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IMPLEMENTACIN DE UN SISTEMA DE COMUNICACIN PARA TRANSMITIR UNA SEAL ALTERNA UTILIZANDO LA TECNOLOGA BLUETOOTH.

IMPLEMENTATION OF A COMMUNICATION SYSTEM TO TRANSMIT AN AC SIGNAL USING BLUETOOTH TECHNOLOGY.

Juan Gabriel Beltrn Vargas( Luis Fernando Garca Romero** Dora Lilia Castaeda Tibaquira***Resumen: Dada la necesidad de monitorear una seal alterna y sus caractersticas (frecuencia, voltaje pico, voltaje pico a pico y voltaje eficaz) de forma inalmbrica, se ha implemento un sistema para el acondicionamiento de la seal, conversin de la seal anloga a digital y transmisin de la informacin a un PC. Dado que se monitorean seales alternas, el sistema puede ser utilizado en diferentes tipos de aplicaciones como instrumento de medicin, por lo cual se ha determinado que el sistema se ajuste a la seal, es decir, es posible monitorear seales que van desde los 2 Vrms hasta 220 Vrms, con frecuencias desde los 40 Hz hasta 10 Khz.Despus de acondicionar la seal es necesario obtener una representacin digital de la misma, esta representacin digital o informacin es transmitida posteriormente a un PC, con este fin, se ha implementado el conversor anlogo a digital del microcontrolador PIC18F4550.Con el propsito de comunicar el microcontrolador con el PC en donde se reconstruir la seal a partir de la informacin suministrada por el conversor anlogo a digital, se implemento el modulo de comunicacin inalmbrica RN-41, el cual est diseado para usar los protocolos de comunicacin bluetooth.

Para recibir e interpretar la informacin (asociada a la seal de inters) se ha diseado una interfaz grafica de usuario, en la cual a partir de los datos que le son suministrados genera una imagen de la seal y determina los valores correspondientes de frecuencia, voltaje pico, voltaje pico a pico y voltaje eficaz. JAVA ha sido la plataforma elegida para desarrollar los componentes de la interfaz grafica dado que posee una gran flexibilidad a la hora de programar y es ampliamente utilizada en todo tipo de aplicaciones gracias a su licencia libre.Palabras clave: Seal alterna, conversor anlogo a digital, muestra, microcontrolador, Bluetooth, RN-41, comunicacin serial, Java, interfaz grafica. Abstract: Given the need for monitoring an alternating signal and its characteristics (frequency, peak voltage, peak to peak voltage and effective voltage) wirelessly, has implemented a system for signal conditioning, signal conversion and analog to digital transmission information to a PC. Since alternating signals are monitored, the system can be used in different types of applications such as measuring instrument, whereby it is determined that the system is set to the signal, that is to say, it is possible to monitor signals ranging from 2 Vrms up to 220 Vrms, with frequencies from 40 Hz to 10 kHz.

After conditioning the signal is necessary to obtain a digital representation thereof, this digital representation or information is subsequently transmitted to a PC, to this end has been implemented analog to digital converter of the microcontroller PIC18F4550.Con the purpose of communicating the microcontroller with the PC where the signal is reconstructed from the information provided by the analog to digital converter is implemented the wireless communication module RN-41, which is designed to use Bluetooth communication protocols.

To receive and interpret information (associated with the signal of interest) has designed a graphical user interface, which from the data supplied to it generates an image signal and determines the corresponding values of frequency, voltage peak, peak to peak voltage and effective voltage. Java platform has been chosen to develop the components of the GUI since it has a great flexibility to program and is widely used in all applications due to its free license.

Key Words: Alternating signal, analog to digital converter, sample, microcontroller, Bluetooth, RN-41, serial communication, Java, graphical user interface.1 Introduccin

Al realizar la adquisicin de informacin de una determinada seal es necesario acondicionarla. Para el correcto acondicionamiento de seales se implementan dispositivos de acople con entrada tipo JFET, una vez realizado el acople se debe controlar la amplitud de la seal para obtener un valor adecuado segn los requerimientos de la aplicacin, esto se realiza mediante circuitos de atenuacin y amplificacin.Un conversor anlogo a digital realiza el paso de seales anlogas a digitales asignando a cada nivel de tensin un nmero o valor digital con el propsito de facilitar su procesamiento (codificacin, compresin, etc.) La informacin obtenida con el conversor anlogo a digital, es por lo general transmitida a un sistema con una mayor capacidad de procesamiento, por ejemplo, a un PC en el cual se presenta la informacin por medio de una interfaz grafica, esta tarea es ms eficiente implementando un sistema de comunicacin inalmbrica.

La tecnologa inalmbrica Bluetooth se ha convertido en una especificacin global de carcter tecnolgico para el establecimiento de comunicaciones inalmbricas entre dispositivos porttiles, equipos de escritorio y perifricos. Son varias las ventajas que se obtienen con la implementacin de la tecnologa bluetooth como solucin para el desarrollo de comunicaciones inalmbricas, algunas de ellas son:

- Comunicacin punto a punto sencilla:

Es posible comunicarse entre varios equipos directamente sin necesidad de un engorroso cableado que los una.

- Configuracin simple:

La configuracin general es muy sencilla, se podra decir incluso que de una dificultad equiparable a la red tradicional cableada gracias a las mltiples interfaces de comunicacin con dispositivos externos, por ejemplo, un microcontrolador.

- Excelente movilidad:

Una red inalmbrica permite desplazar el equipo (dentro del rea de influencia de la red) en el momento y lugar deseado, sin las restricciones propias del sistema cableado [1].

Una interfaz facilita la comunicacin y la interaccin entre dos sistemas de diferente naturaleza, tpicamente el ser humano y una mquina. Sin embargo, cuando se habla de interfaz grafica se refiere a la cara visible de los programas tal y como se presenta a los usuarios para que interacten con la mquina. La interfaz grfica implica la presencia de un monitor o pantalla en el cual se observa un programa constituido por una serie de mens e iconos que representan las opciones que el usuario puede tomar dentro del sistema [2].2 Descripcin del sistema

Figura 1. Componentes del sistema

2.1 Acondicionamiento de la seal. Se ajustan los parmetros de la seal de entrada (tencin y nivel offset) garantizando la correcta conversin anloga a digital de la seal.

2.2 Conversin anloga a digital. Se realiza el paso de la seal anloga a digital asignando a cada nivel de tensin un nmero o valor digital.

2.3 Comunicacin Bluetooth. Despus de realizar la conversin anloga a digital, se enva la informacin por medio de radiofrecuencia (modulo bluetooth) al PC.2.4 Interfaz grafica. A partir de los datos que le son suministrados genera una imagen de la forma de onda de la seal y determina los valores correspondientes de frecuencia, voltaje pico, voltaje pico a pico y voltaje eficaz.3 Desarrollo.3.1 Acondicionamiento de seal

Se implemento un transformador para acoplar la seal de entrada con los circuitos de acondicionamiento ya que la seal de salida es fiel a la seal de entrada, adems la salida se encuentra atenuada con respecto a la entrada lo cual representa una ventaja al momento de realizar el acondicionamiento. El transformador cumple la funcin de desacoplar las tierras del circuito generador de la seal y del circuito de alimentacin disminuyendo el riesgo de dao en los componentes. Por ltimo la seal es sometida a una atenuacin y posteriormente pasa por un seguidor con entrada JFET de tal forma que sea disminuido el ruido en la seal.Se han creado cuatro escalas diferentes para garantizar el correcto funcionamiento del dispositivo, dependiendo de la escala seleccionada se atena o amplifica la seal. En la tabla 1 se presentan las cuatro escalas que posee el dispositivo con el rango de voltaje admitido por cada una.ESCALAATENUACIONVOLTAJE MINIMO RMSVOLTAJE MAXIMO RMSVOLTAJE PICO A PICO MINIMOVOLTAJE PICO A PICO MAXIMO

1117,413365220183,8622,3

236.6916206557183,8

311.27886,32017,61257

43.522426,35,617,612

Tabla 1. Escalas del dispositivo con los rangos de voltaje admitidos por cada una de las escalas.En la figura 2 se muestra la estructura de una de las escalas amplificadoras implementadas para el control de amplitud de la seal.

Figura 2. Amplificador no inversor.

Una vez que se ha ajustado la amplitud de la seal es necesario ajustar el nivel offset de la misma ya que estos son los requerimientos del conversor anlogo a digital del microcontrolador implementado. Al tener una seal de 5 voltios pico a pico simtrica es necesario adicionarle un nivel offset de 2.5 voltios para que as la seal ubique su mximo valor en 5 voltios aproximadamente y su valor mnimo en 0 voltios aproximadamente, con este fin se implemento un amplificador operacional configurado como sumador no inversor de ganancia unitaria como se muestra en la figura 3, de esta forma se le est sumando el offset necesario a la seal de entrada.

Figura 3. Sumador no inversor de 2.5 voltios de nivel offset.

Con el fin de evitar sobretensiones se adicionan recortadores de seal a la entrada general del circuito, justamente despus del acople de la seal. Si la seal es mayor a 5 voltios pico a pico se recorta como se muestra en la figura 4.

Figura 4a. Recortador de seal a partir de diodos zener aplicado a una seal de 5 voltios pico a pico.

Figura 4b. Recortador de seal con diodos zener aplicado a una seal de 7 voltios pico a pico.

3.2 Implementacin del conversor anlogo a digitalDados los requerimientos de la aplicacin se ha implementado el conversor anlogo a digital del microcontrolador PIC18F4550, el cual ofrece las caractersticas de velocidad suficientes para realizar el muestreo, la conversin y el almacenamiento de las muestras tomadas a la seal, para posteriormente transmitirlas al modulo bluetooth RN-41 mediante el protocolo de comunicacin serial RS232.3.3 Implementacin de la tecnologa bluetoothEn 1994 la empresa sueca Ericsson comenz una investigacin destinada a crear una interfaz va radio de bajo costo y consumo para eliminar los cables de interconexin entre telfonos mviles y otros accesorios, con este fin creo el proyecto MC link. Tres aos despus Ericsson logro despertar el inters de otros fabricantes, es as como en 1998 se forma el SIG (special interest group, grupo de inters especial) conformado por Ericsson, Nokia, IBM, Toshiba e Intel, de este modo se formaliz la especificacin bluetooth 1.0. La tecnologa bluetooth desde su creacin ha ido evolucionando hasta tal punto que en el ao 2002 se cre el estndar IEEE 802.15.1 encargado de definir todas las especificaciones para la tecnologa bluetooth. En la actualidad ms de 2000 empresas implementan esta tecnologa para la transmisin de datos de forma inalmbrica entre un sinnmero de dispositivos [3,4].Se ha implementado la tecnologa bluetooth en proyectos orientados al monitoreo de variables caractersticas del cuerpo humano como la temperatura [5], o enviando seales de alerta a los dispositivos mviles del personal mdico cuando se presenta una necesidad por parte del paciente en caso de que este tenga discapacidad en su movilidad [4], e incluso se ha implementado en la transmisin de seales electrocardiografcas para monitorear a pacientes con dificultades cardiacas [6]. A su vez se ha implementado en el control de dispositivos como robots o mviles mecnicos de forma remota [7], en el desarrollo de tarjetas multipropsito para el control de seales analgicas, digitales, de potencia, control de motores de corriente directa y comunicaciones entre dispositivos tanto del hogar como del entorno laboral [8]. 3.3.1 Asignacin de espectro

La tecnologa bluetooth trabaja en la banda mundial sin licencia ISM (Industrial, Scientific and Medical) de los 2.4 GHz, pertenece a la banda de ultra altas frecuencias (UHF), la cual abarca de los 300 MHz a los 3 GHz. En la figura 5 se muestra el espectro de radiofrecuencia.

Figura 5. Localizacin del espectro de radiofrecuencia.

La banda ISM fue definida para los rangos de frecuencias de 902 a 928 MHz y para 2.4 a 2.484 GHz Sin embargo para el estndar bluetooth en particular los rangos que se ocupan son de 2.4 a 2.484 GHz [9]. Al operar en bandas que no necesitan licencia la tecnologa bluetooth puede presentar un bajo costo ya que no requiere del pago de la utilizacin de una parte del espectro electromagntico. En la figura 6 se muestra la localizacin de la banda ISM tanto en los rangos de los 900 MHz como en los de los 2.4 GHz

Figura 6. Localizacin de la banda ISM.

Dentro de esta banda el nmero de canales podra variar en algunos pases, sin embargo en la mayora son 79 cada uno de los cuales ocupa un ancho de banda de 1 MHz.En la tabla 2 se presenta la frecuencia y el nmero de canales en los cuales trabaja la tecnologa bluetooth para regiones como Estados Unidos, Europa, Espaa y Japn.

REGIONRANGO REGULATORIOCANALES

Estados Unidos, Europa2,4 - 2,4835 GHz79

Espaa2,445 - 2,475 GHz23

Japn2,4 - 2,4835 GHz79

Tabla 2. Localizacin de la banda bluetooth y canales por regin.

En la tabla 3 se resumen las caractersticas generales ms importantes de la tecnologa bluetooth.

CARACTERISTICADESCRIPCION

modulacinGFSK

tasa de datos pico1 Mbit/s

ancho de banda de RF220 KHz (-3 dB), 1 MHz (-20 dB)

banda RF2,4 GHz banda ISM

portadoras RF23 Espaa o 79 Estados Unidos, Europa y Japn

espaciamiento de portadora1 MHz

potencia pico de transmisin< 20 dBm

Tabla 3. Detalles tcnicos de bluetooth.

3.3.2 Alcance de la seal RF

Los dispositivos bluetooth generalmente poseen un alcance que vara desde 1 hasta 100 metros [10], dependiendo del dispositivo ya que se clasifican en tres clases como se muestra en la tabla 4.

CLASEPOTENCIA MAXIMA PERMITIDA (mW)POTENCIA MAXIMA PERMITIDA (dBm)RANGO (APROXIMADO)

1100 mW20 dBm100 metros

22,5 mW4 dBm10 metros

31 mW0 dBm1 metro

Tabla 4. Potencia de los dispositivos bluetooth.3.3.3 Versiones de bluetooth

En la tabla 5 se presenta una comparacin entre las distintas versiones de la tecnologa bluetooth as como las mejoras que ha presentado cada una de las versiones con respecto a la anterior.

VERSION

ANCHO DE BANDA

MEJORAS CON RESPECTO A LA VERSION ANTERIOR

Versin 1.21 Mbps-

Versin 2.0 + EDR

3 Mbps

- Aumento de la duracin de batera entre 3 y 10 veces.

- Alcance hasta de 100 metros.

- Saltos de frecuencia para evitar interferencias.

- Reduccin de velocidad en establecimiento de enlace.

Versin 3.0 + HS

Hasta 480 Mbps

- Aumento en la duracin de la batera.

- utilizacin de una antena de alta velocidad alternativa.

- Aumento de la seguridad.

- Descenso en el nmero de desconexiones.

Tabla 5. Versiones de bluetooth [10].3.3.4 Redes bluetooth

3.3.4.1 Redes piconet

Una piconet es una red de dispositivos que se interconectan utilizando la tecnologa Bluetooth. Una piconet consta de dos a ocho dispositivos de los que tan solo uno de ellos actuar como maestro y el resto actuarn como esclavos activos. Adems la red podr constar con un mximo de 255 esclavos inactivos que podrn ser activados por el maestro en cualquier momento.En la figura 7 se muestra la topologa de una red piconet.

Figura 7. Topologa de una red piconet.

Todos los esclavos inactivos tienen 8 bits como direccin (PMA, Parked Member Address) para que el maestro pueda identificarlos. Los esclavos activos cuentan con 3 bits como direccin (AMA, Active Member Address) que se utiliza para que el maestro les enve paquetes y para identificar los paquetes que el esclavo mande al maestro [10].En las redes piconets, el maestro realiza las siguientes funciones:- La identidad del maestro y su frecuencia de reloj determinan la secuencia nica de salto de frecuencia del canal. Para que el esclavo pueda sincronizarse con el maestro, ste debe aadir un ajuste a su propio reloj nativo y as poder compartir la misma portadora de salto. La tcnica para establecer la conexin en una red piconet es la siguiente:- Standby: Los dispositivos que formen parte de una piconet que no estn Conectados, se encuentran en modo standby, escuchan mensajes cada 1,28 segundos sobre 32 saltos de frecuencia.

- Page/Inquiry: Cuando un dispositivo Bluetooth desea realizar una conexin con otro, le manda un mensaje de tipo page si la direccin es conocida o le enva una peticin a travs de un mensaje page si no se conoce. La unidad master de la piconet enva 16 mensajes page idnticos, en 16 saltos de frecuencia, a la unidad slave. En el caso de que no haya respuesta, la unidad master retransmite en los otros 16 saltos de frecuencia. El mtodo de peticin (Inquiry) requiere una respuesta de ms por parte del esclavo, desde la direccin MAC que no es conocida por el maestro.3.3.4.2 Redes scatternet

Una scatternet est formada por dos o ms piconets. En ella, algunos de los nodos actuarn como maestros y esclavos de diferentes piconets. Debido a esto, las scatternets son redes que soportan conexiones de ms de ocho nodos. En la figura 8 se muestra la topologa de una red scatternet.

Figura 8. Topologa de una red scatternet.

En la actualidad, hay muy pocas implementaciones de scatternets debido a las limitaciones en la tecnologa Bluetooth y el protocolo de direcciones MAC [10]. 3.3.5 Intensidad de la reduccin por parte de obstculosEn la tabla 6 se presenta con que intensidad se ve reducida la comunicacin bluetooth entre dos dispositivos dependiendo de los obstculos que hay entre ellos [11].

OBSTCULO

INTENSIDAD DE LA REDUCCIN EN PUNTOS

puerta de madera seca 1

ventana aislante10

hormign armado de 16 cm3

ladrillo hueco de 24 cm / 36,5 cm m=3/4

hormign de celdillas de 17.5 cm sobre 36,5 cm m=3/5

pared de hormign ligero de 30 cm5

pared de chapa20

tierra de 50 cm20

Tabla 6. Intensidad de la reduccin producida por obstculos.Si las ondas de radio tienen que atravesar varios obstculos como los que se indican en la tabla 6, se suman los datos correspondientes a cada obstculo. Con el resultado de esta suma se obtiene una cantidad de puntos que, con la ayuda de la tabla 7, facilita un clculo aproximado de cmo afectan los obstculos a una red bluetooth.

PUNTOS COMO AFECTAN A LA RED BLUETOOTH

hasta 10Poca influencia negativa. Funcionamiento estable con un caudal de datos elevado.

de 11 a 20Influencia negativa. Funcionamiento inestable con caudal de datos reducido.

ms de 20Mucha influencia negativa. Funcionamiento inestable con un caudal de datos desde muy reducido hasta inexistente.

Tabla 7. Influencia en la intensidad de la transmisin bluetooth cuantificada en puntos.3.3.6 Fuentes de interferencia bluetooth

1) Hornos microondas: utilizar tu horno microondas cerca del ordenador o el dispositivo Bluetooth puede producir interferencias.

2)Fugas de RF de Direct Satellite Service (DSS): el cable y los conectores coaxiales utilizados con algunos tipos de antenas parablicas podran producir interferencias.3)Ciertas fuentes elctricas externas, como lneas de alta tensin, vas de tren elctricas y centrales energticas.4)Telfonos a 2,4 GHz o 5 GHz: un telfono inalmbrico que funcione en este rango de frecuencias podra provocar interferencias con los dispositivos y redes inalmbricos encendidos.5)Emisores de vdeo (transmisores/receptores) que funcionen en las frecuencias de 2,4 GHz o 5 GHz.

6)Altavoces inalmbricos que funcionen en las bandas de 2,4 GHz o 5 GHz.7)Algunos monitores externos y pantallas LCD: puede que algunas pantallas emitan interferencias armnicas, especialmente en las bandas de 2,4 GHz de ancho de banda entre los canales 11 y 14. 8)Cualquier otro dispositivo "inalmbrico" que funcione en las frecuencias de 2,4 GHz o 5 GHz (microondas, cmaras, intercomunicadores para bebs, dispositivos inalmbricos cercanos, etc.) [12].3.3.7 Arquitectura bluetooth

Como cualquier arquitectura de red la de bluetooth tambin se compone de una serie de capas superpuestas, una encima de otra de tal forma que cada una desempea una funcin.

En la capa ms baja se sita la radio, que es considerada como la capa fsica. Los perfiles de la tecnologa bluetooth utilizan todas estas capas para realizar la comunicacin, los dispositivos deben interpretar estos perfiles para poder realizar la conexin [10].En la figura 9 se muestra la ubicacin de las capas que conforman la arquitectura bluetooth.

Figura 9. Arquitectura bluetooth.

3.3.7.1 Protocolo Bluetooth RFCOMM

La pila o stack de protocolos Bluetooth se basa en el modelo de referencia OSI (Open System Interconnect) de ISO (Internacional Standard Organization) para interconexin de sistemas abiertos. La especificacin Bluetooth utiliza una arquitectura de protocolos que divide las diversas funciones de red en un sistema de niveles. En conjunto, permiten el intercambio transparente de informacin entre aplicaciones diseadas de acuerdo con dicha especificacin y fomentan la interoperabilidad entre los productos de diferentes fabricantes.

RFCOMM es la abreviatura del trmino ingls Radio Frequency Communication (Comunicacin por radio frecuencia).El protocolo RFCOMM es un conjunto simple de protocolos de transporte, construido sobre el protocolo L2CAP (Logical Link Control and Adaptation Layer, nivel de adaptacin y control de enlace lgico), el cual proporciona sesenta conexiones simultneas para dispositivos bluetooth emulando puertos serie RS-232. RFCOMM es a menudo denominado emulacin de puertos serie [10].

3.3.8 Modulo RN-41En el mercado local se adquiri el modulo de comunicacin bluetooth RN-42 el cual posee las siguientes caractersticas:

- Voltaje de operacin: 3V a 3.6 V. - Consumo: 26 uA en modo inactivo, 3mA en conexin establecida y de 30mA a 50mA transmitiendo.

- Mxima distancia de transmisin: 100m

- Puerto UART local y USB (esclavo) [13].En la figura 10 se muestra el modulo bluetooth RN-41, el cual fue adquirido ya que puede establecer una comunicacin serie con cualquier otro dispositivo [13], en este caso con el microcontrolador PIC18F4550.Figura 10. Modulo de comunicacin bluetooth RN-41.

3.3.8.1 configuracin de los comandos AT en el modulo bluetoothEl modulo bluetooth RN-41 viene de fbrica con un nombre preestablecido y a una velocidad de 9600 bps, 8bits, Sin Paridad, 1bit de Stop, aunque se puede configurar a cualquiera de las siguientes velocidades: 1200 bps, 2400 bps, 4800 bps, 9600 bps, 19.2 Kbps, 28.8k Kbps, 38.4 Kbps, 57.6 Kbps, 115 Kbps [13]. Pasos para configurar el mdulo RN41:

Primero se alimenta el modulo con 3.3 v, luego se activa el bluetooth del PC, despus se realiza el enlace o emparejamiento de los dispositivos digitando el PIN que de fbrica, que es 1234. Se desconecta y vuelve a conectar el bluetooth, existe un tiempo mximo de 60 segundos para ingresar al modo de configuracin los comandos pueden ser enviados directamente desde el microcontrolador, utilizando el hiperterminal o cualquier programa que permita leer y enviar comandos AT. Para entrar en el modo de configuracin del mdulo se enviaron tres signos pesos ($$$) dentro de los primeros 60 segundos tras haber alimentado a 3.3v el dispositivo, ya que si no, entra en modo datos (Data mode) y los comandos son ignorados, si los datos fueron ledos, el modulo responder con CMD y despus del envo de instrucciones nos regresa un AOK. Para identificar que comandos son soportados por el modulo se digita en el modo Command mode la letra hde ayuda [4], en la tabla 8 se observan los comandos bsicos de configuracin para el modulo bluetooth RN-41.ComandoAccin

$$$Entra al modo de comandos

CMDModo comandos on

AOKCambio realizado correctamente

SNCambiar nombre del dispositivo

SUCambia velocidad de transmisin

Tabla 8. Comandos bsicos de configuracin [14].Por ejemplo:SN, OSC_B ; Entonces el dispositivo se llamara: OSC_B

SU, 11 ; Solo se necesitan los primeros dos nmeros correspondientes a cada velocidad3.4 Interfaz grafica de usuario

La interfaz grafica se ha diseado teniendo en cuenta que se utiliza para la comunicacin el protocolo Bluetooth RFCOMM, es decir, se transmiten y reciben datos a 115200 bps (bits por segundo).Al realizar el programa se utiliz el compilador Netbeans IED el cual es de uso especfico para aplicaciones JAVA ms las libreras para comunicacin serial (COMM Api).

Figura 11. Diagrama de bloques del programa.

3.4.1 Recepcin de tramas

La informacin recibida obedece el siguiente formato:

La informacin de las muestras tomadas en la conversin anloga a digital estn precedidas por el carcter @ y posterior a la muestra se enva el carcter #, de esta forma es posible identificar correctamente la informacin entre estos dos caracteres evitando errores en el anlisis de la informacin. Por ejemplo: @125#, @865#, @1023#. Despus se enva la informacin referente a la frecuencia de la seal siguiendo el mismo formato, pero utilizando los caracteres y ?.Por ejemplo: 6523?.En seguida se enva la informacin referente a la escala siguiendo el mismo formato, pero utilizando los caracteres $ y %. Por ejemplo: $126.5%.Para indicar que ha terminado la transmisin se enva la letra p. 3.4.2 Componentes y caractersticas de la interfaz grafica

Figura 12. Componentes de la interfaz grafica.

El microcontrolador enva tramas con 500 muestras tomadas a la seal, un valor que hace referencia a la frecuencia y la letra p que indica el fin de la transmisin.

Figura 13. Estructura interna del programa.3.4.2.1 Seleccionar COMM

Para poder establecer la comunicacin se elige uno de los puertos COMM disponibles en el PC. Con esta opcin se inicializan las clases lector, escritor y de configuracin, esta ltima se encarga de establecer la velocidad de transmisin y recepcin, numero de bits, paridad, etc.

3.4.2.2 Inicio/Pausa

Al accionar este botn se presentan dos casos, en el primero enva al microcontrolador la letra r para indicar el comienzo de la conversin anloga a digital y la transmisin de los datos, en el segundo se enva la letra s para detener la transmisin de la informacin.

3.4.2.3 Informacin de la seal

En esta zona se presenta la informacin correspondiente a la seal que se est analizando: frecuencia, voltaje pico, voltaje pico a pico y voltaje rms.

3.4.2.4 Imagen de la seal

Para generar la imagen de la seal se utilizan las muestras recibidas despus de hacer la conversin anloga a digital, cada una de las 500 muestras toman un valor especifico entre 0 y 1024. Java posee un constructor de imgenes llamado Graphics2D el cual permite graficar lneas rectas, lneas curvas, y en general todo tipo de formas geomtricas.

Inicialmente se determina en donde se genera el grafico, luego el ancho y alto de esta zona, estos datos son necesarios para determinar la ubicacin de cada punto (correspondiente a cada muestra) en el plano, a continuacin todos los puntos de unen con lneas rectas, de esta manera se obtiene una fiel representacin de la seal, como se aprecia en la figura 14.

Figura 14. Imagen realizada en base a las muestras recibidas.

3.4.2.5 Exportar datosCon esta opcin se imprime en un archivo de texto plano la informacin recibida, es decir, el valor correspondiente de cada una de las muestras, en el mismo documento se introduce la informacin correspondiente a la frecuencia, al voltaje pico, voltaje pico a pico y el voltaje rms como se observa en la figura 15.

Figura 15. A la izquierda: documento .txt con la informacin correspondiente a la seal y a la derecha: tipo de extensiones soportados por el programa para guardar las imgenes3.4.2.6 Guardar imagen

En determinadas ocasiones es necesario tener un registro de la informacin, por ello se agrego la opcin de guardar la imagen generada.

Se ha otorgado flexibilidad al programa con la implementacin de diferentes filtros a la hora de guardar las imgenes.las imgenes se pueden guardar en los siguientes formatos: .gif, .jpg, y .png como se observa en la figura 15.4 Conclusiones Dado que para lograr una conversin anloga a digital exitosa se deben respetar los tiempos de muestreo y adquisicin, sumados al tiempo que tarda el microcontrolador en enviar las tramas no se obtiene en la interfaz grafica una respuesta en tiempo real (pero si muy aproximada).Con la implementacin de la tecnologa bluetooth en diferentes tipos de aplicaciones es posible comunicarse entre varios equipos directamente sin necesidad de un engorroso cableado que los una. La configuracin general es muy sencilla, se podra decir incluso que de una dificultad equiparable a la red tradicional cableada gracias a las mltiples interfaces de comunicacin con dispositivos externos, por ejemplo un microcontrolador, sumado a esto una red inalmbrica permite desplazar el equipo (dentro del rea de influencia de la red) en el momento y lugar deseado, sin las restricciones propias del sistema cableado. Dado que el sistema se ajusta a la seal de entrada es posible monitorear seales que van desde los 2 Vrms hasta 220 Vrms, con frecuencias desde los 40 Hz hasta 10 Khz, esto implica que puede ser utilizado en diferentes tipos de aplicaciones como instrumento de medicin.Las opciones de exportar datos y guardar imagen implementadas en la interfaz grafica permiten llevar un registro del comportamiento de la seal, dicho registro puede ser almacenado en cualquier dispositivo de almacenamiento. Referencias

[1] Muller Nathan j. tecnologa bluetooth, primera edicin. Madrid, Espaa: editorial Mc Graw Hill, 2002.[2] Schildt Herbert. Java manual de referencia, septima edicion. Mexico D.F. Mexico: editorial Mc Graw Hill, 2009.[3] Glvez Navarro Jaime. Control de un modulo bluetooth mediante microcontrolador. Barcelona. Espaa, 2005[4] Snchez Opaso Miguel. Avisador medico basado en la tecnologa bluetooth. Barcelona. Espaa, 2009.[5] Cadena Oscar; Correa Rodrigo. Diseo y construccin de prototipo para medicin del flujo de calor aplicando calorimetra directa: censado por flujo de calor. Medellin. Colombia, 2008.[6] Ballesteros Dora Mara; Melo Harvey Enrique; Maya Quintero Ascanio Jos. Sistema de transmisin inalmbrica de seales ECG y de temperatura para ambientes hospitalarios (SINHO). Medelln. Colombia, 2010.[7] Araque Rodrguez Carlos Alberto. Manejo a travs de internet del robot microbot teachmover utilizando un sistema embebido con una interfaz bluetooth y el protocolo IPv6. Santiago de Cali. Colombia, 2006.[8] Arvalo Pea Javier Enrique; Prieto Prieto Juan Carlos; Reina Daza William Manuel; Santana Paipilla Jimmy. Tarjeta multipropsito bluetooth. Bogot. Colombia, 2007.[9] Daza Rafael; Jcome Jonathan; Meza Andrs. Que es una banda ISM. http://comunicationsone.wordpress.com/2011/01/16/%C2%BFque-es-una-banda-ism/, 2011.[10] Arvalo Escudero Inmaculada. Estudio del trafico bluetooth en entornos reales de simulacin. Madrid. Espaa, 2009.[11] SMA solar technology AG. SMA Bluetooth wireless technology descripcin tecnica. Barcelona. Espaa, 2004-2009.[12] AirPort y bluetooth: posibles fuentes de interferencia inalmbrica. http://support.apple.com/kb/HT1365?viewlocale=es_ES. 2011.[13] Roving Networks Wireless for Less. RN-41/RN-41-N datasheet. 2011.[14] Roving Networks Wireless for Less. Roving Networks Bluetooth product RN41 users manual. 2009.

( Tecnlogo en electrnica. Universidad distrital Francisco Jos de Caldas. supermillos13@hotmail.com.

** Tecnlogo en electrnica. Universidad distrital Francisco Jos de Caldas. lufergr92@hotmail.com.

*** Ingeniera electrnica. Universidad distrital Francisco Jos de Caldas. doracasta@yahoo.com.