domingo, 10 de junio de 2007

INSTRUMENTACIÓN VIRTUAL

INSTRUMENTACIÓN VIRTUAL: LA NUEVA ERA EN ELECTRÓNICA

Para llegar a lo que actualmente somos, hablando en la materia de tecnología, hemos evolucionado los últimos años sin embargo, para esto se han tomado muestras, comparaciones y muchos otros parámetros de pruebas para llegar a desarrollar la tecnología a niveles inimaginables.

Hoy en día, toda esa tecnología nos rodea y la hemos hecho parte de nuestras vidas, desde el televisor, el dvd, el celular, hasta la máquina mas compleja para la industria, sin ese avance estaríamos estancados y por ello que la tecnología mueve al mundo en cualquier campo para avanzar y crear.

No podemos quitarle mérito a la electrónica convencional porque es de ella que partimos siempre y sin ella no podríamos haber llegado hasta hoy. Al desarrollar nosotros hardware, hacemos primero uso de instrumentos para tomar muestras y ver su comportamiento ya sea para ajustarlo o ver su respuesta.

Actualmente hay instrumentos desde los más elementales para uso practico escolar, hasta el más sofisticado, digitalizado y con mejor resolución ya sea para fines comerciales ó industriales, por otro lado, en la actualidad, la diversidad y dispersión de estos instrumentos llevan por definición de su fabricante, su arquitectura, su funcionalidad específica y su conectividad limitada; a pesar de que varían en precios, el mantenimiento de estos es costoso y sin alguna incorporación de nuevas tecnologías, para la mejora y actualización de este.

El elemento mas sencillo y a la vez más complejo en el campo de la electrónica, es el multímetro sitial, este desde muy remotos tiempos evolucionó y su costo con ello también se ha elevado, antes podríamos hablar de un multímetro analógico con alguna aguja con la que cuya percepción era la medida que nosotros tomábamos, ya sea de corriente o voltaje. Ahora el multímetro más austero, maneja desde la corriente alterna, corriente directa y hasta la medición de parámetros en semiconductores como los diodos y transistores.

Otro ejemplo más útil para nuestra comunidad electrónica, es el osciloscopio, aunque en donde podemos ver la forma de la señal del circuito a desarrolla. Este es uno de los instrumentos que por su fabricante, se debían hacer pruebas antes de medir, y ajustarlo, para que no marque error. En la actualidad, hay osciloscopios digitales, que se ajustan por si mismo y sus medidas son mas exactas y precisas.




Pero eso solo hablando del osciloscopio que es donde llegan las señales, con esto también han evolucionado las puntas con las que se toman estas muestras. Puntas?? Sí puntas que hacen que la señal tomada por los circuitos eléctricos, en su interior conllevan un dispositivo electrónico que corrige la forma, y hace ver la muestra más precisa. Por lo que ya viendo ese conjunto hablamos que son mediciones lo más certeras posibles a la parte teórica.

Si bien, algo que también es del campo electrónico y que ha tenido avances importantes hoy en día, son los videojuegos, podríamos decir que por su inteligencia artificial, gráficos y espectaculares microprocesador hacen que se vea de manera tan real a las situaciones que como nosotros no los imaginemos, su campo virtual ha llegado muy alto, y también es un tipo de tecnología que hoy en día se puede utilizar y conjuntar para el campo de la instrumentación.

Por ejemplo, el X-Box 360, por sus componentes y su alta definición, la memoria que contiene el microprocesador, y la utilización que se le da a éste, se podría decir que su base es un CPU, solo que con fines de entretenimiento.



Si conjuntamos la instrumentación y un despliegue de los videojuegos, consideraríamos otra aplicación a una electrónica más compleja, que se basa de una PC, una tarjeta que adquiera datos y un programa apropiado para este, son elementos suficientes para decir que esa proyección es Instrumentación Virtual.

Lo elemental en la instrumentación virtual es el software, su primer paso en este tipo para llegar a la interfaz externa, es la simulación, actualmente hay una gran variedad de programas de simulación de laboratorio, que nos permite adecuar a condiciones ideales e incluso modificarlas, para llegar a un resultado mas teórico. E incluso las condiciones de usos son tan reales en sus gráficos, que nos parece ver que estamos en el mismo laboratorio físico tomando y comparando esas muestras.

Con esto, podemos definir que la finalidad de la Instrumentación Virtual, es utilizar la PC para realizar mediciones de fenómenos físicos representados en señales de corriente y/o voltaje, esto involucra el procesamiento, análisis, almacenamiento, distribución y despliegue de los datos relacionados con la medición de una o varias señales específicas. La adquisición de la señal contiene la interfaz hombre-máquina, las funciones de análisis y procesamiento de las señales, almacenamiento de datos y la comunicación con otros equipos.

Las ventajas de la instrumentación virtual, es que este puede ser definido por el usuario, con una forma ilimitada para su funcionamiento y a amplias aplicaciones, que estas a su vez se pueden definir por su software que permite una arquitectura de forma abierta y a la que se le puede con el tiempo incorporar nuevas tecnologías para su actualización. La adquisición es de alto costo, pero su mantenimiento son de precios bajos.

Firmas internacionales como Nacional Instruments, han desarrollado la Instrumentación Modular, esta combina el hardware de medición de alto desempeño y software de medición optimizado para suministrar la funcionalidad de los instrumentos electrónicos más populares de hoy. Se comportan con bloques de construcción para los sistemas de medición automatizados, rápidos y flexibles.

Los productos que manejan son desde analizadores de señales, generadores de formas de onda arbitrarias, multímetros digitales e incluso dispositivos de entrada y salida de digital de alta velocidad.

Estos productos están diseñados para maximizar la entrega de salida de las mediciones automatizadas, por que están construidos con tecnología PC, las mediciones se basan en los algoritmos altamente optimizados por medio del programa, y también en su interfaz la sincronización de alta velocidad optimiza el tiempo entre módulos.

Otra firma internacional Phidgets ha tomado auge con el campo de la instrumentación virtual, usando a la computadora como instrumento de medición más controlado y con una interfase conectada al puerto USB, por su importante baja en los precios y la facilidad de conexión y programación de este.

Estos dispositivos de USB de muy alta tecnología, pueden medir y controlar gran variedad de variables físicas como la corriente, temperatura, fuerza, humedad, distancia, presión, rotación, desplazamiento, vibración con sensores, por mencionar algunos ejemplos. Actualmente Electrónica Estudio firmó un convenio de distribución Exclusiva para nuestro país de la Instrumentación Virtual de Phidgets, para disponer de estos dispositivos USBs.







En esta imagen observamos un sistema de forma real, controlado por sistemas virtuales de control.

Se observa la conexión real y física de los elementos, así como un esquema de control y un diagrama a bloques del funcionamiento así como las señales de arranque del motor simulado.

Es importante comentar que todo esto es realizado por medio de una interfaz conectada ala computadora.

En esta figura se muestra un diagrama a bloques de un sistema de bombeo de forma automatizado, observamos en la parte inferior de la imagen una pequeña tabla en donde se referencia la cantidad de bombeo.