Acividad 2 caso 2

En esta actividad aprenderemos a leer un protocolo de comunicaciones. En la actualidad existen 2 protocolos muy importantes, porque son los mas difundidos a nivel mundial. Las empresas que los hicieron fueron Philips y Sony. Las demas empresas les parecio conveniente adoptar estos protocolos para sus productos. En la actividad que realizamos utilizamos un control de tv PHILIPS, que utiliza el protocolo RC 5.

Protocolo RC 5

Las caracteristicas básicas de este protocolo son:

• 5 bits de dirección y 6 bits para el comando.
• La frecuencia de su señal portadora es de 36 KHz.
• Tiempo constante para cada bit, de 1.778ms (son 64 ciclos a 36KHz.).

Este protocolo utililiza una codificacion distinta para el "1" y el "0", pero los 2 tienen el mismo periodo de tiempo. (889uS en reposo y 889uS de pulso).

La trama de este protocolo utiliza 14 bits.
Los 2 primeros bits son de start que siempre son "1".
El tercer bit se invierte cada vez que una tecla se pulsa y se suelta, para poder distinguir si una tecla permanece presionada o se ha presionado mas de una vez.

Los siguientes 5 bits son de dirección (Address), sirven para identificar cual es el aparato al que nos dirijimos (Ej TV,VCR, DVD, AA, etc.).
Los ultimos 6 bits son para el comando, estos le sirven para identificar que boton apretamos (EJ: CH+, CH-, 5, etc)Este protocolo no posee bit de stop.

Trama RC5

A medida que fue avanzando el tiempo, se necesitaron mas comandos en los controles remotos, por eso Philips creo un nuevo protocolo llamado RC 5X, es iugal al anterior solo que tiene un bit mas para comandos, ahora son 7 bits, lo que permite hasta 128 comandos distintos contra 64 que tiene el anterior.
La trama de este nuevo comando sigue teniendo la misma cantidad de bits. Porque este nuevo bit de comando reemplaza a segundo bit de start.

Las tablas de comandos y de dirección son las siguientes.

El "$" significa que el siguiente numero esta en hexadecimal.

Tanto en la dirección como en el comando, primero se transmite el bit mas significativo (MSB) y por ultimo el menos significativo (LSB).

La duración de la trama es de 24.892 mS, 14 por 1.778 mS (cantidad de bits por duración de los mismos), si mantenemos pulsado un boton, la trama se repetirá. Pero tendra un espacio entre si de 50 bits, si cada bit es de 1.778 mS este espacio sera de 88.9 mS.

Desarrollo de la actividad:

En esta actividad armaremos un circuito con una resistenncia y un fototransistor.

Tambien necesitaremos un control remoto, que hay que aclarar cual es su marca y a que dispositivo pertenece. Nosotros utilizamos un control

remoto de TV marca Philips

Se arma el circuito:
Se ajusta el osciloscopio en alterna. Abra que oscurecer la zona para ver con mas claridad la señal.
La sensibilidad sera de 200mV y con un barrido de 5mS aproximadamente.
La fuente la ajustaremos a 12V.

Para desarrollar la experiencia usaremos la tecla Program +, cuyo codigo binario de comando es 100000, y su codigo de direccion 00000.

a) ¿En qué frecuencia emite la señal infrarroja portadora de los

datos?

En la señal medida por el osciloscopio no se llega a apreciar la

señal portadora, pero como vimos en la teoria, la frecuencia de esta es de 36KHz.

b) ¿Cómo se diferencia el uno y el cero?

El uno empieza con la señal en reposo y luego comienza el pulso, el cero al revez, empieza con un pulso y luego la señal queda en reposo:

c) ¿Cuántos bits en total se transmiten?

En total se transmiten 14 bits:

d) ¿Cómo está compuesta la trama?

La trama esta compuesta por 2 bit de start, un tercer bit que cambia de valor cada vez que se aprieta un boton (ya explicado en la teoria) 5 bits de dirección y 6 bits de comando:

e) ¿Con qué perioricidad se repite la trama en el tiempo?

En la practica no pudimos medir el tiempo con el que se repite la trama, porque solo pudimos apreciar una trama, pero en la teoría vimos que este tiempo es de 50, o sea 88.9 mS.

Esta experiencia fue hecha presionando 3 teclas diferentes:

Program + : 11x00000100000

Numero 5 : 11x00000000101

Standby : 11x00000001100

Las "x" de todos los códigos significa que ese bit cambia constantemente (tercer bit).

Conclusión:
En este trabajo investigamos sobre los protocolos de comuncaciones para inflarojo,(en este trabajo RC5): Como funcionan, como codifican la señal, etc. Luego comprobamos toda la teoria con la practica, mandando una señal con un control remoto y comparando los parametros que medimos, como la frecuencia, el tiempo,etc con las tablas del sistema. Comprobamos satisfactoriamente las tablas de los comandos con la señal resultante al presionar la tecla.

Tutorial en Video del Osciloscopio

Actividad 2 - Caso 1 Parte B

Ya tenemos nuestra señal guardada, ahora si nosotros ponemos  una A en la computadora porque nos aparece una señal con esas caracteristicas?, porque la A es un numero "codificado", al igual que cada letra, por ejemplo la A, en decimal es 65, por eso al apretar ALT + 65, nos aparece la A mayuscula, pero cuando la vemos en el osciloscopio no esta en decimal, esta en binario. La representa el 0100 0001. En el osciloscopio se lee de atras para adelante. Todo este sistema de codificacion de las letras llamado ASCII ( American Standard Code for Information Interchange) fue creado por el Comité Estadounidense de Estándares en 1963
Para saber mas informaicon sobre el ASCII, pueden visitar esta web: http://es.wikipedia.org/wiki/ASCII

Respondiendo las preguntas asociadas al tp del Caso 1,
A)En estado de reposo la señal es de -12V.
B)El bit de start dura 104 uS y mide  24V
El "0" logico mide aprox 12V
El "1" logico mide aprox -12V
C)De qué manera a partir de lo medido se puede inferir que el dato transmitido es la tecla A?
Comparando los bits de su valor con el valor de la letra en binario
D)El bit de stop no se llega a apreciar  porque al terminar la señal queda en reposo y quedan en esl mismo estado logico.
E)A la velocidad establecida un byte tardara 832 uS, porque:
1Byte equivale a 8 bits, el tiempo de cada uno de los bits es de 104uS

8Bits*104uS = 832uS

6)Si queremos comprobar las mediciones podemos probar con otras letras, como la B la C o la D.

Letra "B"

Letra "C"

Letra D

La letra B segun el ASCII es en binario el 0100 0010, al igual que la señal
La letra C segun el ACSII en binario es el
0100 0011, recordando que se mide de atras para delante en el osciloscpio.
Por ultimo la Letra D segun el ASCII, es el número 0100 0100,
Y asi podriamos seguir con toda la tabla, pero creo que con estos ejemplos en los que vemos que las condiciones de la Letra A se mantienen, no es necesario seguir con todas las
 letras y simbolos de la tabla.














Que pasaria si cambiaramos la velocidad de transferencia del Hyperterminal?
Por ejemplo yo elegi 4800 en vez de 9600..

Con las demas configuraciones iguales a como hicimos en 9600.
Luego de tener conectado todo como antes apretar la letra A en la PC
Nos aparecerá esta señal:

Podemos notar a simple vista que cada bit ha cambiado su valor en tiempo pero se ha mantenido la tension.
El valor medido del tiempo ahora es de 216 uS por cada bit.

Datasheet PIC

PIC

Actividad 2 - Mediciones con captura de datos usando el osciloscopio. (1º Caso)

Esta actividad se basa principalmente en aprender a utilizar el osciloscopio Digital Rigol
En esta actividad se divide en 2.
La primera actividad sera en pocas palabras enviar una señal por medio de la computadora al osciloscopio, para ello podremos usar un cable con fichas Db9 (Macho-Hembra), tambien conocido como cable Serie (COM1), que lo podremos comprar armado en alguna casa de computación, podemos armarlo o traer alguna que tengamos.

DB9 Hembra

El conector hembra se conectarà al puerto Serie de la PC

El segundo elemento que debemos comprar es un conector DB9 hembra:
Le tendemos que soldar 3 cables:
El primero al conector 5, este será la tierra (GND),
Otro lo conectaremos al conector 2, este sera el receptor (Rx), en esta practica lo conectaremos pero no lo utilizaremos ya que este circuito solo envia señales y no las recibe.
El ultimo y mas improtante sera al conector 3, este sera el Transmisor de la señal (Tx)
Para aclarar un poco mas este diagrama de conexiones aqui esta el mapa de conexiones:

Mapa de conexiones DB9

Luego conectamos los cables al protoboard como muestra en la imagen:

Otro elemento que necesitamos es na punta para el osciloscopio, la misma nos permitirá transimitir la señal desde el protoboard hacia el osciloscopio. La punta que utilizaremos sera esta:

La ficha BNC la conectaremos al canal 1 (CH 1) del osciloscopio:

Luego la punta va conectada al Tx y el cocodrilo de la punta (Masa) a GND.
Ahora debemos poner las escalas correctas en el osciloscopio 5V y 200us, se pueden cambiar usando las perillas inferiores. Para mas informacion sobre la configuracion basica del osciloscopio hay un tutorial en nuestro blog, en la seccion tutoriales que nos ayudará mucho.

Como la señal que vamos a mandar desde PC no dura eternamente, necesitamos que mantenga la señal en el display todo el tiempo que necesitemos para apreciar la señal. Para ello nos sirve el Trigger, hacemos clic en menu (Menu del Trigger), y en donde dice flanco le ponemos ascentente, se simboliza con una flecha: ↑

Ahora debemos acegurarnos de algo muy importante que el osciloscopio y la punta esten en la misma escala.
En la punta es muy sencillo, hay una llave que indica 1X o 10X, normalemente la dejamos en 10X
Para poner 10X o 1X en el osciloscopio debemos hacer clic en CH1, ahi se abrira el menu del canal
y podremos elegir entre 1x y 10x
.
 La luz de Run/stop tiene que estar en Rojo

Ahora vamos a configurar la PC para poder mandar la señal
El programa que utilizaremos es el Hyperterminal , es un programa que viene por defecto en windows (de Win 95 en adelante hasta windows vista)
Abrimos el hyperterminal, seleccionamos Argentina, codigo de area: 011, Seleccionar tonos:

Le escribimos un nombre al archivo
Le indicamos conectar usando COM1

 Ahora debemos poner Bits por segundo: 9600. Bits de datos: 8, paridad: ninguno. Bits de parada: 1 y control de flujo: ninguno.

Ahora hacemos clic en Run/Stop en el osciloscopio pasara de luz roja a verde.
En la PC escribimos A mayuscula (ALT + 65)
Y si esta todo bien debemos ver una señal asi:

Para capturar el byte y almacenarlo en memoria debemos conectar un pendrive no mayor a 2gb
Apretamos el boton storage, nos abre el menu storage, elegimos la opcion nuevo archivo, le ponemos nombre y en que subcarpeta del pendrive lo queremos guardar, el nombre del archivo seleccionamos "OK", para guardarlo.
.

Circuito PCB y Esquemático del Dado Electrónico.

Circuito PCB:

Circuito Esquemático:

Impresión del PCB

Para imprimir el PCB tenemos que ir a file -- print preview:

Luego haremos click derecho en nuestra impresora predeterminada
y hacemos click en insert printout:

Hacemos click en Add y agregamos las capas Multilayer, Bottom Layer, keepoutlayer y con el boton remove sacamos toplayer que ya estaba de antes, Es muy importante que la capa Multilayer sea la primera en la lista. También marcamos la opción black and white para que nos imprima en blanco y negro.
Seleccionamos show holes, esto hace que imprima donde van los agujeros para que los componentes esten bien colocados para ser soldados. Para terminar hacemos click en close.

Ahora vamos a poner el serigrafiado , esto nos mostrara tanto la identificacion en el circuito de un componente (Ej: R1, C3, L5, etc) como tambien su valor.

Para agregar el seligrafiado a la impresion debemos como hicimos en el paso anterior vamos hacemos click derecho en nuestra impresora predeterminada y hacemos click en printout de nombre le ponemos seligrafia.

Dejamos Top layer y agregamos topoverlay y keepoutlayer.

Luego marcamos ByN, y tambien Mirror Layers, este ultimo hara que la seligrafia salga espejada,para asi cuando la planchemos en la plaqueta salga escrita correctamente. Luego cerramos haciendo click en close.