Sistema de acoplamiento físico de señales de sensores a sistemas embebidos

Abstract

En el presente proyecto de titulación se desarrolla un sistema de acoplamiento de señales de sensores a sistemas embebidos con el fin de reducir el ruido y errores en la señal de datos previamente a su procesamiento, con lo cual se pretende obtener señales con menores variaciones. Al adquirir información sobre el fenómeno en muchos casos, no se toman consideraciones de validar el proceso de adquisición de señales de estos sistemas con respecto a instrumentos robustos que permitan cerciorarse de la calidad de las señales de datos. El desarrollo del sistema electrónico cuenta con un proceso de diseño que conllevó una adecuada selección de elementos para una efectiva visualización de la señal y contribuir a la interpretación del caso o fenómeno de estudio y aplicación de este tipo de señales. A su vez, el proceso de acoplamiento y adquisición de datos se desarrolló acorde con la aplicación y el tipo de sensor empleado. El proyecto se encuentra desarrollado en base a la metodología en cascada con la cual se establecieron los parámetros y funciones del sistema, se encuentra desarrollada en cuatro etapas, en la primera etapa se unen la definición y análisis de requerimientos, se reúnen los requisitos que debe cumplir el sistema, la segunda etapa es la de diseño la cual se traduce los requerimientos en una representación de sistema en donde se enfoca en una estructura general del sistema, arquitectura, diseño del circuito del sistema y determinación de ambientes de funcionamiento para la adquisición de datos, la tercera etapa es donde se establece la implementación y pruebas, donde los requisitos y especificaciones de las etapas anteriores se traducen en una placa electrónica de acoplamiento de la señal de datos y por ultima una comparativa de las señales para validar el funcionamiento y detecciones de errores con la ayuda de la herramienta Matlab. Las diferentes señales resultantes de cada sensor se analizaron mediante una comparativa de diferentes aproximaciones análogas (Butterworth, Bessel, Chebyshev y Elíptica) y técnicas de filtrado digital (Hampel, Mediana y Savitzky-Golay) con el uso de Matlab para simular un filtrado ideal y con la placa de acoplamiento se determinó que el sistema es aplicable en futuros proyectos de esta índole, obteniendo resultados entre un 83 % entre bueno y muy bueno de acuerdo a un análisis de magnitud de valores, variación de rizado o ruido, estabilidad de la señal y se realizó las respectivas conclusiones y recomendaciones de este sistema.