1. CENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA DE YUCATÁN A.C.
DEPARTAMENTO DE INSTRUMENTACIÓN
INTERFAZ PROGRAMABLE PARA CONECTIVIDAD USB
Ing. Gabriel Pool Balam (gabriel.pool@cicy.mx), Ing. Gamaliel Torres Sánchez
(gtorres@cicy.mx), Ing. Julio Lugo Jiménez (jalugo@cicy.mx)
Esta interfaz permite, mediante la apropiada programación del puerto USB
por parte del usuario, una total compatibilidad con los programas más
utilizados actualmente para el procesamiento de datos con el propósito de
análisis y/o control y/o monitoreo: Matlab, LabView, Visual C/C++, Visual
Basic 6.0, Visual Basic.Net, Visual Basic Applications, Java. Su bajo costo ,
su versatilidad, funcionalidad y su compatibilidad, constituyen las ventajas
más importantes de esta interfaz programable con relación a otros
productos similares existentes.
Aplicación.
Mediante el uso de esta interfaz quedan resueltos ventajosamente la adquisición y
el procesamiento de datos de variables con destino al monitoreo, registro o
control (a través de una computadora actual) para su aplicación en diversas áreas
como:
a) la industria: automatización, modelado y simulación de procesos.
b) la investigación: registro, procesamiento y análisis de variables físicas.
c) la enseñanza: circuitos digitales, control automático, procesamiento de
señales digitales, análisis de vibraciones, visión por computadora.
d) el entretenimiento: gamepad, joystick, simuladores, realidad virtual.
e) la robótica: control de motores y actuadores, procesamiento basado en
sensores.
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2. Esta interfaz programable está integrada por dos elementos: Un hardware
programable y un conjunto de recursos de software para el desarrollo de la
conectividad USB requerida.
El hardware programable (Figura 1).
Este hardware, a través de una programación apropiada, resuelve la conectividad
entre una fuente de datos analógicos o digitales y los referidos programas de
aplicación contenidos en una computadora con puerto USB.
El hardware programable está basado en un microcontrolador de la familia
PIC18F2x5x montado en una tarjeta electrónica que está diseñada especialmente
para ser conectada a un conjunto de recursos de hardware que permiten la
modificación de su funcionalidad de acuerdo a las necesidades del usuario. El
microcontrolador puede ser programado vía USB, sin desmontarlo de la tarjeta, en
lenguaje ensamblador, lenguaje “C” o cualquier otro lenguaje de programación
compatible con la familia PIC18F2x5x. Además la tarjeta ofrece un teclado con
cinco teclas , un display LCD, nueve LED indicadores, dos potenciómetros para
simular señales analógicas y un conector de expansión que la habilita para
integrarse a otra tarjeta o sistema externo para obtener un producto final con
prestaciones superiores a ella sola (Figura 2).
Todas las partes de la tarjeta son fácilmente intercambiables y se pueden
conseguir en el mercado a bajo costo. De esta manera se ofrece versatilidad
y funcionalidad tanto al usuario que recién se inicia como al experimentado,
a diferencia de otros productos similares que son exclusivamente para
principiantes o exclusivamente para experimentados.
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3. Figura 1. Interfaz programable.
Figura 2. Interfaz programable. Componentes.
Recurso de software.
Este recurso está contenido en un CD que comprende, por un lado, los
programas que el usuario emplea para configurar la operación del hardware, a
saber:
a) Programas en lenguaje C para la utilización de: el teclado, el display LCD,
las entradas analógicas y la configuración de puertos de entrada y salida.
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4. b) Programas en lenguaje C para la configuración del módulo USB en el
microcontrolador.
Por otro lado, están los programas que habilitan el uso de aplicaciones
computacionales existentes para el procesamiento de los datos adquiridos. Estos
programas hacen uso de códigos para la conectividad USB en tres modos
diferentes de aplicación:
a) CDC (COM Virtual), en el que se emula a un puerto RS-232 compatible con
aplicaciones nuevas o existentes diseñadas especialmente para este puerto.
Para este modo se proporciona el driver del hardware para su aplicación en
Windows XP, Vista y Windows 7 junto con códigos de ejemplo y una guía paso
a paso para la construcción de aplicaciones en Matlab, LabView, Visual C/C++,
Visual Basic 6.0, Visual Basic.Net, Visual Basic Applications, Java.
b) HID (Dispositivo de Interfaz Humana) en el que se puede enviar o recibir
pequeños bloques de datos con alta prioridad de atención en la PC. Para este
modo se proporciona el driver del hardware para su aplicación en Windows
XP, Vista y Windows 7 junto con códigos de ejemplo y una guía paso a paso
para la construcción de aplicaciones en Matlab, LabView, Visual C/C++, Visual
Basic 6.0, Visual Basic.Net, Visual Basic Applications, Java.
c) El modo Bulk (Transferencia masiva) por el cual se envía o recibe paquetes
grandes de datos con baja prioridad de atención en la PC y que
posteriormente se tratan de manera especial para el análisis o toma de
decisiones. Para este modo se proporciona el driver del hardware para su
aplicación en Windows XP, Vista y Windows 7 junto con códigos de ejemplo y
una guía paso a paso para la construcción de aplicaciones en Matlab, LabView,
Visual C/C++, Visual Basic 6.0, Visual Basic.Net, Visual Basic Applications, Java.
De esta manera y por su total compatibilidad, la interfaz le proporciona al
usuario la libertad de elegir el modo de conexión USB que más le conviene.
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