paper telecomunicaciones digital
DESCRIPTION
sistemas de transmisión de datosTRANSCRIPT
E.P.I.E. – UNA - PUNO
.
1
Sistema de Transmisión de Datos Para el Monitoreo de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales en la Ciudad de Juliaca
(Nelson Eddy, Chuquitarqui Llanos)
e-mail: [email protected] (Arturo Ivan, Atencio Mendoza) e-mail: [email protected]
(José, Quispe Puma) e-mail: [email protected]
RESUMEN: En el sistema de transmisión
tenemos el proyecto como objetivo fundamental el monitoreo de aguas residuales, en la ciudad de Juliaca. Siendo la transmisión de datos desde una computadora a la planta, para esto utilizaremos las técnicas de modulación y demodulación FSK (modem fsk) que permitirán transmitir señales sin que se pierda su integridad. Para cumplir esto se necesitara los CI XR-2206 y XR-2211
PALABRAS CLAVE: Monitoreo, Modulador, FSK,
Demodulador, Modem FSK.
ABSTRACT Data transmission system for the monitoring of the plant of treatment of residual water in the city of Juliaca.
The project has as main objective the monitoring of wastewater in the city of Juliaca. Being the transmission of data from a computer to the plant.
For this we will use the techniques of modulation and demodulation FSK (fsk modem) that will allow transmit signals without losing their integrity. To accomplish this, the CI is needed, XR - 2206 and XR-2211.
1 INTRODUCCION
El Modulador FSK tiene ventajas a diferencia del ASK que se hacen notables, cuando el índice de modulación es grande se protege contra el ruido y las interferencias, pero hay una desventaja que tenemos y es un mayor ancho de bandas laterales (una por cada armónica).
La modulación FSK se emplean normalmente en
enlaces asíncronos (asincrónico hace referencia al sucesos que no tiene lugar en total correspondencia temporal con otros sucesos). Es el sistema ideal para operar a baja velocidad.
En el sistema de transmisión de datos para el monitoreo de la planta de tratamiento de aguas residuales en la ciudad de juliaca se puede utilizar con facilidad en diferentes sistemas de sensores de alarmas, instrumentos para analizar el agua contaminada, etc.
Los moduladores FSK son como una alternativa
de comunicación, por lo que se hará las aplicaciones necesarias en los siguientes laboratorios donde debemos obtener una transferencia de datos óptima para que nuestro sistema de Modulación y Demodulación FSK funcione.
2 ESTADO DEL ARTE La industria de las comunicaciones electrónicas ha
venido reemplazando poco a poco las técnicas
convencionales analógicas de modulación, como son
AM (modulación de amplitud), FM (modulación de
frecuencia) y PM (modulación de fase) por sistemas
digitales de comunicaciones. Esto, debido a las ventajas
que presenta la modulación digital: mayor inmunidad al
ruido, sencillez de procesamiento, alta seguridad de los
datos y multicanalización.
Algunas de las modulaciones digitales son: ASK (amplitude shift keying), OOK (On-Off keying), FSK (frequency shift keying), BPSK (binary phase shift keying), QPSK (quadrature phase shift keying), 8PSK (8 phase shift keying).
2.1 MARCO TEORICO
2.1.1 MODULADOR FSK
La modulación engloba el conjunto de técnicas que
usan para transportar información sobre una onda portadora, típicamente una onda sinusoidal.
Este dispositivo varia la forma de onda de una
señal de acuerdo a una técnica específica, para poder ser enviada por un canal de transmisión hasta el dispositivo que incorpore un demodulador apto para dicha técnica.
E.P.I.E. – UNA - PUNO
.
2
El desarrollo para el dispositivo transmisor-receptor
realiza una comunicación FSK para el intercambio de comunicación y aplicación en monitoreo.
La salida de un modulador FSK binario, es una
función escalón en el dominio del tiempo, conforme cambia la señal de entrada binaria de 0 lógico a 1 lógico, y viceversa, la salida del FSK se desplaza entre dos frecuencias: una que marca o de 1 lógico y una frecuencia de espacio o de 0 lógico.
Con el FSK binario, hay un cambio en la frecuencia
de salida, cada vez que la condición lógica de la señal de entrada binaria cambia.
Figura 01. Ejemplo de la Modulación FSK
Figura 02. Modulador FSK – XR 2206
Figura 2. Circuito integrado XR2206
2.1.2 . Cálculo matemático De acuerdo a la hoja de datos por la siguiente relación de XR2206 las frecuencias están dadas por la siguiente relación.
1) El capacitor de 0.1uF está entre los pines 5 y 6
del XR 2206 2) La resistencia está entre los
pines 7 y 8 Puesto que queremos tener una base de banda de 2561Hz nuestra frecuencia debe alcanzar en la teoria. Tenemos las fórmulas de frecuencias
:
(1)
(2) Asumimos los valores:
Datos:
Procediendo el cálculo matemático:
Reemplazando en la ecuación (1):
E.P.I.E. – UNA - PUNO
.
3
Reemplazando en la ecuación (2):
Las resistencias deben ser idénticas para que el ciclo de trabajo sea del 50%. Por la fórmula:
(3)
Reemplazando:
Es por esa razón que son iguales 0: frecuencia de “0” lógico del modulador. 1: frecuencia de “1” lógico del modulador.
2.1.3. Resultados de la práctica en el laboratorio
Figura 3. Armado el circuito de modulador
Figura 4. Modulando en el osciloscopio
Figura 5. La señal del modulado
2.1.2. Demodulador
El demodulador se va a encargar de
reconstruir la señal en banda. La parte
clave del mismo es el detector de
envolvente.
Este integrado nos permite o es capaz de
detectar las diferentes frecuencias que nos
entrega el modulador xr2206.
2.1.2.1. Diagrama del circuito
demodulador.
E.P.I.E. – UNA - PUNO
.
4
Figura 6. Diagrama del circuito demodulador
Figura 7. Circuito integrado XR 2211
2.1.3. Cálculo matemático
Cálculos para la demodulación de la frecuencia
2561Hz en el circuito integrado XR-2211.
(4)
Dónde:
Hallando la :
y
Hallando la resistencia :
El rango para esta resistencia, está dado entre los valores de 10k a 100k por recomendación del fabrícate, además este valor debemos escoger junto con el valor de condensador que se coloca en los pines 13 y 14 para calcular el mediante la siguiente fórmula:
(5)
Donde:
este valor ya lo obtuvimos en el apartado
anterior, de tal manera que escogemos un valor de resistencia que al mismo tiempo nos dé un valor de condensador de 22nF ya que este valor de condensador es comercial.
(6)
Datos:
Calculando:
Calcular R1 para dar el ancho de banda de seguimiento deseado
(7)
Para nuestro caso tomamos R1= 54.015kΩ A partir de las instrucciones de diseño Calculamos C1
(8)
Dónde:
Calcular RF: RF debe ser por lo menos cinco veces R1.
(9)
E.P.I.E. – UNA - PUNO
.
5
Calcular RB: RB debe ser por lo menos cinco veces RF:
(10)
Calcular Rsum:
(11)
Calculando CF:
(12)
Dónde:
(1/s)