XIX Simposio Internacional de Ingeniería Eléctrica

SIE 2021

Diseño de un Sistema Registrador de Datos con interfaz gráfica sobre LabView

Resumen

Diversos sectores de la economía en nuestro país no se fortalecen con el empleo de soluciones electrónicas nacionales; constituye una alternativa el diseño de un sistema registrador de datos para la caracterización de procesos tecnológicos con exigencias referidas a la precisión y al volumen de información recopilada entre sus potencialidades. Los principales objetivos investigativos fueron: adquirir múltiples canales, almacenar información durante extensos periodos de registro, emplear normas de comunicación robustas en entornos ruidosos y de fácil acceso desde una PC, facilitar la reconfiguración de los parámetros de operación, obtener los circuitos PCB correspondientes al diseño electrónico, y disponer de una interfaz gráfica sobre Windows para el análisis de los datos recopilados. Para lograrlo se emplearon componentes de hardware como microcontroladores PIC, dispositivos lógicos programables CPLD, y circuitos integrados de memorias Flash; se realizó el diseño y simulación de las etapas de adquisición, procesamiento, transmisión y almacenamiento de datos, apoyados en herramientas de desarrollo como MPLAB, Quartus II, ModelSim, Proteus, y Altium Designer. Se obtuvo un recopilador de parámetros reconfigurable basado en dos placas PCB, capaz de adquirir 24 canales analógicos y 32 digitales, con frecuencia de operación hasta 4 Hz, periodo de registros de 8 horas, empleo de las normas de comunicación RS-485 y USB, con representación gráfica de datos utilizando los recursos de la herramienta de instrumentación virtual LabView. Cualidades atractivas frente al desarrollo de sistemas foráneos que requieran comprobar determinados procesos industriales, monitorear el comportamiento de variables meteorológicas, o detectar fallas electromecánicas en diversos medios de transporte.

Abstract

Many sectors of the economy in our country are not strengthened whit the use of national solutions; an alternative constitutes the design of a data logger system for the characterization of technological processes with requirements related to precision and the volume of information collected as its potentialities.

The main research objectives were: to acquire multiple channels, to store information for long recording periods, to use robust communication standards in noisy environments and easily accessible from a PC, to facilitate the reconfiguration of operating parameters, to obtain the PCB circuit to the electronic design, and have a graphical interface on Windows for the analysis of the collected data. To achieve this, hardware components such as PIC microcontrollers, CPLD programmable logic devices, and Flash memory circuits were used; the design and simulation of the data acquisition, processing, transmission and storage stages were also carried out, supported by development tools such as MPLAB, Quartus II, ModelSim, Proteus, and Altium Designer.

A reconfigurable data logger based on two PCB boards was obtained, with the capacity to acquire up to 24 analogs and 32 digital channels, with reconfigurable operating frequencies up to 4 Hz, recording periods of 8 hours, use of the communication standards RS-485 and USB, with graphical representation of data using the resources of the LabView virtual instrumentation tool. Attractive qualities against the development of foreign systems that require checking certain industrial processes, monitoring the behavior of meteorological variables, or detecting electromechanical failures in different transport systems.