Instrumentació low-cost per a dispositius mòbils

Abstract

[ANGLÈS] The monitoring systems of most common short-range data, consist basically of a µC that captures the signal processing, and send it by a transmission channel to a receiver terminal, such as a computer, which represent this data. Increasingly, data transmission systems are part of our technological environment. This technology is increasingly accessible, even for those who do not work in professional or educational environment. The advantages of wireless transmission systems have allow to develop different standards that are appropriate to each particular application. The Bluetooth standard is an open standard that enables wireless data between remote devices short range, such as computers and mobile phones. Through a spectrum band available globally (2.4 GHz) and supported worldwide, was designed primarily for three purposes: small size, low consumption and low price. Most of these devices can cover distances of about 10 meters. Within the field of cellular telephony, there are increasingly more mobile devices with the possibility to run applications created by users themselves or downloaded by any means, using a particular platform. The pioneer in the dissemination of market applications was online gaming mostly created with a smaller version of JAVA (J2ME) and designed exclusively for mobile applications. With the advent of the JSR-82 API for Bluetooth, the user obtains the necessary functions to establish communications between devices without having to engage in the complexity of the Bluetooth protocol. This project is the work facing in education for the implementation of two measurement instruments: the digital Voltmeter and Oscilloscope, using a cell phone with Bluetooth connection with an application built with J2ME. Both instruments can measure DC and AC voltages above electrical network and below of the tens of mV, with a measurement error less than 2%. In the case of Oscilloscope, we can represent signals in time with a bandwidth of the signal close to 400 KHz, with sampling frequency up to 50 KHz and for periodic signals up to 8 MHz. With the results achieved, we can guarantee a minimum spec that can give it some applicability in various fields because the reduction of cost and volume. The basic materials used are: an 8-bit µC of the PIC16F family physically linked with a Bluetooth module from Roving Networks house, and a Nokia N73 phone under Symbian OS which incorporates APIs for Bluetooth JSR-82.

[CASTELLÀ] Los sistemas de monitorización de datos de corto alcance más usuales están formados básicamente por un µC que captura las señales a procesar y las envía por un canal de transmisión hacia un terminal receptor, como un ordenador, que los representará de alguna manera. Cada vez más los sistemas de transmisión de datos forman parte de nuestro entorno tecnológico. Esta tecnología es cada vez más accesible, incluso para aquellos que no trabajan en entornos profesionales o educativos. Las ventajas de los sistemas de transmisión inalámbricos han permitido desarrollar diferentes estándares que se adecuan a cada aplicación en particular. El estándar Bluetooth es una norma abierta que posibilita la conexión inalámbrica de datos entre dispositivos remotos de corto alcance, como ordenadores y telefonía móvil. A través de una banda del espectro disponible a nivel global (2,4 GHz) y mundialmente compatible, se diseñó pensando básicamente en tres objetivos: pequeño tamaño, mínimo consumo y bajo precio. La mayor parte de estos dispositivos permiten abarcar distancias de aproximadamente 10 metros. Dentro del ámbito de la telefonía celular, cada vez existen más dispositivos móviles con posibilidad de hacer funcionar aplicaciones creadas por los propios usuarios o descargadas por algún medio, utilizando alguna plataforma en concreto. El mercado pionero en la difusión de aplicaciones en línea fue la de los juegos, en su mayoría creados con una versión reducida de JAVA (J2ME) y destinada exclusivamente para aplicaciones móviles. Con la aparición de las API JSR-82 para Bluetooth, el usuario obtiene las funciones necesarias para establecer comunicaciones entre dispositivos sin tener que involucrarse en la complejidad del protocolo bluetooth. Este proyecto trata de los trabajos encarados en el ámbito educativo para la implementación de dos instrumentos de medida: el voltímetro y el osciloscopio digital, utilizando un teléfono móvil con conexión Bluetooth y con una aplicación generada con J2ME. Ambos instrumentos permiten medir tensiones en DC y AC por encima de la tensión de línea e inferiores a las decenas de mV, con un error de medida inferior al 2%. En el caso del osciloscopio, podemos representar señales en el tiempo con un ancho de banda de la señal cercanas a 400 KHz, con una frecuencia de muestreo de hasta 50 KHz y para señales periódicas de hasta 8 MHz. Con los resultados obtenidos, se garantizan unas especificaciones mínimas que permitan dotarlo de cierta aplicabilidad en diversos ámbitos por su reducción de coste y volumen. Los materiales básicos utilizados son: un µC de 8-bits de la familia PIC16F enlazado físicamente con un módulo Bluetooth de la casa Roving Networks, y un teléfono Nokia N73 bajo sistema operativo Symbian que incorpora las API JSR-82 para Bluetooth.

[CATALÀ] Els sistemes de monitorització de dades de curt abast més usuals estan formats bàsicament per un µC que captura els senyals a processar i els envia per un canal de transmissió cap a un terminal receptor, com ara un ordinador, que els representarà d'alguna manera. Cada cop més els sistemes de transmissió de dades formen part del nostre entorn tecnològic. Aquesta tecnologia és cada cop més accessible, fins i tot per aquells qui no treballen en entorns professionals o educatius. Els avantatges dels sistemes de transmissió sense fils han permès desenvolupar diferents estàndards que s'adeqüen a cada aplicació en particular. L'estàndard Bluetooth és una norma oberta que possibilita la connexió sense fils de dades entre dispositius remots de curt abast, com ara ordinadors i telefonia mòbil. A través d'una banda de l'espectre disponible a nivell global (2,4 GHz) i mundialment compatible, es va dissenyar pensant bàsicament en tres objectius: petita mida, mínim consum i baix preu. La major part d'aquests dispositius permeten abastar distàncies d'aproximadament 10 metres. Dins de l'àmbit de la telefonia cel·lular, cada cop existeixen més dispositius mòbils amb possibilitat de fer funcionar aplicacions creades pels propis usuaris o descarregades per algun mitjà, utilitzant alguna plataforma en concret. El mercat pioner en la difusió d'aplicacions en línia va ser la dels jocs, majoritàriament creats amb una versió reduïda de JAVA (J2ME) i destinada exclusivament per a aplicacions mòbils. Amb l'aparició de les API JSR-82 per a Bluetooth, l'usuari obté les funcions necessàries per establir comunicacions entre dispositius sense haver de involucrar-se en la complexitat del protocol bluetooth. Aquest projecte tracta dels treballs encarats en l'àmbit educatiu per a la implementació de dos instruments de mesura: el voltímetre i l'oscil·loscopi digital, utilitzant un telèfon mòbil amb connexió Bluetooth i amb una aplicació generada amb J2ME. Ambdós instruments permeten mesurar tensions en DC i AC per sobre de la tensió de línia i inferiors a les desenes de mV, amb un error de mesura inferior al 2%. En el cas de l'oscil·loscopi, podem representar senyals en el temps amb un ample de banda del senyal propers als 400 KHz, amb una freqüència de mostreig de fins a 50 KHz i per a senyals periòdiques de fins a 8 MHz. Amb els resultats obtinguts, es garanteixen unes especificacions mínimes que permeten dotar-lo de certa aplicabilitat en diversos àmbits per la seva reducció de cost i volum. Els materials bàsics utilitzats són: un µC de 8-bits de la família PIC16F enllaçat físicament amb un mòdul Bluetooth de la casa Roving Networks, i un telèfon Nokia N73 sota sistema operatiu Symbian que incorpora les API JSR-82 per a Bluetooth.