program starts here. ' Firstly, hardware peripherals are ini-tialized and then ' the program goes to an infinite loop, waiting for interrupts. main: ' DAC setup TRISF.LOAD_PIN = 0 ' LOAD pin TRISF.CS_PIN = 0 ' CS pin LATF.CS_PIN = 1 ' Set CS to inactive LATF.LOAD_PIN = 1 ' Set LOAD to inactive ' SPI setup SPI1_Init_Advanced(_SPI_MASTER, _ S P I _ 1 6 _ B I T , _ S P I _ P R E S C A L E _ S E C _ 1 , _SPI_PRESCALE_PRI_1, _ S P I _ S S _ D I S A B L E , _SPI_DATA_SAMPLE_MIDDLE, _SPI_CLK_IDLE_HIGH, _SPI_ACTIVE_2_IDLE) inext = 0 ' Initialize buffer index Vector_Set(input_, BUFFER_SIZE, 0) ' Clear input buffer ' ADC setup TRISB = $FFFF ' Use PORTB for input signal ADCON1 = $00E2 ' Auto-stop sampling, unsigned integer out ADCON2 = $0000 ADCON3 = $0204 ' Sampling time= 3*Tad, minimum Tad selected ADPCFG = $0000 ' Configure PORTB as ADC input port ADCHS = $000A '

FILTRO DIGITAL

Sample input on RB10 ADCSSL = 0 ' No input scan ' Interrupts setup IFS0 = 0 IFS1 = 0 IFS2 = 0 INTCON1 = $8000 ' Nested in-terrupts DISABLED INTCON2 = 0 IEC0 = $0808 ' Timer1 and ADC interrupts ENABLED IPC0.12 = 1 ' Timer1 interrupt priority level = 1 IPC2.13 = 1 ' ADC in-terrupt priority level = 2 ' Timer2 setup PR1 = $0044 ' Sampling = 44100 Hz. Value of PR1 is depend-ent on clock. T1CON = $8000 ' Timer1 ON, internal clock FCY, prescaler 1:1 while true ' Infinite loop, nop ' wait for interrupts wend end. %%%%%%%%%%%%%%%%%%%% ESQUEMA PRÁCTICO DEL FILTRO

Figura 3: Circuito Filtro Digital

Figura 4: Circuito Filtro Digital – Ruteo

ESQUEMA PRÁCTICO DEL QUEMADOR DE DsPIC:

Figura 5: Circuito Quemador de DsPIC

PROCEDIMIENTO PRÁCTICO Nuestro proyecto está orientado a generar un filtro digital pasa bajos mediante el método de ventana Hamming, generando una respuesta

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Figura 6: Circuito Quemador de DsPIC - Ruteo

DEMOSTRACIÓN EN EL ANALIZADOR DE ESPECTROS

Figura 7: En esta imagen podemos apreciar una señal sinusoidal con una

frecuencia de 6 KHz, es la señal original que está a 6 KHz

Figura 8: En esta imagen se encuentra la imagen original atenuada ya por la

acción del filtro, de esta manera podemos observar que la atenuación

esta a -61 dB. Esto nos da como resultado que esta es una atenuación

óptima para un filtro

infinita al impulso o filtro FIR. El filtrado digital es parte del procesado de señal digital. Se le da la denominación de digital más por su funcionamiento interno que por su dependencia del tipo de señal a filtrar, así podríamos llamar filtro digital tanto a un filtro que realiza el procesado de señales digitales como a otro que lo haga de señales analógicas. El filtrado digital consiste en la realización interna de un procesado de datos de entrada. El valor de la muestra de la entrada actual y algunas muestras anteriores (que previamente habían sido almacenadas) son multiplicados por unos coeficientes definidos. También podría tomar valores de la salida en instantes pasados y multiplicarlos por otros coeficientes. Finalmente, todos los resultados de todas estas multiplicaciones son sumados, dando una salida para el instante actual. Esto implica que internamente tanto la salida como la entrada del filtro serán digitales, por lo que puede ser necesario una conversión analógico-digital o digital - analógico para uso de filtros digitales en señales analógicas. Los filtros digitales se usan frecuentemente para tratamiento digital de la imagen o para tratamiento del sonido digital. Los filtros de respuesta finita al impulso (FIR finite impulse response) tienen la ventaja de ser utilizados con facilidad y poseer fase lineal para una respuesta al impulso par o impar, a esta propiedad se le llama simetría. Otra de las características que debe de tener un filtro FIR es que debe ser causal, esto significa que debe tener un retraso hacia los positivos y no

FILTRO DIGITAL

Existen tres técnicas de diseño de filtros FIR que son de gran importancia:

1. La técnica de ventanas; 2. La técnica de muestreo en

frecuencia; 3. La técnica de diseños con rizado

uniforme. La técnica de ventaneo se basa en la respuesta de un filtro al aplicarle la ventana deseada por medio de una multiplicación de sus ecuaciones, la ventana hace que en el filtro real diseñado se tengan menos variaciones de transición o supresión

y con esto se logre y filtrado más efectivo.

Figura 9: Filtro Pasa bajas con

Ventana de Hamming en el Tiempo. MatLab 7.1

Figura 10: Filtro Pasa bajas con Ventana de Hamming en la

C O N C L U S I O N E S Y RECOMENDACIÓNES • El filtrado es un proceso

mediante el cual se modifica el contenido espectral de una señal.

• Este programa nos facilita en

gran medida el diseño de los filtros digitales FIR mediante la técnica de ventaneo y cada ventana a elegir nos varía los rizos en la banda de paso y en la de supresión.

• La salida es una combinación

lineal de los valores presente y pasados de la señal de entrada.

• Se trata de un filtro no recursivo

y tiene memoria finita.

REFERENCIAS • A s h o k A l b a r d a r ,

Procesamiento de señales analógicas y digitales, segunda edición, Thomson.

• Oppenheim, A.V., and R.W. Schafer, Discrete-Time Signal Processing, Prentice-Hall, 1989, pp. 447-448

• http://www.allbusiness.com/i n f o r m a t i o n / p u b l i s h i n g -industries/722608-1.html

• h t t p : / / w w w . g o o g l e . e s /s e a r c h ?hl=es&rlz=1T4GGLR_en___EC283&q=filtros+fir&meta=

• h t t p : / /www.cimubb.ubiobio.cl/data/Resumen_Filtros_Digitales.pdf

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PAGINA 81 CONTROL DE MOTORES CON TRANSFORMADA Z

CONTROL DE MOTORES DE CORRIENTE CONTINÚA UTILIZANDO LA TRANSFORMADA Z

Diana León, Andrea Puchaicela, Liliana Rivera [email protected], [email protected] , [email protected]

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ABSTRACT Este proyecto trata sobre el movimiento de motores, con diferente software, en nuestro caso Proteous y Matlab. Proteous nos sirve para la simulación del motor mientras que Matlab es el que controla el movimiento del mismo. Además, se utilizará la transformada Z para relacionar la velocidad el motor con su rampa, es decir el ángulo de giro del motor, lo que indica si se desplaza a la derecha o a la izquierda. INTRODUCCIÓN Un motor de corriente continua es aquel que trabaja o se alimenta de corriente continua. Es un convertidor electromecánico rotat ivo que mediante los fenómenos de inducción transforma la corriente continua en energía eléctrica.

Figura 1: Motor DC

PARTES DE UN MOTOR • I n d u c t o r o e s t a t o r

(Arrollamiento de excitación):

Es un electroimán formado por un número par de polos. Las bobinas que los arrollan son las encargadas de producir el campo inductor al circular por ellas la corriente de excitación.

Figura 2: Partes de un Motor • Inducido o rotor (Arrollamiento

de inducido): Es una pieza giratoria formada por un núcleo magnético alrededor del cual va el devanado de inducido, sobre el que actúa el campo magnético.

• Colector de delgas:

Es un anillo de láminas de cobre llamadas delgas, dispuesto sobre el eje del rotor que sirve para conectar las bobinas del inducido con el circuito exterior a través de las escobillas.

• Escobillas: Son unas piezas de grafito que se colocan sobre el colector de

CONTROL DE MOTORES CON TRANSFORMADA Z

gas, permitiendo la unión eléctrica de las delgas con los bornes de conexión del inducido. Al girar el rotor, las escobillas van rozando con las delgas, conectando la bobina de inducido correspondiente a cada par de delgas con el circuito exterior.

T I P O S D E M O T O R E S D E CORRIENTE CONTINUA • De Excitación Independiente • De Excitación En Derivación • De Excitación En Serie • De Excitación Compuesta

PROTEUS Y MATLAB Proteus es un software que nos permite la simulación de circuitos acoplados mas a la realidad, en caso nuestro la hemos simulado el motor de corriente continua, el mismo que se encuentra conectado a un PIC 16F628A.

Matlab es un entorno de computación y desarrollo de aplicaciones orientado al desarrollo de proyectos que nos permite utilizar cálculos, y a partir de ellos visualizar sus respectivas graficas. Nosotros hemos utilizado un código de Matlab con el objetivo de controlar el motor simulado en Proteous, y de esta manera obtener distintas gráficas de acuerdo a sus respectivas funciones. Además, utilizamos Guide, que es una herramienta de Matlab, en donde se puede realizar y ejecutar programas de Simulación a medida

básicas de todos los programas visuales como Visual Basic o Visual C++. Guide Matlab consta de dos archivos uno .m (ejecutable) y otro . figura la parte gráfica. TRANSFORAMDA Z La Transformada Zeta (TZ) es un modelo matemático que se emplea entre otras aplicaciones en el estudio del Procesamiento de Señales Digitales, como son el análisis y proyecto de Circuitos Digitales, los S i s t e m a s d e R a d a r o Telecomunicaciones y especialmente los Sistemas de Control de Procesos por computadoras. La TZ es un ejemplo más de Transformada, como lo son la Transformada de Fourier para el caso d e t i e m p o d i s c r e t o y l a s Transformada de Fourier y Laplace para el caso del tiempo continuo. La importancia del modelo de la Transformada Z radica en que permite reducir Ecuaciones en Diferencias o ecuaciones recursivas con coeficientes constantes a Ecuaciones Algebraicas lineales. En nuestro proyecto hemos utilizado la transformada Z, para obtener una gráfica de la velocidad en Función del Tiempo. La velocidad lo obtenemos mediante una función de transferencia, y mantenemos algunos parámetros-constantes, por ejemplo, la resistencia, inductancia, etc. DESCRIPCIÓN DEL PROGRAMA Motor DC SIMULADO EN

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Figura 3

Figura 4

Código de Matlab A. Presentación function presentacion clear,clc,cla,close all %Creamos figura f i g d i a g = f i g u r e('Units','Normalized','Position',[0.0850 0.075 0.9 0.8],... %Tamaño de la presentación 'Number','off','Name','Electrónica y Telecomunicaciones','Menubar','none', 'color',[0.4 0.4 0.4]); %Ubicamos ejes en figura axes('Units','Normalized','Position',[0 0 1 1]);

%Incluir imagen %Importamos imagen *.jpg,junto con su mapa de colores [x,map]=imread('DOCK.jpg','jpg'); %Representamos imagen en figura, con su mapa de colores image(x),colormap(map),axis off,hold on %Títulos sobre imagen %Título text(40,110,'ECG CON PUERTO PARALELO','Fontname','Comic Sans MS','Fontsize',50,'Fontangle','Italic','Fontweight','Bold','color',[0.9 0.9 0.9]); %Nombre del programador text(70,230,'Por: Diana Leon, Andrea P u c h a i c e l a , L i l i a n a R i v e r a ' , ' F o n t n a m e ' , 'Arial','Fontangle','Italic','Fontweight','Bold','Fontsize',25,'color',[0.9 0.9 0.9]); %Botón Continuar b o t o k = u i c o n t r o l('Style','pushbutton','Units','normalized', 'Position',[.84 .03 .12 .05], ... 'String','CONTINUAR','Callback','clear all; close all;clc; chicas ;'); %GUI es el nombre del siguiente programa B. Guide function varargout = proyectogui(varargin) % PROYECTOGUI M-file for proyectogui.fig % PROYECTOGUI, by itself, cre-ates a new PROYECTOGUI or raises the existing % singleton*. % % H = PROYECTOGUI returns the handle to a new PROYECTOGUI or the handle to % the existing singleton*. % % PROYECTOGUI


( ' C A L L B A C K ' , h O b -ject,eventData,handles,...) calls the lo-cal % function named CALLBACK in PROYECTOGUI.M with the given in-put arguments. % % P R O Y E C T O G U I('Property','Value',...) creates a new PROYECTOGUI or raises the % existing singleton*. Starting from the left, property value pairs are % applied to the GUI before proyectogui_OpeningFunction gets called. An % unrecognized property name or invalid value makes property applica-tion % stop. All inputs are passed to proyectogui_OpeningFcn via varar-gin. % % *See GUI Options on GUIDE's Tools menu. Choose "GUI allows only one % instance to run (singleton)". % % See also: GUIDE, GUIDATA, GUIHANDLES % Edit the above text to modify the response to help proyectogui % Last Modified by GUIDE v2.5 21-Jul-2008 15:52:42 % Begin initialization code - DO NOT EDIT gui_Singleton = 1; gui_State = struct('gui_Name', mfilename, … 'gui_Singleton', gui_Singleton, … 'gui_OpeningFcn',

@proyectogui_OpeningFcn, ... ' g u i _ O u t p u t F c n ' , @proyectogui_OutputFcn, ... 'gui_LayoutFcn', [] , ... 'gui_Callback', []); if nargin && ischar(varargin{1}) gui_State.gui_Callback = str2func(varargin{1}); end if nargout [ v a r a r g o u t { 1 : n a r g o u t } ] = gui_mainfcn(gui_State, varargin{:}); else gui_mainfcn(gui_State, varargin{:}); end % End initialization code - DO NOT EDIT % --- Executes just before proyectogui is made visible. function proyectogui_OpeningFcn(hObject, eventdata, handles, varar-gin) % This function has no output args, see OutputFcn. % hObject handle to figure % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) % varargin command line arguments to proyectogui (see VARARGIN) b a c k g r o u n d = i m r e a d('background.jpg'); %Leer imagen axes(handles.axes1); %Carga la imagen en background axis off; imshow(background); % Choose default command line out-put for proyectogui handles.output = hObject; % Update handles structure

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ARE guidata(hObject, handles);

% UIWAIT makes proyectogui wait for user response (see UIRESUME) % uiwait(handles.figure1); % --- Outputs from this function are returned to the command line. function varargout = proyec-togui_OutputFcn(hObject, eventdata, handles) % varargout cell array for returning output args (see VARARGOUT); % hObject handle to figure % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) % Get default command line output from handles structure varargout{1} = handles.output; function edit1_Callback(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to edit1 (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) % Hints: get(hObject,'String') returns contents of edit1 as text % str2double(get(hObject,'String')) returns contents of edit1 as a double V a l = g e t ( h O b j e c t , ' S t r i n g ' ) ; %Almacenar valor ingresado %NewVal = str2double(Val); %Transformar a formato double handles.edit1=Val; %Almacenar en identificador

guidata(hObject,handles); %Salvar datos de la aplicación clc; disp('BEGIN')% SerPIC = serial('COM5'); %Virtual Serial Port s e t ( S e r P I C , ' B a u d R a t e ' , 2 4 0 0 ) ; %baudrate set(SerPIC,'DataBits',8); %bits de datos set(SerPIC,'Parity','none'); set(SerPIC,'StopBits',1); %bit de parada set(SerPIC,'FlowControl','none');% Control de Flujo fopen(SerPIC);%Abrir Puerto %*-*-*-*-*-*- % Escribir datos f p r i n t f ( S e r P I C , ' %s',handles.edit1);pause(0.2)%envia si se enciende o apaga el motor %CERRAR el puerto COM2 al finalizar el programa fclose(SerPIC); delete(SerPIC) clear SerPIC disp('STOP') % --- Executes during object creation, after setting all properties. function edit1_CreateFcn(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to edit1 (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles empty - handles not cre-ated until after all CreateFcns called % Hint: edit controls usually have a white background on Windows. % See ISPC and COMPUTER.


i f i s p c & & i s e q u a l ( g e t(hObject,'BackgroundColor'), get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor')) set (hObject,'BackgroundColor','white'); end % --- Executes on button press in pushbutton1. function pushbutton1_Callback(hObject, eventdata, handles) % w i n o p e n ( s t r c a t('PROYECTO_DE_SEÑALES.doc')); % --- Executes on button press in pushbutton2. function pushbutton2_Callback(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to pushbutton2 (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) %Datos Internos del Motor R=1;%Resistencia L=0.5;%Inductancia Kt=0.01;%Torque J=0.01;%Momento de Inercia b=0.1;%Fricción num = Kt;%numerador den = [(J*L) (J*R)+(L*b) (R*b)+(Kt^2)];%denominador Ts = 0.12;%Tiempo [ n u m z , d e n z ] = c 2 d m(num,den,Ts,'zoh') numz = [numz(2) numz(3)];

[ n u m z _ c l , d e n z _ c l ] = c l o o p(numz,denz); [x1] = dstep(numz_cl,denz_cl,101); t=0:0.12:12; %stairs(t,x1) axes(handles.axes2); p l o t ( t , x 1 , ' C o l o r ' , [ 0 . 2 0 . 8 0.2],'LineWidth',2.5); xlabel('Tiempo (seconds)') ylabel('Velocidad (rad/s)') t i t l e ( ' R E S P U E S T A D E L ESCALÓN:Original') % --- Executes on button press in pushbutton4. function pushbutton4_Callback(hObject, eventdata, handles) R=1;%Resistencia L=0.5;%Inductancia Kt=0.01;%Torque J=0.01;%Momento de Inercia b=0.1;%Fricción num = Kt;%numerador den = [(J*L) (J*R)+(L*b) (R*b)+(Kt^2)];%denominador Ts = 0.12;%Tiempo [ n u m z , d e n z ] = c 2 d m(num,den,Ts,'zoh') numz = [numz(2) numz(3)]; [ n u m z _ c l , d e n z _ c l ] = c l o o p(numz,denz); [x1] = dstep(numz_cl,denz_cl,101); t=0:0.12:12; %stairs(t,x1) axes(handles.axes3); stem(t,x1,'Color',[0.2 0.8

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ARE 0.2],'LineWidth',2.5);

xlabel('Tiempo (seconds)') ylabel('Velocidad (rad/s)') t i t l e ( ' R E S P U E S T A D E L ESCALÓN:Original') C. Virtual Port

Figura 5

Es una herramienta que brinda la posibilidad de generar puertos seriales virtuales, es decir que este funciona como un emulador de Puertos. Virtual Serial Port crea toda la cantidad de puertos serie virtuales que se desee, creándolos a través de una interfaz gráfica sumamente comprensible y dinámica. Hemos usado esta herramienta para poder enviar los datos de Matlab hasta Proteous, mediante los puertos virtuales seriales. APLICACIONES • No obstante a lo anterior, la

máquina de C.C. tiene múltiple aplicaciones, especialmente c o m o m o t o r , d e b i d o principalmente a:

• A m p l i o r a n g o d e velocidades (ajustables de modos cont inuos y controlables con alta precisión).

combinación ideada por tramos.

• R áp i da a c e le rac ió n , desaceleración y cambio de sentido de giro.

• Posibilidad de frenado regenerativo.

Figura 6 CONCLUSIONES • Modelamos matemáticamente el

funcionamiento de un motor de corriente continua a través de transformada Z.

• Simulamos el comportamiento

de motores de corriente continua utilizando Matlab y Proteous.

REFERENCIAS • http://www.mathworks.com/

access/helpdesk/help/toolbox/simulink/slref/scope.shtml

• w w w . w i k i p e d i a /modelaci_ndemotore .pdf.com

• www.monografias.com • Sistemas de control en tempo

discreto, Katsuhiko Ogata, Ed. Pentice Hall, 2 ediciones. http://www.mathworks.com/ access/helpdesk/help/toolbox/simulink/slref/scope.shtml

• help Matlab. • help Proteous.

RADAR MEDIANTE LABVIEW

RADAR MEDIANTE EL USO DE LABVIEW Y DAQ-NI Darwin Castillo, Eduardo Suárez, Pablo Aguirre

ABSTRACT El radar es una aplicación muy importante e interesante no solo por el uso que se le da, sino por las formas y diferentes maneras de hacerlo. En el presente diseño nos basamos en una etapa de sensor, acondicionamiento d e l a s s e ñ a l e n t r a n t e , acondicionamiento de la parte mecánica y una comunicación con la computadora por medio de una tarjeta de adquisición de datos DAQ_NI 6008, instrumentos que nos permitirán generar datos que luego de que sean recibidos serán procesados y presentados en un instrumento virtual con interfaz gráfica Labview. Index Terms: Introducción, Etapa de Sensor, Etapa de Acondicionamiento de Señal, Acondicionamiento de la Parte Mecánica, Comunicación con DAQ y LabVIEW, Conclusiones, Referencias. INTRODUCCIÓN La imaginación y creatividad que existe en la naturaleza es lo que le ha permitido al hombre desarrollar y descubrir nuevas cosas a través de la tecnología, un claro ejemplo de ello es el radar, ya que como hemos podido ver, en la naturaleza un claro ejemplo de ello lo constituyen unos pequeños mamíferos habitantes en cuevas (murciélagos). Ahora bien, podemos decir que nos hemos servido del conocimiento que tenemos acerca de dichos seres para

poder crear radares a través de la ciencia. En el presente podremos encontrar un diseño de radar, el mismo que nos permitirá determinar la distancia y detectar la presencia de un objeto. El diseño consta de tres etapas: de sensor, de acondicionamiento de señal y acondicionamiento mecánico, comunicación e interfaz en LabVIEW. ETAPA DE SENSOR En esta etapa tenemos un sensor de ultrasonido SONAR-EZO de marca MATBOX, es te sensor t iene características muy buenas en comparación con otros sensores de este tipo. Posee las siguientes características: Alcance: 12 cm a 6 m. Salidas: Posee tres tipos de salidas las cuales son serial, analógica y por ancho de pulso. • Serial: El sensor envía un valor

en ASCII. • Analógica: envía un valor de

(Vcc/512)/pulgada, es decir si la alimentación es Vcc=5V el sensor envía 9.8mV por cada pulgada.

• Ancho de Pulso: El sensor envía un pulso un determinado tiempo de tal manera que se pueda calcular el tiempo del ancho de pulso y por ende la

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Figura 1. Sensor de Ultrasonido “SONAR-EZO”

E T A P A D E ACONDICIONAMIENTO DE SEÑAL Esta etapa está diseñada por medio de amplificadores operacionales tales como el LM324, que nos permite amplificar la señal analógica que nos d a e l s e n s o r . C o m o a n t e s m e n c i o n a m o s , e s t a s s a l i d a s alimentadas mediante un voltaje VCC nos dan 9.8mV por pulgada, por la cual para leerla necesitamos amplificarla por medio de una configuración amplificador no inversor con ganancia de 10. Además de ello, nos servimos de utilizar un conversor análogo digital,

el cual es el ADC 0804, mismo que

ACONDICIONAMIENTO DE LA PARTE MECÁNICA Para la parte mecánica usamos un motor paso a paso unipolar, el cual es controlado mediante una salida digital de la DAQ. El funcionamiento del motor es a 12 V por lo que es necesario amplificar la corriente de la DAQ con cuatro transistores TIP 41.

Figura 3: Acondicionamiento

COMUNICACIÓN CON DAQ Y LABVIEW La DAQ es el instrumento con el cual i n g r e s a m o s l o s d a t o s a l a computadora, esta posee entradas y salidas analógicas y digitales. El procesamiento final se lo realiza mediante LabVIEW, puesto que con este podemos hacer instrumentos virtuales, ya que posee muchas herramientas para adquisición y procesamiento de señales.

RADAR MEDIANTE LABVIEW

Figura 4: Tarjeta DAQ

CONCLUSIONES • A este proyecto se lo puede

aplicar en situaciones difíciles c o m o p r o c e s a m i e n t o d e i m á g e n e s , y d e t e c t a r movimiento.

• El sensor no realiza procesos de

auto correlación, sino que usa métodos por ancho de pulsos, las mismas que son señales discretas.

• Podemos mencionar que al

control del motor paso a paso se lo puede hacer de dos maneras, ya sea mediante un programa desarrollado o mediante el diseño de un circuito.

REFERENCIAS • D a t a S h e e t S e n s o r d e

Ultrasonido “SONAR-EZO”

• Data Sheet DAQ NI ANEXOS

Figura 5: DIAGRAMA DE BLOQUES

Figura 6:Iniciar la DAQ Figura 7: escribir datos al motor

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Figura 8: Leer datos del ADC

MENSAJES DE VOZ BASADOS EN FPGAS

SISTEMA DE MENSAJES DE VOZ BASADOS EN FPGAs

Ricardo Agila. Sergio Jaramillo. Marcelo Valdiviezo

RESUMEN El principal objetivo por el cual se llevó a cabo el desarrollo de este proyecto fue mostrar a los estudiantes de Ingeniería las aplicaciones del Procesamiento de Señales, diseño de Filtros así como el Tratamiento se Señales de Audio y la familiarización con sistemas basados en DSPs. Utilizamos herramientas como Matlab, Xilinx y System Generator para poder realizar el diseño y obtener el archivo .bit que será descargado a la FPGA. Las principales características del proyecto son: • Implementar un sistema para

captar datos de audio en la FPGA.

• Implementar un sistema para almacenar los datos en la FPGA.

• Procesar la señal ingresada con el fin de librarla de ruido o realizar la combinación de diferentes señales.

• Sacar los datos por la FPGA a través de uno de los puertos existentes del sistema.

• Reproducir la señal de audio y sacarla por un parlante.

Procesamiento: Tratamiento de la información, conjunto de operaciones que un ordenador realiza partiendo de un programa. El procesamiento digital de audio es el conjunto de técnicas que se aplican

objetivo de mejorar la calidad ó facilitar la búsqueda de información. S y s t e m G e n e r a t o r : E s u n a herramienta de diseño de Xilinx que permite el uso de las herramientas de Mathworks basado en el entorno de Simulink para diseño de FPGA. Filtros FIR: FIR es un acrónimo en inglés para Finite Impulse Response o Respuesta finita al impulso. Se trata de un tipo de filtros digitales en el que, como su nombre indica, si la entrada es una señal impulso, la salida tendrá un número finito de términos no nulos. Los filtros FIR tienen la gran ventaja de que pueden diseñarse para ser de fase lineal, lo cual hace que presenten ciertas propiedades en la simetría de los coeficientes. Este tipo de filtros tiene especial interés en aplicaciones de audio. Además, son siempre estables. Por contra también tienen la desventaja de necesitar un orden mayor respecto a los filtros IIR para cumplir las mismas características. Esto se traduce en un mayor gasto computacional. FPGA (del inglés Field Programmable Gate Array): Es un dispositivo semiconductor que contiene bloques de lógica cuya interconexión y funcionalidad se puede programar.

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ARE potencia y no pueden abarcar

sistemas tan complejos. A pesar de esto, las FPGAs tienen las ventajas de ser reprogramables (lo que añade una enorme flexibilidad al flujo de diseño), sus costes de desarrollo y adquisición son mucho menores para pequeñas cantidades de dispositivos y el tiempo de desarrollo es también menor. INTRODUCCIÓN Durante los últimos años se han desarrollo las computadoras a un nivel en que es común hablar hoy en día de nuevos términos, producto de los continuos avances a los que la electrónica se ha sometido, así aparecen los sistemas embebidos que consisten de una electrónica programable especialmente diseñada para soluciones específicas. Sumado a estos nuevos sistemas, la revolución de la información nos permite encontrar un sinnúmero de herramientas que pueden dar muy buenos resultados si son explotadas al máximo, también software que nos facilita el cálculo y la visualización de f e n ó m e n o s q u e d i f í c i l m e n t e c o m p r e n d e r í a m o s c o n l a s explicaciones de los libros, así como potentes editores matemáticos que permiten la fácil resolución de complejas ecuaciones. En este caso específico nos valemos de las herramientas proporcionadas por System Generator que junto a Matlab y Xilinx nos brindan una excelente interfaz para el diseño de nuestro sistema que posteriormente será

gresaremos una señal de audio mediante un micrófono, para luego ser procesada, filtrada para purificar la señal y almacenarla en la memoria de la FPGA, para finalmente reproducirla y sacarla a un altavoz. EL SISTEMA DE MENSAJES DE VOZ BASADO EN FPGAs El proyecto esta siendo desarrollado bajo el entorno Matlab utilizando la versión 7.1. System Generator V8.1 y Xilinx ISE V8.1. Para realizar el diseño respectivo ingresamos a Matlab, luego a Simulink que será la interfaz en la que elaboraremos nuestro diseño, en la ventana Simulink Library Browser nos ubicamos en Xilinx Blockset y arrastramos el bloque System Generator hasta nuestro ventana de diseño como se indica en la figura 1. Luego damos doble click en el bloque para realizar las configuraciones correspondientes como son los directorios en donde se compilará nuestro proyecto así como los valores correspondientes al Periodo de clock de la FPGA y el Periodo del sistema de Simulink, como se aprecia en la figura 2.

Figura 1: Ubicación del bloque System Generator en nuestro diseño

MENSAJES DE VOZ BASADOS EN FPGAS

Figura 2: Configuraciones del bloque System Generator.

Continuando con el diseño y por motivos de pruebas utilizamos como entrada una señal previamente grabada, la cual ingresar a nuestro sistema mediante los bloques denominados Gateway IN como se muestra en la figura 3, al bloque que es la compuerta de entrada le configuramos los parámetros respectivos Tipo de entrada: Signed; Number of bits: 16; Binary point: 14; Quantization: Round; Overflow: Sa tu ra te ; y Sample P e r i od : Tsysclk*1042; como se ve en la figura

4. Fig. 3: Señal de Entrada y Gateway

Fig. 4: Configuración de Gateway IN (audio_right_in)

Una vez ingresada la señal, procedemos a purificarla mediante un filtro FIR creado con la herramienta FDA tool e incorporado a nuestro diseño mediante el bloque DAFIR como se ve en la figura 5. El filtro es un filtro pasa-banda FIR por el método de la Ventana de Kaiser, con un orden N=32; y una Frecuencia de muestreo de 48KHz.

Fig. 5: Filtro FIR, configuración

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ARE Luego de tener lista la señal, el

siguiente proceso es el de la escritura y lectura de la señal en la memoria de la FPGA, mediante los bloques To FIFO y from FIFO, respectivamente. El bloque To FIFO en donde se realiza la escritura consta de la entra data que es por donde ingresar nuestra señal; y we (write enable) la que por motivos de nuestro diseño se encuentra retroalimentada por la salida full. Figura 6. EL bloque from FIFO es el que nos permite realizar la lectura desde la memoria de la FPGA y la señal la obtenemos a través de la salida dout, y de la misma manera realimentamos

la entrada re con la salida empty.

Figura 6

Luego de terminado el diseño, realizamos la síntesis y la compilación en el bloque System Generator que nos permite la opción de generar el .bit que será descargado en la FPGA para el funcionamiento de nuestro sistema de mensajes de voz. CONCLUSIONES • E l s o f t w a r e d e S y s t e m

G e n e r a t o r , d a d o s u

en la simulación de sistemas de DSPs.

• Las herramientas utilizadas simplifican en gran parte las operaciones de procesamiento de señales, y reducen en gran cantidad las operaciones y cálculos matemáticos en el diseño de filtros y modelado de l o s d i f e r e n t e s s i s t e m a s empleados en el diseño.

• Al tener las FPGAs la característica de reprogramables, nos permite luego del análisis de l o s r e s u l t a d o s , r e a l i z a r modificaciones e implementar nuevas prestaciones a nuestro proyecto, permit iéndonos mejorar su desempeño.

REFERENCIAS • HTTP://ES.WIKIPEDIA.ORG/

WIKI/SISTEMA_INTEGRADO • www.mathworks.com • www.xilinx.com

RECONOCEDOR DE PALABRAS

IMPLEMENTACION DE UN RECONOCEDOR DE PALABRAS

Gastón Chamba, Richard Rivera, Manuel Sarango [email protected]; [email protected]; [email protected]

RESUMEN Este documento muestra el desarrollo de un programa para realizar el procesamiento de la señal de voz y obtener el reconocimiento de palabras. La característica principal es que se establecen patrones de voz grabados que pueden usarse para comparaciones confiables, la entrada de datos de este programa consistirá en palabras que serán las señales a procesar dentro del programa y los resultados serán presentados en un monitor de PC. INTRODUCCION La extracción de las características de las señales de voz resulta una tarea difícil e importante porque todo el procesamiento de la señal depende de la calidad de las características extraídas; estas pueden ser muy simples como el valor de la amplitud o un poco mas complejas si trabajamos con la FFT. Cuando se tiene una forma de onda de la voz es fácil reconocer algunas características de la señal, por ejemplo la energía; sin embargo, los parámetros mas útiles que se pueden emplear se obtienen del dominio de la frecuencia, razón por la cual es necesario realizar una transformación para diferenciar de forma precisa entre sonidos. En el desarrollo de este sistema se consideran dos tareas principales: en la primera se tratara de extraer las

principales características de la señal de voz y segundo procesar digitalmente la señal. TIPOS DE SONIDOS Existen diferentes criterios para clasificar los fonemas del Español, de acuerdo a la acción que realizan las cuerdas vocales se clasifican en sonoros y sordos, ya que para articularlos se requiere la vibración de las cuerdas vocales, los sonidos vocálicos [a, e, i, o, u] y algunas consonantes como [b, d, g, l, m, n] se consideran sonoras. Dicha vibración no es necesaria para algunas consonantes; es por esto que los sonidos [tS,x, p, t, k,s, f] son llamados sordos. Los sonidos también pueden clasificarse según el modo de articulación. Las vocales se dividen en altas, medias y bajas, mientras que las consonantes se agrupan en oclusivas, fricativas, africadas y líquidas. El sonido se llama fricativo, cuando el aire ha de pasar por un canal estrecho como si se produjera un frotamiento; cuando el aire se precipita en una especie de pequeña explosión [p, t, k, b, d, g] se producen los sonidos oclusivos. En el caso del sonido [tS] se suceden oclusión y fricación por lo que a esta consonante se le denomina africada; los sonidos líquidos se dividen a su vez en vibrantes [r, rr], si se producen salidas intermitentes de

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ARE aire, y laterales [l, L], cuando el aire

sale por ambos lados de la lengua. DESARROLLO Lo primero que se realiza es obtener la señal de voz a través de la tarjeta de sonido del PC, esta forma de onda obtenida la trasladamos hacia el entorno de Matlab en donde se especifican parámetros como la frecuencia de muestreo, nombre del archivo, si se usan uno o dos canales, etc. Lo primero que haremos es obtener el espectro para cada una de las vocales y guardarlas como un patrón de referencia para realizar comparaciones; para lograr esto se tomarán algunas muestras de cada una de las vocales y al final obtener un espectro promedio de cada una. Nuestra herramienta fundamental será obtener la FFT (Fast Fourier Transform) para obtener las c o m p o n e n t e s e s p e c t r a l e s d e frecuencia de la señal; a partir de aquí se irán añadiendo una serie de procesos que se describen mas adelante, los mismos que resultan indispensables para evitar errores en la extracción de las características principales. Cabe señalar, además, que para trabajar de mejor manera nosotros podemos normalizar los valores para tener como máximo valor la unidad. Una vez que se ha procesado la señal, se realiza el mismo procesamiento a diez muestras de una misma forma de onda, luego se calcula un promedio de las diez y se tendrá un patrón de referencia para comparar señales de entrada. Cuando el usuario ingrese

una señal, ésta sufrirá el mismo procesamiento aplicado a la señal patrón y al final se compara con este y si resulta igual, entonces en la interfaz de usuario aparecerá la vocal que el locutor mencionó a través de una variable “string”. Como ya se mencionó anteriormente, existen diferentes clasificaciones de los sonidos entonces para la formación de las sílabas lo que se pretende hacer es realizar una concatenación de los sonidos de las vocales con las consonantes, por ejemplo si decimos el fonema “ají”, dentro de nuestra base de datos están las vocales; entonces lo que se hace es una suave transición desde la primera vocal hasta la segunda vocal. Para realizar este procedimiento se debe tener un entrenamiento previo de todas las consonantes posibles y desde estos modelos verificar la influencia del espectro de las vocales con las consonantes. Dentro del entorno de Matlab se tiene una herramienta llamada espectrograma, que ayuda a visualizar de mejor manera las componentes frecuenciales de las señales, a continuación un

ejemplo:

RECONOCEDOR DE PALABRAS

PREENFASIS En una señal de voz se presentan múltiples irregularidades por lo que se hace necesario aplicar un filtro en el dominio de la frecuencia, en el preenfasis se reduce el ancho de banda de la señal digitalizada con el fin de aplanar su espectro, lo que se realiza es atenuar las bajas frecuencias para evitar distorsiones; aumentando las componentes de altas frecuencias para maximizar la relación señal a ruido. CONCLUSIONES • El objetivo de reconocer fonemas

fue cumplido. Resultó de gran utilidad la decisión de crear patrones de comparación y almacenarlos dentro del entorno de trabajo en vez de calcularlos cada vez que se necesiten.

• Los resultados indican que es

posible emplear la plataforma de Matlab para realizar los cálculos, aunque en algunas ocasiones se hizo necesario emplear mayor capacidad de procesamiento, p r i n c i p a l m e n t e e n e l planteamiento del modelo.

• La estrategia de tratar cada tipo

de sonido de cada una de las vocales surtió efecto, a pesar de que esto trae consigo un largo trabajo debido a la preparación inicial que requiere la pequeña base de datos, sin embargo a pesar de que no se realiza una comparación objetiva, las comparaciones informales muestran que la naturalidad alcanzada por este proyecto es

inferior a la de sistemas mas complejos. Nuestro proyecto solo identifica adecuadamente las vocales.

REFERENCIAS • http:// www.consciousrobots.

com/raul/voz/voz_prep.htmvv • http://laguna.fmedic.unam.mx

/~daniel/gvoice/tesis/node18.htmlvvv

• S. Hoyos. “Simulador de síntesis de voz en el idioma Español”. Trabajo de Grado Pontificia U n i v e r s i d a d J a v e r i a n a , Departamento de Electrónica. 2000.

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DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN ELECTROCARDIÓGRAFO DIGITAL BASADO EN EL

dsPIC30f2010

Jean Pierre Burneo, José Andrés Armijos, Stalin Jiménez Miranda [email protected]; [email protected]; [email protected]

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RESUMEN La necesidad de instrumentos médicos portables hoy ha sido satisfecha gracias a la miniaturización de los componentes electrónicos; con que se construyen los mencionados dispositivos, sin embargo, el precio es prohibitivo para la mayoría de personas que no tienen como labor principal desenvolverse en la medicina, pero que les gustaría adquirir un equipo para monitorear constantemente su salud. En vista de la dificultad presentada, lo más viable es el diseño de tales sistemas haciendo uso de componentes económicos pero no menos fiables, aquí es donde se prestan los sistemas embebidos, haciendo uso en este caso muy par t i cu lar de l modelo dsPIC30f2010 perteneciente a la casa comercial Microchip, que servirá como cerebro para implementar un electrocardiógrafo de doble uso, es decir por un lado se lo podrá emplear para visualizar las señales del corazón en el ordenador, pero por otro, puede funcionar independientemente como pulsómetro. INTRODUCCIÓN Hoy en día estamos inundados de pequeños computadores que nos hacen la vida mucho más fácil, pero a pesar de ello la portabilidad de los

mismos es crítica por razones energét icas , s in embargo e l surgimiento de los sistemas empotrados son la solución que calza como anillo al dedo en estos tiempos. Los instrumentos médicos que permiten el testeo de signos vitales, hace algunos años formaban parte únicamente de centros de salud por razones económicas, fuentes de energía, y obviamente por la interpretación de los mismos, eso hoy ha cambiado; porque aquellos instrumentos ahora los podemos andar a cargar en un reloj de pulsera, que nos entregan los datos como un buen médico, puesto que en el chip de silicio con que se los construye se ha implementado a manera de algoritmos, todo lo que pudiese decirle un galeno de carne y hueso. DISEÑO El cuerpo del ser humano al igual que el de cualquier otro ser vivo, tiene manifestaciones eléctricas susceptibles de ser medidas, así desde hace mucho tiempo se conocen los llamados biopotenciales; que tiene una amplitud del orden de los milivoltios. Siendo el ser humano un emisor de biopotenciales; y al ser estos caracterizados por alguna forma en especial, nosotros podemos estudiar el comportamiento fisiológico del -

ELECTROCARDIÓGRAFO DIGITAL

c u e r p o . A l a m e d i c i ó n d e biopotenciales se la efectúa a través de electrodos colocados en el cuerpo, como mínimo dos, debido a que al inicio de la puesta en marcha de este proyecto la idea fue el medir el número de latidos del corazón y obtener su forma de onda los electrodos se deben colocar en el corazón, teóricamente la gráfica de los latidos que tendría una persona

normal es el siguiente. Figura 1: Forma de onda de un latido

Como se puede observar en la Fig. 1 existe un pico fácilmente detectable para contabilizar el número de pulsaciones en cada segundo, como se dijo anteriormente el nivel de amplitud de los biopotenciales bordean como sumo los milivoltios, consecuentemente es necesario hacer un tratamiento electrónico a la señal a fin de amplificar aquellas señales con la menor contaminación posible, para ello se emplea los conocidos amplificadores operacionales, con ello se puede establecer la diferencia de potencial entre dos electrodos; y aquella diferencia la podemos amplificar, tal señal es enviada al ordenador a través de line-in de la tarjeta de sonido a fin de que sea

Visual Basic por cuanto es un lenguaje relativamente sencillo; el código que se ha empleado es una contribución de Murphy McCauley que permite la adquisición de señales por la mencionada línea de entrada.

Figura 2: Amplificador diferencial

La parte de contabilización y despliegue de mensajes de alerta está a cargo del dsPIC30f2010; que ha emergido hace poco de Microchip y se adapta bien a nuestra necesidad, por cuanto es de precio asequible y de características técnicas avanzadas como el la ejecución de 30 MIPS, en nuestro diseño el chip ejecuta 10 MIPS, algunos puertos son empleados como entrada y otros como salidas, a fin de manejar una LCD; con protocolo de 4 bits, debido a la falta disponibilidad de un puerto completo de 8 bits a pesar de que el chip es de 16 bits. Una imagen del prototipo puede ser observada en la Figura 3. Luego de haber realizado las pruebas de laboratorio los resultados han sido satisfactorios pues se pudo observar una señal clara de los latidos del corazón. Sin embargo, la parte crítica del proyecto es colocar en la posición

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Figura 3: Prototipo montado correcta los electrodos, pues, en caso de que no se lo haga, los resultados son desastrosos, pues obtenemos señales tipo ruido.

Figura 4 COSTES Siendo el coste un punto clave en el d iseño de cualquier equipo electrónico, a continuación se detalla el precio de los componentes. Es apreciable en la tabla 1 que el coste de producción bordea los 35 dólares, que está muy por debajo del precio de comercialización en cualquier tienda especializada.

Tabla 1: Detalle de costes CONCLUSIONES • Los sistemas embebidos se

adaptan a soluciones portables por su bajo costo y nivel de alimentación.

• El aparato diseñado tiene dos

funciones : pulsómetro y electrocardiógrafo en conjunto con un ordenador.

• El lugar de colocación de los

electrodos es crítico. • Los cablecillos que unen los

electrodos con el sistema de amplificación son sensibles a interferencias.

REFERENCIAS • www.eng.utah.edu/~jnguyen/e

cg/long_story.html • http://es.wikipedia.org/wiki/E

lectrocardi%C3% B3grafo • http://www.monografias.com/

trabajos33/electrocardiografo/electrocardiografo.shtml#intro

EVENTO INTERNACIONAL DE NEGOCIOS PARA EL DESARROLLO DEL SERVICIO Y DE LA INDUSTRIA

DE LA ROBÓTICA MÓVIL. ROBOBUSINESS 2008

CONFERENCE & EXPO

NOSOTROS NO SOMOS LOS MEJORES, PERO ESTAMOS HACIENDO MEJOR LAS COSAS

ANTECEDENTES: La fascinante área de la robótica avanza en forma acelerada. Cada día encontramos nuevos robots que combinan movimientos con tareas cada vez más sorprendentes. ¿En qué punto se encuentra la robótica actualmente? ¿Cuáles son las áreas que más se han desarrollado?¿Qué empresas están trabajando y donde localizarlos?¿Dónde están los nuevos negocios en robótica? Encontrar respuestas a estas inquietudes nos permitirá ubicarnos en este mundo, saber a qué nivel nos encontramos y cuál es la dirección que tenemos que tomar para estar junto a empresas líderes, conocer y adquirir componentes que estas empresas fabrican y buscar aplicaciones para dar soluciones innovadoras a nuestra industria.

Figura 1

ROBOBUSINESS 2008 es un evento en donde se puede observar todas nuestras inquietudes, todo visto desde la óptica de los negocios, es un evento en donde convierte el mundo de la robótica en empresas rentables que cada vez ganan

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más terreno y se convierten en alternativas para los futuros Ingenieros. Como podemos observar, la palabra NEGOCIOS estará presente en todo este artículo. TESOL, EVENTO PARA PROFESORES DE LENGUA EXTRANJERA ¿Qué hace un Ingeniero Técnico en el evento TESOL? Antes de contestar esta pregunta, analicemos los siguientes datos.

• Asistieron 8000 personas (aproximadamente de 30 países) • El 80% de los asistentes eran personas mayores a 50 años • La mitad de las personas jóvenes son de origen asiático • El 80% de los asistentes eran mujeres • Muchas de las personas que asistieron al evento son las que toman la

decisión de adquirir las herramientas necesarias para mejorar y facilitar la enseñanza en sus escuelas

Ahora, analicemos las siguientes fotografías:

Contestemos la pregunta inicial, podemos darnos cuenta que la electrónica se encuentra en casi todas las áreas, en estas fotografías podemos observar que la electrónica combinada con el software se convierte en una herramienta poderosa e innovadora que ayuda a los profesores con la enseñanza.

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Podemos concluir diciendo: • Existen negocios rentables para la electrónica en otras áreas • Debemos exponer nuestros trabajos a diferentes grupos (otras escuelas,

empresas, etc.) y escuchar y transformar estos comentarios en oportunidades

• Proponer tesis o trabajos de gestión con otras escuelas • La electrónica esta en casi todas las áreas, pensar en nuevos negocios

ROBOBUSINESS 2008 Para conocer, en qué posición nos encontramos dentro del mundo de la robótica, es necesario conocer los trabajos que realizan los pioneros y líderes de las diferentes áreas. Además, conocer qué productos han impactado económicamente en el mundo y qué trabajos están realizando para sacar nuevos productos rentables. Este evento presentaba esta oportunidad, de esa manera podemos saber el camino que tenemos que seguir, conectarnos con estas empresas y seguirles el paso y el ritmo. Esto nos dará también ideas sobre partes puntuales que podemos aportar a favor de nuestra industria.

Conferencias como: • El Crecimiento de la Robótica en el Mercado de consumo. Dictado por

Paolo Pirjanian. De la Empresa Evolution Robotics • Evolución de los Robots Militares. Dictado por Kevin Fahey. De la

Empresa Department of the Army • El negocio de los Robots. Dictado por Colin Angle. De la Empresa

iRobots • Robótica educacional. Dictado por David Miller profesor de la

Universidad de Oklahoma • Soluciones de Robots móviles. Dictado por: Lloyd Spencer. Coroware • Nuevos conceptos de Robots móviles. Dictado por Andrew Goldenberg

profesor de la Universidad de Toronto • Campo de la Robótica en Australia. Dictado por Hugh Durrant.

Austrlian Centre for Field Robotics • Inteligencia Modular. Dictado por: John Culbertson. RE2 • Vehículos autónomos. Dictado por Anu Saha. National Instruments • Robots. Aplicaciones médicas. IEEE Robotics

Permiten sacar las siguientes conclusiones:

• En los negocios que pueden incluir robots en sus trabajos apenas está cubierto en un 5%

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Ejemplos: • Máquinas Industriales de limpieza (Aun compite con las personas) (ver

la figura 2).

figura 2

El Negocio de las aspiradoras en el 2007 fue de 2,4 billones de dólares. El precio es competitivo ($300 por aspiradora).

• El Precio. Robóticas vs Semi Automáticas. (Alex Jeong / Robot Reserch

Center /Manager). En su análisis, indicaba que hoy en día es necesario pensar en cuanto debemos automatizar una empresa. Propuso el siguiente ejemplo: Una empresa que fabrica bombillas eléctricas totalmente automatizada cuesta varias decenas de millones de dólares, su producción en productos es alta, tanto, que en conjunto con otras empresas similares en corto tiempo han saturado el mercado. Estas empresas al no poder vender el total de sus productos deben crear nuevos productos a costos elevados. El costo por depreciación de equipos también es elevado y la empresa empieza a debilitarse. En cambio, empresas que tienen sus procesos semi-automatizados que hacen productos similares, con costos sumamente inferiores, (Varias decenas de miles de dólares) si bien, deben luchar ante la saturación del mercado y los bajos costos, tienen fortalezas como que pueden crear otros productos a bajo costo y su depreciación y costos de operación no son elevados. Estas empresas sobreviven con mayor facilidad que empresas grandes. Hoy en día hay que ser rápidos y económicos y no grandes, lentos y caros. Esta conferencia, prácticamente fue dirigida para empresas como las de nuestro país, en donde debemos modernizar, automatizar y ser más eficientes pero con recursos limitados, sabiendo que hay empresas extranjeras que producen mayor cantidad que nosotros pero que tienen sus debilidades. Cuando realicemos nuestros trabajos debemos no olvidar el ser rápidos y rentables aunque nuestra empresa sea pequeña.

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• Negocio: Mascotas Robots

Figura 3

Algunos antecedentes y conclusiones: • Las mascotas reales son más caras • Las mascotas robots pueden dar la misma emoción (se les puede abrazar,

acariciar, cuidar) • Se vende también a los ancianos Está diseñado para ayudar psicológicamente a niños y ancianos, y provee efectos de relajación, motivación, comunicación y cariño. No es únicamente una mascota sino que ayuda a combatir problemas psicológicos de personas con discapacidades y enfermedades.

• Negocio: Juguetes robots

Figura 4

Tienen muchas puntos a favor, los niños ahora tienen juguetes que les ayudan con su aprendizaje, les permiten desarrollar su imaginación y despertar su interés por áreas técnicas. Sin embargo, tienen inconveniente como los materiales de fabricación de los juguetes que pueden causar problemas si no se los manipula correctamente. El 85% de los juguetes nuevos tradicionales nunca llegan al segundo año, mientras que estos nuevos juguetes se podrán ir

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con el 85% de los juguetes nuevos tradicionales nunca llegan al segundo año, mientras que estos nuevos juguetes se podrán ir actualizando con el transcurso del tiempo.

• Negocio: Robots que inspeccionan Una área que se está desarrollando rentablemente es la de diseñar y construir robots que inspeccionan tanques de almacenamiento, generalmente de petróleo o para lugares nocivos para el hombre (ver la figura 5).

Figura 5

• Negocio: Vehículos militares, policiales y de bomberos, no tripulados

Cada vez son más las necesidades de disponer de robots para controlar áreas en donde la seguridad requerida es elevada. Se requiere de robots para el rescate de víctimas en estructuras colapsadas o en ambientes nocivos y peligrosos para las personas. Se requiere de robots para el manejo de substancias peligrosas o explosivos (observar la figura 6).

Figura 6

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• Negocio: Máquinas de ventas. Los robots más exitosos de todos los tiempos

Hoy en día, en nuestra Universidad vemos estas máquinas trabajando. Existe un mercado importante para estas soluciones. La variedad de productos que pueden ser despachados, la variedad de servicios que pueden ser atendidos, y las nuevas aplicaciones convierten a estos robots en los más exitosos.

• Negocio: Robots médicos Es una de las áreas que más éxito y desarrollo ha tenido. Existen empresas dedicadas exclusivamente a crear esqueletos y prótesis para facilitar la movilización ha personas con algún tipo de discapacidad. Cada vez estos equipos son más baratos y seguros. El control de los movimientos de estos esqueletos, son controlados por el paciente (ver las figuras 7 y 8).

Figuras 7 Figura 8

• Negocio: Robots de exploración Cuando queremos analizar el interior de una tubería, cuando queremos observar sitios o lugares de difícil acceso, cuando queremos escuchar, es necesario enviar un robot explorador.

El modelo de estos robots y su tamaño varían de acuerdo a las condiciones de trabajo, todos los datos que captura y las tareas que realizan son almacenados en el Centro de Control (ver la figura 9).

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Figura 9

• Negocio: Robots en Minería Para este 2008 en Australia, el sector minero pasará a ser el pionero en la minería a gran escala robotizada, es un proyecto que ha despertado el interés mundial. No solamente por el aspecto tecnológico, sino por la parte económica; será una demostración de los beneficios económicos que tienen estas tecnologías (ver la figura 10).

Figura 10

• Negocio: Los nuevos robots

Los nuevos robots deben realizar mejores servicios y hacer cosas más difíciles que los existentes. Deben proporcionar beneficios tangibles, comprensibles. Y los que lo realicen de mejor manera serán los que ingresen al mercado.

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Qué se puede desarrollar:

• Manipulador de contenedores automatizado • Sistemas de minería automatizados (En el 2007 Río Tinto) • Control remoto de operaciones con fusión de datos, manejo e

implementación del componente • Robot para la Agricultura

• Negocios: Mantenimiento de la Infraestructura El mantenimiento es importante y vital para todas las empresas. Si una empresa desea que sus procesos sean manejados por esta tecnología debe también pensar en su mantenimiento. Se puede pensar al menos en dos alternativas:

1. Si nosotros implementamos sistemas robóticos en nuestra industria, la parte de mantenimiento y expansión también será para nuestra empresa.

2. Si estamos capacitados en el área de la robótica, podremos dar mantenimiento a empresas que tengan robots aunque nosotros no lo hubiésemos diseñado y construido.

NUEVOS RETOS Otras áreas distintas a las mencionadas que pueden ser negocio para los robots. Si a los robots les unimos con otras tecnologías, con diferentes software, podemos empezar a crear nuevos retos, como por ejemplo:

• Movimientos en 3D.- comprobar mediante cámaras y digitalizar en un plano en 3D los movimientos de personas u objetos y toda esta información transmitirla al robot para que realice tareas de acuerdo con los datos

• Reconocimiento de vehículos.- identificar y monitorear vehículos para que sistemas de seguridad robotizados tomen acciones

• Crear modelos en 3D de las ciudades • Visualización en tiempo real de un video • Colaboración entre humanos, diversos robots y vehículos • Seguir a un líder • Los robots estarán cada vez más presentes en nuestra vida. La industria

debe estar preparada para esta necesidad

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TRASMISIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA INALÁMBRICA Los robots y equipos necesitan de energía, actualmente los robots autónomos disponen de baterías para su funcionamiento. Sin embargo, existen empresas que están desarrollando mecanismos para proveer energía eléctrica a sin cables.

CONCLUSIONES • La robótica es un área que recién se está desarrollando, es una rama

interesante para profesionales de electrónica. • Para diseñar un robot se requieren sólidos conocimientos de electrónica,

electricidad, mecánica, sistemas. En empresas diseñadoras cada área tiene su grupo especializado de profesionales.

• Si una empresa desea ser competitiva, debe modernizar sus sistemas. • Una empresa que esté totalmente automatizada y controlada requerirá de

profesionales que conozcan estas nuevas tecnologías para su mantenimiento y crecimiento.

• Conocer lo que actualmente se está desarrollando y comercializando hace que podamos conocer nuestra realidad. Esto nos permite saber el rumbo que debemos seguir y las áreas en las que podemos ser competitivos.

• Los trabajos realizados por estudiantes de la UTPL, cumplen muchos de los requisitos necesarios como para que en un futuro cercado estén en una exposición de este nivel.

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RECOMENDACIONES Los trabajos realizados por nuestros estudiantes cumplen muchos de los requisitos planteados en estas conferencias. Debemos volverlos prácticos pensando en nuestra industria. Es necesario trabajar en forma conjunta con otras áreas, para poder encontrar soluciones y proyectos cada vez más interesantes. Nosotros no somos los mejores, pero estamos haciendo mejor las cosas. EL EVENTO EN FOTOGRAFÍAS

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PAGINA 113 EXPOSICIONES

EVENTOS REALIZADOS EN EL MES DE JUNIO INICIO DE EXPOSICIONES DE TRABAJOS

REALIZADOS EN LA ESCUELA DE ELECTRÓNICA

Viernes 6 de Junio Robot recolector y clasificador de objetos

Viernes 13 de Junio Exposición de Futuros Ingenieros. Robots manejados remotamente

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Viernes 13 de Junio Conferencia: Planes de Negocios. Forma de realizarlo Dictador por: Econ. Sandra Ramón

Jueves 19 de Junio Conferencia: Seguridad Industrial & Seguridad Eléctrica Dictador por: Ing. Iván Pulla. EERSSA

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PAGINA 105 EXPOSICIONES

Viernes 20 de Junio Cómo armar robots

Miércoles 25 de Junio Análisis de consumo y parámetros del sistema eléctrico en lácteos

Viernes 27 de Junio Empresa que se dedicará a los temas eléctricos y electrónicos de la UTPL Servicios Eléctricos y Electrónicos

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EVENTOS REALIZADOS EN EL MES DE MAYO

Miércoles 21 de Mayo Visita a la Armada del Ecuador. Nivel III

Martes 27 de Mayo Seguridad Industrial Simulacro de Incendio

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PAGINA 117 PROYECTO DE FIN DE CARRERA

EVALUACIÓN DE PLANTA EXTERNA DE LA RED TELEFÓNICA DE PACIFICTEL S.A. PARA LA

PRESTACIÓN DE SERVICIOS DE BANDA ANCHA EN LA CIUDAD DE LOJA

Javier Benigno Loayza Fernández, Katty Alexandra Rohoden Jaramillo [email protected], [email protected]

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RESUMEN El objetivo de este proyecto de tesis es brindar información útil a la empresa de telefonía fija PACIFICTEL S.A., acerca del estado de los pares telefónicos que conforman los bucles de abonado de los habitantes de la ciudad de Loja, con el fin de una correcta implementación del servicio ADSL. Se propuso realizar una precalificación de las redes primarias y secundarias que conforman la planta externa telefónica, mediante un grupo de pruebas que determinarán los alcances de ADSL en cada distrito telefónico. PALABRAS CLAVES ADSL, bucle telefónico, precalificación. INTRODUCCIÓN Con el surgimiento de la necesidad del acceso a Internet se ha previsto que en un futuro no muy lejano todas las personas tengan acceso a este servicio. Hasta el momento la compañía telefónica local satisface esta necesidad brindando conexiones a Internet vía dial-up con velocidades de hasta 56 Kbps sin embargo, los nuevos servicios y t ipo de información existentes en la web han hecho que este tipo de conexión sea demasiado lenta para navegar, como

zar el acceso a Internet, significando una gran congestión en una central telefónica si algún día se pensara en brindar este servicio de manera continua a todos los abonados de la red telefónica vía dial-up. Por todas estas necesidades se ha previsto el uso de una conexión a Internet de banda ancha que facilite al usuario poder navegar por Internet a velocidades de hasta 2 Mbps, lo cual permite manejar aplicaciones vía web de una manera más rápida y eficaz; los nuevos medios de transmisión como la fibra óptica, cable coaxial e incluso los radio enlaces ya están trabajando con este tipo de servicio sin embargo, el mayor problema que presenta mantener una conexión con los medios mencionados es el costo de la implementación que representa para un usuario. Normalmente para la comunicación telefónica se utiliza un ancho de banda de aproximadamente 4 kHz (específicamente de 300 a 34000 Hz) suficiente para el transporte de la voz, sin embargo el ancho de banda que el par de cobre puede ofrecer es mucho mayor al utilizado en telefonía fija, lo cual es aprovechado por las tecnologías DSL para la transmisión digital a altas velocidades. Con el uso de 2 módems ADSL, uno en las

PROYECTO DE FIN DE CARRERA

del usuario(ATU-R) y otro en la central(ATU-C), es posible crear una conexión de banda ancha, esto hace pensar que lo primordial para alcanzar estas velocidades son los equipos que se utilice y las condiciones en las que se encuentre el medio de transmisión, esta última premisa releva importancia al hecho de evaluar el estado de la red telefónica para que se pueda implementar la tecnología ADSL de forma óptima, así el usuario podrá navegar en la Internet a velocidades superiores a las que ofrecía la tecnología dial-up y sin la necesidad de mantener un circuito de comunicación vocal activo. RED TELEFFÓNICA EN LA CIUDAD DE LOJA Básicamente la red telefónica de PACIFICTEL S.A. está compuesta por tres concentradores que se encuentran distribuidos en la ciudad de Loja

dividiéndola en tres sectores: Tabla 1: Estructura red telefónica

local A. Distrito 50 Se ha creído conveniente realizar un prototipo de precalificación en lo referente a la red secundaria, por lo que se opto por tomar como guía el distrito 50, esto dará una pauta para poder emularlo con el resto de distritos que conforman la red

al distrito en mención con el fin de implementar el servicio ADSL: Localización del armario de distribución: José Antonio Eguiguren y Juan José Peña Esquina. Capacidad actual del armario de distribución: 15 regletas con capacidad de 50 pares cada una que hacen un total de 750 pares útiles, estos se encuentran identificados con series de la A-O respectivamente. Distancia del MDF al armario de distribución: 250m. Número de empalmes y distancia a la caja de dispersión desde el armario: La caja de dispersión más lejana se encuentra a 390m, y el mayor número de empalmes es 6. PRECALIFICACIÓN DEL BUCLE D E A B O N A D O P A R A E L D E S P L I E G U E D E L A TECNOLOGÍA ADSL Se ha considero dividir a la precalificación en 3 tipos de pruebas, q u e p e r m i t i r á n e v a l u a r l a s condiciones del bucle de abonado, estas son: A. Pruebas físicas básicas Voltaje alterno AC: El valor medido entre todas las líneas (tip, ring, ground), debe ser menor a 3 V AC [14]. Voltaje directo DC: Las mediciones que se debe tener en un par son: tip-ring = 48 a 55 V, ring-ground = - 48 a -

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A Corriente de Bucle: La corriente que circula por la red telefónica debe ser ≥ 23 mA[14]. Resistencia del bucle de Abonado:

Tabla 2: Resistencia de bucle de cables telefónicos

Capacitancia: con el valor estándar de capacitancia que tienen los cables telefónicos que es de 52 nF/Km [4] se puede obtener la longitud del par, balance, detección de corte de pantalla, detección de par o línea abierta y presencia de ramas múltiples. Resistencia de Aislamiento entre líneas: Un valor óptimo en la medición tip-ring, tip-ground, ring-ground debería ser mayor a 30 MΩ, sin embargo es aceptable tener un rango entre 3 MΩ y 30 MΩ. [18]. Humedad: Utilizando el Megger uno valor aceptable seria: entre líneas de un par es ≥ 20 MΩ/Km y entre pares es de 10 MΩ/Km [14]. Otro equipo que se utilizará es el ecómetro con el cual podremos determinar la ubicación exacta del problema. B. Pruebas para el despliegue y funcionamiento de ADSL Longitud del bucle: Cuando se implementa la tecnología ADSL a

implementa la tecnología ADSL a bucles de abonado con distancias muy largas surgen 2 tipos de problemas en el módem: no existe la sincronización entre el ATU-C y ATU-R o una tasa de envío de datos baja [14].

Figura 1: Tasa de datos en función de la longitud del bucle [14]

Bobinas de carga: Las bobinas de carga son elementos muy útiles para extender el rango de voz analógica, mientras aumenta la longitud del par telefónico, normalmente estos elementos son necesarios cuando se tienen distancias superiores a los 5 km [14]. C. Pruebas sobre parámetros que degradan un óptimo desempeño de ADSL Ramas múltiples: Las ramas múltiples son secciones del par telefónico sin terminación que se encuentran en paralelo a una línea telefónica en servicio. Cuando se despliega el sistema DSL estas disposiciones del par pueden provocar: Reflexiones en las señales de datos, división de potencia o puede actuar como una antena que recoge ruido externo [14]. Ruido: El ruido que se presenta en


provisto por ADSL, en el caso de la voz afecta la comunicación, añadiendo a la conversación entre 2 usuarios sonidos como zumbidos, estática, etc., en el caso de ADSL puede provocar la no sincronización entre los módems ATU-R y ATU-C haciendo que el enlace para el envío de datos no se establezca o distorsionar las señal produciendo errores en la transmisión

Ruido metálico: Tabla 3: Valores para el ruido

metálico [14]

Ruido impulsivo: Se debe medir la presencia de ruido por un lapso de 15 min y se debe detectar como máximo 18 impulsos en este periodo de tiempo.

Ruido a tierra: Tabla 4: Valores para el ruido a tierra

[4]

Pares cruzados: Conocido como Split pairs, esto sucede cuando una línea de un par telefónico es entorchada con otra línea de par telefónico, esta

Figura 2: Split Pairs [7]

Crosstalk: Llamado diafonía, se refiere a la señal que atraviesa un par y logra pasar a uno o más cables adyacentes produciendo interferencia entre los pares de los cables telefónicos.

Next:

Figura 3: Next [8] Fext:

Figura 4: Fext [8]

Balance: Esta medición es esencial para establecer el nivel de protección contra interferencia (ruido externo o interno) que tiene un cable.

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A Deben estar máximo con 2% de diferencia del total de la resistencia del bucle [14]. Atenuación de bucle:

Tabla 5: Atenuación del bucle permitida para ADSL [4]

Cambios de Diámetros: Estos cambios son perjudiciales ya que ocasionan reflexiones en las señales que transporta los datos a través del par telefónico, afecta el desempeño de ADSL [10]. Pérdidas de Retorno: La pérdida de retorno es la suma de todas las re f l ex iones ocurr idas en la transmisión de los datos al lugar de origen [10]. Esto se origina por la no uniformidad que puede tener el par telefónico respecto a su impedancia, es decir posibles desacoples. EQUIPOS NECESARIOS PARA REALIZAR LA PRECALIFICACIÓN DE LOS BUCLES DE ABONADO A. Multímetro Digital B. Megger C. Digiflex D. Software ESAB (Central Alcatel) E. Oscilador + Vatímetro F. Selective level meter HP 3586A G.Transmision impairment measuring set HP 4934A

RESULTADOS: A. Pruebas físicas en las redes primarias Concentrador Loja Norte

Figura 5: Resultado de las pruebas físicas en el CLN

Concentrador Loja Sur Figura 6: Resultado de las pruebas

físicas en el CLs

Concentrador Loja Centro

Figura 7: Resultado de las pruebas físicas en la central

B. Pruebas para el despliegue de ADSL en las redes primarias Concentrador Loja Norte

Figura 8: Resultado de las pruebas para el despliegue de ADSL en el CLN


Concentrador Loja Sur Figura 9: Resultado de las pruebas

para el despliegue de ADSL en el CLS Concentrador Loja Centro

Figura 10: Resultado de las pruebas para el despliegue de ADSL en la

Central C. Pruebas sobre parámetros que degradan un óptimo desempeño de ADSL en las redes primarias Concentrador Loja Norte Figura 11: Resultado de las pruebas

sobre parámetros que degradan un óptimo desempeño de ADSL en el

CLN Concentrador Loja Sur

Figura 12: Resultado de las pruebas sobre parámetros que degradan un

óptimo desempeño de ADSL en el CLS

Concentrador Loja Centro

Figura 13: Resultado de las pruebas sobre parámetros que degradan un óptimo desempeño de ADSL en la

Central

D. Pruebas físicas básicas realizadas en redes primarias y secundarias Pruebas realizadas con el software ESAB en diferentes líneas de abonado en la ciudad de Loja

Figura 14: Resultado de las pruebas con el software ESAB

E. Pruebas realizadas con el equipo 4934 A TIMS en diferentes líneas de abonado en la ciudad de Loja

Figura 15: Resultado de las pruebas con el equipo 4934 A TIMS

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A F. Pruebas realizadas con el software ESAB en líneas de abonado del distrito 50

Figura 16: Resultado de las pruebas realizadas con el software ESAB en el

distrito 50

CONCLUSIONES: • No es suficiente el hecho de

conectar 2 módems ADSL en ambos extremos de una línea telefónica para obtener una conexión a la Internet con una velocidad superior a los 128 Kbps, el estado del medio de transmisión nos dará una idea si la sincronización entre los módems se dé y que se tenga una tasa de transferencia de datos acorde a lo ofrecido a los usuarios. Los parámetros que se tomaron en cuenta para la realización de esta evaluación fueron de las recomendaciones de la UIT G.995.1 y de casos de estudio en los que se ha implementado la tecnología ADSL.

• La precalificación de los bucles

de abonado es un método más eficaz que la calificación en base a la demanda debido a que se encuentran las líneas telefónicas no solo con e l f in de implementar ADSL, si no que se

del sistema telefónico y si este necesita mantenimiento o reparaciones, esto ayudará a evitar futuros problemas con los usuarios que no se puedan sentir satisfechos con sus conexiones DSL.

• Las pruebas físicas básicas

determinan que los pares telefónicos se encuentren en un normal funcionamiento y estén preparados para soportar un buen servicio telefónico, esto nos dará luz verde para pensar en implementar la tecnología DSL.

• Las pruebas para el despliegue y

funcionamiento de ADSL nos ayudan a establecer si es posible implantar una conexión DSL hacia cualquier usuario, es decir, si un par telefónico no pasa esta prueba el abonado no podrá acceder a este servicio, por lo que estas pruebas son de primordial importancia para desplegar una conexión de banda ancha hacia los usuarios.

• L a s p r u e b a s s o b r e l o s

parámetros que degradan un óptimo desempeño de ADSL, brindan una idea sobre los posibles problemas que pueden afectar a que no se alcancen las velocidades ofertadas por la empresa PACIFICTEL S.A., sin embargo para extraer de manera exacta las máximas velocidades que se podrán alcanzar para un determinado usuar io , es necesario analizar el nivel S/R de cada uno de los 256 canales


ADSL divide al ancho de banda ofrecido por el par, así se podrá extraer la cantidad de bits que cada canal puede transportar, cuyos valores máximos varían dependiendo de los equipos utilizados y son de 8 a 15 bits/s .

• Para determinar de forma

empírica la posibilidad de que un usuario pueda acceder al servicio DSL, se debe determinar que la longitud del bucle de abonado no exceda los 5 Km y que no exista la presencia de bobinas de carga.

• De todos los parámetros

enmarcados en las pruebas física, el asilamiento entre hilos del par con el Megger, el aislamiento entre pares con el multímetro y la humedad son los principales factores a tener en cuenta en la precalificación.

• D e t o d o s l o s f a c t o r e s

enmarcados en las pruebas sobre parámetros que degradan un óptimo desempeño de ADSL, los malos empalmes y las ramas múltiples, son los principales factores a ser tomados en cuenta.

• De acuerdo a las pruebas

realizadas en las redes primarias telefónicas de la ciudad de Loja se concluye, que la mayoría de distritos se encuentran en capacidad de brindar el servicio ADSL ofertado por la empresa PACIFICTEL S.A., esto se deduce del 62% de la red

nes para brindar ADSL, mientras que en el 38% restante existe la posibilidad de tener problemas para satisfacer el servicio ofertado.

• El distrito 50 no tiene ningún

problema en la implementación de ADSL, los pares telefónicos se encuentran en buen estado, así como la longitud de los bucles de abonado, cuyo usuario más lejano tiene una distancia de 770 m.

• El incremento del número de

empalmes entre el usuario y el MDF no degrada la calidad de servicio ADSL, sino el estado de los mismos y de todo el bucle en general.

• Los t res concent radores

distribuidos en Loja tienen un radio de acción óptimo para el despliegue de ADSL, ya que las distancias obtenidas en las pruebas entre el usuario y la central no superan el límite máximo permitido para que se tenga una conexión entre los módems DSL, la cual es de 5Km.

REFERENCIAS • Cooper Testing for ADSL/2/2+.

Q u a l i f i c a t i o n a n d Troubleshooting of the local loop. White paper, núm 8.http://www.jdsu.com/Print CUADSL2_WP_ACC_TM_AE_0406.pdf

• C. Neus, P. Boets, L. Van Biesen, “Estimation of the achievable xDSL service”. Vrije Universiteit

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A Brussel Pleinlaan 2, núm. 6, B r u s s e l - B e l g i u m http://www.ub.es/geocrit/sn/sn-146(136).htm

• C r i s t i a n G ó m e z L i z a n o . “Alternativas para aumentar el radio de interconexión entre los equipos para el acceso a internet ADSL y las centrales en Costa Rica”, Proyecto eléctrico, Universidad de Costa Rica, Escuela de Ingeniería Eléctrica, núm. 78, Diciembre 2005.

• Ing. Miguel Candia Díaz. “Planta Externa”, Docente de planta externa, Revista gerencia, INACAP, num. 4 2003 . http://www.emb.cl/gerencia

• Helber Lozano R. “Instrucciones de manejo de equipos Dynatel 965AMS / ADSL2+”, núm. 77.

• Adam Wiå, “Loop Qualification for xDSL”, Master Thesis Report, Master of science thesis in Digital Signal Processing, Department Applied Signal Processing Ericsson Telecom AB. Stockholm, February 2001.

• Steven Sia. “Introduction to Broaband.” D-Link Australia & NZ, version 1.0, núm. 12.

• “Procedimientos de prueba para transceptores de líneas de a b o n a d o d i g i t a l e s ” , Recomendación UIT-T G.996.1 S E C T O R D E NORMALIZACIÓN DE LAS TELECOMUNICACIONES DE LA UIT. (02/2001). SERIE G: SISTEMAS Y MEDIOS DE TRANSMISIÓN. SISTEMAS Y REDES DIGITALES. Secciones digitales y sistemas digitales de línea- Redes de acceso.

DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN REPETIDOR PASIVO PARA TELEFONÍA MÓVIL

Juan Iván Cueva Vivanco [email protected]


RESUMEN La presente es una investigación de un repetidor pasivo para telefonía c e l u l a r m ó v i l , p a r a l u e g o implementar un repetidor pasivo para t e l e f o n í a c e l u l a r m ó v i l específicamente para una operadora de telefonía celular del Ecuador. INTRODUCCIÓN M u c h o s s i s t e m a s d e telecomunicaciones, como por ejemplo el de telefonía móvil celular, se encuentran con limitantes de cobertura debido a las características geográficas de los lugares en donde prestan sus servicios. Sin embargo, una de las maneras de lograr que la cobertura de dichos sistemas se extienda hacia una zona geográficamente más amplia es utilizando dispositivos pasivos que permitan direccionar las señales hacia esas localidades, los cuales se llaman repetidores pasivos. En términos sencillos un repetidor pasivo es una antena que sin suministro eléctrico capta la señal y la reenfoca a la dirección deseada. El presente proyecto consiste en el diseño e implementación de uno de estos dispositivos en la banda 824 - 835 MHz, la misma que es la frecuencia en la que trabaja la empresa CONECEL del Ecuador. OBJETIVOS Objetivo General:

pasivo para telefonía móvil celular. Objetivos Específicos: • Analizar y seleccionar la mejor

opción a ser utilizada como repetidor pasivo

• Diseñar el repetidor seleccionado

• Implementar el repetidor diseñado

GENERALIDADES Repetidores Pasivos - La gran mayoría de los repetidores para e n l a c e s r a d i o e l é c t r i c o s s o n regenerativos o también llamados a c t i v o s . E n l o s r e p e t i d o r e s regenerativos se obtiene una mejor prestación en términos de BER vs S/N [1]. En varias aplicaciones se recurre al uso de repetidores no-regenerativos o repetidores pasivos p o r s u b a j o c o s t o , f á c i l implementación y mantenimiento [2]. Se tienen dos grandes divisiones: los pasivos del tipo espejo y los espalda-espalda. Repetidor espejo - El tipo de repetidor pasivo espejo (ver figura 1) refleja la onda entre antenas para evitar obstáculos y cambiar la dirección de la misma [1]. Repetidor espalda-espalda - Desde el punto de vista de la instalación y la orientación, el repetidor espalda-

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Figura 1: Repetidor pasivo espejo

Figura 2: Repetidor pasivo espalda-espalda

Para el caso específico de ésta investigación, se utilizará un repetidor pasivo espalda-espalda por su facilidad de implementación y simplicidad. El tipo de antena a utilizar es una antena Yagi-Uda, la misma que es la que da mayor ganancia por área. En el Ecuador la Telefonía Celular GSM funciona en los siguientes rangos de frecuencias, como se

observa en la tabla.1: Tabla 1: Banda GSM

Para éste estudio se trabajará en la Banda A, la misma que es la banda en la que opera la empresa de telecomunicaciones CONECEL o más conocida como PORTA.

PRESUPUESTO DE UN ENLACE CON EL USO DE UN REPETIDOR PASIVO En la Figura. 1 se observa un esquema detallado con los parámetros de ganancias y perdidas en el enlace. El repetidor pasivo recoge la potencia emitida por el receptor y la redirecciona hacia el receptor que en este caso es un teléfono celular. Las características de antenas y otros dispositivos se muestran en la Tabla.2.

Tabla 2: Especificaciones técnicas para diseño

P Ganancias Pérdidas rx = -

rx tx A A c c cc fe P = P + G + G - L - L - L - L 1 2 1 2

P dB dbi dBi dB dB dB dB rx = -46 +14 +12 - 0.5 - 0.5 - 0.3 - 59

P dB rx = -80.3

Esta potencia Rx P teórica, es la potencia a la cual se quiere llegar en la comunicación, ésta variará de acuerdo a los elementos que se pueda conseguir en el mercado y lógicamente a la ganancia real que se obtiene en las antenas.


ANTENA YAGI PARA TEÑEFONIA CEULAR MOVIL

Antena adquirida Yagi de 8 elementos para telefonía celular móvil (800 MHz – 900 MHz) Se realizó la adquisición de una antena comercial que posee las características que se describe en la

Tabla 3: Tabla 3: Características de la antena Yagi de de 8 elementos para telefonía celular móvil (800 MHz – 900 MHz)

Diagrama de radiación: Figura 3: Diagrama de radiación de

la antena Yagi adquirida de 8 elementos para telefonía celular

móvil (800 – 900 MHz)

Esta antena Yagi que se adquirió en el mercado es muy parecida a la antena Yagi que se diseñó en el subtema “Diseño: antena Yagi de 8 elementos para telefonía celular”, por ejemplo, la frecuencia óptima de operación de la antena diseñada es de 810MHz y la frecuencia óptima de operación de la antena adquirida es de 840MHz.

Tabla 4: Especificaciones geométricas de la antena Yagi de de 8 elementos para telefonía celular móvil (800 –

900 MHz)

Además, se podría decir que ambas antenas tienen la misma ganancia alrededor de los 12dBi. PRUEBAS DEL SISTEMA Para realizar las pruebas del sistema s e u t i l i z a n u n a s a n t e n a s omnidirecionales de ganancia 0dB para obtener los datos de recepción del sistema base y así poder apreciar con mayor facilidad los resultados del funcionamiento del sistema cuando se coloque el repetidor pasivo. Sistema Base - El sistema base está conformado por dos elementos: el transmisor y el receptor. El transmisor está constituido por una antena omnidirecc ional directamente conectada a un generador de señales. El receptor está constituido por una antena omnidireccional igualmente directamente conectado al analizador de espectros. Las pruebas del sistema base se realizaron en un laboratorio especialmente adecuado para éste fin. Los equipos utilizados se enumeran a continuación: • 2 antenas omnidireccionales

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A Frecuencia de Operación: 842 MHz

Conectores: PL-259 • 2 antenas Yagi-Uda Zin= 50W Frecuencia de Operación: 840 MHz Conectores: DRS-6 • Generador de señales Cush

man ce-50A Rango de nivel de la señal ge nerada: 0 a -120 dBm Rango de frecuencia: 100 KHz a 999.999 MHz Impedancia de entrada: 50W Temperatura de Operación: 0 a 55ºC • Analizador de Espectros Hew

lett Packard 8591 A Rango de nivel de la señal ge nerada: 86 to 127 MHz or 195 a 250 Vrms, 47 a 66 Hz. 103 a 126 Vrms, 400 Hz ± 10% Rango de frecuencia: 9 KHz a 1800 MHz Impedancia de entrada: 50W • Cable Coaxial RG-6 Longitud: 3λ/2 ;0.5344m Impedancia: 75W Conector: DRS-6 Para esta prueba se utilizó un generador de señales Cushman ce-50A, el mismo que irradia una señal modulada en FM a la frecuencia de 842MHz con una potencia de -30 dB, parámetros que pueden ser modificados de acuerdo a los requerimientos de las pruebas y conectado a la primera antena omnidireccional por medio del conector PL-256. En el receptor se encuentra conectada la antena omnidireccional mediante el conector

Packard 8591A actuando como un elemento de recepción de señales. Como información adicional se tomó la temperatura del laboratorio la cual fue de 16ºC.

Tabla 5: Datos obtenidos para el sistema base

Datos de recepción utilizando el repetidor pasivo en el sistema base- A l s i s t e m a b a s e d e s c r i t o anteriormente se le añade el repetidor pasivo como se muestra en el Figura 2. Las mediciones se muestran en la Tabla 6 para polarización vertical y la Tabla 7 para la polarización

horizontal Tabla 6: Datos obtenidos para el

repetidor pasivo en polarización vertical

Tabla 7: Datos obtenidos para el repetidor pasivo en polarización

horizontal

Los datos nos muestran unos valores muy interesantes de analizar, el


que la potencia recibida en el analizador de espectros es de -89 dBm a una potencia de transmisión de -30dBm. El sistema base (sistema sin el repeti-dor pasivo) a una potencia de transmisión de -30dBm se tiene una potencia de recepción de -84dBm. Lo que indica que existe una pérdida de 5dBm por el repetidor pasivo. Sistema Base sin línea de vista - Para simular las pérdidas por obstáculo, es decir la comunicación sin línea de vista, se realizó las mediciones en dos áreas contiguas utilizando la pared que las separa siendo ésta de 3mx2.5m como se ilustra en la Figura 3 y los datos obtenidos se muestran en la Tabla 8.

Tabla 8: Datos obtenidos para el sistema base sin línea de vista

El nivel de señal transmitida es de -20dBm y la potencia recibida es de -88 dBm lo que indica que las pérdidas por espacio libre y obstáculo (pared) es de—68dBm aumentando así las pérdidas. Datos de recepción utilizando el repetidor pasivo en el sistema base sin línea de vista - para éste caso en particular se trata de una pared que impide la vista entre las dos antenas omnidireccionales. El repetidor

ubicado a una altura de 1.38m a una distancia de 1.2m de la antena omnidireccional receptora y a 2.65m de distancia del transmisor, como se ilustra en la Figura 4 y los datos obtenidos se muestran en las Tabla 9 y

Tabla 10. Tabla 9: Datos obtenidos del

repetidor pasivo en polarización

vertical en el sistema base sin línea de vista

Tabla 10: Datos obtenidos del repetidor pasivo en polarización

horizontal en el sistema base sin línea de vista

Al observar los datos se puede concluir que el repetidor pasivo dentro del sistema base sin línea de vista actúa realmente como un repetidor pasivo ya que redirecciona la señal hacia la antena receptora, por ejemplo, la potencia recibida sin el repetidor pasivo es de -88dBm, y usando el repetidor pasivo en polarización vertical es de -76dBm en

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A antena adquirida, ver Fig. 3, se puede obtener con facilidad el área de cobertura de recepción del repetidor pasivo tomando en cuenta la potencia mínima que requiere un dispositivo celular para que la comunicación se mantenga (-90db)[2]. Dado que el presente sistema no está diseñado para dar solución a un caso en particular, a continuación se indica la potencia mínima requerida a la salida del repetidor para que éste tenga las siguientes áreas de coberturas (se supone que dentro de ésta área no existe ningún obstáculo entre el sistema repetidor y el dispositivo celular): • Si se desea tener una cobertura

de 128.65m2, significaría que la antena estará a 10m del dispositivo receptor. Además la máxima distancia en la dirección de mayor ganancia es 10m, como se ilustra en la Fig. 5. A continuación se indica la potencia que se requiere a la salida del sistema repetidor para

que el área de cobertura sea de 128.65m 2.

Por lo tanto para que el repetidor pasivo pueda tener una cobertura de 128.65m2 se necesita que a la salida del mismo exista

ra si se desea tener una cobertura de 514.64m2 y 1157.94m2 se realizan los mismos cálculos anteriormente mencionados obteniendo como resultado una potencia de -33.06dBm y -29.5dBm respectivamente a la salida del repetidor pasivo pa-ra un nivel de señal en el dis p o s i t i v o móvil celular de -90.

Figura 4: Diagrama de elementos

Figura 5: Sistema Base

Figura 6: Prueba del repetidor pasivo en el sistema base

Figura 7: Datos obtenidos en el sistema base sin línea de vista


Figura 8: Prueba del repetidor pasivo en el sistema base sin línea de vista

Figura 9: Área de cobertura del repetidor pasivo a una distancia de

10m del receptor CONCLUSIONES • Obtenidos todos los datos

necesarios de simuladores, se realizó la implementación del sistema utilizando dos antenas Yagi con una ganancia de alrededor de 12dBi. A pesar de que ambas antenas fueron diseñadas para tener las mismas ganancias, en la práctica no se comportan de la misma manera, por ejemplo la ganancia práctica de la antena 1 es de 8dBi y la ganancia práctica de la antena 2 es de 6dBi.

• Se ha utilizado el repetidor

pasivo espalda-espalda, por ser para éste caso la mejor opción por las características descrita en éste trabajo de fin de carrera y por br indar una mayor

ción y además no dispone de elementos activos y el cable coaxial o guía de ondas desde una antena se une a la otra con unos pocos metros de distancia.

• De toda la diversidad de antenas

existentes se escogió diseñar e implementar un repetidor pasivo basado en antenas Yagi, d e a c u e r d o a l a s recomendaciones emitidas por personas relacionadas al medio, así como a la bibliografía revisada, ya que de acuerdo a éstos el tipo de antena escogidos nos ofrecen una buena ganancia a bajo costo y una fácil implementación.

• El repetidor pasivo dentro del

sistema base con línea de vista funcionó como un obstáculo ya que atenuó la señal y dentro del sistema base sin línea de vista actuó como un elemento que redirecciona la señal hacia el receptor.

• Como se trata de antenas

d i r e c t i v a s é s t e s i s t e m a funcionará óptimamente si a m b a s a n t e nas Y a g i s e encuentran en polarización vertical.

• Para obtener una cobertura de

128m2, 514,64 m2 , 1157m2, se necesita que a la entrada del repetidor pasivo se tenga una potencia de -39,08 dBm, -36,06 dBm, -29,5 dBm respectivamente con una potencia de recepción de -90dBm. Lo que indica que

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A dor pasivo será mayor.

RECOMENDACIONES • Para un mejor desempeño del

repetidor pasivo se debe reducir al máximo las pérdidas que se presentan en el cable, conectores y acoplamiento entre las dos antenas Yagi. Esto se puede lograr utilizando materiales de gran calidad en la elaboración de antenas, cable coaxial de baja atenuación por metro y un buen acoplamiento entre el cable coaxial y los conectores para evitar el ruido que se pudiera producir.

• La longitud del cable, según las recomendaciones emitidas por las personas vinculadas al tema, debe ser de nλ/2 , que para la elaboración de ésta tesis fue de 3λ/2 ésta medida puede variar en el proceso de instalación y pruebas de sistema para encontrar la longitud ideal del cable.

• P a r a o p t i m i z a r e l funcionamiento del sistema es aconsejable colocar, detrás del reflector propio de la antena Yagi, a una distancia l 2 una pantalla metá-lica que funcione como reflector extra de la antena para así aumentar la ganancia.

• De acuerdo a las pruebas realizas y documentadas a lo largo del capitulo 4 la polarización que se recomienda para éste repetidor pasivo es vertical para ambas antenas Yagi, ya que con ella se obtiene un mayor nivel de ganancia tanto en transmisión como

REFERENCIAS • Propagación y campo recibido.

www.eie.fceia.unr.edu.ar/ftp/Antenas%20y%20Propagacion/1513.pdf

• Providing Outdoor to Indoor cellular signal coverage. Grote, Walter. IEEE ANDESCON, 2006.

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• Antenas y lineas de transmisión V I . T o u r i z , J o r g e http://espanol.geocities.com/elradioaficionado/antenas/antenas05.htm

• Laboratorio de Modos de Pro pagación, Longitud de onda y velocidad de fase en una guía de onda. Rocha, Andres; Veci n o , Hugo. Universidad Autó noma d e B u c a r a m a n g a . www.colombiaaprende.edu.co/html/mediateca/1607/article 109353_archivo.pdf

• A n t e n a Y a g i . http://es.wikipedia.org/wiki/Antena_Yagi

• Y a g i M o d e l e r . S c h m i d t , K e v i n . 1 9 9 8 . http://fermi.la.asu.edu/w9cf/ yagipub/index.html

DISEÑO DE LA INFRAESTRUCTURA DE COMUNICACIONES PARA PRESTACIÓN DE

SERVICIOS EN LA BANDAS WLL Juan Pablo Puchaicela Huaca

[email protected]


RESUMEN El presente trabajo de investigación consta de una descripción del diseño de infraestructura de comunicaciones para la prestación de servicios en la banda “WLL” en el área de influencia del cantón Loja, a través de la adaptación de arquitecturas WLL a la i n f r a e s t r u c t u r a a c t u a l d e PACIFICTEL, se proyecta una plataforma de red modular, escalable, y un diseño convergente para la prestación de servicios futuros de la telefónica. En lo concerniente al diseño se tomó en consideración la situación actual de infraestructura en las zonas de estudio, tendencias tecnológicas y su adaptabilidad a la región. Se presenta una propuesta tecnológica que cumpla satisfactoriamente estos parámetros, con servicios de calidad, de bajo costo y que a futuro la infraestructura de comunicaciones de la operadora pueda migrar a complementarse con nuevas redes de tecnología para brindar multiservicios que satisfagan no sólo la demanda insatisfecha de telefonía, si no también servicios de valor agregado. Los beneficios, bajo esta tecnología, permitirán reducir el tiempo de instalación de equipos para el acceso al servicio, facilitar un rápido incremento de cobertura de servicios en sitios urbano marginales donde no existe infraestructura, y servirá como

que están en zonas de baja rentabilidad para el sector económico de telecomunicaciones, pero que necesitan la conectividad para su desarrollo. ABSTRACT In the present work of investigation there consists a description of the d e s i g n o f i n f r a s t r u c t u r e o f communications for the rendering of services in the band "WLL" in the area of influence of the canton Loja, across the adjustment of architectures WLL t o P A C I F I C T E L ' s c u r r e n t infrastructure, there is projected a platform of modular, scalable network, and a convergent design for the rendering of future services of the telephonic one. In the relating thing to the design the current situation of infrastructure took in consideration in the zones of study, technological trends and his adaptability to the region. One presents a technological offer that fulfills satisfactorily these parameters, with services of quality, of low cost and that to future the infrastructure of communications of the operator could migrate to complementing itself with new networks of technology to offer multiservices that satisfy not only the unsatisfied demand of telephony if not also services of added value. The benefits, under this technology, will allow to reduce the time of

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A se of coverage of services in sites urban marginal where infrastructure does not exist, and it will serve as a technological alternative in rural sectors, in order that there accede users who are in zones of low profitability for the economic sector of telecommunications, but that need the services for his development. PALABRAS CLAVE WLL, comunicaciones, infraestructura, tecnología. INTRODUCCIÓN En los inicios de la telefonía, el par de cobre constituía el único medio de transmisión para cerrar el lazo local entre el subscritor y la infraestructura ligada a la red de telefonía pública, con la cual se llega a tener una cobertura promedio de 2 a 5 Km. Actualmente, este medio de transmisión alcanzó ya sus límites de desarrollo tecnológico y sólo gracias a las técnicas digitales, tales como, red digital de servicios integrados (ISDN) y líneas de subscritor DSL, tiene subsistencia con una competitividad q u e d e p e n d e d e l m e r c a d o , proyectándose al sector corporativo y residencial urbano, pero sigue relegando el acceso al servicio básico de telefonía, a sectores rurales y urbano marginales, por falta de visión y proyección de los directivos de empresas, que no han establecido políticas de planificación y desarrollo acordes a la evolución tecnológica p a r a e l d e s a r r o l l o d e l a s telecomunicaciones en todos los sectores sociales. Para solucionar este tipo de

ducir los costos de infraestructura y acceso a usuario. Actualmente se adaptan a un mercado que antes era poco rentable, pero el crecimiento en demanda insatisfecha de telefonía fija y la exigencia de nuevos servicios de telecomunicaciones en los sectores corporativos, hace que las tecnologías i n a l á m b r i c a s e v o l u c i o n e n rápidamente proyectándose a ser más efectivas. MODIFICACIONES DE ACCESO A

USUARIO Figura 1: Modificación de acceso a la

red en última milla

La red de acceso de última milla modificará el acceso hacia la central l o c a l u t i l i z a n d o t e c n o l o g í a inalámbrica WLL, para ello se ha previsto analizar los índices de penetración del servicio telefónico en el cantón Loja, permitiendo calificar a los diferentes sectores como puntos críticos que necesitan urgentemente implementar nuevas tecnologías para cubrir la demanda de ciertas comunidades, en donde ya, el acceso mediante pares de cobre, representa u n a i n v e r s i ó n t o t a l m e n t e desfavorable tomando en cuenta el número de abonados y las distancias


Tudio REQUERIMIENTOS DE TRÁFICO Parámetros de evaluación

La intensidad de tráfico generada por usuario (Au) es dado por:

[Erlang] Para un sistema que contiene varios usuarios (U) y un número específico de canales la intensidad de tráfico total ofertado (A) es dado por: Si existe un número determinado de canales para cada sistema la intensidad de tráfico por canal es denotado por: E l t r á f i c o o f e r t a d o n o e s necesariamente el tráfico que denote la capacidad total del sistema, es un parámetro que nos sirve para estimar y dimensionar nuestra red con un cierto

disponibilidad de la red, evitando que el tráfico llegue a ser un factor limitante posteriormente en el sistema de telecomunicaciones. Resultados de Tráfico actual El tráfico telefónico promedio estimado por abonado es de 55 mErlangs en la región en estudio. M E T A S D E S E R V I C I O TELEFÓNICO EN EL ECUADOR En la Agenda Nacional de Conectividad, se han establecido metas de servicio universal a ser cumplidas en el lapso de 5 años a partir del 2002, por lo que, se hace una estimación con un factor de crecimiento promedio para el 2008, ajustándose al Plan Nacional de Desarrollo de las Telecomunicaciones

2007-2012. Tabla 1: Metas de servicio telefónico

Para el cálculo de la demanda

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A como tasa de penetración de servicio telefónico, basado en los objetivos técnicos de expansión para el Plan Nacional de Desarrollo de las Telecomunicaciones proyectada al 2012. La demanda telefónica se ha calculado para las parroquias del cantón Loja y sitios urbanos marginales en base a la situación actual del servicio telefónico en cada localidad. Se determinó líneas necesarias y usuarios potenciales, verificando requerimientos de índices de penetración de servicio para la operadora en el área de cobertura, para fines de cálculo se tomó como base los datos de la densidad poblacional en el cantón referenciados en la proyección de población del Ministerio de Salud Pública (MSP) año 2007, el mismo que posee datos más actualizados que el censo poblacional, realizado en el año 2001 por el INEC en el Ecuador. Según el requerimiento de diferentes localidades en sectores rurales y suburbanos existe una demanda total, de alrededor de 2199 líneas. TECNOLOGÍA WLL1 WLL es una tecnología inalámbrica dirigida a usuarios residenciales fijos, rurales y suburbanos que ofrece una conexión a la red, mediante una interfaz inalámbrica de rápido despliegue y grado de servicio similar a su contraparte, el par de cobre. El sistema WLL consiste en un enlace punto a multipunto de última milla, a través del cual se puede disponer de una o múltiples líneas telefónicas,

La infraestructura necesaria es de simple instalación y se basa en utilizar una red de estaciones base, conectadas a la estación central mediante una red de enlace que, dependiendo del área de cobertura y topografía del lugar de instalación, puede ser fibra óptica o redes de microonda externas para maximizar su cobertura. Los usuarios acceden al servicio mediante terminales inalámbricos que se adaptan fácilmente a sus requerimientos. Sistemas disponibles para la operación WLL Los sistemas WLL están sustentados por estándares divididos en tres generaciones: la primera generación, introducida en la década de los noventa, se caracteriza por el uso de tecnología celular analógica; los sistemas de segunda generación evolucionan usando técnicas digitales para la transmisión de voz, datos y proveen llamadas con características avanzadas y algunos servicios especiales. En los últimos años evolucionan los sistemas de tercera generación que actualmente están saliendo al mercado y se espera integren diferentes servicios, incluyendo banda ancha, que no pueden ser cubiertos por la tecnología d e s e g u n d a g e n e r a c i ó n , complementándose con sistemas propietarios que se adaptan actualmente a la exigencias del mercado. VENTAJAS DE LA TECNOLOGÍA WLL • Despliegue de red Los sistemas WLL se pueden


por otra parte, el despliegue de la t e c n o l o g í a W L L i m p l i c a c o n s i d e r a b l e m e n t e m e n o s construcción pesada y reducción de c o s t o s p o r i n s t a l a c i ó n d e infraestructura que permite soportar el incremento en equipos adicionales asociados a la tecnología. • Mantenimiento de la red La administración de la red, incluyendo análisis de averías y de configuración del sistema, puede ser conducido desde una localización centralizada q u e p e r m i t e m o n i t o r e a r constantemente el sistema y atender con mayor rapidez y eficiencia cualquier falla en la red y restauración de servicios. • Extensión de red Una vez que la infraestructura WLL, la red de radio bases y la interfaz a la red telefónica está en su lugar, los costos por incremento del número de suscriptores son constantes y bajos. Los sistemas WLL se diseñan para ser modulares y escalables, para que el despliegue de la red se corresponda con la demanda. D E S V E N T A J A S D E L A TECNOLOGÍA WLL • La propagación de las ondas está

a fec tada por f enómenos atmosféricos y de topografía, los cuales tienen efectos de interferencia y atenuación respectivamente, estos factores deben ser optimizados con una adecuada selección de tecnología y de sitios para el despliegue de red.

• para la capacidad máxima del sistema.

• Costo elevado de los terminales, debido a la tardía llegada al mercado de la tecnología, y requerimientos de importación de equipos.

PLANIFICACIÓN Y DISEÑO DE LA RED WLL D I M E N S I O N A M I E N T O D E TRÁFICO Para el dimensionamiento del tráfico telefónico requerido por radio base, se tomó en consideración los resultados del cálculo de la demanda telefónica, definiendo los usuarios reales y sus requerimientos para la determinación de capacidad de equipos a instalarse, en el cálculo se tomó un tráfico por u s u a r i o d e 5 5 m E r l a n g s , correspondiente al tráfico de zonas rurales del cantón Loja. Para el servicio de datos se tiene una estimación prevista de 110 potenciales usuarios a distribuirse en el cantón Loja, como parte de expansión en la planificación de infraestructura de servicios de valor agregado.

Tabla 2: Servicio de valor agregado SITIOS DE UBICACIÓN DE RADIO BASE Y REPETIDORES Para la evaluación de sitios se utilizó

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A herramientas de software GIS, con cartografía digitalizada del Instituto Geográfico Militar (IGM) para la observación de líneas de vista entre estaciones, posibles coberturas y verificación de usuarios potenciales para el despliegue de infraestructura, por lo que se pudo concretar, de forma óptima, los sitios de ubicación para la instalación de unidades de radio base y de equipos de la red de microonda. DISEÑO DE LA ARQUITECTURA WLL La plataforma WLL está conformada por la estación central, estaciones de radio base y las unidades de equipos terminales. Estación central La arquitectura e interfaces de la estación central pueden ser diseñadas en una plataforma paquetizada como wimax o en plataforma mixta, de la cual se eligió esta última, ya que m a n e j a i n d e p e n d i e n t e m e n t e interfaces para la red de telefonía pública conmutada (PSTN) e interfaces a la red de datos, con el objetivo de garantizar una asignación dinámica de recursos de voz y posibles servicios futuros de datos y de valor agregado como Internet, lo que garantiza una red escalable en infraestructura y servicios, que son la nueva tendencia en plataformas inalámbricas multiservicio. Según estos lineamientos la estación central adopta la siguiente estructura. La estación central consta de interfaces V5.2 para señalización de redes c o n v e r g e n t e s , u n G a t e w a y independiente a la red de telefonía

Figura 2: Arquitectura de la estación central WLL

Estación base La estación base WLL consta de unidades de radio exter ior , codificadores de voz y datos, interfaces complementarias tipo E1 y antenas sectoriales para abrir la señal únicamente a usuarios potenciales. La plataforma WLL requiere de una red de microonda que permitirá que las unidades de radio base inalámbricas se enlacen a la estación central, la m i s m a q u e o p e r a r á c o m o complementaria a la desplegada por la operadora en el sector, para garantizar la capacidad de la red y planes de crecimiento futuro, utilizará interfaces E1 para acoplarse a equipos de radio digital de microonda. Unidad de equipo terminal Los equipos terminales en una arquitectura WLL no tienen la característica de movilidad y tendrán que cumplir requerimientos en cuanto a interfaces para manejar servicio básicos de voz y soportar a futuro multiservicios para posibles planes de


Figura 3.: Interfaces en Estación Base WLL

comunitarios rurales y en nichos de mercado mucho más rentables como Vilcabamba y Malacatos servicios de agregado de banda ancha a costos accesibles al sector. El equipo de radio terminal tendrá que soportar interfaces RJ11, codecs de voz y datos, con puertos 10BaseT para soportar servicios de telefonía, fax, Internet y a futuro líneas tipo DSL, redes virtuales privadas y tráfico IP.

Figura 4: Equipo Terminal WLL

SECTORIZACIÓN DE CELDAS La sectorización de celdas se la diseñó a 120° y 60 °, este último método se utilizó debido a que los sitios a servir presentan características muy irregulares de terreno que demandan mayor directividad de antenas en dirección únicamente de posibles usuarios potenciales, en cuanto a la sectorización de antenas a 120° se la recomienda para sectores como Malacatos, Vilcabamba, sitios en los cuales se puede abrir la señal con sectorizaciones mas amplias, estos dos métodos garantizan la calidad de recepción de la señal para la red WLL.

Figura 5: Sectorización de celdas Las sectorizaciones se las diseñó en el software de simulación Radio Móbil Deluxe2, el mismo que se utilizó para la determinación de azimut de antenas en dirección de usuarios potenciales y servirá para la determinación de cobertura del sistema de solución inalámbrica. DEFINICIÓN DE TECNOLOGÍA Y SOLUCIÓN Para la selección de la tecnología se han tomado los requerimientos que necesita la red en cuanto a tráfico, frecuencia de operación, y se analiza las prestaciones en zonas rurales para las principales tecnologías con las que

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A puede entrar a operar WLL en la región, DECT, CDMA y evoluciones en tecnologías de radio acceso como FHCDMA. Por el método cuantitativo se pudo determinar que la tecnología que obtuvo un puntaje equilibrado tanto para sectores rurales , residenciales y corporativos son los sistemas de última generación WLL c o n t e c n o l o g í a s d e r a d i o CDMA/FHCDMA disponible en sistemas propietarios y de tercera generación que, en la actualidad se han desarrollado para adaptarse a las exigencias del mercado. DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA PROPUESTO PARA SOLUCIÓN WLL El sistema WLL Enhanced MultiGain Wireless (eMGW) del fabricante Alvarion, es un sistema punto-multipunto de acceso inalámbrico fijo con disponibilidad comercial en bandas licenciadas (1.5GHz, 1.9GHz, 3.4GHz- 3.8GHz) y de uso libre (2.4GHz y 5.7GHz). La tecnología es optimizada para entornos rurales, urbano m a r g i n a l e s y c o r p o r a t i v o s , actualmente se tiene líneas instaladas con este tipo de tecnología en más de 60 países alrededor del mundo. Prestaciones y servicios • Incorpora una tecnología de

conmutación híbrida, soporta conmutación de circuitos para servicios básicos de telefonía y fax, conmutación de paquetes para servicios DSL como Internet banda ancha y redes de datos corporativas, líneas dedicadas o ISDN-BRI.

• por interfaces V5.2 para s e ñ a l i z a c i ó n e n r e d e s convergentes.

• Radio de cobertura de hasta 32Km (LOS). Disponibilidad comercial de extensores de cobertura y repetidores que permiten brindar cobertura eficientemente a usuarios sin l í n e a d e v i s t a d i r e c t a . Generalmente estos repetidores se implementan con redes externas de microonda o fibra óptica dependiendo del sector, soportando hasta 5000 usuarios telefónicos por celda.

• Servicio de datos paquetizados Ethernet IP: interfaz RJ-45 modalidad "always-on" de hasta 512Kbps simétricos por usuario. Niveles de servicio configurable por usuario soportando hasta 8 usuarios en 1 sólo puerto terminal.

Tecnología de radio La tecnología digital de radio del sistema seleccionado es normalizado por el estándar ETSI EN 301 253 (3-11 GHz) FH-CDMA, el mismo que permite que distintos sistemas de varios fabricantes, con interfaces de radio propietarias o no, puedan coexistir entre ellos. Tiene ventajas frente a otros sistemas como resistencia a interferencias, uso flexible y eficiente del espectro y amplia área de cobertura. Con esta tecnología se ocupa un ancho de 1 MHz por, cada estación base (eRPC/eRPR), con saltos cada 2ms de una frecuencia a otra, logrando 500 saltos por segundo.


Figura 6: Tecnología FH CDMA3

distintas frecuencias de un ancho de 1 MHz. Esto quiere decir que se pueden ubicar hasta 80 eRPCs en una celda con un espectro de 80 MHz, en nuestro diseño se tomará el ancho de banda de 29 MHz. D I M E N S I O N A M I E N T O D E TRÁFICO MANEJABLE POR EL SISTEMA Para el dimensionamiento de la capacidad de tráfico que puede manejar el sistema, se ha tomado como parátros el número de canales que maneja la tecnología seleccionada para el despliegue de equipos en los sitios donde se ubicarán las radio bases, tomando como método las tablas de Erlang B, con un grado de servicio GOS=1 % para sistemas multiaccesos WLL, en el cálculo de líneas de usuario, se tomo un tráfico actual de 55 mErlangs por usuario en zonas rurales calculado en el capítulo 1 y se estimó una proyección de tráfico hasta 70 mErlangs para sectores rurales garantizando la calidad de servicio. Con un ancho de banda de 28.5 Mhz se estima un tráfico de 392.1 Erlang por celda para

COMPONENTES Y FUNSIONES DE EQUIPOS A INSTALARSE Controlador de estación base

Figura 7: Equipo eRPCU (Indoor Base Station)4

EL eRPCU es el controlador de la estación base interno. Provee las interfaces hacia la PSTN y la red de datos. También controla los eRPCs y los eFAUs en su dominio. Entre sus funciones estarán:

Tabla 3: Funcionalidades del Controlador de Estación Base

Para la comunicación con la red de datos sobre una LAN se utilizará conectores 10/100 BaseT o cualquier otro medio de transmisión (fibra,

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A bre , microonda). El eRPCU adoptará un diseño modular que permite la expansión mediante la adición de tableros de circuitos para aumentar la capacidad o la cantidad de servicios.

Tabla 4: Capacidad e interfaces de equipo Erpcu

Módulos a instalarse en el controlador central de red • MCM (Main Contro l le r

Module) Este módulo de control se encarga de la administración de recursos del sistema para tráfico de datos y llamadas de la PSTN, es el encargado y responsable de tráfico de comunicaciones a la PSTN vía canales E1 sobre una interfaz digital V5.2 y a la estación de radio base con interfaces E1. Adicionalmente el M C M c u m p le f u nc i o ne s d e administración para el eRPCU y provee interfaces al sistema de administración (ISM) por medio de una interfaz 10/100BaseT .Para la provisión de redundancia se puede adquirir un módulo adicional MCM. • IPM (Inter Protocol Module) Este módulo se encarga de la conmutación de tráfico de datos para todas las 8 eRPC que se encuentran conectadas a la red WLL. Es requerido

módulo IPM adicional puede usarse como redundancia del sistema para máxima confiabilidad. • VPM 1-2 Es el módulo que se encargará del procesamiento de voz, uno o dos por eRPCU, cada módulo provee canales PCM y compresión adicional en ADPCM, por otra parte proporciona cancelación de eco y detección de tono de fax/modem. Este módulo es especialmente requerido en la arquitectura con aplicaciones a la PSTN.

Unidad de r a d i o base

Figura 8: Equipo eRPR (Unidad de

radio base) El eRPR es la unidad del radio puerto situado en el punto focal de la celda, proveerá la cobertura de radio puntomultipunto con las unidades de suscriptor dentro del área de servicio. Maneja el protocolo de aire FHCDMA. La tasa de transmisión de un eRPC es de 1.5Mbps sobre 1MHz. Implementa la conmutación híbrida de circuitos y paquetes sobre el enlace aéreo. Incluye el módem, la circuitería RF, y una antena direccional incluída, de 60° o 120° de cobertura. En el diseño de infraestructura, la red de


base (eRPR) con la unidad controladora de estaciones base (eRPCU). El equipo se enlaza al sistema WLL, mediante equipos conectados con un estándar de enlace de transmisión PDH o SDH, 1xE1 configurados en sistemas 1+1, Hot Stanbay, los cuales permiten brindar confiabilidad a la red de microonda. La capacidad de una unidad de radio puerto es de 4.5 Erlangs. Equipo de gestión y mantenimiento de red IMS El sistema eMGW provee el sistema de gestión de red propietario IMS. Es una solución que integra el manejo de todos los niveles de operación en una solo plataforma. El IMS asegura que t o d a s l a s p a r t e s t r a b a j e n sistemáticamente, de manera eficiente y segura. Es compatible con los estándares ITU para su conexión con sistemas superiores de gestión. Puede integrarse con sistemas de gestión de capa superior (Managers of Managers – MOM) vía protocolos estándares, como el SQL, SNMP y CORBA. ZONAS DE COBERTURA DEL SISTEMA INALÁMBRICO Herramienta de simulación Para el planeamiento y diseño de la red inalámbrica se utilizó el software Radio Móbil Deluxe, herramienta de recurso libre que nos permite la evaluación de propagación en exteriores y coberturas de sistemas de radio comunicaciones punto a punto y m u l t i p u n t o t r a b a j a n d o perfectamente desde los 20 KHz a los 200 Ghz, se utilizó cartografía digital SRTM que viene definido con el sistema de coordenadas WGS84 con

h a s t a 3 s e g u n d o s d e a r c o correspondiente a 100m. Cabe destacar que se puede cambiar de un sistema de coordenadas a otro con la ayuda correcta de calculadoras geográficas. Parámetros de simulación a. Frecuencias correspondientes al estudio de marco legal previamente definida en el capítulo dos. b. Las características de los equipos c. Parámetros característicos del terreno correspondientes a la zona Latinoamericana. d. Método de predicción en exteriores d e l U S I n s t i t u t e f o r Telecommunications Science (ITS), mejor conocido como Longley-Rice modelo utilizado por el software. Método de evaluación Se diseñó los diferentes radiales a 30 ° que nos permite determinar el nivel de señal de recepción en cada uno de ellos dependiendo del perfil

topográfico. Figura 9: Nivel de campo eléctrico

Para la evaluación del radio de cobertura en cada radio base se utilizó la intensidad de campo eléctrico necesario, E= 38.71 (dBuV/m) en servicios multiacceso WLL. Se utilizó los valores dados por el software mayores a esta referencia los mismos

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A la señal de recepción. Las distancias de cobertura en cada radial se determinó analizando marcadas fluctuaciones de campo, en donde, la atenuación es crítica por espacio libre y por obstáculos que el modelo de propagación exterior utilizado por el software predice correctamente, adicionalmente la herramienta permite simular la cobertura analizando el área de la celda en 360° con variaciones de radiales a 1° mucho más efectivo para la observación de la zona de cobertura. PLANIFICACIÓN DE RED DE ENLACE DE ESTACIONES BASE En el diseño de la arquitectura de la red WLL presentada se determinó el requerimiento de implementar una red complementaria para los enlaces entre las distas radio bases y la estación central. Los sitios de ubicación de repetidores para la red de microonda se ubicarán en lugares en donde existe infraestructura de telecomunicaciones, desplegada por la operadora PACIFICTEL por factibilidad y costos de operación. Se determinó el diagrama de enlace tomando en consideración el plan de frecuencias y los sitios para la instalación de equipos de la red de microonda. Se debe tomar en cuenta el número de interfaces E1 utilizadas en la estación central para el acoplamiento de la red externa de microonda. VALORACIÓN DEL PROYECTO. Criterios de evaluación de proyectos El análisis costo-beneficio utiliza algunos indicadores de rentabilidad para evaluar la viabilidad de una

real izar comparaciones entre proyectos alternativos. Los principales indicadores son: • El valor actual neto (VAN), • Tasa interna de retorno (TIR) • Período de recuperación de capital. Flujo de caja de efectivos El flujo de caja se lo determinó mediante la evaluación de ingresos versus egresos proyectado a un periodo de 5 años. Para la determinación de ingresos se evaluó el costo por tráfico saliente, tráfico entrante, costos por inscripción de línea, y venta de equipos terminales que genera la implementación de la red WLL. Por otra parte, los egresos están conformados por los costos de inversión inicial, explotación, costos de enlace del ISP y por parámetros de rentabilidad. Los resultados que se generaron para el proyecto aseguran una liquidez para cumplir con sus compromisos u obligaciones en caso de inversión. Valor neto (VAN) El VAN pretende determinar el valor presente de los flujos de efectivo generados por el proyecto, viene definido como la diferencia entre el valor presente de los ingresos y el v a l o r presente de l o s egresos El valor neto presente de una inversión se lo determina a partir de una tasa de descuento o tasa de oportunidad tomando en cuenta valores de pagos futuros de los cuales


telecomunicaciones. Tasa interna de retorno (TIR) El criterio de decisión con este indicador es que será aceptable el proyecto cuyo TIR sea mayor o igual a la tasa de rentabilidad mínima atractiva, lo cual significaría un rendimiento por lo menos igual o superior al esperado como el mínimo aceptable por el inversionista de acuerdo con el costo de oportunidad de su capital. Con la tasa interna de retorno se determinó el valor promedio de la inversión en términos porcentuales para los años de vida útil estimada del proyecto. La tasa interna de retorno es de 38.31%, un porcentaje muy bueno para inversiones de tecnologías de última generación. Recuperación de la inversión El tiempo necesario para recuperar la inversión inicial, invirtiendo en el proyecto de telecomunicaciones WLL es de aproximadamente dos años y 3

meses.( Véase Figura 10) Figura 10

REFERENCIAS • JOHN WILEY & SONS. Wireless

Local Loops-Theory and Applications. EDITORIAL, New York Inc, ISBN 0471 49846 7

gratuita del software de simulación Radio Móbil Deluxe: http://www.cplus.org/rmw/download.html

• P á g i n a W e b d e s o b r e información de la tecnología F H C D M A http://www.coit.es/publicac/publbit/bit105/jj.krusze.htm

• Página Web de fabricante de t e c n o l o g í a A l v a r i o n : http://www.alvarion.com/solutions/access/eMGW/equipos

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SISTEMA DE TRANSMISIÓN DIGITAL 16-QAM ORIENTADO A RDS EN FPGAs

Johanna Soledad Ruque C , María de los Ángeles Arboleda L. [email protected]. ,[email protected].

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RESUMEN El presente paper busca brindar una visión general de la tecnología Radio definida por software (RDS), enfocado a presentar su situación actual y perspectiva a futuro. Además se presenta un diseño de un sistema de transmisión digital basado en FPGAs utilizando la herramienta Sysgen de Xilinx Inc. El diseño presenta un sistema de transmisión 16-QAM, en base al cual se brinda un patrón que puede ser modificado para que trabaje en cualquier variación de esta modulación. INTRODUCCIÓN Con e l surgimiento de las comunicaciones digitales y su rápida proliferación a nivel de usuarios se ha conseguido el desarrollo de un gran número de tecnologías inalámbricas; de ahí la necesidad de lograr compatibilidad entre las mismas. Para l o g r a r e s t a c o m p a t i b i l i d a d , comúnmente conoc ida como interoperabilidad, se requiere que un mismo dispositivo inalámbrico pueda trabajar con diversas tecnologías. Una de las alternativas propuestas ante esta problemática es el uso de la tecnología RDS, término usado para referirse a toda clase de dispositivos reconfigurables y reprogramables por software que pueden ser utilizados en sistemas de comunicación. La tecnología RDS reemplaza a los

programas de software de tal forma que, se logren significativos cambios en el comportamiento del hardware con modificaciones en el software.

Aunque la idea de RDS se muestre muy prometedora existen importantes limitaciones en las que se encuentran aún trabajando los diversos grupos de investigación para así lograr su pronta evolución y aceptación a nivel comercial. RDS es una tecnología que se ha venido desarrollando en la última década a nivel mundial por lo que su investigación se ha profundizado en algunos países especialmente en los cuales se originó, siendo notorios los proyectos realizados en países europeos y norteamericanos. A nivel de Latinoamérica RDS es relativamente nuevo por lo que aún se encuentra en etapas de investigación. Varios organismos e instituciones han logrado avances a favor de RDS dentro de su área de competencia, así: los fabricantes y operadores han contribuido a nivel comercial, universidades y centros tecnológicos a nivel investigativo/educativo, y los entes reguladores a nivel de estandarización. Como se conoce, la migración entre tecnologías implica una gran inversión económica lo que afectará de manera directa a cualquier tecnología que se proponga migrar a RDS. La diferencia, en donde se marca


completo haya migrado a RDS se necesitará de muy pocos recursos económicos para la interoperabilidad con otras tecnologías e incluso para una nueva actualización de las mismas. Se espera que RDS alcance su madurez tecnológica en la “radio cognitiva” a donde apunta llegar. Diseño de sistema de transmisión Es por la gran cantidad de aplicaciones que trabajan en base a M-QAM que RDS busca implementarse bajo los mismos mecanismos de modulación con miras a la interoperabilidad, que es su objetivo principal. Por eso, se ha considerado que la implementación realizada de éste módulo 16-QAM es la parte fundamental en cualquier sistema de transmisión basado en RDS que se desee desarrollar. El diseño desarrollado en XSG se presenta de

una manera general en la figura 1. Figura 1: Sistema de transmisión

A. Modulador 16-QAM El modulador 16-QAM diseñado recibe una secuencia de entrada de bits aleatorios que son convertidos de serie a paralelo. Una vez en paralelo se procede a la asignación de bits a las dos componentes I y Q para en base a estos formar una señal multinivel, cuyo número de niveles depende del número de bits asignados, en este caso es de 4 niveles. Posteriormente se filtran las señales resultantes con el objetivo de limitar el espectro infinito de frecuencias proveniente de un pulso cuadrado.

Figura 2: Modulador para 16-QAM

B. Up-Converter/Down-Converter El Up-Converter es el encargado de subir la frecuencia de las señales transmitidas a una frecuencia intermedia (IF) para que puedan adaptarse al canal de transmisión. Recibe las señales I y Q multinivel filtradas y las multiplica por la señal portadora proveniente del NCO. Los dos filtros siguientes forman un filtro pasa-bandas y se encargan de filtrar los armónicos no deseados resultantes de la multiplicación para obtener la señal de información desplazada a IF. El down-converter, proceso inverso del up-converter , implica la multiplicación de las señales de IF por una portadora de igual frecuencia para su desplazamiento a banda base

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Figura 3: Up-Converter para un sistema 16-QAM

Con la ayuda de los filtros se logrará tener únicamente la señal deseada en BB.

Figura 4: Down-Converter para un sistema 16-QAM

C. Demodulador 16-QAM Para la implementación de este módulo, nos basamos en el demo “16-QAM Demodulator for Software Defined Radio” elaborado por Xilinx, Inc.; mismo que puede ser encontrado en el archivo “sysgenQAM16.mdl” disponible en Matlab. Al modelo presentado en la figura 5 se le puede agregar funcionalidades para que pueda ser compatible con otras variaciones de moduladores QAM como por ejemplo: 8/32/64-QAM. Uno de los principales cambios a realizarse sería en el subsistema “slicer” para brindarle la capacidad de decidir entre un menor/mayor número de posibles niveles de señal recibida.

Figura 5: Demodulador 16-QAM de Xilinx

D. Canal de transmisión Para la simulación del canal se tomará dos efectos que comúnmente afectan a una transmisión inalámbrica: efecto de múltiple trayectoria y ruido gaussiano. Esta sección no está destinada a la co-simulación en la FPGA por lo que será representada utilizando únicamente herramientas de Simulink. Parte del modelo de canal presentado en la figura 6 puede encontrarse en el demo sysqam16.mdl de Xilinx.

Figura 6: Canal de transmisión

RESULTADOS Con el diseño propuesto en XSG se podrá evaluar su desempeño en base a los mismos parámetros usados con un modulador hecho en Simulink. Los parámetros a evaluarse que consideramos los más importantes son: diagrama de constelación, el


error y el BER. En la figura 7: a) podemos apreciar la constelación de una señal recuperada en el demodulador que ha sido generada en un modulador 16-QAM hecho en simulink, mientras que en la figura 7: b) se muestra el mismo resultado para una señal 16-QAM que ha sido generada en XSG es decir, señal que puede ser implementada en

hardware.

a)

b) Figura 8: Nivel de error en recepción

para un modulador 16-QAM a) hecho en simulink y b) en sysgen.

Para la ayuda en el análisis del BER utilizaremos una herramienta disponible en simulink que permite hacer un cálculo del porcentaje de bits errados en determinado tiempo. El resultado de la tasa de bits errados es de 8x10-5, mientras que la tasa de bits errados obtenidos en el diseño basado en XSG es de 23x10-5. CONCLUSIONES • El futuro de RDS es prometedor

por lo que se prevé tendrá una gran acogida y un rápido despliegue especialmente a nivel comercial debido a que es la mejor alternativa ante la necesidad de interoperabilidad a

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A tecnologías, equipos y redes de información.

• RDS puede ser implementada en

base a cualquier tipo de dispositivo reprogramable, no obstante, las FPGAs se presentan como una de las mejores opciones por su alta capacidad de procesamiento y paralelismo.

• Herramientas de simulación e implementación de interfaz gráfica, como Simulink y XSG, son una solución amigable al usuario lo que facilita el desarrollo de aplicaciones en un menor tiempo y de forma didáctica.

• La herramienta XSG utilizada en

el desarrollo del modelo expuesto en la presente tesis ha permitido la simulación e implementación de un modulador basado en la técnica de modulación 16-QAM, un up-converter digital y un down-converter sobre una tarjeta Virtex-II Pro.

• Para un mejor análisis de resultados se realizó una comparación entre modelos h e c h o s e n b a s e a l a s herramientas Simulink, que permite únicamente simular el diseño, y XSG que, además de la s i m u l a c i ó n , p e r m i t e l a implementación del modelo. De la comparación de los resultados obtenidos se puede ver que los niveles de error presentados en la figura 24 disminuyen conforme avanza el tiempo y

que el nivel de error obtenido no permite la utilización de este diseño para una aplicación comercial, en base a estándares citados anteriormente, permite la recuperación de los datos enviados por lo que este diseño es apto para aplicaciones a ni vel de laboratorios.

• El ancho de banda de la señal

transmitida coincide con los valores teóricos citados con anterioridad. Además, se puede ver que la señal recuperada mantiene las características con las que fue enviada tanto en amplitud como en frecuencia lo que permite su posterior procesamiento en banda base. En cuanto al BER, para el diseño hecho en base a Simulink es de 8x10-5 mientras que para el diseño simulado e implementado en base a XSG es de 23x10-5.

• Las limitaciones en

procesamiento que presentan los dispositivos actualmente disponibles, la implementación en software de un sistema de RDS solo ha podido realizarse en etapas de banda base y frecuencia intermedia, siendo necesaria una etapa previa de acondicionamiento de la señal de radio frecuencia a frecuencias tolerables por los dispositivos.

Ante tales de niveles de error y cálculo de BER presentados es necesario etapas de detección y corrección de errores para


• El nivel de error de la señal recibida disminuirá dependiendo del tiempo de simulación, gracias al ecualizador adaptativo presente en el demodulador.

• Es de gran importancia, en todo

diseño de sistemas de transmisión digital, simular un modelo de canal que permita obtener resultados de la manera más similar posible a los que se tendría en un sistema de transmisión real.

RECOMENDACIONES • Para la implementación de

aplicaciones basadas en RDS la elección de dispositivos debe hacerse buscando las mejores c a r a c t e r í s t i c a s d e reconfigurabilidad, para obtener u n a m a y o r r a p i d e z d e procesamiento considerándose la aplicación a implementar.

• Para el desarrollo de este tipo de modelos se recomienda tener conocimiento de diseño en hardware como s íntes is , implementación y programación con la finalidad de facilitar la solución de problemas y optimización de recursos al momento de la implementación.

• Otorgar a cualquier diseño propuesto características de m o d u l a r i d a d , c o n f i n e s educativos y por facilidad de programación, lo que permitirá que sea usado en su totalidad o por subsistemas, según los requerimientos de la aplicación a

• Para el diseño de una aplicación a implementarse en las tarjetas FPGAs se recomienda seguir las siguientes pautas: elaborar el modelo, en base a un esquema teórico, utilizando XSG; luego, simular el modelo utilizando otro lenguaje de programación como Simulink o Matlab para realizar una comparación de los resultados. A continuación, se recomienda

• Realizar una estimación de los recursos de hardware necesarios en la implementación del modelo y así elegir la tarjeta más adecuada. Finalmente se procede a implementar el diseño en el dispositivo FPGA.

• Implementar una cultura de divulgación de información acerca de trabajos realizados, especialmente en el área tecnológica para lograr un mayor conocimiento de estos y otros temas y así aportar al desarrollo de los mismos

REFERENCIAS • H. Miranda, “Digital downcon-

verter design for software radio receivers”, 2005.

• W. H. Tranter, K. S. Shanmugan, T. S. Rappaport, K. L. Kosbar “Principles of Communication Systems Simulation with Wire-less Applications”, Prentice Hall, 2003.

• C. H. Dick “FPGA Implementa-tion of Carrier Synchronization for QAM Receivers”, Xilinx, Inc., 2002.

• Xilinx, Inc “16-QAM Demodula-tor for Software Defined Radio”,

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PAGINA 153 RECEPTOR DE FM COMERCIAL

DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN RECEPTOR DE FM COMERCIAL UTILIZANDO EL TDA 7000

Carlos Castillo, Bolívar Feijó, Edwin Quichimbo, Manolo Quizhpe, Cristian Vera [email protected], [email protected], [email protected], [email protected],

[email protected]

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RESUMEN El presente proyecto se lo realizo con el objetivo de construir un receptor de FM comercial totalmente portátil y que posea todas las características de los receptores de FM convencionales. Para construir el receptor de FM u t i l i z a m o s c o m o e l e m e n t o s principales el CI monolítico TDA 7000, el cual es un receptor monofónico de FM y el LM380 que es un amplificador de audio. Con este receptor se pudo cubrir las bandas desde los 88.0MHz hasta los 105.00MHz, pidiendo mejorar estos resultados variando los componentes del circuito de sintonía o circuito tanque. Finalmente nuestro receptor de FM p o s e e c a r a c t e r í s t i c a s c o m o : alimentación con baterías de 9 voltios, plug para conexión de adaptadores de 9 a 15 voltios, plug para auriculares, y un parlante con una potencia de salida de 1W.

PALABRAS CLAVE Circuito tanque, Diodo varactor, Frecuencia Intermedia. INTRODUCCIÓN Las frecuencias asignadas para la radiodifusión en FM van desde los 88.00MHz hasta los 108.00MHz, así cada emisora posee un ancho de

banda de 200KHz, de los cuales 150KHz se los ocupa para la trasmisión y los 50KHz sobrantes se distribuyen en 25KHz a cada lado de la banda para que con esto asegurar que no existan interferencias entre emisoras contiguas, ha estos 25KHz se los conoce como banda de seguridad o banda de guarda. Por este motivo el TDA 7000 es perfecto para recepción de FM comercial pues tiene un rango de frecuencias de recepción que van desde 1.5MHz hasta los 110.00MHz, cubriendo así nuestras necesidades. ANÁLISIS DE LA ESTRUCTURA INTERNA DEL TDA 7000 El TDA7000 internamente esta constituido por un detector de RF, un mezclador, un oscilador local (VCO), un l imi tador d e f recuenc ia i n t e r m e d i a , f i l t r o s d e I F , amplificadores, un demodulador de fase y un FLL (circuito de frecuencia cerrada).

Figura 1: Diagrama de bloques del TDA7000

RECEPTOR DE FM COMERCIAL

Como podemos observar en el diagrama de bloques el TDA 7000 es un circuito receptor de FM completo, similar al receptor superheterodino, con la diferencia de que la arquitectura es de retroalimentación en el VCO, causando que el VCO dependa de un circuito de sintonización y de la señal actual de información, modulando en frecuencia a la FI; La señal de RF captada por la antena conectada al pin 13 la cual puede ser un pequeño cable o una antena telescópica de unos 20cm de longitud, pasa por el mezclador el cual posee otra entrada proveniente del VCO al cual lo controlamos con nuestro circuito de sintonización y la retroalimentación de la señal de audio, el resultado de la mezcla entre la señal de RF y la del VCO es una frecuencia intermedia de 70KHz y un ancho de banda de 60KHz, esta señal (IF) es amplificada y posteriormente filtrada por los filtros activos del TDA 7000, estos filtros están configurados para asegurar que solo la señal que contiene información ingrese al demodulador, además los capacitores que se conectan en los pines del 7 al 12 son los que configuran al filtro de IF. Antes de entrar esta señal de IF al modulador, esta tiene que poseer una amplitud constante para que pueda excitar al demodulador, por lo que la señal ingresa a un amplificador limitador proporcionando una señal de FM de amplitud constante, además esta señal pasa por un filtro pasa todo para desfasar la señal. Este filtro pasa todo se lo configura con el capacitor

externo conectado al pin 17. La señal de IF ya acondicionada entra al demodulador de cuadratura y de s e n s i b i l i d a d d e - 3 . 6 V / M H z compuesto por un FLL (frecuency loop locked) y de acuerdo a la variación en frecuencia de la portadora extrae la señal de i n f o r m a c i ó n . E s ta s e ñ a l d e información o señal de audio es filtrada por un filtro pasa bajas que se lo configura con el condensador que se conecta al pin 4. Este filtro tiene la finalidad de eliminar ruidos de alta frecuencia. Finalmente la señal de audio es amplificada con una salida de 75mV, pero la señal aun no posee la amplitud suficiente para poder hacer funcionar al parlante por lo que realizamos una amplificación externa con el amplificador de audio LM 380. DISEÑO DEL RECEPTOR El diseño básico del receptor de FM es proporcionado por el fabricante del TDA 7000, el cual ya nos indica los valores de los elementos perifericos que necesitan los circuitos internos para un buen funcionamiento, como por e jemplo los valores de capacitancias que conforman los filtros. El principal circuito que se tiene que diseñar es el circuito de sintonía o circuito tanque (una bobina L en paralelo con un condensador C conectado al pin 5 y 6). La frecuencia de resonancia del circuito LC va a fijar la frecuencia del oscilador local que a su vez marcará la frecuencia de la emisora que se va a seleccionar. Como ajustar una bobina es complica-

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do, lo más sencillo es que el condensador sea ajustable. El condensador ajustable que se proporciona se puede ajustar entre un rango pequeño de valores para que los saltos sean a su vez pequeños y se pueda realizar la sintonía. Si necesitaran modificar los valores lo pueden hacer colocando más condensadores en serie o paralelo. Para calcular la inductancia de la bobina que se precisa, se puede partir del condensador variable. En nuestro caso el capacitor variable es el que se encuentra entre las uniones del diodo varactor, cuyo funcionamiento es de variar la capacitancia según la diferencia de voltaje que existe entre sus terminales. Si deseamos sintonizar un rango de frecuencias entre fmin y fmax, debe cumplirse:

Al resolver el sistema de ecuaciones obtenemos una formula que no depende de la inductancia:

Se podrá lograr la sintonía sin más elementos que el condensador variable y la bobina de valor fijo. Como en general esto no se va a cumplir, va a ser necesario colocar condensadores en serie o paralelo con

Si la relación siguiente se cumple se utilizarán un montaje serie:

Figura 2: Montaje en serie

De igual forma, si la relación anterior es inversa, utilizaremos un montaje en paralelo:

Figura 3: Montaje en paralelo

Para calcular el valor del nuevo capacitor utilizaremos C utilizamos las siguientes formulas:

L

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L1

C

C1

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Para el condensador en serie

Para el condensador en paralelo Como deseamos receptar frecuencias de FM entre 88.00MHz hasta 108.00MHz calculamos la relación entre frecuencias, y de acuerdo a la gráfica de variación de capacitancia en relación al voltaje del diodo varicap MV2105 otorgada por fabricante obtenemos los valores de la capacitancia máxima y mínima al aplicar un voltaje desde 0V hasta 9V.

Figura 4. Capacitancia VS voltaje en los terminales del varicap

Cmax=30pf Cmin=12pf Como la relación de las capacitancias es mayor a la relación de las frecuencias al cuadrado necesitamos realizar un arreglo de capacitancias en paralelo, para esto utilizando la Ec. 7. Nótese que los condensadores comerciales sólo tienen disponibles

unas determinadas capacidades normalizadas, razón por la cual es muy posible que tengan que buscar un condensador cuya capacidad se aproxime lo más posible a C. Una vez elegido éste, deben calcular el valor de L que permite sintonizar bien la frecuencia máxima, bien la mínima, o bien una intermedia, y comprobar que con esa inductancia es posible sintonizar todo el rango de frecuencias deseado.

Realizando los cálculos obtenemos un valor de de L≈109nH.

RESULTADOS C o n l o s c o m p o n e n t e s q u e conseguimos se pudo receptar frecuencias desde los 84MHz hasta los 105MHz, lo cual también lo confirman si reemplazamos los valores de la bobina que es de 64nH y los valores de las capacitancias en las ecuaciones 1 y 2

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Se podría lograr cubrir todo el rango de frecuencias si se consigue una inductancia que este por el orden de los 100nH, o también partiendo de la bobina para encontrar los valores de las capacitancias mínima y máxima, para ir realizando combinaciones en serie o en paralelo hasta obtener la capacitancia equivalente. Para el diseño del circuito impreso utilizamos Proteus en el cual simulamos el amplificador de audio, todo el circuito del receptor no fue simulado ya que el TDA 7000 no consta en las librerías de Proteus para ser simulado, por lo que solo se ha colocado un elemento que contenga el mismo numero de pines para poder pasarlo al ruteador ARES y así generar las pistas de nuestro circuito.

Figura 5: Circuito del receptor de FM

Figura 6: Visualización en 3D del

Receptor FM

Figura 7: Pistas del receptor de FM

Figura 8: Modelo implementado

físicamente

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DISCUSIÓN Al utilizar el TDA 7000 no es necesario colocar un amplificador de RF después de la antena, ya que el TDA 7000 posee una sensibilidad de hasta 1,5µV, es decir la amplitud mínima de señal que puede receptar es de 1,5µV, y de acuerdo a nuestra ubicación geográfica esto se cumple, ya que las antenas no están muy distantes. Pero si la distancia entre las antenas de transmisión y el receptor es considerable, o si se quiere mejor calidad del sonido se puede colocar el amplificador. Una parte que no se logro implementar fue el silenciador, el cual consiste en atenuar señales que no son captadas perfectamente, eliminando el ruido entre emisoras. Este circuito es el que se encuentra en el data sheet, el cual lo implementamos pero no se obtuvo ningún resultado, por lo que eliminamos esta parte en el diseño final. Otra parte que se mejoro en el receptor fue colocar el amplificador de audio LM380 en lugar del LM386 ya que este ultimo lo utilizamos en primera instancia y nos causaba ruido en la señal de audio cuando le aumentábamos la ganancia al máximo, mientras que con el 380 la calidad del sonido fue superior y con una ganancia muy buena. C O N C L U S I O N E S Y RECOMENDACIONES • Al realizar el proyecto se pudo

reconocer que es simple armar un receptor utilizando el TDA 7000, ya que posee la mayoría de

etapas que componen a un sistema de recepción de FM.

• Es mucho mas conveniente utilizar un diodo varicap para la sintonización , pues podemos utilizar un potenciómetro para variar el voltaje de polarización y con ello variar la capacitancia, y evitar cambiar manualmente la capacitancia mediante un trimer, pues es muy incomodo porque no hay perillas que se ajusten a este.

• Un problema que se tiene con el

varicap es que cualquier variación de voltaje no deseado puede causar una sintonía incorrecta.

• Para mejorar la sintonía se

puede utilizar un potenciómetro de precisión para que el voltaje entre los terminales varíe por el orden de las desinas de voltio, ya que el potenciómetro que utilizamos el voltaje varia bruscamente causando saltos muy grandes como por ejemplo de 3 a 4 voltios en un pequeño giro causando que se puedan saltar varias emisoras.

• Una recomendación es que al

diseñar el circuito impreso, los componentes por los cuales están transitando señales de RF tienen que estar lo más juntos p o s i b l e s , p a r a e v i t a r i n t e r f e r e n c i a s . C o m o experiencia, en el primer circuito impreso diseñado colocamos muy separado los componentes

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que integran el circuito tanque (la bobina y el diodo varicap), por lo que se generaba mucho ruido que interfería a la señal. Corrigiendo esto en nuestro segundo diseño, la señal resultante tiene una buena calidad en sonido.

• Con el amplificador de audio 380 se obtuvo una ganancia de 1W, lo cual es suficiente para poder escuchar la señal de salida del TDA 7000.

REFERENCIAS 1. José María Miguel López

“Receptores de radio monochip para FM ”, Ediciones UPC, pp 75 y 76, 2005

2. http://www.edicionsupc.es/f t p p u b l i c / p d f m o s t r a /TL03703M. pdf

3. h t t p : / / p i r a . c z / p d f /TDA7000.pdf

4. http:/www.users.bigpond.com/cool386/tda7000/tda7000.html

5. http://www.datasheet4u.com/h t m l / T / D / A /TDA7000_PhilipsSemiconductors.pdf.html

6. www.electronics-daily.com

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INFORME IV FERIA DE CIENCIA RECREATIVA 2008

El día domingo 1 de Junio del 2008 se llevó a cabo la cuarta Feria de Ciencia Recreativa en el parque Recreacional Jipiro, la organización estuvo a cargo de la Rama Estudiantil IEEE de la UTPL y, además, este año contamos con la colaboración de organizaciones como el CASMUL, INNFA, MINISTERIO DE BIENESTAR SOCIAL y la Universidad Técnica Particular de Loja. El Día del Niño es una ocasión propicia para celebrar a los pequeños de nuestros hogares. Pero no se trata sólo de eso, también se busca la manera de concienciar sobre sus derechos fundamentales como seres humanos que garanticen su desarrollo integral, por tal razón se llevó la campaña al no maltrato infantil por parte de las instituciones que en esta ocasión nos apoyaron. El objetivo propuesto por los organizadores fue el de incentivar a la niñez y también a la juventud que se interesen en los programas de ciencia y tecnología, que en la actualidad se están desarrollando. Es por eso que esta Feria Recreativa, intentó mostrar a los niños las ciencias aplicadas y la física desde un matiz diferente, en el cual se dio vida al concepto de aprender jugando.

Para todo el día se planificó la realización de juegos con premios sorpresa para los ganadores de diferentes concursos realizados, en el agasajo se brindó pastel

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ACTIVIDADES IEEE a todos los niños asistentes al evento. Las actividades realizadas se describen a continuación:

• Exposición de los proyectos por los participantes • Juegos recreativos • Refrigerios a los expositores de los diferentes establecimiento de la

localidad • Entrega del pastel

Fotos del evento:

Stand Proyectos

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Juegos recreativos

Refrigerio

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ACTIVIDADES IEEE

Voluntarios

José Andrés Armijos Presidente IEEE - UTPL

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PÁGINA WEB DE LA RAMA ESTUDIANTIL IEEE-UTPL ENTRE LAS 5 MEJORES DE LA REGIÓN

La Página Web de la Rama Estudiantil del IEEE-UTPL (www.utpl.du.ec/ieee) se ubicó en el cuarto lugar del Concurso Anual Regional de Páginas Web Edición 2008. Felicitaciones y sigan adelante para que en la próxima ocasión puedan competir en el concurso mundial. Regional hace referencia a Sudamérica.

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ACTIVIDADES IEEE RAMA IEEE-UTPL PRESENTE EN REUNIÓN NACIONAL DE RAMAS "TODOS O NADIE",

REALIZADO EN CUENCA DEL 29 AL 31 DE MAYO 2008

Del 29 al 31 de Mayo de este año, se llevó a cabo la V Reunión Nacional de Ramas de Sección Ecuador, en la que se dieron cita delegaciones de estudiantes y profesionales de todas las ramas de nuestro país. Toda la programación se llevó a cabo en las instalaciones del Retiro Espiritual de la Universidad Politécnica Salesiana. En esta oportunidad se tuvo la presencia de importantes autoridades del IEEE como son: Ing. Héctor Fiallos Presidente IEEE Sección Ecuador MSc. Jorge Luís Jaramillo Vicepresidente IEEE Sección Ecuador Ing. Alex Aguirre Representante Estudiantil Nacional Sr. Salomón Herrera R-SAC electo R9 Latinoamérica MSc. María Chiok Presidenta WIE Sección Perú

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ACTIVIDADES IEEE

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Entre las actividades más importantes que podemos destacar estuvieron: La Feria de Ramas, Feria de casos de Éxito, Feria de Provincias, Noche Cuencana, Juegos de Integración, y las conferencias y talleres para conocer más del IEEE. Cabe destacar que este fue un evento de altísima calidad, y que estuvo matizado por la excelente participación de todas y cada una de las ramas estudiantiles de nuestra Sección. Nuestra Rama asistió con una delegación de 5 personas. Finalmente se eligió la próxima sede para la próxima RNR, resultando elegida la rama de la UTN Universidad Técnica del Norte en la bella ciudad de Imbabura. En resumen, en estos tres días se vivió un alto espíritu de camaradería entre todos los asistentes y se llegó a importantes acuerdos para el trabajo futuro de nuestras ramas a nivel local, y la proyección a nivel de la Región 9. Todos compartimos esta inolvidable experiencia, y esperamos que los frutos se vean reflejados en el trabajo de todas nuestras ramas estudiantiles.

FOTOS DEL EVENTO

Stand en Feria de Ramas

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Stand IEEE-UTPL en Feria de Provincias

Rama IEEE-UTPL junto con las autoridades del IEEE

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Junto a la delegación de Colombia

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ACTIVIDADES IEEE Equipo IEEE-UTPL junto con Ramas de Ecuador y Perú

Participantes de RNR en stand IEEE-UTPL

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Durante la RNR se realizaron diferentes actividades que nos ayudaron a cumplir principalmente con los siguientes objetivos: • Conocer y analizar el código de Ética IEEE, con el fin de iniciar el proceso

de unificación de las ramas estudiantiles del Ecuador. • Dar a conocer el camino adecuado de la transición a Gold y así promover

una mayor incorporación de los miembros estudiantiles en el grupo profesional.

• Incentivar a los miembros estudiantiles a que promuevan la creación de nuevas ramas en las demás universidades de su entorno.

José Andrés Armijos P

Presidente de la Rama Estudiantil IEEE - UTPL

PAGINA 171 CONCURSO DE PROCESAMIENTO DE SEÑALES

EN NUESTRA ESCUELA

CONCURSO DE PROCESAMIENTO DE SEÑALES El presente semestre, se desarrolló la materia de Procesamiento de Señales, la cual fue ofertada para los sextos y octavos semestres de la Escuela de Electrónica y Telecomunicaciones, y con la coordinación del Ing. Carlos Enrique Carrión. En este contexto, tanto entre el Coordinador, como los profesionales en formación que tomaban esta materia, se planteó la idea de hacer un concurso interno con la presentación de sus proyectos, como una iniciativa para incentivar la investigación de estos temas en la UTPL. El concurso Los participantes debían formar grupos, con la presencia máxima de 3 estudiantes por grupo, y tenía que elegir un tema de investigación a desarrollar en el área de Procesamiento de Señales con un plazo de 6 meses para su culminación, los temas eran variados, dentro de los cuales se pueden resumir en: • Procesamiento de señales de audio • Procesamiento de imágenes y video • Procesamiento de señales para control de la salud • Procesamiento Digital de Señales para Comunicaciones Digitales • Juego virtuales a través de Procesamiento de Señales • Diseño de instrumentos musicales a través de sistemas hardware

reprogramables Se presentaron 31 proyectos participantes, de los cuales se elegirían los finalistas y ganadores en las fases que se detallarán a continuación. Al ser tantos proyectos, se tenía que realizar una preselección, en la cual se elegiría a los finalistas del concurso. Se eligieron 8 proyectos finalistas de los cuales, los cinco primeros tenían un premio de puntuación en el curso de Procesamiento de Señales de 20 en el segundo bimestre, y los últimos 3 finalistas obtenían una puntuación de 18 puntos en este segundo bimestre. Una vez elegidos estos finalistas, se pasará a una fase final, la cual se desarrollará en la primera semana de clase, del semestre Septiembre 2008 / Febrero 2009. En esta fase final, se elegirá al proyecto ganador entre los 8

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EN NUESTRA ESCUELA

CONCURSO DE PROCESAMIENTO DE SEÑALES

finalistas, y se otorgarán cartones de reconocimiento y el premio de un IPOD donado por la Escuela de Electrónica y Telecomunicaciones al grupo ganador. Los finalistas Entre los finalistas al concurso se presenta la siguiente lista, en la cual, el orden de aparición no indica el puesto con el cual estos grupos terminaron finalistas de este concurso de proyectos.

Desde ya, les doy mi agradecimiento a todos los participantes del concurso, por su enorme esfuerzo, mi agradecimiento y deseo de éxito a los finalistas del concurso, y un agradecimiento especial al Ing. Jorge Luís Jaramillo y a las autoridades de la UTPL por su aporte en el desarrollo de este concurso. Ing. Carlos Enrique Carrión GESE-UPSI-UTPL Mail: [email protected] Telf: 072570 275 Ext. 2656

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Proyecto Participantes Paralelo

Diseño de un sistema de reconocimiento de letras a través de la voz

Gastón Chamba B Richard Rivera Manuel Sarango

Diseño e Implementación de un Sistema de Telemetría Inalámbrica de Largo Alcance basado en FPGAs

María Cristina Paute B Marco Loaiza César Iñiguez

Diseño de un sistema automático controlado de cerveza

Pebel Merino A Juan Carlos Romero Pedro Vélez

Traducción de símbolos de imágenes a texto

Astrid Barrazueta A Gonzalo Ramón Oswaldo Paladines

Implementación de un electrocardiógrafo haciendo uso de un dsPIC

José Armijos B Jean Burneo Stalin Jiménez

Sistema de mensajes de voz basado en FPGAs

Ricardo Agila A Sergio Jaramillo Marcelo Valdiviezo

Manipulación virtual de un juego a través de expresiones corporales

Carlos Castillo B Edwin Quichimbo Francisco Hidalgo

Calculador Electrónico de Ruido Alex Jaramillo A Luís Quichimbo Cristian Tinoco

PAGINA 173 PROYECTOS E ISTEC

EN NUESTRA ESCUELA CUATRO PROYECTOS DE LA UTPL SELECCIONADOS

PARA PARTICIPAR EN LAS SEMIFINALES DEL II CONCURSO IBEROAMERICANO ESTUDIANTIL DEL

ISTEC

El Concurso Iberoamericano Estudiantil es un evento internacional organizado por el Consorcio Iberoamericano para la Educación en Ciencia y Tecnología (ISTEC por sus siglas en inglés) que reúne a estudiantes de la Península Ibérica, y del Norte, Centro y Sudamérica en un Concurso Internacional anual. Este año se recibieron proyectos de 10 países de la región, y 22 fueron seleccionados como finalistas para participar en las semifinales del Concurso en Guayaquil, el 14 y 15 de agosto de este año, de entre los cuales 4 fueron presentados por profesionales en formación de la Escuela de Electrónica y Telecomunicaciones (Grupo de Automatización, Control y Robótica, y Grupo de Pesquisa de Hardware). Los 5 mejores proyectos de las semifinales del Capítulo LCE recibirán una beca para un estudiante, que cubre el viaje a la final del Concurso para competir con los finalistas europeos en Málaga, España, del 20 al 24 de octubre. Los proyectos seleccionados son los siguientes: Diseño de un controlador electrónico para ahorro de energía en equipos conectados a la red eléctrica de baja tensión Profesional en formación: Stalin David Jiménez Miranda Tutor: Ing. Carlos Enrique Carrión Betancourth

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EN NUESTRA ESCUELA

PROYECTOS E ISTEC

Estudio de factibilidad para la implementación de una central eólica para la U.T.P.L Profesionales en formación: Patricio Alejandro Orellana Arévalo César Cristian Carrión Aguirre Tutor: Ing. Raúl Castro Resumen: En la actualidad la producción de energías alternativas se está convirtiendo en una opción innovadora para producir electricidad en forma limpia. Este proyecto está enfocado al estudio de factibilidad para la incorporación de aerogeneradores, la energía producida por los mismos abastecerá en forma parcial las necesidades eléctricas de la UTPL. Diseño e implementación de un robot móvil clasificador de objetos, basado en visión artificial Profesionales en formación: Bruno Mauricio Valarezo Correa Diego Alexander Sarango Torres Tutor: Ing. Carlos Alberto Calderón Córdoba Resumen: En la presente investigación se desarrollará un algoritmo para el reconocimiento, procesamiento y clasificación de objetos, desarrollado en un lenguaje de programación grafico e implementado en una plataforma mecánica móvil capaz de transportar un computador portátil, cámara y un brazo robótico, el cual a través de sus 5 grados de libertad emula un brazo humano, éste le permitirá realizar movimientos coordinados y exactos. La tarea principal de este robot será la de identificar objetos esparcidos en el piso, recogerlos y clasificarlos, de acuerdo a patrones preestablecidos, y ubicarlos en su estante correspondiente. Diseño e implementación de un sistema de control mediante el servicio SMS de telefonía celular Profesional en formación: Lenin Bladimir Guaya Delgado Tutor: Ing. Marcelo Dávila Resumen: Aprovechando la red telefónica celular ya existente, se ha diseñado un sistema de control que tiene la finalidad de ofrecer telemandos a una

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PAGINA 175 PROYECTOS E ISTEC

EN NUESTRA ESCUELA vivienda utilizando un mensaje de texto como medio, el mismo que a su vez permitirá la activación de los actuadores que serán la cerraduras eléctricas, lámparas fluorescentes y reflectores instalados en la vivienda. Este proyecto se basa en la programación de un sistema microprocesado independiente del ordenador, que permita la integración de un sistema de control con el servicio de SMS de telefonía celular. Más información en: http://www.utpl.edu.ec/acyr/?cat=1 O en la página oficial del ISTEC: http://www.istec.org/es/events/ga/conibes/home/

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EN NUESTRA ESCUELA

ELECTRÓNICA CAMPEÓN DE BALONCESTO

¡ELECTRÓNICA CAMPEÓN DE BALONCESTO!

Con un marcador de 40 a 35 el equipo de nuestra Escuela derrotó al de Ingeniería Civil en la final de baloncesto masculino. El partido que inició a las 13h30 del 16 de julio se desarrolló de forma muy pareja entre ambos equipos, pero en los minutos finales Electrónica tomó la delantera, ante la impotencia del equipo contrario que no pudo superar la diferencia.

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PAGINA 177 PROYECTOS

ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES

www.utpl.edu.ec/eet Av. Marcelino Champagnat

Telf.:(593-7)2570275, ext: 2656 Fax: (593-7)2585978

Ap.: 11-01-608 Loja—Ecuador

Además, te invitamos a que visites la siguiente información de nuestros

profesionales en formación:

Web Site: http://www.matpic.com Canal youtube: http://www.youtube.com/diegokillemall

Espacio 4shared: http://matpic.4shared.com/

GRUPO DE ELECTRICIDAD Y SISTEMAS

ELECTRÓNICOS

LABORATORIO DE FÍSICA

SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA

GRUPO DE RADIOCOMUNICACIONES

GRUPO DE CONTROL Y ROBÓTICA

LABORATORIO DE ELECTRÓNICA

en corto circuito(17)agosto2008

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