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ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL
FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y
ELECTRÓNICA
IMPLEMENTACIÓN DE UN CONTROL AUTOMÁTICO PARA EL
SISTEMA DE RECEPCIÓN Y GRABACIÓN DE DATOS
SATELITALES EN LA ESTACIÓN COTOPAXI DEL CLIRSEN
PROYECTO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENI ERO EN
ELECTRÓNICA Y CONTROL
ANDREA CARLOTA DÍAZ GUASGUA
LUIS EDUARDO GARCÉS CALDERÓN
DIRECTOR: ING. MAURICIO ROLANDO MUÑOZ CUEVA
CODIRECTOR: DR. LUIS ANIBAL CORRALES PAUCAR, PhD
Quito, Diciembre 2011
ii
DECLARACIÓN
Nosotros, Andrea Carlota Díaz Guasgua, Luis Eduardo Garcés Calderón, declaramos bajo juramento que el trabajo aquí descrito es de nuestra autoría; que no ha sido previamente presentada para ningún grado o calificación profesional; y, que hemos consultado las referencias bibliográficas que se incluyen en este documento. A través de la presente declaración cedemos nuestros derechos de propiedad intelectual correspondientes a este trabajo, a la Escuela Politécnica Nacional, según lo establecido por la Ley de Propiedad Intelectual, por su Reglamento y por la normatividad institucional vigente. ______________________ ___________________ Andrea Carlota Díaz Guasgua Luis Eduardo Garcés Calderón
iii
CERTIFICACIÓN
Certificamos que el presente trabajo fue desarrollado por Andrea Carlota Díaz Guasgua y Luis Eduardo Garcés Calderón, bajo nuestra supervisión.
________________________ Ing. Mauricio Muñoz
DIRECTOR DEL PROYECTO
________________________ Dr. Luis Corrales
CODIRECTOR DEL PROYECTO
iv
AGRADECIMIENTO
A CLIRSEN por haber contribuido y apoyado en el desarrollo del proyecto. A los
ingenieros de planta de la estación Cotopaxi por brindarnos su apoyo y
asesoramiento. Un agradecimiento especial al Ing. Mauricio Muñoz, director de
nuestra tesis.
A todos los miembros de mi familia por apoyarme durante toda mi vida y
constituir mi ejemplo, aliento y pilar para seguir adelante en mis proyectos de vida.
Al Dr. Luis Corrales por brindarnos sus consejos y establecer prioridades dentro
de la realización del proyecto.
A la Escuela Politécnica Nacional por formarme como profesional.
A mis amigas y amigos por ser incondicionales y brindarme su apoyo.
Un agradecimiento especial al Dr. Mafla por su asesoramiento en el manejo de
sistemas Unix y Linux y a todas las personas que directamente o indirectamente
contribuyeron en la realización del proyecto.
Andrea Díaz G.
v
AGRADECIMIENTO
Este proyecto es el resultado del esfuerzo conjunto con mi compañera de tesis
Andrea Díaz con quien pude trabajar en armonía y llegamos a alcanzar muchos
logros, con quien estoy muy agradecido al igual que con el personal de la
Estación Terrena Cotopaxi CLIRSEN, quienes nos brindaron todo el apoyo que
requerimos, y finalmente le agradezco a nuestro director de tesis quién creyó en
nosotros y nos ayudó en todo momento, Ing. Mauricio Muñoz.
Luis Garcés
vi
DEDICATORIA
A mis padres, hermanas, abuelita que han estado conmigo y apoyado
incondicionalmente y a todas aquellas personas que forman parte de mi vida.
Andrea Díaz G.
vii
DEDICATORIA
La realización de este proyecto está dedicada a mis padres, que han sido gran
ejemplo de tenacidad y lucha insaciable a lo largo de mi vida y siempre han
velado por mi bienestar y educación siendo mi apoyo en todo momento. También
dedico este proyecto a mi esposa, compañera inseparable que me dió fuerzas en
momentos de decline y cansancio. A ellos este proyecto, que sin ellos, no hubiese
podido ser.
Luis Garcés
viii
CONTENIDO
DECLARACIÓN ...................................................................................................... ii
CERTIFICACIÓN ................................................................................................... iii
CONTENIDO ........................................................................................................ viii
RESUMEN ............................................................................................................ xv
PRESENTACIÓN ................................................................................................ xvii
CAPÍTULO 1 ........................................ .................................................................. 1
ANÁLISIS DE LA RECEPCIÓN Y GRABACIÓN SATELITAL .... .......................... 1
1.1 ANTECEDENTES ..................................................................................... 1
1.2. INTRODUCCIÓN A LA RECEPCIÓN Y GRABACÍON SATELITAL ................ 1
1.2.1. PASE SATELITAL ..................................................................................... 3
1.3. SUBSISTEMA DE ADQUISICIÓN DE DATOS (DAS)............................... 3
1.3.1. ANTENA ............................................................................................. 4
1.3.2. CONSOLA DE CONTROL 3842 ......................................................... 4
1.3.3. GENERADOR DE TIEMPO ................................................................ 5
1.3.4. ANALIZADOR DE ESPECTROS ........................................................ 5
1.3.5. UNIDAD DE DISTRIBUCION (IF DISTRIBUTION UNIT 924-7) ......... 5
1.3.6. MODULADOR 924-6 .......................................................................... 6
1.3.7. DEMODULADOR 924-2 ..................................................................... 6
1.3.8. SINCRONIZADOR DE BITS (BIT SYNCHRONIZER SIGNAL
CONDITIONER - BSSC) 924-2 .............................................................................. 6
1.3.9. RECEPTOR DE TELEMETRIA 930 ................................................... 6
1.3.10. CONVERTIDOR 924-3 ....................................................................... 7
1.3.11. OSCILADOR LOCAL (CCU) 924-5 ..................................................... 7
1.3.12. TRANSMISOR DE BANDA-X BORESIGHT ....................................... 7
ix
1.4. SUBSISTEMA DE PROCESAMIENTO MÚLTIPLE DE DATOS (MDPS) . 8
1.4.1. SERVIDOR DE INGESTIÓN .............................................................. 8
1.4.1.1. ESTACIÓN DE TRABAJO INDY ........................................................ 8
1.4.1.2. CATALOGO DE Q/L DE PASES SATELITALES ................................ 9
1.4.2. COMPAQ PROSIGNIA 500 SERVER ................................................ 9
1.4.2.1. PC DE PROCESAMIENTO SACC ..................................................... 9
1.5. PROCEDIMIENTOS PREVIOS, DURANTE Y POSTERIORES A LA
TOMA DE UN PASE SATELITAL .......................................................................... 9
1.5.1. INGRESO Y OBTENCIÓN DE DATOS ORBITÁLES ......................... 9
1.5.1.1. ARCHIVOS TLE (TWO LINE ELEMENTS) ...................................... 10
1.5.2. EJECUCIÓN DE LAS PRUEBAS PRE-PASE .................................. 10
1.5.3. CONFIGURACIÓN DE LOS EQUIPOS ............................................ 10
1.5.3.1. ADQUISICIÓN DE LA SEÑAL SACC ............................................... 11
1.5.3.2. ADQUISICIÓN DE LA SEÑAL LANDSAT, SPOT, ERS ................... 12
1.5.4. ACTIVIDADES POSTERIORES AL PASE ...................................... 13
1.6. MODULACIÓN POR DESPLAZAMIENTO DE FASE (PSK) ................... 13
1.6.1. MODULACIÓN BPSK ....................................................................... 14
1.6.2. MODULACIÓN QPSK ...................................................................... 16
CAPITULO 2 ........................................ ................................................................ 18
ANÁLISIS DE LOS EQUIPOS Y SUS INTERFACES DE COMUNI CACIÓN ..... 18
2.1. EQUIPOS DE MEDICIÓN ...................................................................... 18
2.1.1. ANALIZADOR DE ESPECTROS ...................................................... 18
2.1.1.1. ACCESO REMOTO .......................................................................... 19
2.1.1.1.1. CABLE PARA LA COMUNICACIÓN GPIB ....................................... 19
2.1.1.1.2. CONFIGURACIÓN PARA LA COMUNICACIÓN .............................. 20
2.1.1.1.3. COMANDOS PARA COMUNICACIÓN REMOTA ............................ 20
2.2. EQUIPOS DE CONTROL REMOTO ....................................................... 20
x
2.2.1. CONSOLA DE CONTROL ................................................................ 20
2.2.1.1. MODOS DE OPERACIÓN ................................................................ 22
2.2.1.1.1. *STAND BY ...................................................................................... 22
2.2.1.1.2. *SLEW .............................................................................................. 23
2.2.1.1.3. *MANUAL POSITION ....................................................................... 23
2.2.1.1.4. *SLAVE ............................................................................................. 23
2.2.1.1.5. *STOW ............................................................................................. 23
2.2.1.1.6. REMOTE .......................................................................................... 23
2.2.1.1.7. TYPE - 1 ........................................................................................... 23
2.2.1.1.8. SCAN ................................................................................................ 24
2.2.1.2. CONTROLES DE AUTOSEGUIMIENTO ......................................... 24
2.2.1.2.1. AUTO (EL - AZ) ................................................................................ 24
2.2.1.2.2. RATE MEMORY ............................................................................... 24
2.2.1.2.3. AUTO DIVERSITY ............................................................................ 24
2.2.1.2.4. ACQUIRE LEVEL ............................................................................. 24
2.2.1.2.5. CH1/CH2 .......................................................................................... 25
2.2.1.3. ACCESO REMOTO .......................................................................... 25
2.2.1.3.1. CABLE PARA LA COMUNICACIÓN RS-232C ................................. 25
2.2.1.3.2. CONFIGURACIÓN PARA LA COMUNICACIÓN .............................. 26
2.2.1.3.3. COMANDOS PARA COMUNICACIÓN REMOTA ............................ 29
2.2.1.3.4. FORMATO DE ENVÍO DE COMANDOS .......................................... 30
2.2.2. DETECTOR DEL SENTIDO DE GIRO ............................................. 30
2.2.2.1. DISEÑO DEL CIRCUITO .................................................................. 31
2.2.3. GENERADOR DE TIEMPO .............................................................. 35
2.2.3.1. ACCESO REMOTO .......................................................................... 35
2.2.3.1.1. CABLE PARA LA COMUNICACIÓN RS-232C ................................. 36
2.2.3.1.2. CONFIGURACIÓN PARA LA COMUNICACIÓN .............................. 36
xi
2.2.3.1.3. COMANDOS PARA COMUNICACIÓN REMOTA ............................ 37
2.2.4. DEMODULADOR ............................................................................. 37
2.2.4.1. ACCESO REMOTO .......................................................................... 38
2.2.4.1.1. CABLE PARA LA COMUNICACIÓN RS-232C ................................. 38
2.2.4.1.2. CONFIGURACIÓN PARA LA COMUNICACIÓN .............................. 38
2.2.4.1.3. COMANDOS PARA COMUNICACIÓN REMOTA ............................ 39
2.2.5. SINCRONIZADOR DE BITS (BSSC) ................................................ 40
2.2.5.1. ACCESO REMOTO .......................................................................... 40
2.2.5.1.1. CABLE PARA LA COMUNICACIÓN RS-232C ................................. 41
2.2.5.1.2. CONFIGURACIÓN PARA LA COMUNICACIÓN .............................. 41
2.2.5.1.3. COMANDOS PARA COMUNICACIÓN REMOTA ............................ 41
2.2.6. SINCRONIZADOR DE BITS DEL SAC-C ......................................... 42
2.2.6.1. ACCESO REMOTO .......................................................................... 42
2.2.6.1.1. CABLE PARA LA COMUNICACIÓN RS-232 ................................... 42
2.2.6.1.2. CONFIGURACIÓN PARA LA COMUNICACIÓN .............................. 43
2.2.6.1.3. COMANDOS PARA COMUNICACIÓN REMOTA ............................ 43
2.2.7. RECEPTOR DE TELEMETRIA ........................................................ 44
2.2.7.1. ACCESO REMOTO .......................................................................... 44
2.2.7.1.1. CABLE PARA LA COMUNICACIÓN RS-232C ................................. 45
2.2.7.1.2. CONFIGURACIÓN PARA LA COMUNICACIÓN .............................. 45
2.2.7.1.3. COMANDOS PARA COMUNICACIÓN REMOTA ............................ 45
2.2.7.1.4. FORMATO DE ENVÍO DE COMANDOS .......................................... 46
2.2.8. OSCILADOR LOCAL (CCU) ............................................................. 47
2.2.8.1. ACCESO REMOTO .......................................................................... 48
2.2.8.1.1. CABLE PARA LA COMUNICACIÓN RS-232C ................................. 48
2.2.8.1.2. CONFIGURACIÓN PARA LA COMUNICACIÓN .............................. 48
2.2.8.1.3. COMANDOS PARA COMUNICACIÓN REMOTA ............................ 48
xii
2.2.8.1.4. FORMATO DE ENVÍO DE COMANDOS .......................................... 49
2.3. EQUIPO PARA PRUEBAS ..................................................................... 49
2.3.1. BORESIGHT..................................................................................... 50
2.3.2. DISEÑO DEL CONTROL DEL BORESIGHT ................................... 51
2.3.2.1. DISEÑO DEL CIRCUITO INGA CORRAL ........................................ 52
2.3.2.2. DISEÑO DEL CIRCUITO EN LA ESTACIÓN COTOPAXI ................ 60
2.4. SERVIDORES DE INGESTION .............................................................. 65
2.4.1. SERVIDOR DE INGESTION SACC ................................................. 65
2.4.2. SERVIDOR DE INGESTION LS-5, SPOT, ERS. .............................. 65
2.4.2.1. ACCESO REMOTO .......................................................................... 65
2.4.2.1.1. TELNET ............................................................................................ 66
2.5. INTERFACES SERIALES ....................................................................... 66
2.5.1. RS-232 ............................................................................................. 66
2.5.1.1. ESPECIFICACIÓN MECÁNICA ........................................................ 67
2.5.1.2. ESPECIFICACIÓN ELÉCTRICA ...................................................... 67
2.5.1.3. ESPECIFICACIÓN FUNCIONAL ...................................................... 67
2.6. INTERFACES PARALELOS ................................................................... 69
2.6.1. GPIB-IEEE 488 ................................................................................. 69
CAPITULO 3. ....................................... ................................................................ 72
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DEL CONTROL DEL SISTEMA Y S U INTERFAZ
GRÁFICA ........................................... .................................................................. 72
3.1. DEFINICIÓN DE LA ARQUITECTURA DE COMUNICACIÓN ................ 72
3.2. DESCRIPCIÓN DEL SOFTWARE AUXILIAR UTILIZADO ..................... 74
3.2.1. SATBUSTER .................................................................................... 74
3.2.1.1. CONFIGURACIÓN DEL SATBUSTER ............................................. 75
3.2.1.2. GENERACIÓN DE ÁNGULOS ......................................................... 77
3.2.2. LOGMEIN ......................................................................................... 80
xiii
3.3. PROGRAMAS DE CONTROL DE LOS CIRCUITOS ADICIONALES ..... 81
3.3.1. DETECCIÓN DEL SENTIDO DE GIRO ............................................ 81
3.3.2. CONTROL DEL BORESIGHT – INGA CORRAL .............................. 82
3.3.3. CONTROL DEL BORESIGHT – ESTACIÓN .................................... 84
3.4. DESARROLLO DE INTERFAZ HOMBRE MÁQUINA (HMI) ................... 86
3.4.1. ACCESO A LA INTERFAZ GRÁFICA .............................................. 87
3.5. LÓGICA DE PROGRAMACIÓN DEL SOFTWARE Y DESCRIPCIÓN DE
PANTALLAS ......................................................................................................... 91
3.5.1. SUBRUTINAS DE EJECUCIÓN PERMANENTE ............................. 92
3.5.1.1. SUBRUTINA “RELOJ” ...................................................................... 92
3.5.1.2. SUBRUTINA “ANALIZADOR DE ESPECTROS” .............................. 93
3.5.1.3. SUBRUTINA “CONTROL DE BOTONES PRINCIPALES” ............... 96
3.5.2. SUBRUTINAS DE EJECUCIÓN EN MODO MANUAL .......................... 101
3.5.2.1. SUBRUTINA “RECEPTOR DE TELEMETRÍA” .............................. 102
3.5.2.2. SUBRUTINA “CCU” ........................................................................ 103
3.5.2.3. SUBRUTINA “DEMODULADOR” ................................................... 104
3.5.2.4. SUBRUTINA “BORESIGHT”........................................................... 106
3.5.2.5. SUBRUTINA “CONSOLA DE CONTROL” ...................................... 108
3.5.2.6. SUBRUTINA “BSSC SAC-C” .......................................................... 115
3.5.2.7. SUBRUTINA “SENTIDO DE GIRO” ................................................ 117
3.5.3. SUBRUTINAS DE EJECUCIÓN DE MODO AUTOMÁTICO ................. 119
3.5.3.1. SUBRUTINA ANTERIOR A LA RECEPCIÓN AUTOMÁTICA ........ 119
3.5.3.2. SUBRUTINA DURANTE LA RECEPCIÓN AUTOMÁTICA ............. 121
3.5.3.3. SUBRUTINA DE LA INTERFAZ DE VISUALIZACIÓN MODO
AUTOMÁTICO ................................................................................................... 123
3.6. LISTADO DE MATERIALES Y PRESUPUESTO REFERENCIAL ........ 125
3.7. COSTO DE OTROS SISTEMAS SIMILARES ....................................... 126
xiv
CAPITULO 4 ........................................ .............................................................. 127
PRUEBAS Y RESULTADOS .............................. ............................................... 127
4.1. INSTALACIÓN FÍSICA DE LAS INTERFACES DE COMUNICACIÓN . 127
4.2. INSTALACIÓN DE CIRCUITOS ADICIONALES ................................... 128
4.3. PRUEBAS DE PUESTA EN MARCHA DEL HMI .................................. 130
4.3.1. MODO MANUAL ............................................................................. 131
4.3.2. MODO AUTOMÁTICO .................................................................... 141
4.4. ACCESO A TRAVÉS DE INTERNET.................................................... 146
CAPITULO 5 ........................................ .............................................................. 149
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES .................... ................................. 149
5.1. CONCLUSIONES.................................................................................. 149
5.2. RECOMENDACIONES ......................................................................... 151
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................... 153
ANEXOS ............................................................................................................ 156
MANUAL DEL USUARIO ........................................ ¡Error! Marcador no definido.
xv
RESUMEN
El proyecto de titulación presentado en las siguientes páginas consiste en un
control automático para el sistema encargado de la recepción y grabación de los
datos satelitales en la estación Cotopaxi del CLIRSEN (Centro de Levantamientos
Integrados de Recursos Naturales por Sensores Remotos), ubicada en la
provincia del Cotopaxi, Panamericana Sur, camino a la entrada del parque
Nacional “El Boliche”.
CLIRSEN nace en el año de 1977, con el objetivo principal de recopilar
información de los recursos naturales del Ecuador; dos décadas antes de su
creación, la NASA (Agencia Nacional para la Aeronáutica y el Espacio de Estados
Unidos) fue la encargada de la instalación de la estación, de seguimiento y control
de misiones espaciales en las faldas del volcán Cotopaxi, en 1982 la NASA
transfiere las instalaciones al Gobierno Ecuatoriano que a su vez las pone a cargo
del CLIRSEN, y en el año 1989 la estación fue transformada en una estación
receptora, grabadora y procesadora de datos satelitales.
Para llevar a cabo la implementación del sistema, se estudió la manera más
apropiada de realizar la comunicación para la operación remota de cada uno de
los equipos: consola de auto seguimiento (y detector de la posición de la antena),
receptores de telemetría, analizador de espectros, reloj GPS, demoduladores,
sincronizadores de bits, Boresight, oscilador local (CCU) y los sistemas de
ingestión de datos. La interfaz adoptada, en casi la totalidad de los equipos, fue
comunicación serial. El formulario de programación para la recepción satelital, el
acceso a las computadoras de ingestión (término técnico utilizado para describir el
proceso de almacenamiento de información en medios físicos), y la configuración
de IP’s y puertos de comunicación están incluidos dentro de la interfaz Hombre –
Máquina (HMI), el cual ha sido desarrollado en lenguaje gráfico mediante el
software LabVIEW.
xvi
La integración de los equipos se realizó por medio de una tarjeta PCI que
concentra ocho puertos seriales. El computador utilizado está únicamente
dedicado a este sistema de control automático, que permite el monitoreo y control
de los mismos por medio del software. Los sistemas de ingestión, que se
encuentran dentro de la red local, se integraron al sistema automático mediante el
protocolo de red TELNET, también automatizados mediante el HMI desarrollado
en LabVIEW.
Dentro de la interfaz, el operador puede trabajar en modo manual o automático
con los equipos, el acceso puede realizarse de modo remoto o local. El acceso
remoto al computador dedicado se realiza a través del software LogMeIn, el cual
permite tener el control del computador a manera de escritorio remoto, utilizando
el internet. Adicionalmente, el HMI posee alarmas, almacena datos históricos y
provee un acceso a los usuarios mediante contraseñas.
xvii
PRESENTACIÓN
El presente proyecto de titulación “Implementación de un control automático para
el sistema de recepción y grabación de datos satelitales en la Estación Cotopaxi
del CLIRSEN” monitorea y controla automáticamente, de manera remota, el
sistema encargado de la recepción y grabación de los datos satelitales en la
estación terrena Cotopaxi.
El Primer Capítulo hace referencia al estudio del sistema, los subsistemas que lo
componen, sus partes y los procedimientos que se realizan previamente, durante
y posterior a la toma de un pase satelital.
El Segundo Capítulo abarca una descripción más detallada sobre los equipos y
sus interfaces de comunicación, tanto en hardware como en software, para
satisfacer los requerimientos para la automatización. Además, presenta el diseño
de los circuitos adicionales necesarios. La selección de la interfaz de
comunicación, se realiza tomando como referencia las ventajas económicas,
requerimientos de velocidad y facilidad de acceso a las mismas por medio del
HMI.
El Tercer Capítulo muestra el diseño de una plataforma de integración para el
control automático del sistema, para lo cual se presenta la arquitectura de
comunicación y desarrollo de la interfaz gráfica, así como también diagramas de
flujos de la lógica de la plataforma de integración, la cual se dividió en dos partes
principales modo manual y modo automático.
El Cuarto Capítulo presenta las pruebas y resultados obtenidos de la puesta en
marcha del sistema automático de recepción y grabación de datos satelitales.
El Quinto Capítulo hace referencia a las conclusiones y recomendaciones que se
presentan una vez desarrollado el proyecto.
1
CAPÍTULO 1
1. ANÁLISIS DE LA RECEPCIÓN Y GRABACIÓN
SATELITAL
1.1 ANTECEDENTES
La Estación Cotopaxi, que tiene como objetivo receptar, almacenar y procesar
datos de los satélites para observación de la Tierra de las Agencias Espaciales
con las cuales mantiene convenios, requiere un sistema (software y hardware) de
control automático con capacidad de acceso remoto vía red Ethernet, instalado en
un computador local de la Estación que permita el manejo programado de los
equipos y software necesarios para la recepción y grabación de los pases
satelitales.
El control automático del sistema de control de recepción y grabación pretende
optimizar el proceso de recepción y grabación, ya que el sistema automático suple
al operador, por tanto las posibles fallas que pueda tener un operador, el control
automático no las va a tener, mejorando así la calidad de los datos a procesarse.
A continuación se presentan los fundamentos de la recepción y grabación
satelital.
1.2. INTRODUCCIÓN A LA RECEPCIÓN Y GRABACÍON
SATELITAL
La Estación Cotopaxi recepta y almacena datos de los satélites de órbita baja
(LEO Low Earth Orbiting satellites), que sirven para observación de la Tierra y sus
recursos naturales. Actualmente, se reciben datos de los satélites SAC-C
(argentino) y Landsat-5 (USGS-USA).
El sistema de recepción, grabación y procesamiento de los datos tiene dos
subsistemas:
ANÁLISIS DE LA RECEPCIÓN Y GRABACIÓN
SATELITAL
2
Subsistema de adquisición de datos (DAS)1.
Subsistema de procesamiento múltiple de datos (MDPS)2.
El diagrama funcional en bloques de la estación se muestra en la Figura 1.1.
Figura 1.1. Sistema de recepción satelital
1 Sistema de adquisición de datos (Data, Acquisition System) 2 Sistema de procesamiento de múltiples datos (Multiple data processing system)
3
La antena recibe las señales de radio frecuencia en el rango de 8025 a 8400 MHz
y provee señales de seguimiento y datos para los equipos de control y captura de
datos. Las señales de datos son enviadas hacia el demodulador y sincronizadores
de bits para obtener datos que se almacenan en un arreglo de discos SCSI. Las
señales de seguimiento se usan para generar un error angular y un error DC en
voltaje para manejar los servos del movimiento de la antena. Este sistema trabaja
en lazo cerrado, lo cual permite que la antena esté continuamente apuntando
hacia el satélite objetivo durante la operación de auto seguimiento.
La descripción de los equipos y su función en la recepción de información
satelital, se ampliará en las siguientes líneas.
1.2.1. PASE SATELITAL
Un pase satelital constituye el período de tiempo en que un satélite transmite
telemetría dentro del alcance de cobertura de la antena de una estación de
adquisición de datos, como lo es la Estación Cotopaxi.
.
1.3. SUBSISTEMA DE ADQUISICIÓN DE DATOS (DAS)
El subsistema de adquisición de datos (DAS) consiste de una antena parabólica
de seguimiento más los respectivos Demoduladores, Sincronizadores de
Bit/Acondicionadores de Señal - BSSCs, para recepción de datos de los
diferentes satélites. Incluye también equipos de prueba, como el Boresight y un
Modulador RF1 de datos PRBS2 que permite pruebas de lazo cerrado de la antena
y el equipo de recepción para verificar la integridad del sistema DAS y como
ayuda en el diagnóstico y mantenimiento del sistema. La operación del DAS es
manual y está bajo control del operador.
El DAS está constituido por las siguientes partes:
1 Radio frecuencia (Radio Frequency) 2 Secuencia pseudo aleatoria binaria (Pseudorandom Binary Sequence)
4
1.3.1. ANTENA
Antena parabólica de seguimiento de 10 metros de Scientific-Atlanta Inc. con
electrónica asociada para la recepción de señales de bajada de radio frecuencia
en Banda-X en el rango de 8025 a 8400 MHz con una cobertura de
aproximadamente 2500 kilómetros de radio, La ubicación de la antena en la
estación Cotopaxi permite un área de cobertura que incluye 25 países del Centro,
Sudamérica y El Caribe.
Banda-X es una parte de la región de microondas del espectro electromagnético
que van desde 8 a 12 GHz.
La antena se controla a través de una consola, mientras que el sistema de
potencia para el control de su movimiento es un convertidor trifásico de cuatro
cuadrantes, que consta de dos puentes, éstos contienen doce SCRs, encargados
de la generación de las ondas para el control bidireccional de los motores de la
antena. (ANEXO 1) .
1.3.2. CONSOLA DE CONTROL 3842
Consola Análogo/Digital que permite el encendido y el movimiento en los 3 ejes
de la antena de 10 m (elevación, azimut e inclinación (tilt)), así como también las
operaciones de auto seguimiento (auto-tracking).
Figura 1.2. Ángulos de elevación y azimut
5
Elevación
El ángulo de elevación indica la inclinación de la antena con respecto al plano
horizontal para orientarla hacia el satélite.
Azimut
El ángulo de azimut es el ángulo horizontal al que hay que girar el eje de la
antena, desde el polo norte geográfico terrestre hasta encontrar el satélite.
Inclinación
Este ángulo se utiliza generalmente para evitar la pérdida de la señal de
seguimiento cuando la posición del satélite sea mayor a 87º en elevación. La
antena se mueve máximo 2,46º en la dirección este u oeste.
1.3.3. GENERADOR DE TIEMPO
Receptor de tiempo y frecuencia de alta precisión Symmetricom’s XL-GPS,
indispensable para el posicionamiento de la antena a la hora exacta UTC1 para la
recepción de un pase satelital.
1.3.4. ANALIZADOR DE ESPECTROS
Equipo de medición electrónica que permite visualizar el espectro de frecuencias
que recibe a través de sus entradas.
1.3.5. UNIDAD DE DISTRIBUCION (IF 2 DISTRIBUTION UNIT 924-7)
Unidad que recibe y corrige la amplitud de las señales de IF de datos y de
tracking que vienen de la antena vía cable coaxial y las distribuye a los equipos de
datos y de tracking.
1 Tiempo Universal Coordinado (Universal Time Coordinated) 2 Frecuencia Intermedia (Intermediate frequency)
6
1.3.6. MODULADOR 924-6
Equipo que sirve para modular una señal de RF con los datos PRBS generados
en el RPS1 y así poder realizar pruebas de lazo cerrado. Estas pruebas
determinan que el camino de los datos y tracking se encuentre sin problemas y
que los datos receptados sean almacenados correctamente.
1.3.7. DEMODULADOR 924-1
Esta unidad recibe y procesa las señales QPSK2 y UQPSK3 con datos de alta
velocidad de transmisión. Proporciona seis pares de salidas aisladas
independientemente I4 y Q5 en el panel posterior para la interconexión con el
sincronizador de bits (BSSC).
I = Datos (bits) en fase.
Q = Datos (bits) en cuadratura.
1.3.8. SINCRONIZADOR DE BITS (BIT SYNCHRONIZER SIGNAL
CONDITIONER - BSSC) 924-2
El sincronizador de bits provee los datos grabables (ECL6) y la señal de reloj de la
señal demodulada recibida desde el Demodulador 924-1.
1.3.9. RECEPTOR DE TELEMETRIA 930
Equipo que recibe una señal IF de tracking de 375 MHz desde el Downconverter,
a través de la Unidad de Distribución, la procesa y entrega a la Consola de
Control 3842 una señal de tracking de video de 10 MHz modulada en AM, y una
1 Sistema de grabación y reproducción de datos (Recording and playback system) 2 Modulación por deslizamiento de Fase en Cuadratura (Quadrature Phase-Shift Keying) 3 Modulación por deslizamiento de Fase en Cuadratura desbalanceada (Unbalanced Quadrature Phase-Shift Keying) 4 En fase (In phase) 5 Cuadratura (Quadrature) 6 Lógica Acoplada del Emisor ( Emitter Coupled Logic)
7
señal de nivel de señal, que proveen la información necesaria para las funciones
de auto seguimiento.
1.3.10. CONVERTIDOR 924-3
Consiste de dos módulos: Downconverter y un módulo Upconverter que operan
en el rango de frecuencia de Banda-X, ubicado entre la electrónica de radio-
frecuencia y la unidad de distribución.
El módulo Downconverter acepta señales de RF (8.025 GHz – 8.4 GHz) de la
antena y las convierte en una señal IF de 375 MHz, para que sea utilizada por los
receptores de rastreo y de datos.
El módulo Upconverter convierte la señal de frecuencia IF de 375 MHZ a RF en
banda X para ser utilizada en el sistema de pruebas de lazo cerrado interno (8025
MHz – 8400 MHz).
1.3.11. OSCILADOR LOCAL (CCU 1) 924-5
Sirve para seleccionar (sintonizar) la frecuencia requerida, proporcionando las
frecuencias de referencia al Convertidor 924-3, dependiendo del satélite al que se
vaya a tener acceso, en rango establecido de 8025 Mhz a 8400Mhz, y este a su
vez entregue una frecuencia fija (IF) de 375 MHz..
1.3.12. TRANSMISOR DE BANDA-X BORESIGHT
Sistema que proporciona una fuente de señal para frecuencias en banda X y
permite el chequeo y calibración de los equipos de recepción y seguimiento. Para
ello se posiciona la antena a EL: 0.243 grados y AZ: 298,36 grados y se establece
la conexión entre la Estación y el Boresight (ubicado en Inga Corral, frente a la
Estación, 10 km línea de vista), este procedimiento se realiza mediante Antenas,
Radios (VHF) y Módems. Se opera el Transmisor del Boresight y se selecciona
1 Oscilador Local (Converter Control Unit)
8
diferentes frecuencias por medio de un generador de tonos o vía módem,
permitiendo realizar la prueba de funcionamiento correcto.
1.4. SUBSISTEMA DE PROCESAMIENTO MÚLTIPLE DE DATOS
(MDPS)
El MDPS consta de dos sistemas físicos independientes, divididos según los
satélites que se procese, uno permite procesar e “ingestar” el satélite SAC-C y el
otro para los satélites SPOT, LANDSAT y ERS.
Ingestión: Término técnico utilizado en la recepción satelital que se refiere a la
captura y al almacenamiento de los datos satelitales provenientes del DAS en
medios físicos.
1.4.1. SERVIDOR DE INGESTIÓN
Consta de un sistema IRIX que está capacitado para ingestar los datos de los
satélites SPOT 1, 2 (50 Mbps), LANDSAT 5 (85 Mbps), y ERS 1, 2 (105 Mbps)
desde el BSSC del DAS. Además tiene la capacidad de recibir datos de otros
satélites cuya tasa de datos sea menor o igual a 160 Mbps. Durante el proceso de
almacenamiento, los datos son grabados en cintas DLT1 y los Q/L son insertados
en el catalogo de Q/L de pases satelitales.
1.4.1.1. ESTACIÓN DE TRABAJO INDY
Estación de trabajo, que opera sobre sistema operativo IRIX (versión propietaria
de UNIX), presenta la interfaz de operación o la porción del GUI2 de los procesos
del Server y controla las operaciones del Sistema IAC3.
El sistema IAC se encarga de:
1 Cinta lineal Digital (Digital Linear Tape ) 2 Interfaz Gráfica de Usuario (Graphical User Interface ) 3 Sistema de Ingestión, Almacenamiento y Actualización de Catálogos (Ingestion, Archiving and Cataloguing System)
9
• Ingestar los datos satelitales de los pases en arreglos de discos SCSI.
• Archivar los datos ingestados en cintas DLT.
• Actualizar el catalogo de Q/L1 de adquisición de la información ingestada.
1.4.1.2. CATÁLOGO DE Q/L DE PASES SATELITALES
Consta de cuatro discos de 4GB de capacidad cada uno, en donde se almacenan
los Q/L disponibles de los pases receptados (LANDSAT, SPOT y ERS) para uso
externo.
1.4.2. COMPAQ PROSIGNIA 500 SERVER
Servidor de ingestión de la información satelital SACC. Utiliza una tarjeta de
ingestión ISA de 8 bits, la cual reconstruye los datos, que provienen del BSSC
MBS 720 para ser almacenados en el servidor.
1.4.2.1. PC DE PROCESAMIENTO SACC
Trabaja sobre el sistema operativo UNIX con un programa (IMAGINA), que realiza
la interfaz operadora.
1.5. PROCEDIMIENTOS PREVIOS, DURANTE Y POSTERIORES A
LA TOMA DE UN PASE SATELITAL
1.5.1. INGRESO Y OBTENCIÓN DE DATOS ORBITÁLES
Se actualiza los archivos .TLE y estos datos son procesados por un programa
informático de seguimiento para obtener predicciones de tiempo y posición del
satélite desde el lugar de observación elegido. Estos archivos son descargados
de la página web “Celestrak”2. Luego de ser actualizados los archivos desde
1 Vista Previa del Pase ( Quick Looks ) 2 http://celestrak.com/NORAD/elements/noaa.txt
10
Internet se genera los ángulos de elevación y azimut de la órbita del satélite en el
software de seguimiento “Trakstar”, en el intervalo de tiempo que sea necesario y
luego son impresos.
1.5.1.1. ARCHIVOS TLE (TWO LINE ELEMENTS)
Es un archivo de texto de tres líneas que contiene los datos de un modelo
matemático estándar para describir la órbita del satélite.
La primera línea es la identificación información del satélite y las siguientes son
datos para la construcción de la órbita mediante software (ANEXO 2). La precisión
de los TLE depende de varios factores, principalmente de la cantidad de
información recolectada, del tipo de órbita del satélite y del medio del espacio
exterior.
1.5.2. EJECUCIÓN DE LAS PRUEBAS PRE-PASE
a) Se realiza las pruebas de Lazo Cerrado, para determinar la calidad de los
datos de todo trayecto de Radio Frecuencia y Datos.
b) Se realiza la prueba de apunte físico a la antena BORESIGHT, para
determinar el correcto funcionamiento de la antena y del DAS, tanto en el
posicionamiento como en auto seguimiento.
1.5.3. CONFIGURACIÓN DE LOS EQUIPOS
Esta parte involucra lectura, verificación y cambio de los parámetros y
especificaciones de los equipos, de acuerdo al satélite que se vaya recibir. A
SAC C
1 26620U 00075B 11097.45135975 .00000456 00000-0 11167-3 0 2644
2 26620 97.8715 104.8172 0001708 92.4254 267.7158 14.56610960551645
11
continuación se muestra un cuadro en el que se señala la configuración para cada
satélite:
Tabla 1.1. Configuración de los equipos según el satélite receptado
SATELITE CCU
[Hz] DEMODULADOR BSSC
FASE DE
RELOJ [º]
LS-5 8212,4 UQPSK LS 4-5 180º
SP-1,2 8307,4 BEACOM
8253,0 DATOS QPSK SPOT 0º
ERS - 2 8140,0 QPSK ERS-1 0º
SAC - C 8386 QPSK SACC 0º
En el caso de que existan pases traslapados, los operadores deben ser lo
suficientemente rápidos para cambiar de una configuración a otra, dependiendo
del tipo de satélite que se vaya a recibir, considerando que para cualquier satélite
se debe apuntar también la antena por medio de la consola de control, se
necesita por tanto dos operadores mínimo para realizar estas acciones.
1.5.3.1. ADQUISICIÓN DE LA SEÑAL SACC
a) Se compara la hora de pase del satélite con el generador de tiempo de la
estación, para sincronizar las actividades.
b) Se posiciona manualmente la antena según los ángulos generados tanto en
elevación (EL) y en azimut (AZ) por medio de la consola de control 3842, fuera
de cualquier obstrucción física considerando el perfil del terreno circundante.
c) Se activa la función de auto seguimiento de la consola de control 3842, tanto
en EL como en AZ.
d) Una vez con la señal enganchada, se verifica el comportamiento del
analizador de espectros (una buena amplitud de señal (-30 dBm
aproximadamente), receptores (buena ganancia (-42 dB aproximadamente)),
12
demoduladores (enganchados), BSSC`s (enganchados) y se envía a ingestar
en el servidor COMPAQ PROSIGNIA 500.
e) El pase dura máximo 12 minutos, intervalo de tiempo en el cual puede ocurrir
un desenganche del satélite (señal muy baja u obstáculo en línea de vista). En
caso de que esto ocurra, los operadores deben de prever un tiempo prudente
(20 segundos) hacia adelante, para rápidamente colocar la antena en la nueva
posición y así sucesivamente, hasta que se enganche nuevamente.
1.5.3.2. ADQUISICIÓN DE LA SEÑAL LANDSAT, SPOT, ERS
a) Se compara la hora de pase del satélite con el generador de tiempo de la
estación, para sincronizar las actividades.
b) Se posiciona la antena según los ángulos generados tanto en elevación (EL) y
en azimut (AZ) por medio de consola de control 3842, fuera de cualquier
obstrucción física considerando el perfil del terreno circundante.
c) Se activa la función de auto seguimiento de la consola de control 3842, tanto
en EL como en AZ.
d) Una vez con la señal enganchada, se verifica el comportamiento del
analizador de espectro (una buena amplitud de señal (-30 dBm
aproximadamente)), receptores (buena ganancia (-42 dB aproximadamente)),
demoduladores (enganchados), BSSC`s (enganchados) y se envía a ingestar
en la estación de trabajo INDY automáticamente, la cual permite esperar hasta
que exista señal de enganche; procedimiento que puede realizarse unos
minutos antes del pase.
e) El pase dura alrededor de 8 minutos, intervalo de tiempo en el cual puede
ocurrir un desenganche del satélite (señal muy baja u obstáculo en línea de
vista), en caso de que esto ocurra los operadores deben de prever un tiempo
13
prudente (20 segundos) hacia adelante, para rápidamente colocar la antena en
la nueva posición y así sucesivamente, hasta que se enganche nuevamente.
1.5.4. ACTIVIDADES POSTERIORES AL PASE
a) Se deshabilita el botón de auto seguimiento en la consola.
b) Se coloca la antena en “Posición de Descanso” presionando el botón “STOW”
en la consola, esto hace que la antena se posicione en EL=90o y AZ=0o.
c) Se presiona el botón “MAN POS” y se apaga el botón “CTR PWR” que activa
los frenos electro - magnéticos de la antena.
d) Se genera un reporte en el libro de registro de pases del DAS, fecha, satélite,
órbita, si es que existió alguna novedad, por último las iniciales de los
operadores que realizaron esta actividad.
1.6. MODULACIÓN POR DESPLAZAMIENTO DE FASE (PSK)
Modulación muy eficiente. Ampliamente utilizada en radio digital por sus
características de amplitud constante, insensibilidad a variaciones de nivel, buen
desempeño contra errores. La modulación PSK es la fase de la portadora la que
cambia de acuerdo a la señal binaria en banda base. La expresión matemática
que describe una señal modulada PSK es la siguiente:
cosW t θ
2
Donde,
= señal simétrica NRZ1 en banda base que toma los valores ±1, ±3 …
N = número de fases (potencias de 2)
1 No retorno a Cero (No return to Zero)
14
W = frecuencia angular de la portadora
θ =
= separación entre fases adyacentes.
Se tiene modulaciones de múltiples estados. Entre las más comunes: 2 – BPSK
(BPSK), 4 – PSK (QPSK), 8 – PSK, 16 – PSK.
1.6.1. MODULACIÓN BPSK
En este caso se tienen dos fases diferentes, asignándoles una de ellas a los 1s y
la otra a 0s, la separación entre fases adyacentes es de 180 grados. En el
dominio del tiempo la portadora modulada para el caso BPSK se vería como lo
muestra la Figura 1.3.
Figura 1.3. Señal modulada BPSK
Es muy ilustrativo representar la portadora modulada usando un diagrama de
constelación, donde cada punto representa una posible señal de la modulación.
Tal diagrama para el caso BPSK se muestra en la Figura 1.5.
Tabla 1.2. Fases BPSK
Entrada binaria Fase de salida
0 lógico 180o
15
1 lógico 0o
+90 o
cos W c t
s in W c t(0o)
Lógica 1
-s in W c t(180 o)
Lógica 0
-cos W c t(-90 o)
Figura 1.4. Diagrama Fasorial
Figura 1.5. Diagrama de constelación
16
1.6.2. MODULACIÓN QPSK
Para una señal modulada QPSK el número de fases correspondientes es 4, cada
una de ellas transmitirá dos bits, los cuales estarán separados 90 grados, tal
como lo muestra el diagrama de constelación de la Figura 1.7.
Tabla 1.3. Fases QPSK
Entrada
binaria Fase de
salida Q I
0 0 -135o
0 1 -45o
1 0 +135o
1 1 +45o
Figura 1.6. Diagrama Fasorial
17
Figura 1.7. Diagrama de Constelación
Nota: La diferencia entre modulación QPSK y UQPSK radica en que la potencia,
así como las tasas de datos de las direcciones de cuadratura son desiguales en la
modulación UQPSK y son iguales en la modulación QPSK.
18
CAPÍTULO 2
2. DESCRIPCIÓN DE LOS EQUIPOS Y SUS INTERFACES
DE COMUNICACIÓN
Este capítulo estudia cada uno de los equipos que intervienen en el proceso de
recepción y grabación satelital. Además, incluye los diseños de los circuitos
elaborados para la prueba del Boresight y que permiten conocer la posición de la
antena en azimut. Para el control remoto de la recepción satelital se agrupan los
equipos en:
Tabla 2.1. Equipos del control del sistema de recepción y grabación
Equipos de medición Analizador de espectros
Control Remoto
Generador de tiempo, consola y detector del sentido de giro, demodulador, receptores de telemetría, sincronizador de bits del SAC-C, y oscilador local.
Pruebas Boresight.
Servidores Ingestión PC de ingestión del SAC-C. PC estación de trabajo de la INDY.
Visualización Video cámara que muestra la antena.
2.1. EQUIPOS DE MEDICIÓN
2.1.1. ANALIZADOR DE ESPECTROS
Es un equipo de medición electrónica que sirve para visualización y análisis de
señales, cuyas componentes espectrales son representadas a partir de su
transformada de Fourier. El dominio de la frecuencia facilita la visualización de las
señales y como parte de la recepción satelital, permite comprobar el espectro en
la zona determinada por la posición de la antena cuando se produce un estado de
enganche con el satélite a recibirse.
En la pantalla del equipo, la amplitud o potencia de las señales se representa en
el eje Y y la frecuencia en el eje X. La medida de potencia viene indicada en dBm.
ANÁLISIS DE LOS EQUIPOS Y SUS INTERFACES DE
COMUNICACIÓN
19
2.1.1.1. Acceso remoto
El equipo posee dos interfaces para control remoto, una de ellas es la interfaz RS-
232 y la GPIB IEE-488.2 1987. La interfaz elegida fue la GPIB (velocidad de
transferencia 1 Mbps), ya que se requiere una tasa de transmisión de datos mayor
que la RS-232 (velocidad de transmisión 20 Kbps) por la cantidad de datos que se
requiere por segundo.
2.1.1.1.1. Cable para la comunicación GPIB
El conector GPIB se encuentra en el panel trasero del analizador.
Figura 2.1. Puerto GPIB del Analizador de Espectros
Para realizar la conexión a un controlador externo se adquirió un conversor USB –
GPIB.
Figura 2.2. Conversor GPIB – USB
20
2.1.1.1.2. Configuración para la comunicación
Antes de encender el equipo se debe conectar el cable al analizador, luego por
medio del panel frontal a través de la teclas “SHIFT” y “.” se selecciona la interfaz
de comunicación GPIB y se coloca la dirección del mismo como “1” para acceder
a través de un controlador externo.
2.1.1.1.3. Comandos para comunicación remota
El equipo incorpora un gran número de funciones que pueden ser accedidas local
o remotamente. Por tal motivo, únicamente se va a listar las funciones utilizadas
cuando se toma un pase satelital.
Tabla 2.2. Funciones para el Control Remoto – Analizador de Espectros
Comando Descripción Formato de envío CF1 Frecuencia
central CF? Lectura CF 300 MHZ Frecuencia central a 300 MHz
SP2 Span de la frecuencia
SP? Lectura SP 1MHZ Span de frecuencia a 1 MHz
RLV3 Nivel de Referencia
RLV? Lectura RLV Nivel de referencia a -10 dBm
2.2. EQUIPOS DE CONTROL REMOTO
2.2.1. CONSOLA DE CONTROL
La Consola de Control es una unidad basada en una microcomputadora de
construcción modular, que permite tener un control completo del pedestal y la
antena.
Incorpora dos sistemas microprocesados 8080A; uno encargado de monitorear la
posición del pedestal y cerrar lazos de control digitales o análogos de los
1 Manual de operación, Volumen 3, MS2 665C/67C/68C, Página 8-28 2 Manual MS2 665C/67C/68C, Página 8-170 3 Manual MS2 665C/67C/68C, Página 8-164
21
actuadores de los ejes, monitorear el estatus del pedestal y las condiciones
límites, y para intercambiar información con procesadores externos; el otro
monitorea los comandos del operador y provee la información actual para
mostrarla en los registros. Todos los controles e información primaria a los que
se tiene acceso en la consola localmente, pueden ser manejados remotamente,
dicha información es almacenada en los denominados CMA1, que son direcciones
del área común de memoria. Esta área es un sector de 256 bits de RAM, que van
desde la dirección 8000H a 80FFH. Cada CMA contiene un dato expresado en un
byte con privilegios de lectura, y otros tienen privilegios de lectura y escritura
(refiérase al ANEXO 4 para más información de todos los CMAs de la consola o al
manual2). Además, la consola posee un bit asignado a cada botón de su panel
frontal, denotado desde S00 a S47 (véase la Figura 2.3), que también forman
parte de los CMAs. Así por ejemplo, S00 corresponde a AZ STBY.
Figura 2.3. Mapa de botones de la consola
Se explicará uno de los punteros o CMA, por ejemplo suponiendo que el CMA
8000H (petición de modos de azimut) contiene el dato 40H, es decir, 100 en
binario, se tendría:
1 Dirección de memoria común (Common Memory Address) 2 Technical Manual, Operation and Maintenance with part list, Model 3842, Control Console, Página 2-18
22
Tabla 2.3. Ejemplo – Descripción puntero de memoria
CMA Descripción Bits
7 6 5 4 3 2 1 0 8000H Petición de
modos de AZ 0 0 0 0 0 1 0 0
Tabla 2.4. Ejemplo – Descripción CMA 8000H
CMA Descripción Bits
7 6 5 4 3 2 1 0 8000H Petición de
modos de AZ S07 S06 S05 S04 S03 S02 S01 S00
De acuerdo a la Tabla 2.4 (Ver Anexo 4) el puntero 8000H, contiene información
de los modos seleccionados en la consola en azimut (véase la Figura 2.3). El
valor 40H, bit 2 en uno lógico, quiere decir que el modo S02 está seleccionado, en
otras palabras, el modo MANL POS de la consola, está activado.
Para posicionar la antena, la consola tiene un microprocesador auxiliar (AMC1), el
cual convierte continuamente las señales presentes en tres hilos analógicos de
corriente del transductor (Synchro), a señales binarias digitales a través de un
convertidor análogo digital. Éstas son realimentadas al lazo de control, en donde
se calcula el error y luego es corregido por un controlador PID y, finalmente por
medio de un algoritmo interno, se ajusta la nueva posición de la antena en las
coordenadas de elevación y azimut.
2.2.1.1. Modos de operación
La consola tiene ocho modos de operación que permiten controlar el pedestal, los
cuales se describen a continuación:
2.2.1.1.1. *STAND BY
Modo en el cual los ejes del pedestal están energizados y los frenos
electromecánicos están activados.
1 Equipo basado en microprocesador auxiliar (Auxiliary Microprocessor – Based Computer)
23
2.2.1.1.2. *SLEW
Modo que permite controlar la velocidad de rotación, a través del dial “SLEW”
ubicado en la parte superior de los botones de modos de la consola de control. La
velocidad de rotación es proporcional al desplazamiento angular del dial.
2.2.1.1.3. *MANUAL POSITION
Modo en el cual se posiciona los ejes del pedestal a través del dial “POSITION”,
en este modo el microprocesador de control cierra un lazo digital que compara la
posición actual del pedestal con el comando de posición.
2.2.1.1.4. *SLAVE
Modo en el que la consola entra en modo esclavo, para ser controlada por
señales externas, ya sean digitales o analógicas.
2.2.1.1.5. *STOW
Modo de posición de reposo. El eje de elevación en 90º y el de azimut en el cero
más cercano.
2.2.1.1.6. REMOTE
Modo que permite tener un control digital total de la consola por medio de una
fuente externa, como un computador o un panel remoto digital a través de la
interfaz serial RS-232 o IEEE-488 GPIB.
2.2.1.1.7. TYPE - 1
El modo Type - 1 del servo se caracteriza porque tiene una integración simple de
la función de transferencia de posición de lazo abierto que resulta en un factor
S -1 = (jwt)-1. Este tipo de control genera poco o ningún sobrepaso a una entrada
escalón y se utiliza principalmente para posicionar el eje de la antena
(individualmente seleccionable) en una posición estática.
2.2.1.1.8. SCAN
Este modo ayuda a rastrear la señal, haciendo que la antena oscile con una
amplitud constante en el valor posicionado, los parámetros pueden ser
24
modificados en las localidades de memoria ASCAMP y ESCAMP, por defecto
están configuradas en ±2,8 grados de amplitud y 1,3 grados/segundo de
velocidad.
Nota: Los modos que están con “*” son modos primarios. Los modos primarios
son mutuamente exclusivos y puede ocasionar resultados impredecibles es por
eso que la unidad, cuando es manejada localmente, no permite la combinación de
éstos, pero si pueden operar en combinación con los modos secundarios, que son
aquellos que no tienen asterisco, por ejemplo: Remote y Manual Position.
2.2.1.2. Controles de autoseguimiento
2.2.1.2.1. Auto (EL - AZ)
Permite seleccionar automáticamente el modo de auto seguimiento cuando la
potencia de la señal receptada es mayor que el nivel seleccionado como
referencia en la posición inicial de la antena en donde puede existir ruido, por
medio de los receptores de telemetría se pone ese ruido como referencia con la
función “Zero On Noise”.
2.2.1.2.2. RATE MEMORY
La consola se transfiere a este modo si la señal se ha perdido, las velocidades de
los ejes se mantienen a la velocidad promedio en la que operaba en el modo de
auto seguimiento y vuelve a modo de auto seguimiento cuando la señal se
recupera.
2.2.1.2.3. AUTO DIVERSITY
Selecciona el mejor canal de recepción de telemetría (Receptor de telemetría 1 o
2) como fuente de auto seguimiento.
2.2.1.2.4. ACQUIRE LEVEL
Coloca automáticamente la ganancia en la cual el controlador va a cambiar al
modo de auto seguimiento.
2.2.1.2.5. CH1/CH2
25
Selecciona la fuente de recepción de la señal de rastreo
2.2.1.3. Acceso remoto
La consola tiene dos interfaces digitales de comunicación:
RDA byte – serial Es una interfaz de alta velocidad paralela de 8 bits.
RS-232C Es una interfaz lenta de hasta 9600 baudios de dos hilos
asíncronos. Físicamente está implementada a través del
dispositivo USART 8251A en el modo asíncrono.
El intercambio de información en ambos casos se hace a través de un conector
estándar de 25 pines. La interfaz utilizada fue la RS-232C.
2.2.1.3.1. Cable para la comunicación RS-232C
Para comunicar la consola y un computador se requiere de un adaptador null
modem DB 25, puerto J12 de la consola.
Figura 2.4. Interfaz de comunicación
26
En la actualidad no todas las computadoras tienen disponible un puerto RS-232,
así que se adquirió un conversor USB – RS232 DB9 para el cual se construyó un
cable conversor DB9 a DB25 que sea compatible con la consola.
Figura 2.5. Cable de comunicación – Consola
2.2.1.3.2. Configuración para la comunicación
La configuración por defecto de la comunicación RS - 232 de la consola está dada
por los jumpers ubicados en la tarjeta del procesador principal A10, dichas
configuraciones pueden ser cambiadas en cualquier momento por medio de los
jumpers mencionados, utilizando el panel frontal o a través de acceso remoto por
medio de los CMA.
Al reiniciar el equipo, requiere que sea configurado manualmente desde el panel
frontal (refiérase al “Manual del usuario”, página ¡Error! Marcador no definido. ),
debido a que en el encendido la consola toma la configuración de los jumpers y
como algunos parámetros requieren de un reseteo de software, es recomendable
realizar este reset al final de los cambios pertinentes. El reseteo se realiza
enviado cualquier valor hexadecimal representado por un byte al CMA 80A7H.
Se presentan a continuación los parámetros de configuraciones CMA 80A5H y
80A6H, que posee la consola para la comunicación RS - 232.
27
Tabla 2.5. Parámetros de configuración para interfaz serial
Función Valor CMA Bit Valor
*Velocidad de
transmisión
9600 80A6H 01H 1
4800 80A6H 02H 1
2400 80A6H 04H 1
1200 80A6H 08H 1
600 80A6H 10H 1
300 80A6H 20H 1
150 80A6H 40H 1
75 80A6H 80H 1
Comandos de
monitoreo
Habilitado 80A5H 01H 0
Deshabilitado 80A5H 01H 1
Expansión CC Habilitado 80A5H 02H 0
Deshabilitado 80A5H 02H 1
Supresión de
espacio
Habilitado 80A5H 04H 0
Deshabilitado 80A5H 04H 1
*Paridad Habilitado 80A5H 08H 0
Deshabilitado 80A5H 08H 1
Longitud de dato 7 bits 80A5H 10H 0
8 bits 80A5H 10H 1
*Sentido de paridad Par 80A5H 20H 0
Impar 80A5H 20H 1
Modo DUPLEX Full 80A5H 40H 0
Half 80A5H 40H 1
Formato de salida Terminal 80A5H 80H 0
Computador 80A5H 80H 1
En resumen, la siguiente tabla muestra los controles de la interfaz serial y los
parámetros que cada bit de cada byte debe tener asignado según la tabla
anterior.
28
Tabla 2.6. Localidades de memoria de configuración serial
CMA Controles de la interfaz serial
Identificación de los bits
7 6 5 4 3 2 1 0
80A5H Controles RS232C
COMP FRMT
HLF DPX
PTY ODD
8 BIT
PTY DIS
UNIT ID No
80A6H Control de de velocidad de transferencia
75 150 300 600 1200 2400 4800 9600
80A7H Reseteo de software
Siempre Cero
Descripción CMA 80A5H:
Bit 7. En el formato de salida terminal, la interfaz añade ciertos caracteres a su
respuesta, y en el modo computador dichos caracteres son omitidos para acelerar
la transmisión de datos.
Bit 6. En el modo full dúplex, la interfaz hace eco de todos los caracteres
recibidos del transmisor excepto de los caracteres especiales (Backspace, Delete,
Ctrl+r, Ctrl+x), y en el modo half duplex el eco se suprime.
Bit 5, 4 y 3. Bits que determinan el tipo de paridad, longitud del dato y si la
paridad está habilitada, respectivamente.
Bit 2. En el modo supresor de espacios, los espacios en blanco insertados en el
formato de salida, que separan los bytes, se omiten si se selecciona esta opción.
Bit 1. La expansión de CC, control de expansión de carácter, añade un carácter
”↑” a la respuesta de la consola.
Bit 0. Habitación de los comandos de monitoreo que incorporan los accesos de
los puertos de entrada, salida, la modificación del contador del programa y son
29
características de depuración y pruebas del interfaz; debe estar deshabilitado
durante la operación normal.
2.2.1.3.3. Comandos para comunicación remota
El operador puede tener acceso remotamente a los CMA, punteros de la localidad
de memoria, los cuales son una dirección de un byte, 8000H-80FFH. Cada CMA
puede ser operado mediante los comandos mostrados a continuación, que
permiten realizar las siguientes operaciones:
Tabla 2.7. Comandos para el control remoto – Consola
Comando Función
P Puntero de la localidad de memoria, permite la modificación
del CMA, al cual se desea hacer referencia
R Lectura, interroga que datos contiene el CMA actual
W Escritura , modifica los datos del CMA actual
X Borrar, eliminar los datos del CMA actual
2.2.1.3.4. Formato de envío de comandos
La estación remota envía a la consola el siguiente comando:
P00 R1 <cr>
P00 CMA 8000H (Petición de Modos de Azimut)
R1 Lectura de un byte a partir de la localidad dada por el puntero P, en este
caso 8000H.
<cr> Terminador de línea
De manera similar se utiliza para la escritura o borrado, sustituyendo la R por la W
o X, respectivamente.
30
2.2.2. DETECTOR DEL SENTIDO DE GIRO
El circuito detector de sentido de giro indica la posición de la antena en azimut en
el rango de 0° a 500° positivos y negativos. Éste s e incluyó en el sistema de
control remoto debido a que al posicionar la antena mediante la consola, a través
de la interfaz remota de comunicación, no es posible determinar con precisión
donde se encuentra la antena cuyos valores de posición, obtenidos remotamente,
oscilan en el rango de 0° a 360°.
Es un indicador muy importante a la hora de ubicar la antena en 0°, posición de
descanso de la antena, porque posicionarla en un valor mayor a los ±500°
ocasiona que se activen las protecciones y puede ocurrir fallas graves; además su
importancia también se vincula a los cables de conexiones, los cuales giran con la
antena y al exceder los límites permisibles, que pueden causar daños a los
mismos, se dispara una alarma por activación de un sensor de torsión de los
cables.
2.2.2.1. Diseño del circuito
EL circuito se compone de cuatro etapas, la amplificación de la señal proveniente
del indicador de giro local, la detección del sentido de giro, el valor absoluto el
ADC1 y la comunicación serial.
Etapa de amplificación
Para determinar la ganancia, se tomó medidas del ángulo de azimut y el voltaje
para dicho ángulo (Véase el Anexo 5). Esta etapa genera valores de voltaje entre
+5V y -5V. Para ello se amplificó la señal proveniente del indicador del sentido de
giro con un circuito amplificador de instrumentación, en el cual el voltaje de salida
está dado por:
Vout = (1+2R1
Rg)R2
R3
1 Convertidor Análogo/Digital (Analog to Digital Converter)
31
Figura 2.6. Circuito de amplificación
Ganancia G=∆
∆
∆ Vout = 10V.
∆ Vin = 48,4 – (- 39,3 mV) = 87,7mV.
G = 113
G(1+2R1
Rg)R2
R3
Dividiendo en dos ganancias G1 = 11,3 G2=10
G2R2
R3 Se toma los valores comerciales de resistencias de:
R2=1000kΩ R3 = 100kΩ
G1(1+2R1
Rg). Si R1=100kΩ entonces Rg = 19417 y por tanto,
Se toma el valor comercial de Rg = 20 kΩ.
Se incluyó un potenciómetro de precisión de 10kΩ con el fin de regular la
ganancia para obtener la salida amplificada deseada. El operacional seleccionado
fue el TL084 porque permite amplificar voltajes positivos tanto como negativos,
necesarios para el indicador de sentido de giro.
32
Etapa de detección del sentido de giro
Los valores de la señal amplificada están en el rango de ±5V, de los cuales los
valores negativos no pueden ser llevados a un micro controlador, por ello se
diseñó un circuito que envíe 1 lógico a la entrada PBO del micro controlador
cuando la señal sea mayor a cero y 0 lógico cuando sea menor a cero, de esta
manera el micro controlador puede identificar que valores son negativos y cuales
son positivos.
Figura 2.7. Circuito de detección del sentido de giro
El circuito encargado de generar la salida lógica consiste en un comparador
inversor, cuya señal es enviada a transistor para que trabaje a manera de
interruptor, dicha señal será enviada al micro controlador Atmega48
El transistor utilizado fue el 2N3904.
De las características del 2N3904,se tiene:
Vce (sat) 0,3 V
Corriente máxima de colector 200mA
Voltaje Colector Emisor máximo 40V
Corriente máxima pines E/S Atmega48 40mA
Para R2: Una corriente Ic (corriente de colector) de 15mA está en el rango
permisible del micro controlador.
33
R2="## "#$ %&
Ic
R2=5 0,3
15m 313
Se toma el valor comercial de: R2 = 300Ω
Para R1: Ib = Ic / β, donde β (ganancia de corriente) se asumirá 150,
Ib15./
150 1000uA
R1"## "#$
Ib
R1=5 0,7
1000uA 4300Ω
Se toma el valor comercial de: R1=4700Ω
Etapa del valor absoluto
Esta etapa consiste en un circuito que entrega el valor absoluto de la señal
amplificada a valores de -5V a 5V para el ADC PC0, del micro controlador.
Figura 2.8. Circuito del Valor Absoluto
R1
10k
R2
10k
R3
10k
R4
10k
R5
10k
R610k
3
21
411
TL084
TL084
R7
10k
1N4007
1N4007
3
21
411
TL084
TL084
Señal de EntradaADC
34
Etapa de comunicación
Este es el circuito encargado de enviar los datos del ADC y del sentido de giro del
micro controlador Atmega 48 a un computador a través de comunicación serial. El
circuito integrado encargado de realizar la interfaz es el MAX232.
Los capacitores son de 1 uF (Hoja de Especificaciones).
La señal acondicionada del circuito del valor absoluto de la Figura 2.8. ingresa al
canal 0 del ADC, la señal “Sentido” del circuito de la Figura 2.7. ingresa al PB0 y
los pines de comunicación RS - 232 del micro controlador se conectan a los pines
RX y TX del micro controlador, como se muestran en la siguiente figura:
Figura 2.10. Circuito de sentido de giro
Figura 2.9. Comunicación Serial
35
2.2.3. GENERADOR DE TIEMPO
El generador de tiempo es el equipo encargado de generar la hora UTC y es la
base para la toma de los pases satelitales; la importancia del uso de la hora UTC
radica en su universalidad, ya que constituye un estándar de tiempo
internacional. Para la generación del tiempo con alta precisión, el equipo posee
un receptor GPS1 y una antena, que son los encargados de receptar la
información. El generador de tiempo GPS utiliza al menos cuatro satélites para
determinar el tiempo y la posición en tres dimensiones. La hora en la escala de
Tiempo Universal Coordinado UTC se calcula en el receptor a partir del Tiempo
GPS usando las correcciones UTC, que son enviadas por los satélites como parte
de los datos del mensaje de navegación, con una precisión de hasta 100 ns.
(Véase el Anexo 3)
2.2.3.1. Acceso remoto
El equipo permite acceder a él a través de un puerto de red RJ 45 o a través de la
interfaz RS-232C DB9 como se muestra en el gráfico. La interfaz seleccionada fue
la RS-232C porque presenta las ventajas de menor cableado, es económica y
satisface las necesidades en velocidad de transmisión requeridas.
Figura 2.11. Panel trasero – Generador de tiempo
2.2.3.1.1. Cable para la comunicación RS-232C
El control remoto se realizó a través de la interfaz RS-232 con un cable null
modem.
1 Sistema de Posicionamiento Global (Global Positioning System)
36
Figura 2.12. Cable de comunicación – Generador de tiempo
2.2.3.1.2. Configuración para la comunicación
A través del panel frontal del generador de tiempo se debe configurar el equipo
con los siguientes parámetros, los cuales se acceden a través de las teclas de
flechas:
Puerto Serial RS232
Baudios 9600
Bits 8
Paridad Ninguna
Bits de parada 1
Una vez seleccionados los parámetros anteriores y conectado el cable a una
estación remota, el equipo está listo para ser controlado mediante los diferentes
comandos.
2.2.3.1.3. Comandos para comunicación remota
Para solicitar o enviar la información existen varios comandos. Refiérase al
manual “XL-GPS User Guide”1 para más información. El formato de envío es muy
sencillo y en su mayoría viene dado por la letra F más un número. Por ejemplo:
1 XL – GPS, Time & Frequency System, Capítulo 5, página 32
37
Enviar F8 a través de una estación remota, provee del tiempo cada segundo.
La respuesta del generador será DDD:HH:MM:SS
Donde DDD es el día del año
HH, hora del día
MM, minutos
SS, segundos
Expresados en hora UTC, según se encuentre configurado el equipo.
2.2.4. DEMODULADOR
Es una unidad que consiste en un CPU interno, un control de ganancia
automático, demodulador I/Q y un oscilador interno encargados de generar los
seis pares de salidas I y Q, que son señales ortogonales1 entre sí, demoduladas
de la señal RF con QPSK o UQPSK según el satélite transmisor.
El demodulador recibe y procesa una señal de radio frecuencia de 375 MHz. (IF),
modulada con datos de alta velocidad en QPSK o UQPSK. Las salidas I y Q
aisladas en el panel trasero sirven para la conexión con el sincronizador de bits.
El indicador de enganche (Lock) se activa cuando la señal de frecuencia
intermedia se pone en fase con la señal generada por el oscilador interno del
equipo.
2.2.4.1. Acceso remoto
El demodulador puede ser controlado o monitoreado remotamente por medio de
interfaz RS-232C y/o IEEE 488. La interfaz seleccionada fue la RS-232C porque
presenta las ventajas de menor cableado, es económica y satisface las
necesidades en velocidad de transmisión requeridas.
.
1 Se hallan desplazados entre sí 90o
38
2.2.4.1.1. Cable para la comunicación RS-232C
Figura 2.13. Cable de comunicación - Demodulador
2.2.4.1.2. Configuración para la comunicación
Tabla 2.8. Configuración interfaz de comunicación - Demodulador
S201 8 7 6 5 4 3 2 1
Sin uso X X
Dirección IEEE 488 LSB - - - MSB
Control RS-232 0
Control
IEEE 488 1
S202 8 7 6 5 4 3 2 1
Sin uso X X X
Configuración RS-232
110 Baudios 0 0 0
300 Baudios 1 0 0
1200 Baudios 0 1 0
2400 Baudios 1 1 1
4800 Baudios 0 0 1
9600 Baudios 1 0 1
19200 Baudios 0 1 1
No paridad 0 0
Paridad Impar 1 0
Paridad Par 0 1
39
Los parámetros para la configuración pueden ser cambiados únicamente vía
hardware por medio de interruptores, A1S201 y A1S202, ubicados dentro del
equipo.
Con ayuda de la tabla anterior se puede configurar el Demodulador. Por ejemplo
si se desea una velocidad de 9600 baudios y paridad impar se debe ingresar la
siguiente combinación de estados en el Dip Switch S202 (10110xxx).
2.2.4.1.3. Comandos para comunicación remota
El demodulador contiene varios comandos de configuración, lectura y escritura de
sus parámetros1. Únicamente se mostrará los necesarios para configurar el
equipo en una recepción de un pase satelital.
Tabla 2.9. Comandos para el control remoto – Demodulador y BSSC
Comando Función
C Lectura y selección del canal del BSSC
P Lectura y selección de la fase de reloj
D Lectura y selección del tipo de demodulación
S Lectura del estado de enganche del los canales
La estación remota envía a la consola el siguiente comando:
D,P <cr>
D Tipo de demodulación QPSK o UQPSK (Estado del Demodulador)
P Reporte del estado de reloj (Estado del BSSC)
<cr> Terminador de línea
Nota:
El demodulador sirve de puente de comunicación entre el BSSC y la PC, por eso
aquí se incluye los comandos del BSSC.
1 Technical Manual, Operation and Maintenance with part list, Model 924-1, Demodulator, Página 3-10
40
2.2.5. SINCRONIZADOR DE BITS (BSSC)
Está compuesto por módulos desmontables de QPSK y/o UQPSK que permiten la
selección del canal según el satélite a ser recibido (máximo seis), un módulo de
suministro de energía y un módulo multiplexor.
El BSSC reconstruye la trama de bits de las señales en banda base obtenidas del
demodulador Modelo 924-1. Internamente realiza el filtrado necesario y detecta el
símbolo de sincronización para estimar el estado de los datos en el punto de
máximo pico de la señal a ruido RMS. El módulo que recibe señales QPSK
entrega el flujo de datos paralelos, señal de reloj y una señal combinada de datos
con reloj. El módulo que recibe UQPSK provee salidas de flujo de datos en I y Q
con sus respectivas señales de reloj.
2.2.5.1. Acceso remoto
El BSSC permite el acceso remoto a través del demodulador, el cual sirve como
mensajero para la comunicación hacia un controlador externo.
2.2.5.1.1. Cable para la comunicación RS-232C
Figura 2.14. Cable de comunicación - BSSC
41
La interfaz entre el BSSC y el demodulador es una interfaz asíncrona paralela
punto a punto CMOS, disponible en el panel trasero en el puerto J31 con un
conector DB 25 que se conecta con el demodulador, tal como se muestra en la
Figura 2.14.
2.2.5.1.2. Configuración para la comunicación
La comunicación con un controlador remoto queda establecida cuando el
demodulador ha establecido una comunicación remota, es decir que el BSSC no
se comunica directamente con la PC sino es a través del demodulador.
2.2.5.1.3. Comandos para comunicación remota
Los comandos necesarios para la selección del canal y leer o escribir según sea
el caso, se manejan a través del demodulador, explicado en la página 39 literal
2.2.4.1.3.
2.2.6. SINCRONIZADOR DE BITS DEL SAC-C
El sincronizador de bits MBS-720 permite la sincronización de bits, y la
reconstrucción de tramas de los datos adquiridos del satélite SAC-C, para
entregar una trama apta para el procesamiento y sincronización con la señal de
reloj.
2.2.6.1. Acceso remoto
El equipo posee dos interfaces para control remoto, una de ellas es la interfaz
RS-232 y la otra es la RS-422, además posee tres modos de acceso: remoto,
local y sobre-escritura. La interfaz elegida fue la RS-232 porque presenta las
ventajas de menor cableado, es económica y satisface las necesidades en
velocidad de transmisión requeridas. Se escogió el modo de operación de sobre-
escritura ya que este permite tener acceso al Sincronizador de Bits de manera
local y remota a la vez.
42
2.2.6.1.1. Cable para la comunicación RS-232
La interfaz serial del BSSC MBS-720 está ubicada en el puerto J2 y se requiere
de un cable con terminales RJ45 y DB-9 hembra, su esquema se muestra a
continuación:
Figura 2.15. Cable de comunicación – Sincronizador de Bits SAC-C
2.2.6.1.2. Configuración para la comunicación
Para la configuración del equipo en modo sobre-escritura se debe presionar el
botón “RMT” del panel frontal hasta que los dos LEDs que se encuentran sobre el
botón estén encendidos (verde y anaranjado).
2.2.6.1.3. Comandos para comunicación remota
El comando que se utilizó para la comunicación remota del equipo fue el “bs?”,
que brinda una respuesta del estado del sincronizador de bits con los datos de la
tabla mostrada a continuación:
43
Tabla 2.10. Comandos para el control remoto – Sincronizador de Bits
Comando Función id Nombre de la configuración realizada al equipo ss Intensidad de la señal br Velocidad de transferencia actual st Estado de enganche sl Indicador de pérdida de señal
La estación remota envía el siguiente comando:
b1[bs?] <cr>
El BSSC MBS-720 responderá con un string similar a:
b1[id:MMRS_RT_,ss:2,b:7.001E6,st:s,sl:n]
Para mayor información sobre la interpretación de los datos, referirse al manual
de usuario1.
2.2.7. RECEPTOR DE TELEMETRIA
Es una unidad modular basada en un microprocesador, que acepta una señal de
seguimiento de 375 MHz la cual es procesada y produce una señal de video de
10 MHz detectada como AM y enviada a la consola 3842 para uso en las
funciones de auto seguimiento.
Internamente posee bloques de estados que son 11 segmentos de una memoria
no volátil, donde se almacena los parámetros de configuración seleccionados por
el operador e información del hardware instalado. Cada uno de los bloques de
estado puede ser leído o escrito independientemente de manera local o remota.
1 TELEMETRY AND INSTRUMENTATION L3, MSB 720 Bit Synchronizer - Manual de Usuario
44
2.2.7.1. Acceso remoto
El receptor puede ser controlado desde una computadora remota usando una
interfaz digital, se incluyen las opciones RS-232C, IEEE488 y control
Maestro/Esclavo, además está disponible la interfaz RS-422 en lugar de la
RS-232C. La interfaz elegida fue la RS-232C porque presenta las ventajas de
menor cableado, es económica y satisface las necesidades en velocidad de
transmisión requeridas.
2.2.7.1.1. Cable para la comunicación RS-232C
Figura 2.16. Cable de comunicación – Receptor de telemetría
2.2.7.1.2. Configuración para la comunicación
Tabla 2.11. Parámetros de configuración para interfaz serial – Receptor de
telemetría
Función Valores disponibles Velocidad de transmisión 19200, 9600, 4800, 2400, 1200, 300, 110
Paridad Habilitado Deshabilitado
Sentido de paridad Par Impar
Formato de salida Terminal Computadora
Los parámetros de la interfaz RS-232C pueden ser modificados a través del panel
frontal del receptor, por defecto la longitud del dato está establecida en 8 bits,
45
9600 baudios, sin paridad, y un bit de parada. Se puede cambiar dichos
parámetros en el panel frontal con los datos que muestra la Tabla 2.11.
2.2.7.1.3. Comandos para comunicación remota
Los comandos son muy similares a los del resto de equipos de la fábrica
Scientific Atlanta.
Tabla 2.12. Comandos para el control remoto – Receptor de telemetría
Comando Función
P Puntero
R Lectura
W Escritura
S Puntero del bloque de estado
Crtl+D Habilitar eco (modo terminal)
Ctrl+E Deshabilitar eco (modo computador)
En el modo terminal, los caracteres de control son incluidos en la respuesta al
receptor, en el modo computador la información se envía comprimida suprimiendo
los saltos de línea y los retorno de carro.
Los punteros1 que se utilizan dentro de la configuración para recepción satelital
son los siguientes:
Tabla 2.13. Punteros para control remoto – Receptor de telemetría
Puntero (P) Descripción
00 Frecuencia Central
B7 Intensidad de Señal
D9 Portadora PM
17 Encerar canal
18 Audio
1Technical Manual, Operation and Maintenance with part list, Model 930B, Telemetry Receiver, Página 3-69
46
2.2.7.1.4. Formato de envío de comandos
Los datos se componen de una cadena de hasta 80 caracteres ASCII, la línea de
comando de entrada al receptor se puede terminar por un retorno de carro, salto
de línea o al haber recibido 80 caracteres. El envío de comandos con múltiples
parámetros se debe separar por un espacio o comas. Para hacer referencia a las
funciones disponibles del receptor se procede de igual forma que la consola de
control, es decir, llamar al puntero cuya función se requiere y escribir o leer sus
parámetros.
Por ejemplo:
Para encender el audio se envía al receptor la siguiente línea:
P18 W1 <enter> donde 1 corresponde al encendido del audio
Para apagar el audio envía al receptor la siguiente línea:
P18 W0 <enter>, donde 0 corresponde al apagado del audio
2.2.8. OSCILADOR LOCAL (CCU)
Es un equipo cuya función dentro de la recepción satelital es la de sintonizar las
señales de los satélites para trabajar a una frecuencia fija, en el rango
establecido de 8025 MHz a 8400MHz, posibilitando así que la estación capte
dichas señales. Conformado internamente por un microprocesador y compuesto
de dos partes principales: el controlador de la pantalla de cristal liquida (LCD) y la
unidad central de procesamiento (CPU).
El controlador de la pantalla se encarga de mostrar la información en la pantalla
LCD en respuesta de la información que recibe de los controladores de software.
La unidad central de procesamiento recibe los comandos locales o remotos y los
envía a los demás módulos, además recibe el estado de los mismos y los envía a
manera de reporte a la pantalla LCD y a la interfaz remota.
47
Además posee once estados de configuración que van del 0 al 10, los cuales
guardan información de configuración de los parámetros de cada satélite y del
Boresight. Los estados del 1 al 10 están guardados en memoria y tienen
asignados un puntero de estado; el estado 0 contiene la configuración que opera
constantemente, cambiar el contenido del estado 0 resulta en un cambio de la
configuración del CCU.
2.2.8.1. Acceso remoto
El equipo puede ser operado remotamente a través de dos interfaces, la
RS-232C y la IEEE-488. La interfaz seleccionada fue la RS-232C porque presenta
las ventajas de menor cableado, es económica y satisface las necesidades en
velocidad de transmisión requeridas.
2.2.8.1.1. Cable para la comunicación RS-232C
Figura 2.17. Cable de comunicación - Cable de comunicación CCU
2.2.8.1.2. Configuración para la comunicación
El equipo está configurado con los valores de defecto que son: 8 bits, 9600
baudios, sin paridad, y un bit de parada. Estos parámetros pueden ser cambiados
a través de los controles del panel frontal.
48
2.2.8.1.3. Comandos para comunicación remota
Los comandos1 que reconoce el equipo terminan con un retorno de carro, un salto
de línea o al haber recibido 80 caracteres. Los que se requieren para configurar
los equipos para la recepción de un pase satelital se muestran a continuación.
Tabla 2.14. Comandos para el control remoto – CCU
Comando Función
X [1-10] Carga el estado [1-10] en CCU
Crtl+D Habilitar eco (modo terminal)
Ctrl+E Deshabilitar eco (modo computador)
Los estados son bloques de memoria que contienen información sobre la
configuración del equipo de acuerdo a las frecuencias tanto de los satélites como
del Boresight.
X1 tiene asignada los parámetros de configuración de LANDSAT – 5
X2, SAC – C
X3, ERS
X4, SPOT 1, 2
X5, F2 = 8260 MHz del Boresight
X6, F1 = 8140 MHz del Boresight
X7, F3 = 8360 MHz del Boresight
2.2.8.1.4. Formato de envío de comandos
Para el envío de comandos se procede de la siguiente forma:
X1 <cr>, donde “cr” es un retorno de carro o salto de línea o enter
1 Technical Manual, Operation and Maintenance with part list, Model 924-5, Convert Control Unit, Página 3-48
49
2.3. EQUIPO PARA PRUEBAS
2.3.1. BORESIGHT
Boresight significa “una dirección o línea de calibración”. Para la estación
Cotopaxi el punto es Inga Corral (EL = 0,42º y AZ= 298,40º). Esta prueba se
realiza antes de cada recepción de un pase, apuntado al punto de Boresight y
permite determinar el estado de los equipos. El sistema instalado en Inga Corral
está compuesto por una antena, que trabaja en el rango de 1 GHz a 12 GHz y
toda la electrónica asociada. El sistema de Boresight permite la selección de tres
frecuencias F1 = 8140 MHz, F2 = 8260 MHz, F3 = 8360 MHz y un modo de
operación remota a través de los interruptores locales de la estación, así como
también del encendido del transmisor.
Figura 2.18. Controles de Operación del Boresight
Es posible el control remoto por medio de cable, radio o línea telefónica.
Actualmente se disponen de dos controles del sistema, los cuales pueden
funcionar uno a la vez.
El primero consiste en un control por radio, por el cual un operador en la estación
es capaz de seleccionar las frecuencias F1, F2, F3, el encendido y apagado del
50
transmisor a través del micrófono con teclado DTMF1. El envío DTMF consiste en
enviar dos tonos de distinta frecuencia designados por la columna y fila a la que
corresponde la pulsación. Por el lado de Inga Corral otra radio es la encargada de
receptar los tonos y por medio de circuitería adicional se controla el equipo de
Boresight a través de la interfaz de control remoto que posee en el conector J2,
en donde se define la frecuencia.
Tabla 2.15. Codificación de control de frecuencias
J2 C J2 D F1 0 0 F2 1 0 F3 0 1 No válida 1 1
El otro control consiste en la utilización del módem para comunicar la estación con
el Boresight. Posee las mismas funciones, ya que fue diseñado para suplir al
anterior. Este control es más amigable con el operador y posee una interfaz
gráfica elaborada en Visual Basic, disponible en uno de los computadores de la
red interna de la estación Cotopaxi.
2.3.2. DISEÑO DEL CONTROL DEL BORESIGHT
El sistema de Boresight fue rediseñado para que se adapte a las necesidades de
integración del control remoto de la estación Cotopaxi. Consta de dos partes, el
control remoto del Boresight desde la estación y el control de Inga Corral. La
comunicación entre estos puntos es a través de radios, las cuales trabajan punto
a punto.
Figura 2.19.Esquema de comunicación con el sistema Boresight
1 Tonos Duales de Multifrecuencia (Dual Tone Multifrequency)
51
El sistema de comunicación del Boresight anterior tenía inconvenientes, uno de
ellos era que el control en Inga Corral, en ciertas ocasiones, no respondía ante las
peticiones enviadas desde la estación, y el mayor problema para la integración
fue que las radios estaban diseñadas únicamente para ser una transmisora y otra
receptora de señales. Con esto no era posible incorporar una función que permita
conocer si había o no energía en Inga Corral, requerimiento para cerciorarse que
el transmisor no responde debido a fallas de energía.
2.3.2.1. Diseño del circuito Inga Corral
El circuito se compone de cuatro etapas: la codificación de los tonos, la
decodificación de los tonos, el detector del estado de energía y el control de las
señales del transmisor del Boresight. Todas las señales de las tres etapas están
conectadas al micro controlador Atmega48.
Codificación de los tonos
La codificación de los tonos se realiza a través del envío desde el micro
controlador de las señales necesarias hacia el LR4089, circuito integrado
encargado de generar los tonos y que puede ser controlado a través de un
teclado matricial mediante señales electrónicas, como en este caso.
Figura 2.20. Generación de tonos LR4089
52
Los pines de columnas y filas están internamente compuestos por resistencias de
pull up, y el envio de un tonos corresponde a un cero lógico en la fila y columna a
la cual pertenezca el tono a enviar como se muestra en la Figura 2.20.
Los tonos posteriormente son enviados a la radio de la estación a través de la
radio de Inga Corral. El circuito encargado de la codificación se muestra a
continuación.
Figura 2.21. Codificación de tonos
Los valores de R y X los provee la hoja de especificaciones del LR4089:
R=1kΩ y X (cristal)= 3.579545 MHz
Los pines correspondientes COL [1-3] y ROW [1-3] están conectados y
controlados por el puerto B del micro controlador.
El pin 16 es la salida del tono generado y está conectado a la radio, por medio de
un relé (señal RX Rad), a través de la configuración seguidor de voltaje, para
aislamiento con alta impedancia en la entrada y baja en la salida. El circuito
integrado para el seguidor es el LM324 y está alimentado con la fuente de control.
El relé envía el tono al pin de transmisión de la radio y cumple la función de que
trabaje cuando se alimente el circuito de control, debido a que si no está
alimentado el control y la señal de transmisión está conectada hacia el LM324 y
se re energiza el control, el LM324, entra en un estado de saturación y el tono no
se envía.
53
Decodificación de los tonos
La decodificación de tonos provenientes desde la radio la realiza el circuito
integrado MT8870. Este circuito integrado recibe la señal DTMF y la decodifica a
valores lógicos en sus salidas Q[1] a Q[4] para cada valor de frecuencia.
Tabla 2.16. Valores lógicos decodificados MT8870
Digito Q4 Q3 Q2 Q1 1 0 0 0 1 2 0 0 1 0 3 0 0 1 1 4 0 1 0 0 5 0 1 0 1 6 0 1 1 0 7 0 1 1 1 8 1 0 0 0 9 1 0 0 1 0 1 0 1 0 * 1 0 1 1 # 1 1 0 0
Las salidas Q[1] a Q[4] son enviadas a los pines PC0, PC1, PC2 y PC3 del micro
controlador y la señal de tono, TonoRad, viene desde la radio.
Figura 2.22. Decodificación de tonos
54
Los valores de R1, R2, R3, C1, C2 y X para decodificar tonos, vienen dados por la
hoja de especificaciones del MT8870. R1=R2=100kΩ, R3=200kΩ, C1=C2=100nF
y X=3.579545 MHz.
Control de señales del transmisor
Para controlar las frecuencias (F1, F2 y F3) y el encendido o apagado del
transmisor se diseñó un circuito que aísla las señales del transmisor con las del
circuito que lo controlan a través de relés. Se necesitó controlar dos señales para
la frecuencia y una para encendido o apagado del transmisor; adicionalmente se
requirió un reseteo del transmisor en caso de fallas, que consiste en desconectar
la alimentación del mismo en un intervalo corto de tiempo, y luego reconectar
nuevamente.
Los relés se manejan con transistores controlados desde el pin PC4 (reset), para
el encendido o apagado del transmisor PD5 (On/Off Trans) y para seleccionar las
frecuencias, PD6 y PD7 (“F0 Trans y F1 Trans”). El esquema del circuito se
muestra en las siguientes figuras.
55
Figura 2.23. Conexión relés
Figura 2.24. Control de relés
Los transistores son PN2222, los diodos son 1N4007, las resistencias
RT1=RT2=RT3=RT4 y RM1=RM2=RM3=RM4.
De las características del PN2222, se tiene
56
Vce (sat) 0,4 V
Corriente máxima de colector 600mA
Voltaje Colector Emisor máximo 30V
Corriente máximo pines E/S Atmega48 40mA
Para RT: Una corriente Ic (corriente de colector) de 15mA está en el rango
permisible del micro controlador.
RT="## "#$ %&
Ic
RT=5 0,4
15m 307
Se toma el valor comercial de RT[1-4] = 300Ω
Para RM: Ib = Ic / β, donde β (ganancia de corriente). Se asumirá 150,
Ib=15./
150 1000uA
RM="## "#$
IB
RM=5 0,7"
1000u 4300Ω
Se toma el valor comercial de RM [1-4]=4700Ω
Para encender el transmisor y generar la lógica para generar las diferentes
frecuencias, se tomó como referencia el voltaje de alimentación DC y la tierra del
mismo transmisor, así como las señales que manejan a las frecuencias. Estas
señales están conectadas al transmisor a través de un conector de cinco pines.
57
Figura 2.25. Señales del transmisor del Boresight
Detector del estado de energía
La función de este circuito es conocer el estado de energía. Un relé de AC, cuyas
salidas están conectadas a 5V, si está alimentado y 0V si no lo está, es el
encargado de determinar si existe o no energía. La señal de salida está manejada
por el pin PD3 del microcontrolador.
Figura 2.26. Circuito detector del estado de energía
El microcontrolador maneja las señales de las etapas anteriores en los pines
correspondientes, como se muestra en la siguiente figura:
58
Figura 2.27. Circuito de Control de Inga Corral
Las señales controladas por el micro controlador Atmega 48, de la figura anterior,
son las siguientes:
• Control de generador de tonos LR4069 en el puerto B.
• Decodificador de tonos en los pines PC0 a PC3.
• Reseteo en el PC4.
• Habilitación de la transmisión de la radio en el PD2.
• Señal del estado de energía en el PD3 .
• Encendido del trasmisor del Boresight en el PD5.
• Manejo de las tres frecuencias del Boresight en los pines PD6 y PD7.
El circuito contiene además, LEDs indicadores de la frecuencia decodificada y un
LED indicador del estado de la habilitación de transmisión de la radio.
Las señales que ingresan a la radio a través de un conector RJ-45 y los pines que
reciben dichas señales son:
59
Tabla 2.17. Funciones de los pines del puerto RJ-45 de la radio Motorola
Pin Radio Función 1 Habilitación del envió de tonos 3 Envío de tonos 4 Recepción de tonos 5 Tierra
Las señales del circuito de decodificación (TONO RAD), del circuito de
codificación (RX RAD), de habilitación (TX RAD) y tierra se conectan a través de
un conector de 8 pines al conector RJ-45 de la radio como se muestra en la
Figura 2.28.
Figura 2.28. Conexión al puerto RJ 45 de la radio
2.3.2.2. Diseño del circuito en la Estación Cotopaxi
El circuito se compone de cuatro etapas: la codificación de los tonos, la
decodificación de los tonos, el teclado de control remoto del Boresight y la interfaz
de comunicación RS232. Todas las señales de las tres etapas están conectadas
al micro controlador Atmega48.
60
Decodificación de tonos
La decodificación de tonos provenientes desde la radio la realiza el circuito
integrado MT8870. Este circuito integrado recibe la señal DTMF y la decodifica a
valores lógicos en sus salidas Q[1] a Q[4] para cada valor de frecuencia (ver
Tabla 2.16). Las salidas Q[1] a Q[4] son enviadas a los pines PC0, PC1, PC2 y
PC3 del micro controlador y la señal de tono, TonoRad, viene desde la radio.
Figura 2.29. Decodificación de tonos
Los valores para diseño son:
R1=R2=100kΩ, R3=200kΩ, C1=C2=100nF y X=3.579545 MHz (Hoja de
especificaciones)
Codificación de los tonos
La codificación de los tonos se realiza a través del envío desde el micro
controlador de las señales necesarias hacia el LR4089. Los tonos posteriormente
son enviados a la radio de Inga Corral a través de la radio de la estación. El
circuito encargado de la codificación se muestra a continuación.
61
Figura 2.30. Codificación de tonos
Los valores de R y X provee Hoja de especificaciones del LR4089.
R=1kΩ y X (cristal)= 3.579545 MHz
Los pines correspondientes COL [1-3] y ROW [1-3] están conectados y
controlados por el puerto B del micro controlador. El pin 16 es la salida del tono
generado y está conectado a la radio, por medio de un relé (señal RX Rad).
El circuito integrado para el seguidor es el LM324 y está alimentado con la fuente
de control. El relé envía el tono al pin de transmisión de la radio. Al igual que el
circuito de Inga Corral, se conecta las señales de habilitación de transmisión, TX
RAD, el tono, RX RAD y tierra hacia un conector RJ45 (Igual que el conector de
la Figura 2.28).
Interfaz de comunicación RS - 232
Este es el circuito encargado de enviar los datos del ADC y del sentido de giro
desde el micro controlador Atmega 48 a un computador a través de comunicación
serial. El circuito integrado encargado de realizar la interfaz es el MAX232.
62
Figura 2.31. Comunicación RS232
Teclado de control remoto del Boresight
Este circuito contiene 6 pulsadores, 3 que envían las frecuencias del Boresight, 1
de encendido del trasmisor, 1 de apagado del transmisor y 1 para reseteo. Estos
pulsadores están controlados por el micro controlador en los pines PD5 (tecla1),
PD6 (tecla2) y PD7 (tecla3).
Figura 2.32. Control por botones del boresight
63
Los pulsadores contienen circuitos anti rebotes cuyos valores de diseño para R y
C se presentan a continuación.
ζRC Considerando la constate de tiempo, ζ, igual a 1 us. y R=100Ω
C19%
100Ω
C= 10pF
El micro controlador maneja las señales de las etapas anteriores en los pines
correspondientes, como se muestra en la siguiente figura:
Figura 2.33. Circuito de Control en la Estación Cotopaxi
Las señales controladas por el micro controlador Atmega 48, de la figura anterior
son las siguientes:
• Control del pulsadores en los el puerto D, PD11 al PD13.
• Control de generador de tonos LR4069 en el puerto B.
• Decodificador de tonos, pines PC0 al PC3.
• Control de la señal para activación del envío de tonos, PD3.
• Pines correspondientes a la comunicación serial, PD2 y PD3.
64
2.4. SERVIDORES DE INGESTIÓN
Dentro de la red interna de la estación Cotopaxi existen computadores dedicados
a la ingestión de los datos satelitales. Actualmente existe un servidor para
ingestar la información del SAC-C y otro sistema encargado de la ingestión de
LANDSAT – 5, ERS-2, entre otros.
2.4.1. SERVIDOR DE INGESTION SAC-C
Este servidor UNIX propietario es un PC Compaq Prosignia 500 dedicado a la
ingestión de la información recibida del satélite SAC-C, a través del llamado a la
función encargada para dicha tarea, la cual se efectúa al momento del enganche
del satélite.
2.4.2. SERVIDOR DE INGESTION LS-5, SPOT, ERS.
Está conformado por dos computadores, el servidor y el control. El servidor
contiene toda la información necesaria, configuración, archivos y parámetros para
la ingestión de información; el control constituye la interfaz grafica (ventana móvil)
para la ingestión y otras funciones, y es el equipo encargado de manejar la
interfaz gráfica de grabación a medios físicos para almacenamiento. Estos
equipos trabajan bajo UNIX con software propietario IRIX.
Nota: Los dos equipos que se utilizan para la ingestión son controlados por medio
del protocolo de red TELNET con una conexión TCP/IP.
2.4.2.1. Acceso remoto
El acceso a los servidores, a través de una estación remota, que se encuentra
dentro de la misma red de los mismos, se realizó mediante el protocolo de telnet,
accediendo así al Shell o intérprete de comandos del sistema operativo.
65
2.4.2.1.1. TELNET1
El protocolo Telnet es un protocolo estándar de Internet que permite conectar
terminales y aplicaciones a través de la red. El protocolo proporciona reglas
básicas que permiten vincular a un cliente (sistema compuesto de una pantalla y
un teclado) con un intérprete de comandos (del lado del servidor).
El protocolo Telnet se aplica en una conexión TCP para enviar datos en formato
ASCII codificados en 8 bits, entre los cuales se encuentran secuencias de
verificación Telnet. Por lo tanto, brinda un sistema de comunicación orientado
bidireccional (semidúplex) codificado en 8 bits y fácil de implementar.
Este es un protocolo base, al que se le aplican otros protocolos del conjunto
TCP/IP (FTP, SMTP, POP3, etc.). Las especificaciones Telnet no mencionan la
autenticación porque Telnet se encuentra totalmente separado de las aplicaciones
que lo utilizan (el protocolo FTP define una secuencia de autenticación sobre
Telnet). Además, el protocolo Telnet no es un protocolo de transferencia de datos
seguro, ya que los datos que transmite circulan en la red como texto sin codificar
(de manera no cifrada). Cuando se utiliza el protocolo Telnet para conectar un
host remoto a un equipo que funciona como servidor, a este protocolo se le
asigna el puerto 23.
2.5. INTERFACES SERIALES
2.5.1. RS-232
A principios de los años sesenta se desarrollaron varias normas que pretendían
hacer compatible la interconexión entre DTEs2 y DCEs3. En 1962 se publicó la
norma RS-232 que llegó a ser la más popular. Esta norma ha sufrido algunas
revisiones, como la RS-232C en 1969, EIA-232-D en 1987 y la EIA/TIA-232E en
1991, entre sus principales.
1 http://es.kioskea.net/contents/internet/telnet.php3 2 Equipo Terminal de Datos (Data Terminal Equipment ) 3 Equipo de Comunicación de Datos (Data Communications Equipment )
66
2.5.1.1. Especificación mecánica
Determina los conectores tipo Cannon de 25 y 9 pines, definidos en la norma
ISO #2110; incorpora dos filas de pines numerados del 1 al 13 y del 14 al 25, con
una longitud aproximada de 47 mm, la especificación para el conector DB-9
incorpora dos filas de pines numerados del 1 al 5 y del 6 al 9.
2.5.1.2. Especificación eléctrica
Determina una velocidad de transmisión señal de datos de hasta 19200 bps a una
distancia máxima de 50 pies (15 metros). Para distancias cortas la especificación
máxima de velocidad puede ser superada. Define una impedancia de entrada de
entre 3000 y 7000 ohmios y una impedancia de salida mayor a 300 ohmios.
Los niveles de voltaje definidos en esta interfaz para los datos son de lógica
invertida:
-3V a -25V => 1L
+3V a +25V => 0L
Usualmente se definen los niveles máximos de ±15V para transmisión, en tanto
que los niveles de voltaje de ±25V se los establece para recepción.
2.5.1.3. Especificación funcional
Determina el significado de cada una de las señales de sus correspondientes
pines. Las señales se agrupan en señales de datos, control, sincronismo (reloj) y
tierra. Hay dos canales de datos full duplex: uno para los datos primarios y otro
para los datos secundarios. Estos canales incluyen señales de diagnóstico y de
protocolo de saludo (handshake). Para transmisiones asincrónicas no se requiere
de señal de reloj, ya que el sincronismo a nivel de carácter se lo realiza con los
bits de inicio y parada.
En transmisiones sincrónicas las señales de reloj se las puede encontrar en 3
circuitos o líneas:
67
TC utilizado por el DCE para temporizar los datos enviados por el DTE en el
pin 2 (TXD)
XTC usado por el DTE para temporizar sus datos enviados por el pin 2 (TxD).
RC usado por el DCE para temporizar los datos enviados al DTE en el pin 3
(RxD).
Las señales de datos se las dispone en las siguientes líneas:
TxD
RxD
STxD
SRxD
usado por el DTE para trasmitir datos hacia DCE.
usado por el DTE para recibir datos desde el DCE.
usado por el DTE para transmitir datos hacia el DCE por canal
secundario.
usado por el DTE para recibir datos desde el DCE por canal secundario.
Señales de control:
DTR
DSR
RST
CTS
DCD
R:
DRS
SQD
SRTS
SCTS
SDCD
usado por el DTE como indicación de equipo activado.
usado por el DCE como indicación de equipo activado, en respuesta al
DTR.
usado por el DTE como requerimiento de un envío de datos hacia el
DCE.
usado por el DCE para aceptar el envío de datos desde el DTE.
usado por el DCE para indicar a su correspondiente DTE la presencia de
portadora (tono) en el canal enviada por el DCE del extremo remoto,
alertando al DTE local que espere recibir datos en cualquier momento.
usado por el DCE para señalizar a su respectivo DTE la presencia de la
señal de timbre proveniente del extremo remoto, en líneas dial-up.
usado por el DTE o DCE para la selección de la velocidad de datos.
usado por el DCE para informar al DTE correspondiente que la calidad
de la señal recibida del extremo remoto se ha deteriorado.
similar a la señal de RTS para canal secundario.
similar a la señal de CTS para canal secundario.
similar a la señal de DCD para canal secundario
68
Señales de tierra son dispuestas en las siguientes líneas:
GND
SX
Tierra analógica o de carcasa.
Tierra digital o línea de referencia de voltaje, cuyo conductor establece el
retorno común de las diferentes señales (transmisión asimétrica o
desbalanceada).
Las señales más frecuentemente utilizadas son 9 y se encuentran en el conector
DB9, así: TxD, RxD, DTR, DSR, RTS, CTS, DCD, RI y SG.
2.6. INTERFACES PARALELOS
2.6.1. GPIB-IEEE 488
Es un interfaz generalmente utilizada para fines de instrumentación programable.
Especifica un conector de 24 pines. A diferencia de los otros interfaces que
permiten la conexión de un solo dispositivo al DTE, éste permite la conexión de
hasta 15 dispositivos incluyendo el DTE1.
Existen tres tipos de dispositivos en el bus IEEE 488: Controladores, “hablantes” y
“oyentes”. Estos dispositivos pueden estar o no activos en un determinado tiempo.
Las 16 líneas del interfaz están divididas en 3 grupos:
1. Ocho líneas bidireccionales que forman el bus de datos.
2. Tres líneas de control de transferencia de datos:
DAV
NFRD
NDAC
Data valid, es seteada en bajo por el “hablante” para indicar que
hay datos válidos en el bus de datos.
Not Ready For Data. Utilizada por él o los “oyentes” para indicar si
está listo para recibir datos.
Not Data Accepted. Utilizada por él o los “oyentes” para indicar que
1 MSc. Ma. Soledad Jiménez, Transmisión Digital, EPN,
69
los datos no han sido aceptados.
3. Cinco líneas de control para el manejo general del interfaz, esto es para el
control de los dispositivos:
ATN
IFC
SRQ
REN
EOI
Attention. Seteada por el controlador. Cuando está en bajo indica
que el bus de datos tiene una dirección del dispositivo o una
instrucción.
Interface Clear. Es seteada por el controlador, cuando se activa
coloca al sistema en un estado de inicialización.
Service Request. Activada por cualquier dispositivo en el bus,
cuando está en bajo indica que el dispositivo requiere servicio de
parte del controlador.
Remote Enable. Activada por el controlador, cuando está en bajo
indica al dispositivo que reciba comandos desde el bus. Si está en
alto le indica que recepte comandos desde el panel frontal.
End Of Identify. Es seteada por el “hablante”. Si está en bajo indica
que se ha transmitido el último byte de datos de todo un conjunto.
Se permite más de un controlador en el sistema, pero sólo uno podrá estar activo.
Los dispositivos pueden ser “hablantes” y/u “oyentes”, y son direccionados por el
controlador para activarse. Sólo un “hablante” podrá activarse a la vez, en tanto
que varios “oyentes” podrán estar activos simultáneamente. La transferencia de
información es controlada por el “hablante” y “oyente(s)” activos. La velocidad de
transferencia de la información se controla por un sistema de colector abierto.
El controlador inicializa el sistema con IFC, designando un aparato como
“hablante” y uno o más como “oyentes”. Al detectar una señal EOI, que indica fin
de transmisión, el controlador puede designar un nuevo “hablante” y “oyentes”.
70
Si un “oyente” no está listo, mantiene NRFD en un nivel bajo. Una vez que todos
los “oyentes” pasen a un estado alto en NRFD, el “hablante” puede poner datos y
con ello pasar DAV a estado activo o 0L.
Cuando un “oyente” ha aceptado los datos desactiva NDAC; si todos los “oyentes”
los han aceptado, NDAC se desactiva (1L) y el “hablante” pasará a DAV a un
estado alto, luego de lo cual los “oyentes” pasarán NDAC a estado activo y otra
transferencia puede comenzar.
71
CAPÍTULO 3
3. DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DEL CONTROL DEL
SISTEMA Y SU INTERFAZ GRÁFICA
En este capítulo se diseña la arquitectura de comunicaciones para la
implementación del control del sistema de grabación y recepción satelital,
software auxiliares utilizados, programas de control de los circuitos diseñados y el
software desarrollado para el control del sistema con su interfaz gráfica. Además,
al final del capítulo se presenta el presupuesto del proyecto implementado.
3.1. DEFINICIÓN DE LA ARQUITECTURA DE COMUNICACIÓN
El análisis previo de los puertos disponibles en cada uno de los equipos, que en
su mayoría son interfaces RS-232, y de los equipos asociados a la recepción
satelital, se resumen en la siguiente tabla.
Tabla 3.1. Equipos para control remoto en la recepción satelital
Equipo Puerto Consola 3842 RS -232 Detector del sentido de giro RS -232 Generador de Tiempo RS -232 Receptores de telemetría RS -232 x 2 Analizador de Espectros GPIB Demodulador RS -232 Oscilador Local (CCU) RS -232 Sincronizador de bits RS -232 Boresight RS -232 Ingestión SAC-C Red Servidor de ingestión LS-5, SPOT, ERS Red Video Cámara de la Antena Red
Se determinó que una tarjeta PCI de 8 puertos seriales sería las más adecuada
para integrar los equipos. En conclusión, el hardware adicional para integrar todo
el sistema de control se resume a continuación:
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DEL CONTROL DEL
SISTEMA Y SU INTERFAZ GRÁFICA
72
Tabla 3.2. Hardware adicional de comunicación
Equipo Cantidad Tarjeta PCI de 8 puertos RS-232 1 Conversor RS232 – USB 2 Conversor GPIB - USB 1
La Figura 3.1. muestra el hardware que se conecta al computador encargado de
recibir y enviar la información requerida para los pases satelitales. Además, este
computador se integró tanto a la red interna de la estación como a la red de
CLIRSEN, de modo que sea posible la comunicación con los equipos de ingestión
y video cámara, y adicionalmente, tenga acceso a internet.
Figura 3.1.Arquitectura de comunicaciones
73
3.2. DESCRIPCIÓN DEL SOFTWARE AUXILIAR UTILIZADO
Se utilizan dos paquetes de software adicionales aparte del software de
integración, éstos son SATBUSTER y LogMeIn.
3.2.1. SATBUSTER
SATBUSTER es un software diseñado especialmente para los observadores y
rastreadores satelitales. Sus usuarios pueden apreciar con exactitud la
trayectoria de un satélite utilizando una interfaz gráfica.
Figura 3.2. Satbuster
En este caso particular el software se utiliza para la generación de la trayectoria
de los satélites que van a ser receptados, para que luego éstos datos puedan ser
utilizados por el programa principal en el modo automático. Para generar los datos
(ángulos de elevación y de azimut) se debe utilizar los archivos TLE.
74
3.2.1.1. Configuración del SATBUSTER
Para que la generación de ángulos sea correctamente realizada se debe
configurar el programa con los parámetros que dan la ubicación exacta de la
estación. Para esto se selecciona Options>Location
Figura 3.3. Opciones Satbuster
En la siguiente ventana se procede a seleccionar “New”.
Figura 3.4. Creación de nueva estación, Satbuster
En esta ventana se ingresa los datos de la ubicación de la estación terrena.
Tabla 3.3. Ubicación Estación Cotopaxi
Latitud 0,6190º S Longitud 78,5800º O Altitud 3561 m.
75
Figura 3.5. Configuración para estación, Satbuster
Se selecciona la localidad creada y se introduce la altura a la que se encuentra la
estación, luego se da clic en OK.
Figura 3.6. Selección de estación, Satbuster
Ya configurada la ubicación de la estación terrena se procede a seleccionar el tipo
de algoritmo para la generación de ángulos. Para esto se escoge
Options>General, y en la ventana emergente se selecciona “Satellites” y se
configura como muestra la Figura 3.7.
76
Figura 3.7. Corrección de perturbaciones, Satbuster.
SGP4 + SDP4 son modelos matemáticos simplificados para la corrección de
perturbaciones, utilizados para calcular los vectores orbitales del estado de los
satélites y los desechos espaciales en relación con la Tierra.
3.2.1.2. Generación de ángulos
Se procede a cargar el archivos .TLE correspondiente al satélite del cual se desea
generar lo ángulos. Para esto se escoge el ícono “Satellite Database”
Figura 3.8.Selección de satélite, Satbuster
Aparecerá una ventana donde se carga el archivo .TLE del satélite deseado en la
base de datos del Satbuster.
77
Figura 3.9. Cargar archivos .TLE, Satbuster
Se selecciona el archivo .TLE correspondiente al satélite del que se desea
generar los ángulos.
Figura 3.10. Selección de archivo TLE, Satbuster
Ya cargado el archivo .TLE se genera los ángulos y luego se presiona “Compute
ephemeris”.
78
Figura 3.11. Generar ángulos, Satbuster
En la ventana emergente que aparece se procede a ingresar la fecha y hora UTC
desde donde va a empezar a generarse los ángulos, el intervalo de tiempo, y
cada cuanto tiempo se generan. Por último, se escoge el tipo de datos que se
quiere generar, en este caso es “Relative Look Angles, Range, Positions”
Figura 3.12. Configuración para generación de ángulos
Se obtienen los ángulos generados como se muestran en la Figura 3.13.
Figura 3.13. Ángulos generados
79
3.2.2. LOGMEIN
LogMeIn es un software que permite acceder a todos los computadores y
servidores de forma remota en todo momento. Se puede controlar remotamente
cualquier computador como si se estuviera sentado en frente de él incluso a
través de cortafuegos.
LogMeIn se instala únicamente en el host; es decir, en el computador al que se
desee acceder de forma remota. Para instalar el software es necesario tener una
cuenta en www.LogMeIn.com. Una vez instalado, se añade el computador de la
estación a la cuenta creada; lo que permite que dicho computador sea controlado
de manera remota.
Para acceder al ordenador se procede de la siguiente forma:
1. Ir a la página www.logmein.com
2. Iniciar una sesión
3. Se desplegará lo siguiente y deberá hacer clic en el ordenador HMI
(computador de control del sistema automático en la estación)
4. Una vez iniciada la comunicación, se pedirá los datos para inicio de sesión
de Windows en el computador HMI. Al ingresarlos correctamente se da
inicio al control remoto.
80
Para el control remoto no es necesario tener instalado el software en el
computador, el único requerimiento es tener una conexión de Internet y conocer
las claves de acceso de inicio de una sesión en la página web de LogMeIn y el
usuario y contraseña del computador del sistema de control automático en la
estación.
3.3. PROGRAMAS DE CONTROL DE LOS CIRCUITOS
ADICIONALES
Los programas de control del circuito de detección del sentido de giro, circuito de
Control del Boresight – Inga Corral y el circuito de Control del Boresight –
Estación, se implementaron con el micro controlador ATMEGA48 y se
desarrollaron en “BASCOM-AVR”. A continuación se describe el funcionamiento
de los tres programas para los diferentes circuitos.
3.3.1. DETECCIÓN DEL SENTIDO DE GIRO
La función del programa de control es conocer del ángulo de azimut comprendido
entre 0º y 500º positivo o negativo.
Figura 3.14. Lógica de programación del micro controlador
81
Detallando el lenguaje estructurado.
Configuración del microcontrolador
Configurar cristal interno de 8 MHz Configurar parámetros de comunicación RS – 232 a 9600 baudios, 1 bit de parada, longitud de datos de 8 bits y sin paridad Configurar protección para volver a reiniciar el programa cuando éste "se pierde" o realiza una acción no prevista (Watchdog a 8s) Configurar ADC con voltaje de referencia externa y 10 bits Configurar puertos de entrada y salida Establecer las variables internas auxiliares
Fin tarea
Enviar valor de azimut Si valor de azimut es igual a la letra “A” entonces Leer el valor del ADC del canal 0 Leer la entrada que define el signo positivo o negativo Enviar por RS – 232 el valor ADC y el signo
Fin tarea
3.3.2. CONTROL DEL BORESIGHT – INGA CORRAL
La función del programa de control de acuerdo a los tonos recibidos por radio son:
encender o apagar el transmisor, seleccionar las frecuencias del transmisor,
conocer el estado de energía y realizar un reseteo a la alimentación.
Figura 3.15. Lógica de programación – Circuito del Boresight en Inga Corral
82
Detallando el lenguaje estructurado.
Configuración del microcontrolador Configurar cristal interno de 8 MHz Configurar protección para volver a reiniciar el programa cuando éste "se pierde" o realiza una acción no prevista (Watchdog a 8s) Configurar puertos de entrada y salida Establecer las variables internas auxiliares
Fin tarea Adquirir dato del relé AC y decodificador de tonos
Si el estado lógico del pin del relé AC es 1 Guardar en una variable interna, frec, el valor $BD (hexadecimal), que corresponde al tono 8
Caso contrario Guardar en una variable interna, frec, el valor $BE (hexadecimal), que corresponde al tono 7
Guardar en una variable interna, aux, el valor del puerto correspondiente a la salida del decodificador de tonos
Fin tarea
Enviar estado del relé AC al generador de tonos Si el estado del relé AC ha cambiado
Enviar el estado de energía por radio correspondiente al tono que maneja la variable interna frec
Fin tarea Iniciar tarea conforme al valor decodificado
Si aux es “1” Seleccionar la frecuencia F1 = 8140 MHZ a través del estado lógico 00 en los conectores que manejan las frecuencias del transmisor
Si aux es “2” Seleccionar la frecuencia F2 = 8260 MHZ a través del estado lógico 10 en los conectores que manejan las frecuencias del transmisor
Si aux es “3” Seleccionar la frecuencia F3 = 8360 MHZ través del estado lógico 01 en los conectores manejan las frecuencias del transmisor
Si aux es “6” Enviar el estado de energía por radio correspondiente al tono que maneja la variable interna frec
Si aux es “4” Activar reseteo la alimentación del transmisor
Si aux es “A (hexadecimal)” Desactivar reseteo la alimentación del transmisor
Si aux es “B (hexadecimal)” Encender el transmisor
Si aux es “C (hexadecimal)” Apagar el trasmisor
Fin tarea
83
3.3.3. CONTROL DEL BORESIGHT – ESTACIÓN
La función del programa de control de acuerdo a las peticiones del usuario son:
enviar los tonos para encender o apagar el transmisor, seleccionar las frecuencias
del transmisor, conocer el estado de energía y realizar un reseteo a la
alimentación en Inga Corral.
Figura 3.16. Lógica de programación – Circuito del Boresight en la Estación
84
Detallando el lenguaje estructurado.
Configuración del microcontrolador
Configurar cristal interno de 8 MHz Configurar parámetros de comunicación RS – 232 a 9600 baudios, 1 bit de parada, longitud de datos de 8 bits y sin paridad Configurar protección para volver a reiniciar el programa cuando éste "se pierde" o realiza una acción no prevista (Watchdog a 8s) Configurar puertos de entrada y salida Establecer las variables internas auxiliares
Fin tarea Iniciar tarea conforme a la petición recibida
Si el dato recibido es “0” Activación del reseteo en Inga Corral mediante el envío del tono “0” por radio Espera 2000 ms Desactivación del reseteo en Inga Corral mediante el envío del tono “4” por radio
Si el dato recibido es “1” Seleccionar la frecuencia F1 = 8140 MHZ del transmisor en Inga Corral mediante el envío del tono “1” por radio
Si el dato recibido es “2” Seleccionar la frecuencia F2 = 8260 MHZ del transmisor en Inga Corral mediante el envío del tono “2” por radio
Si el dato recibido es “3” Seleccionar la frecuencia F3 = 8360 MHZ del transmisor en Inga Corral mediante el envío del tono “3” por radio
Si el dato recibido es “*” Encender el transmisor en Inga Corral mediante el envío del tono “*” por radio
Si el dato recibido es “5” Apagar el transmisor en Inga Corral mediante el envío del tono “#” por radio
Si el dato recibido es “6” Enviar petición de estado de Energía en Inga Corral mediante el envío del tono “6” por radio
Fin Tarea Iniciar tarea conforme al valor decodificado
Leer el puerto que maneja el decodificador de tonos Si ha existido un cambio del valor decodificado
Si el valor decodificado es “8” (valor hexadecimal es BD) Enviar por RS-232 “energía”
Si el valor decodificado es “7” (valor hexadecimal es BE) Enviar por RS-232 “noenergía”
Fin tarea Iniciar tarea conforme a la tecla presionada
Si la tecla presionada corresponde al valor hexadecimal A0 Activación del reseteo en Inga Corral mediante el envío del tono “0” por radio Espera 2000 ms
85
Desactivación del reseteo en Inga Corral mediante el envío del tono “4” por radio Si la tecla presionada corresponde al valor hexadecimal 20
Seleccionar la frecuencia F1 = 8140 MHZ del transmisor en Inga Corral mediante el envío del tono “1” por radio
Si la tecla presionada corresponde al valor hexadecimal 40 Seleccionar la frecuencia F2 = 8260 MHZ del transmisor en Inga Corral mediante el envío del tono “2” por radio
Si la tecla presionada corresponde al valor hexadecimal 60 Seleccionar la frecuencia F3 = 8360 MHZ del transmisor en Inga Corral mediante el envío del tono “3” por radio
Si la tecla presionada corresponde al valor hexadecimal 80 Encender el transmisor en Inga Corral mediante el envío del tono “*”
por radio Si la tecla presionada corresponde al valor hexadecimal C0
Apagar el transmisor en Inga Corral mediante el envío del tono “#” por radio
Fin tarea
3.4. DESARROLLO DE INTERFAZ HOMBRE MÁQUINA (HMI)
La interfaz gráfica es un software cuyas funciones son:
• Ingreso al HMI solo de usuarios registrados.
• Configuración del HMI en modo manual o automático.
• Ingreso de programación de recepción satelital para ejecución en modo
automático.
• Visualización de trayectorias generadas para pases satelitales en modo
automático.
• Control del transmisor del Boresight (encendido y apagado del transmisor,
cambios de frecuencia, reseteo de la alimentación de la radio en Inga
Corral y estado de alimentación).
• Control por medio de telnet a los servidores de ingestión.
• Configuración de los puertos seriales y direcciones IP de los equipos.
• Informar por medio de la bitácora el estado del proceso, o fallas en el
sistema.
• Control de la consola de auto seguimiento 3842 y visualización de variables
de control, de posición de la antena y de límites cuando se ha alcanzado
una posición tope de la antena en azimut o elevación.
86
• Visualización del ángulo relativo desplazado por la antena en azimut.
• Visualización de tiempo UTC.
• Visualización de analizador de espectros y configuración de parámetros.
• Visualización y control de variables del demodulador, sincronizador de bits
(BSSC), receptores de telemetría, y oscilador local (CCU).
• Visualización de sincronizador de bits del SACC.
• Visualización de señal de de la vídeo cámara de la antena.
• Generación de archivos históricos, de pruebas de chequeo del estado de
conexiones de los equipos y de efemérides de cada pase satelital
receptado.
Ya que CLIRSEN auspició el proyecto y debido a que se requería un software
capaz de integrar interfaces de comunicación y la posibilidad de interactuar con
otros lenguajes y aplicaciones se decidió utilizar “Labview” para el desarrollo del
software del sistema de control de recepción y grabación satelital.
3.4.1. ACCESO A LA INTERFAZ GRÁFICA
Cuando se ejecuta el programa aparece la siguiente ventana, en la cual se debe
ingresar un usuario y contraseña válidos.
Figura 3.17. Ventana de acceso al HMI
El programa ejecutado por primera vez tiene registrado a:
Usuario: admin
87
Contraseña: 12345
Es posible añadir y/o cambiar o eliminar a usuarios, a través del Menú, como se
indica en la siguiente figura.
Figura 3.18. Menú de la ventana de acceso al HMI
Para ingresar un nuevo usuario se debe conocer la contraseña universal
(controlestacion) caso contrario no será posible añadir nuevos usuarios. Si la
contraseña universal se ingresa correctamente en la ventana emergente que
aparece, Figura 3.19, se mostrará la ventana de ingreso de nuevos usuarios,
Figura 3.20.
Figura 3.19. Ingreso de la contraseña universal
En la ventana “Nuevo usuario” de la Figura 3.20, se ingresa el nombre de usuario
y la contraseña.
88
Figura 3.20. Ingreso de nuevo usuario
Para modificar a un usuario existente se accede al “Menú” y se ingresa a
“Cambiar Usuario/Contraseña”. La ventana emergente que aparece se muestra
en la Figura 3.21. Aquí primero se debe ingresar un usuario válido para
modificarlo.
Figura 3.21. Administrador de usuarios
Si el usuario es válido, se harán visibles los usuarios existentes y se habilitará los
campos para modificar o eliminar a dicho usuario como se muestra en la Figura
3.22.
89
Figura 3.22. Modificación de usuarios
Para ingresar a la interfaz principal, Figura 3.23, deberá ingresar un usuario
válido, y aparecerá la interfaz que se muestra a continuación.
Figura 3.23. Interfaz gráfica
90
3.5. LÓGICA DE PROGRAMACIÓN DEL SOFTWARE Y
DESCRIPCIÓN DE PANTALLAS
El programa está constituido por una serie de estructuras “WHILE LOOP”, cada
una de éstas contiene subrutinas que permiten el control, ya sea manual o
automático de los equipos. Para esto se realizó una secuencia de barrido que
hace que el software ejecute un lazo a la vez, de esta forma, se optimiza el
procesamiento del ordenador.
La estructura del programa está dividida de la siguiente manera:
• Subrutinas de ejecución permanente.
• Subrutinas de ejecución en modo manual.
• Subrutinas de ejecución en modo automático.
Por lo tanto el programa, desde una perspectiva general, funciona de la siguiente
manera:
Figura 3.24. Secuencia general del algoritmo de control
91
Inicializar variables Colocar las variables auxiliares del programa en los valores iníciales para el inicio de la ejecución del programa
Fin Tarea Subrutinas permanentes
Ejecutar subrutina Reloj GPS Ejecutar subrutina Analizador de espectros Ejecutar subrutina Control de botones principales
Fin Tarea Subrutinas modo manual
Ejecutar subrutina Receptor de telemetría Ejecutar subrutina CCU Ejecutar subrutina Demodulador Ejecutar subrutina BS SAC-C Ejecutar subrutina Sentido de Giro Ejecutar subrutina Consola de control
Fin Tarea Ejecución de subrutinas automático
Ejecutar subrutina del proceso anterior a la de recepción satelital Si el pase satelital es válido
Ejecutar subrutina del proceso durante de recepción satelital Ejecutar subrutina de la interfaz de visualización en modo automático de recepción satelital
Caso contrario Si existe otro pase Esperar al siguiente pase
Fin Tarea
3.5.1. SUBRUTINAS DE EJECUCIÓN PERMANENTE
3.5.1.1. Subrutina “Reloj”
Esta subrutina permite conocer la hora UTC del generador de tiempo.
Figura 3.25. Diagrama Subrutina Reloj
92
Detallando el lenguaje estructurado
Adquirir de datos
Leer la hora UTC del generador de tiempo mediante el envío del comando “F8” (proporciona la hora cada un segundo) por el puerto serial Establecer la correspondencia a la interfaz de visualización
Fin Tarea
La interfaz gráfica generada a partir de la subrutina Reloj se muestra en la
siguiente Figura 3.26 con el indicador del modo seleccionado según el selector de
la Figura 3.27.
Figura 3.26. Indicador de tiempo Real
Figura 3.27. Selector de modo
3.5.1.2. Subrutina “Analizador de espectros”
Esta subrutina permite el monitoreo del espectro de frecuencia, adquirir y
monitorear datos de la frecuencia central, span y nivel de referencia.
93
Figura 3.28. Diagrama Subrutina Analizador de espectros
Detallando el lenguaje estructurado.
Inicializar comunicación
Configurar el puerto GPIB con dirección 1 Iniciar la comunicación GPIB enviando “INI” Establecer los valores por defecto de 375 MHz en frecuencia central, 400 MHz en span y 0 dBm en nivel de referencia Establecer correspondencia con la interfaz de visualización
Fin tarea
Determinar el estado de comunicación Si comunicación no es correcta Mostrar en la interfaz que existe un fallo en la comunicación Si comunicación ha sido restablecida
Mostrar en la interfaz que la comunicación ha sido restablecida Fin tarea
Adquirir datos Lectura de datos del espectro de frecuencia
94
Lectura de estado de la frecuencia central, span y nivel de referencia por el puerto GPIB Establecer la correspondencia a la interfaz de visualización
Fin tarea Iniciar tarea del comando solicitado
Si petición corresponde a cambio de “Frecuencia Central” entonces establecer el nuevo valor Si petición corresponde a cambio de “Span” entonces establecer el nuevo valor Si petición corresponde a cambio de “Nivel de referencia” entonces establecer el nuevo valor
Fin tarea
La interfaz gráfica generada a partir de la subrutina, se muestra en la Figura 3.29.
Figura 3.29. Analizador de espectros
El botón encerrado en rojo hace visible la interfaz del analizador de espectros
cuando ha sido activado. Si el botón no ha sido activado, se muestra la imagen de
la antena en tiempo real de la Figura 3.30.
95
Figura 3.30. Botón desactivado – Cámara
3.5.1.3. Subrutina “Control de botones principales”
Esta subrutina ejecuta las tareas según la petición del usuario. Estas tareas son:
cambio de modo de operación, ingreso de pases satelitales, configuración de las
interfaces de comunicación de los equipos e ingreso a los Shells de los
computadores de ingestión.
Figura 3.31. Diagrama Subrutina Control de botones
Detallando el lenguaje estructurado.
96
Iniciar tarea correspondiente a la petición Si petición corresponde selección de “Modo” Si Modo Manual
Activar la comunicación con los equipos de la recepción satelital Si Modo Manual seleccionado durante la recepción de un
pase Guardar históricos del pase Cerrar la conexión telnet del computador de
ingestión Caso contrario
Detener la comunicación con los equipos de la recepción satelital
Ejecutar subrutinas para el proceso de recepción anterior a la recepción satelital.
Si petición corresponde a “Ingresar Pase” Si existiesen pases previos programados Cargar pases a la programación Ingresar los pases a receptarse en hora UTC por el usuario Si usuario requiere guardar Generar un archivo de texto con los pases programados Si petición corresponde a “Configuración” Cargar puertos e IP por defecto asignados a los equipos Si usuario requiere reconfigurar
Asignar el nuevo valor del puerto o IP al equipo correspondiente
Si petición corresponde a “PC SAC-C” Abrir la interfaz del Shell en pantalla a través de telnet Si petición corresponde a “PC Ingestión SA” Abrir la interfaz del Shell en pantalla a través de telnet Si petición corresponde a Cámara
Visualizar cámara en la interfaz gráfica Caso contrario
Visualizar interfaz de Analizador de espectros Fin tarea
La interfaz gráfica desarrollada a partir de la lógica y la descripción de los
botones se presenta a continuación:
Figura 3.32. Botones Principales
97
1. Botón “Modo de operación”
Permite seleccionar el modo de operación del programa. En modo manual se
activa el botón “ON” que activa la comunicación entre el equipo y la PC. Si
previamente el programa estuvo en modo automático y se cambia al modo
manual, el estado de los equipos queda intacto para que se puedan manipular
rápidamente si fuera necesario. En modo automático se desactivan los botones
“ON”, además son bloqueados para que el operador en modo automático no
pueda manipular los equipos ya que esto generaría conflictos en el programa.
Finalmente activa las subrutinas que se ejecutan en este modo.
2. Botón Ingresar Pase
Este botón permite al usuario desplegar una interfaz gráfica, Figura 3.33, donde
se ingresa la programación de los pases satelitales de manera no cronológica ya
que el programa automáticamente lo ordenará, además permite modificar la
programación ya guardada anteriormente.
Figura 3.33. Interfaz Programación de Pases
98
3. Botón Configuración
Por medio de una ventana emergente, permite la configuración los puertos
seriales y direcciones GPIB de los equipos y las direcciones IP de los servidores
y de la cámara.
Figura 3.34. Interfaz configuración de comunicaciones de los equipos
4. Botón PC SACC
Permite al usuario desplegar una interfaz gráfica conectada por medio del
protocolo Telnet con el servidor de ingestión del satélite SAC-C, en donde se
puede visualizar el Shell y realizar acciones de control y supervisión.
99
Figura 3.35. Interfaz Shell PC SACC
5. Botón PC INDY
Permite al usuario desplegar una interfaz gráfica conectada por medio del
protocolo Telnet con el servidor de ingestión de los satélites ERS-2, Landsat-5,
Spot 1-2, en donde se puede visualizar el Shell y realizar acciones de control y
supervisión.
Figura 3.36. Interfaz Shell PC Ingestion SA
100
3.5.2. SUBRUTINAS DE EJECUCIÓN EN MODO MANUAL
Estas subrutinas se activan cuando el modo manual y el botón de “POWER ON”
están activados, permitiendo el control y/o monitoreo de los equipos,
independientemente. En caso de falla en la comunicación con el equipo, ésta será
escrita en la bitácora de igual manera si la comunicación se restablece. A
continuación se detalla la lógica de programación para cada equipo. Los
receptores de telemetría, CCU, demodulador y consola de control trabajan bajo la
lógica como se indica en la Figura 3.37.
Figura 3.37. Lógica de programación general de equipos
101
3.5.2.1. Subrutina “Receptor de telemetría”
El receptor de telemetría utiliza la lógica de la Figura 3.37. Esta subrutina permite
el monitoreo de la frecuencia y la intensidad de la señal, además permite el
control sobre el encendido del audio del equipo y la función de “Zero On Noise”,
útil para colocar como señal de referencia al ruido ambiental, también cuenta con
indicadores de enganche de la señal.
Se presenta a continuación el lenguaje estructurado.
Inicializar comunicación Configurar la interfaz RS-232 Comprimir la información enviada por el receptor de telemetría
Fin tarea Determinar el estado de comunicación
Si comunicación no es correcta Mostrar en la interfaz que existe un fallo en la comunicación
Si comunicación ha sido restablecida Mostrar en la interfaz que la comunicación ha sido restablecida
Fin tarea Adquirir datos
Lectura de estado de la frecuencia central, intensidad de señal, portadora PM y audio por R2-232 Establecer la correspondencia a la interfaz de visualización
Fin tarea Iniciar tarea del comando solicitado
Si petición corresponde a activar “Audio” entonces Encender audio Si petición corresponde a desactivar “Audio” entonces Apagar audio Si petición corresponde a “Zero On Noise” entones Encerar el ruido del canal
Fin tarea Encerar indicadores
Establecer con valores nulos a los indicadores correspondientes a la interfaz de visualización
Fin tarea
La interfaz gráfica desarrollada a partir de la lógica se presenta a continuación:
102
Figura 3.38. Interfaz Receptores de telemetría
3.5.2.2. Subrutina “CCU”
El CCU utiliza la lógica de la Figura 3.37. Esta subrutina permite sintonizar las
señales de los satélites y monitorear sus respectivos enganches así como
también las frecuencias generadas por el transmisor del Boresight.
Se presenta a continuación el lenguaje estructurado.
Inicializar comunicación
Configurar la interfaz RS-232 Comprimir la información enviada por el CCU
Fin tarea Determinar el estado de comunicación
Si comunicación no es correcta Mostrar en la interfaz que existe un fallo en la comunicación Si comunicación ha sido restablecida
Mostrar en la interfaz que la comunicación ha sido restablecida Fin tarea Adquirir datos
Lectura de estado de las frecuencias del convertidor, intensidad de la señal, alarmas del convertidor, (converter LO) y alarmas del sintetizador (SYNTH) por RS-232 Establecer la correspondencia a la interfaz de visualización
Fin tarea Iniciar tarea del comando solicitado
Si petición corresponde a “F1” entonces activar la frecuencia de 8140 MHz Si petición corresponde a “F2” entonces activar la frecuencia de 8260 MHz Si petición corresponde a “F3” entonces activar la frecuencia de 8360 MHz
103
Si petición corresponde a “LS” entonces activar la frecuencia de 8275.5 MHz Si petición corresponde a “SAC” entonces activar la frecuencia de 8386 MHz Si petición corresponde a “ERS” entonces activar la frecuencia de 8140 MHz Si petición corresponde a “SPZ” entonces activar la frecuencia de 8253 MHz
Fin tarea Encerar indicadores
Establecer con valores nulos a los indicadores correspondientes a la interfaz de visualización
Fin tarea
La interfaz gráfica desarrollada a partir de la lógica se presenta a continuación:
Figura 3.39. Interfaz de CCU
3.5.2.3. Subrutina “Demodulador”
El demodulador utiliza la lógica de la Figura 3.37. Esta subrutina permite
monitorear y seleccionar el tipo de modulación (QPSK, UPSK), la fase de reloj (0o
o 180o) y el satélite que se desea ingestar (bit rate).
Se presenta a continuación el lenguaje estructurado.
Inicializar comunicación
Configurar la interfaz RS-232 Comprimir la información enviada por el demodulador
Fin tarea
104
Determinar el estado de comunicación
Si comunicación no es correcta Mostrar en la interfaz que existe un fallo en la comunicación Si comunicación ha sido restablecida
Mostrar en la interfaz que la comunicación ha sido restablecida Fin tarea Adquirir datos
Lectura de estado del tipo de demodulación, estado de lock (enganche), estado del sincronizador de bits y fase del reloj por RS-232 Establecer la correspondencia a la interfaz de visualización
Fin tarea Iniciar tarea del comando solicitado
Si petición corresponde a cambio de fase del reloj Si petición es 0º entonces activar la fase de 0º
Si petición es 180º entonces activar la fase de 180º Si petición corresponde a cambio del tipo de demodulación Si petición es “QPSK” entonces activar la demodulación QPSK
Si petición es “UQPSK” entonces activar la demodulación UQPSK Si petición corresponde a cambio del canal
Si petición es “ERS” entonces activar el canal 1 del sincronizador de bits
Si petición es “SPOT” entonces activar canal 2 del sincronizador de bits
Si petición es “LANDSAT” entonces activar la canal 3 del sincronizador de bits
Fin tarea Encerar indicadores
Establecer con valores nulos a los indicadores correspondientes a la interfaz de visualización
Fin tarea
La interfaz gráfica desarrollada a partir de la lógica se presenta a continuación:
105
Figura 3.40. Interfaz de Demodulador y Sincronizador de bits
3.5.2.4. Subrutina “Boresight”
El circuito del Boresight utiliza la lógica de la Figura 3.37. Esta subrutina permite
el control del sistema del Boresight: encendido o apagado del transmisor,
selección de las tres frecuencias del trasmisor, reseteo de la alimentación del
trasmisor y petición y monitoreo del estado de energía.
Se presenta a continuación el lenguaje estructurado.
Inicializar comunicación Configurar la interfaz RS-232
Fin tarea Determinar el estado de comunicación
Si comunicación no es correcta Mostrar en la interfaz que existe un fallo en la comunicación Si comunicación ha sido restablecida
Mostrar en la interfaz que la comunicación ha sido restablecida Fin tarea Adquirir datos
Si la interfaz ha sido iniciada entonces lectura de estado de energía en Inga corral
106
Establecer la correspondencia a la interfaz de visualización Fin tarea Iniciar tarea del comando solicitado
Si petición “ON” del transmisor entonces enviar por radio el tono asignado al encendido del trasmisor en Inga Corral
Si transcurrido cinco minutos enviar tono asignado para apagar el transmisor
Si petición “OFF” del transmisor entonces por radio el tono asignado al encendido del trasmisor en Inga Corral Si el transmisor esta encendido
Si petición “F1” enviar por radio el tono asignado a la F1 para activarla
Si petición “F2” enviar por radio el tono asignado a la F2 para activarla
Si petición “F3” enviar por radio el tono asignado a la F3 para activarla Si petición “Reset” enviar frecuencia asignadas al reseteo de la alimentación Establecer la correspondencia a la interfaz de visualización
Fin tarea Encerar indicadores
Establecer con valores nulos a los indicadores correspondientes a la interfaz de visualización Fin tarea
La interfaz gráfica desarrollada a partir de la lógica se presenta a continuación:
Figura 3.41. Interfaz Control de Boresight
La interfaz de la figura anterior permite el control del Boresight por medio de la
comunicación de dos radios (uno en la estación y otro en el Boresight), el HMI
permite el encendido y apagado del transmisor con su respectivo indicador,
107
permite supervisar el estado de energía del Boresight, ya que son muy frecuentes
los cortes de energía en la zona, cambiar las frecuencias con el transmisor
encendido y realizar un reseteo del Boresight (corte de energía forzado) en caso
de que sea necesario.
Los botones de manejo del Boresight están activos si el botón ON está encendido.
Sus funciones se presentan a continuación:
a) Los botones ON y OFF encienden el transmisor, el indicador verde muestra el
estado del transmisor
b) Los botones F1, F2 y F3 seleccionan las frecuencias del trasmisor, solo se
envían si el transmisor está encendido, indicadores amarillos en la interfaz
permiten visualizar la frecuencia seleccionada.
c) El indicador de energía muestra el estado de energía en Inga Corral, se apaga
automáticamente cuando no existe energía en Inga Corral y se enciende
cuando sí existe energía.
d) El botón de “Reset” resetea la alimentación en Inga Corral. El indicador de
texto mostrará el estado de reseteado.
3.5.2.5. Subrutina “Consola de Control”
La consola de control utiliza la lógica de la Figura 3.37. Esta subrutina permite el
monitoreo y selección de los controles de autoseguimiento y modos de operación,
monitoreo de límites en elevación y azimut y posicionamiento de la antena.
Se presenta a continuación la estructura de tareas en lenguaje estructurado.
Inicializar comunicación
Configurar la interfaz RS-232 Fin tarea Determinar el estado de comunicación
Si comunicación no es correcta Mostrar en la interfaz que existe un fallo en la comunicación Si comunicación ha sido restablecida
Mostrar en la interfaz que la comunicación ha sido restablecida Fin tarea
108
Adquirir datos Lectura de estado de modos de operación, controles de auto seguimiento, limites en elevación y azimut, estado del nivel de adquisición, sentido de giro Lectura de la posición real de la antena y comando en elevación y azimut Algoritmo lectura posición Establecer la correspondencia a la interfaz de visualización
Fin tarea Iniciar tarea del comando solicitado
Si petición corresponde a cambio de modos de operación en elevación o azimut Si petición corresponde a un modo primario
Iniciar exclusión de modos Activar petición solicitada si modo actual ha sido desactivado
Caso contario Activar la petición solicitada
Si petición corresponde a cambio de los controles de auto seguimiento Activar la petición solicitada
Si petición corresponde a cambio posición de la antena
Si el control de potencia de la antena ha sido encendido y seleccionado la operación remota
Algoritmo de escritura de posición remota Posicionar antena
Fin tarea Encerar indicadores
Establecer con valores nulos a los indicadores correspondientes a la interfaz de visualización
Fin tarea
Algoritmo de lectura posición
La lectura de la posición real y del comando en la consola se realiza tomando los
pesos indicados en las Tabla 3.4 - Tabla 3.5.
Para posicionamiento remoto (CMAs 60H a 65H) y lectura del ángulo del
comando de posición (CMAs 1BH a 20BH), se utiliza la Tabla 3.4, extraída del
mapa de memoria común (Anexo 4). El peso menos menos significativo está dado
por el Peso [0] que es el bit [0] de LLSB y corresponde a la división de 360º para
224, y así sucesivamente, hasta el último valor de la tabla que corresponde a bit [7]
de MSB (división de 360º para 21).
109
Tabla 3.4. Pesos de lectura del comando y escritura remota para posición de ejes
Identificación del bit
360o/ 7 6 5 4 3 2 1 0
LLSB 217 218 219 220 221 222 223 224
LSB 29 210 211 212 213 214 215 216
MSB 21 22 23 24 25 26 27 28
Para lectura del ángulo real de posición (CMAs 60H a 65H), se utiliza los pesos
de la Tabla 3.5, extraída del mapa de memoria común (Anexo 4).
Tabla 3.5. Pesos de lectura posición real de ejes
Identificación del bit
7 6 5 4 3 2 1 0
LLSB 0.08 0.04 0.02 0.01 0.008 0.004 0.002 0.001
LSB 8 4 2 1 0.8 0.4 0.2 0.1
MSB -/+ 200 100 80 40 20 10
Para lectura del comando de posición se utiliza la Tabla 3.4. Para lectura del la
posición real de los ejes, se utiliza la Tabla 3.5.
En general se trabaja con la siguiente fórmula, tomando en cuenta si es lectura de
la posición real o lectura de la posición de comando para utilizar los pesos
adecuados.
∑∑∑=
−−=
−−=
−− ++=7
0
7
0
7
0
***a
aMSBaMSBa
aLSBaLSBa
aLLSBaLLSB PesobitPesobitPesobitValor
110
Figura 3.42. Algoritmo lectura posición
Descripción del lenguaje estructurado de la Figura 3.42:
Inicializar variables
Establecer valor cero en EL y AZ Fin tarea Cargar datos
Cargar los seis bytes obtenidos de le lectura de la posición en los dos ejes EL0 (menos significativo), EL1, EL2 (más significativo), AZ0 (menos significativo), AZ2 y AZ2(más significativo) Cargar los bytes de pesos para lectura
Fin tarea
Algoritmo de escritura de posición remota
111
Para posicionar la antena de forma remota, tanto en elevación como en azimut, es
necesario transformar el valor decimal a tres valores hexadecimales de 8 bits
cada uno. Para ello se hace uso de los pesos indicados en el manual de la
consola y presentados en la Tabla 3.4. Al valor del ángulo deseado se aplica el
algoritmo de la Figura 3.43.
Figura 3.43. Algoritmo de escritura de posición remota
Detallando el lenguaje estructurado de la Figura 3.43:
Inicializar variables Establecer valor cero a posición
Fin tarea Cargar datos
Cargar el valor decimal de posición deseado al cual debe desplazarse la antena Cargar los bytes de pesos para escritura
Fin tarea Transformar a bytes
Del byte generado de 24 bits: Generar un byte menos menos significativo con los 8 bits iniciales, LLSB Generar un byte menos significativo con los 8 bits siguientes, LSB
112
Generar un byte más significativo con los 8 bits finales, MSB Fin tarea
El algoritmo obtiene tres valores, que son tres bytes necesarios, para posicionar
la antena en elevación o azimut en forma remota.
• LLSB (Byte menos-menos significativo).
• LSB (Byte menos significativo).
• MSB (Byte más significativo).
La interfaz gráfica, desarrollada a partir de la lógica de la subrutina “Consola de
Control”, se presenta a continuación:
Figura 3.44. Interfaz de Control Consola de Auto Seguimiento
La interfaz de la Figura 3.44 permite el acceso a las funciones de la consola por
medio de los botones, éstos son:
o EL AUTO: Activación de auto seguimiento eje de elevación.
o AZ AUTO: Activación de auto seguimiento eje de azimut.
o POSN MEM: Memoria de posición.
113
o RATE MEM: Velocidad Promedio.
o CHAN 1: selección de canal 1 de recepción.
o CHAN 2: selección canal 2 de recepción.
o AUTO DIV: selección automática entre el mejor canal de recepción.
o TEST: Consola en modo de prueba.
o CNTL PWR: encendido de los motores de la antena.
o FEED PWR: encendido del FEED, normalmente encendido.
o PRE SET: Selección ganancia automática.
o MANL: selección de ganancia manual.
o Botones para selección de modos de operación para elevación y
azimut.
Figura 3.45. Modos de operación
o Ingreso de posición de la antena para elevación y azimut
manualmente.
Elevación Azimut
Figura 3.46. Ingreso manual de ángulos elevación y azimut
114
o Límites por sensores de torsión
Indicadores activados cuando la antena supera los límites de torsión
cuando gira excesivamente en azimut (CCW - sentido anti horario, CW -
sentido horario) o en elevación (Up- superior, Down- inferior).
Figura 3.47. Indicadores de límites de torsión
o Indicadores Posición y Comando
“Position” permite visualizar la ubicación de la antena por medio de la
realimentación de los sensores SYNCHROS y “Command” es el set-
point de posición ingresado.
Figura 3.48. Indicador de posición y comando de la antena
3.5.2.6. Subrutina “BSSC SAC-C”
Esta subrutina permite monitorear la intensidad de la señal, la velocidad de datos
y el enganche de los mismos. La lógica de programación y el lenguaje
estructurado se presentan a continuación.
115
Figura 3.49. Diagrama Subrutina BSSC SAC-C
Inicializar comunicación Configurar la interfaz RS-232
Fin tarea Determinar el estado de comunicación
Si comunicación no es correcta Mostrar en la interfaz que existe un fallo en la comunicación Si comunicación ha sido restablecida Mostrar en la interfaz que la comunicación ha sido restablecida
Fin tarea Adquirir datos
Lectura de estado de la señal, tasa de cambio de bits (bit rate), pérdida de señal (signal loss), y estado de lock (enganche) por RS-232 Establecer la correspondencia a la interfaz de visualización
Fin tarea Encerar indicadores
Establecer con valores nulos a los indicadores correspondientes a la interfaz de visualización
Fin tarea
La interfaz gráfica desarrollada a partir de la lógica se presenta a continuación:
116
Figura 3.50. Interfaz del BSSC de SAC-C
3.5.2.7. Subrutina “Sentido de Giro”
Esta subrutina envía por el puerto serial hacia el microcontrolador la letra “A”, el
programa interno del microntrolador reconoce el valor ASCII de dicha letra como
petición de envió de información proveniente de los circuitos adicionales. La
información a ser enviada corresponde al valor de la señal del sentido de giro
(valor entre 0 a 1023) y un signo “+” o “-“.
El valor obtenido, que puede estar entre 0 y 1023, según la posición de la antena,
se calcula para el intervalo de 0 a 5 mediante la relación de 5 a 1023 y se suma
un margen de error de 0,1 para mayor precisión entre el valor real y el valor
experimental.
Posteriormente, se interpola el nuevo valor con su respectivo signo en el arreglo
valores de azimut versus salida del amplificador.
117
Figura 3.51. Diagrama Subrutina Sentido de Giro
Inicializar comunicación Configurar la interfaz RS-232
Fin tarea Determinar el estado de comunicación
Si comunicación no es correcta Mostrar en la interfaz que existe un fallo en la comunicación Si comunicación ha sido restablecida Mostrar en la interfaz que la comunicación ha sido restablecida
Fin tarea Adquirir datos
Lectura del dato del circuito detector del sentido giro por RS-232 Guardar dato en “dato”
Fin tarea Transformación a valores angulares
Cargar arreglo ángulos en azimut versus voltaje de salida del circuito detector del sentido de giro (valores obtenidos experimentalmente) en “arreglo” Multiplicar “dato” por cinco y dividir para 1023 Interpolar “dato” en “arreglo” Establecer la correspondencia a la interfaz de visualización
Fin tarea La interfaz gráfica desarrollada a partir de la lógica se presenta a continuación:
118
Figura 3.52. Indicador de sentido de giro
La interfaz de la figura anterior indica la posición relativa de la antena en azimut
con respecto al cero posición inicial o posición de descanso.
3.5.3. SUBRUTINAS DE EJECUCIÓN DE MODO AUTOMÁTICO
Se ejecutan cuando el modo automático ha sido seleccionado, los botones de
“ON” de cada equipo se desactivan, para no crear conflictos de comunicaciones
en el programa. Las tres subrutinas principales son: Subrutina anterior a la
recepción automática; Subrutina durante la recepción automática; y, Subrutina de
la interfaz de visualización en modo automático.
3.5.3.1. Subrutina anterior a la recepción automática
Esta subrutina compara la fecha y la hora del reloj GPS con el pase más próximo
a receptarse, entre los pases programados por el usuario para empezar el
proceso.
El proceso previo a la recepción automática comienza 10 minutos antes de la hora
programada, debido a que en este intervalo se descarga los archivos TLE, se
generan las efemérides utilizando el SatBuster, se genera un archivo que contiene
los ángulos válidos y la hora con respecto al perfil, y se realizan las pruebas
previas de los equipos una vez por día, y se realiza la prueba del Boresight. Para
dar inicio a la recepción satelital automática, propiamente dicha, se toma el tiempo
del primer elemento de los ángulos válidos y se restan tres minutos, tiempo
pertinente para ubicar la antena en la posición inicial y chequear los equipos.
La lógica de la subrutina se presenta a continuación con su respectivo lenguaje
estructurado.
119
Figura 3.53. Diagrama de subrutina de anterior al pase automático
Lectura pases programados Extraer la primera línea del archivo de pases semanales programados por el usuario, la cual corresponde al pase más próximo Generar un archivo de texto con la línea extraída Lectura archivo de texto creado y extracción de datos Establecer tiempo de inicio de pase = tiempo programado – 10 minutos Establecer la correspondencia a la interfaz de visualización
Fin tarea Pruebas previas
Si ha existido un cambio de la fecha actual Realizar pruebas de comunicación con todos los equipos
Generar archivo de texto con los resultados obtenido de las pruebas previas
Fin tarea
120
Generar ángulos
Si existe conexión a internet establecida Descargar en un archivo de texto la información TLE de internet Generar el archivo TLE del satélite de pase a receptarse
Caso contrario Reintentar descargar el archivo Establecer como archivo TLE el archivo existente del satélite a
receptarse Generar la variable “arreglo” con los ángulos y el tiempo del archivo TLE utilizando Satbuster Discriminar los puntos del “arreglo” con respecto al perfil circular de la antena Mostrar en la interfaz visualización el estado de sucesos anteriores Eliminar la primera línea del archivo de pases programados
Fin tarea Prueba del Boresight
Apuntar la antena a la posición Elevación =0,42 º y Azimut= 298,40º Encender el transmisor Seleccionar la frecuencia 1 Seleccionar la frecuencia 2 Seleccionar la frecuencia 3 Apagar transmisor Mostrar los resultados en la interfaz de visualización Retornar antena a la posición de descanso, Elevación =90º y Azimut= 0º
Fin tarea Activar variable para inicio pase automático
Establecer como verdadera variable Automático Establecer la variable Tini = tiempo del primer elemento del “arreglo”
Fin tarea Cargar siguiente pase
Extraer la primera línea del archivo de pases semanales programados por el usuario, la cual corresponde al pase más próximo Generar un archivo de texto con la línea extraída, Sat.txt Lectura archivo de texto creado y extracción de datos Establecer tiempo de inicio de pase = tiempo programado – 10 minutos Establecer la correspondencia a la interfaz de visualización
Fin tarea
3.5.3.2. Subrutina durante la recepción automática
Esta subrutina se encarga del inicio, propiamente dicho, de la recepción en modo
automático y de la ejecución de procesos durante la recepción y grabación
121
satelital. La lógica de la subrutina se presenta a continuación con su respectivo
lenguaje estructurado.
Figura 3.54. Diagrama de subrutina durante el pase automático
Inicializar variables Establecer como verdadero la variable Indicadores Colocar las variables auxiliares de la subrutina en los valores iníciales para su inicio Cargar línea correspondiente al “satélite” del archivo Sat.txt
Fin tarea Establecer configuración equipos
De acuerdo al “satélite” a receptarse Configurar equipos
122
Iniciar la conexión telnet con el equipo de ingestión Posicionar antena el elemento cero del arreglo de ángulos generados Cargar arreglo “Tiempo” de los ángulos generados en el paso “Generar ángulos ” Elemento = 0
Fin tarea Comparar tiempo
Si “Elemento” del arreglo tiempo es igual al tiempo actual Verificar nivel de ganancia de adquisición de la consola
Si nivel de ganancia de la consola es verdadero IR a subrutina Verificar estado de enganche
Caso contrario Incrementar “Elemento” en más quince Posicionar la antena en el valor que corresponden al “Elemento”
del arreglo de los ángulos Caso contrario
Si estado de enganche del demodulador verdadero IR a subrutina Verificar estado de enganche
Caso contrario Incrementar “Elemento” en más quince Posicionar la antena en el valor que corresponden al “Elemento”
del arreglo de los ángulos Fin tarea Verificar estado de enganche
Si estado de enganche del demodulador verdadero Indicar hora del enganche Activar las funciones de auto seguimiento en la consola Iniciar la ingestión Establecer “Elemento” de acuerdo al tiempo actual Establecer correspondencias con la interfaz de visualización Esperar a desenganche del demodulador o fin del arreglo del
tiempo Indicar hora del desenganche
Caso contrario Si “Elemento” del arreglo tiempo es menor al último elemento entonces IR a subrutina Comparar tiempo Caso contrario IR a subrutina Fin Pase
Fin tarea Fin Pase
Terminar la conexión telnet Guardar un archivo histórico de los sucesos del pase Posicionar la antena en la posición de descanso, Elevación = 90 º y Azimut = 0º
Fin tarea 3.5.3.3. Subrutina de la interfaz de visualización modo automático
123
Esta subrutina monitorea el estado de los receptores de telemetría, oscilador
local, demodulador y sincronizadores de bit. La lógica de la subrutina se presenta
a continuación con su respectivo lenguaje estructurado.
Figura 3.55. Subrutina de visualización en modo automático
Adquirir datos Lectura de estado de la frecuencia central, intensidad de señal, portadora PM y audio por R2-232 de los receptores de telemetría Lectura de estado de las frecuencias del convertidor, intensidad de la señal, alarmas del convertidor, (converter LO) y alarmas del sintetizador (SYNTH) por RS-232 del CCU Lectura de estado del tipo de demodulación, estado de lock (enganche), estado del sincronizador de bits y fase del reloj por RS-232 del demodulador Lectura de estado de la señal, tasa de cambio de bits (bit rate), pérdida de señal (signal loss), y estado de lock (enganche) por RS-232 del BSSC del SAC- C Establecer correspondencias con la interfaz de visualización
Fin tarea
124
3.6. LISTADO DE MATERIALES Y PRESUPUESTO
REFERENCIAL
El presupuesto del proyecto se obtiene a través de la solicitud de proformas a
proveedores o representantes tanto locales como internacionales. El listado de
hardware, software y sus costos respectivos son los que se detallan a
continuación en la tabla:
Tabla 3.6. Cotización del proyecto
EQUIPO DISPOSITIVO SOFTWARE
MARCA COSTO ($) CANTIDAD
COSTO TOTAL
($) Hardware Tarjeta PCI – 8 RS-232 Serial 200 1 200 Cable GPIB – RS-232 NI 700 1 700 Cable USB – RS-232 20 2 40 Computador Clon 700 1 700 Micro controlador ATMEL 6 2 12 Generador de tonos Sharp 45 2 90 Decodificador de tonos Mitel 3,5 2 7 Baquelitas --------------- 40 3 120 Amplificador operacional (LM-723) ST 0,6 1 0,6
Amplificador operacional (TL-084) ST 0,8 2 1,6
Capacitores Electrolíticos --------------- 0,12 4 0,48 Capacitores Cerámicos --------------- 0,11 11 1,21 Resistencia --------------- 18 18 0,18 Potenciómetro logarítmico --------------- 0,5 1 0,50 Potenciómetro de precisión --------------- 1,20 1 1,20 Transformador 110/24 --------------- 3,75 1 3,75 Fuente 5 V --------------- 20 2 40 Fuente 12 V --------------- 25 2 50 Cristal 3.579545 MHz --------------- 0,6 2 1,20 Puente de Diodos 1 Amperio --------------- 0,35 1 0,35 Diodos 1N4007 --------------- 0,05 14 0,7 Transistores 2N222 --------------- 0,10 4 0,40 Leds --------------- 0,08 11 0,88 Relés de 5V --------------- 0,68 6 4,08 Conectores para placa tipo sil --------------- 0,86 7 6,02 Conectores Db9 --------------- 0,60 12 7,2 Conectores Db25 --------------- 0,80 8 6,4 Patch cord --------------- 6 2 12
125
Software LABVIEW Profesional NI 5,600.32 1 5,600.32
Total 7,608.07
3.7. COSTO DE OTROS SISTEMAS SIMILARES
Tabla 3.7. Cotización de un sistema similar al existente en CLIRSEN
EQUIPO/DISPOSITIVO/SOFTWARE MARCA COSTO ($) CANT COSTO TOTAL
Infraestructura de Estación receptora compacta multi-misión ERS 1-2 (*) SPOT 1-2 Landsat TM L5 (*) Landsat ETM+ 7 (*)
Advanced Computer Systems
215,000.00 1 215,000.00
126
CAPÍTULO 4
4. PRUEBAS Y RESULTADOS
En este capítulo se presentan la instalación física de las interfaces y circuitos
adicionales, y las pruebas de puesta en marcha del HMI.
4.1. INSTALACIÓN FÍSICA DE LAS INTERFACES DE
COMUNICACIÓN
El cableado de cada uno de los equipos fue llevado desde la parte posterior de
cada uno de ellos, por debajo del suelo, hasta el computador de control.
Figura 4.1. Paneles posteriores de los equipos controlados
El computador está instalado en el cuarto de control y es el encargado del manejo
remoto de los equipos (Figura 4.2), tiene instalado la tarjeta PCI de 8 puertos
RS-232, dos cables conversores USB – RS232 adicionales y un cable
GPIBAUSB.
PRUEBAS Y RESULTADOS
-
127
Figura 4.2. Computador de control del sistema de recepción automática
4.2. INSTALACIÓN DE CIRCUITOS ADICIONALES
4.2.1. CIRCUITO DE DETECCIÓN DEL SENTIDO DE GIRO
Este circuito se encuentra instalado dentro del rack del detector de sentido de giro
local de la estación, con sus respectivas fuentes. El cable RS-232 está conectado
físicamente por debajo del suelo y llega hasta el cable conversor USB – RS232
instalado en la computador de control.
Figura 4.3. Circuito Detector del Sentido de Giro (a) Vista superior (b) Vista Lateral
128
4.2.2. CONTROL DEL BORESIGHT – ESTACIÓN
Se instaló el nuevo control del Boresight, que incluye la radio de comunicación
GM 300 y su circuito de control remoto, en un espacio del rack donde se
encuentran los demás equipos.
Figura 4.4. Control del Boresight - Estación
4.2.3. CONTROL DEL BORESIGHT – INGA CORRAL
Se instaló el nuevo control del boresight, que incluye la radio de comunicación GM
300 y su circuito de control para transmisor en Inga Corral.
Figura 4.5. (a)Antena Transmisora en banda X, (b) Vista interna del transmisor
129
Figura 4.6. Control Boresight – Inga Corral
La Figura 4.6 indica las conexiones de las señales del transmisor (recuadro rojo) y
las señales de la radio (recuadro verde) que se conectan al circuito de control, el
cual está alimentado con una fuente de 5V. El circuito de control se encuentra
instalado y funcionando en Inga Corral.
4.3. PRUEBAS DE PUESTA EN MARCHA DEL HMI
La interfaz del computador de control emula los equipos que intervienen en la
recepción satelital, por lo que su manejo mediante la interfaz no es diferente al
manejo local. Todos los controles que maneja un operador, de forma local, están
disponibles en el HMI, incluyendo los shells de los equipos de ingestión y el nuevo
control del Boresight.
En la siguiente sección se presentan las pruebas realizadas divididas por modo
de operación del HMI, es decir modo manual y automático.
130
4.3.1. MODO MANUAL
El modo manual permite manejar cada equipo en forma independientemente.
Cada equipo dentro de la interfaz posee un encendido y apagado, que es un
botón que inicializa la comunicación o la detiene. Se debe tomar en cuenta que si
desea manejar cualquier equipo este botón deberá estar en la posición de “ON”,
un indicador de color rojo mostrará el estado.
Figura 4.7. Botón de encendido
Figura 4.8. Modo Manual - Pruebas
Los indicadores del HMI corresponden a los valores reales en los equipos, debido
a que se programó para que se realice una especie de realimentación de
información, que quiere decir que si se cambia algún parámetro desde el HMI, el
HMI se encargará de leer el estado del equipo. El HMI consta de una bitácora que
muestra los eventos, en modo manual los posibles mensajes que pueden
mostrarse dentro de este modo son los que muestra la siguiente tabla.
131
Tabla 4.1. Bitácora de mensajes – Modo manual
Mensaje Descripción Acción Modo manual seleccionado
Se ha seleccionado el modo manual
Modo automático seleccionado
Se ha seleccionado el modo automático
Falla en la comunicación del [equipo]
Existe una falla en el puerto de comunicación del equipo
Puede que el cable no funcione correctamente, o el puerto o IP asociado al equipo no esté asignado correctamente
Comunicación con [equipo] : OK
La comunicación con el equipo ha sido restablecida
A continuación se presenta las pruebas realizadas para cada uno de los equipos:
Consola de Control
Para probar el funcionamiento se realizó las siguientes acciones sobre los
controles de la consola:
:
• Se seleccionó los distintos modos tanto para elevación como para azimut.
Es posible seleccionar únicamente un modo primario, ya que éstos son
mutuamente excluyentes. Con esta prueba efectivamente se activan los
modos en la consola.
• Se seleccionó las distintas funciones de autoseguimiento en las cuales no
hay restricciones para activarlas. En la consola efectivamente se activan
estas funciones.
• Se posicionó la antena en distintos valores a lo largo de los ejes de
elevación y azimut, los valores obtenidos en la posición real de la antena y
el comando en la consola se muestran a continuación:
132
Tabla 4.2. Errores en el posicionamiento de la antena en elevación
Ángulo Interfaz Consola
Error Absoluto enviado Interfaz Consola
(°) 90 90,020 90,020 0,020 0,020 80 79,989 79,989 -0,011 -0,011 70 69,988 69,988 -0,012 -0,012 60 59,989 59,989 -0,011 -0,011 50 49,988 49,988 -0,012 -0,012 40 39,988 39,988 -0,012 -0,012 30 29,987 29,987 -0,013 -0,013 20 19,989 19,989 -0,011 -0,011 10 9,988 9,988 -0,012 -0,012 0 0,001 -0,011 0,001 -0,011
Promedio -0,007 -0,009
La tabla anterior muestra los valores de posición desde la interfaz y los valores en
la consola. Se calculó el error absoluto entre el valor de ángulo enviado y la
posición real de la antena, y el error absoluto entre el valor de ángulo enviado y el
ángulo de posición mostrado en la interfaz.
Los resultados obtenidos del error en la consola indican que el grado de
aproximación entre el valor deseado y la posición real a la cual alcanza la antena
difiere en promedio en -0,007º, valor aceptable en el posicionamiento de la antena
pues su precisión es del orden de las décimas de grado.
Los resultados obtenidos de los errores en la interfaz muestran que el grado de
aproximación difiere en -0,009, valor atribuido a los algoritmos de lectura de
posición y a la electrónica de la consola.
Se calculó errores con respecto al comando leído desde la interfaz, y el comando
en la consola. De manera similar al caso anterior se calculó los errores absolutos
entre el valor del ángulo deseado y el valor de la interfaz y consola, a continuación
se muestra los resultados obtenidos.
133
Tabla 4.3. Errores del comando de posición en elevación
Ángulo Interfaz Consola
Error Absoluto
enviado Interfaz Consola (°)
90 90,000 90,005 0,000 0,005 80 80,000 80,000 0,000 0,000 70 70,000 69,999 0,000 -0,001 60 60,000 60,000 0,000 0,000 50 50,000 49,999 0,000 -0,001 40 40,000 40,000 0,000 0,000 30 30,000 29,999 0,000 -0,001 20 20,000 20,000 0,000 0,000 10 10,000 9,999 0,000 -0,001 0 0,000 0,000 0,000 0,000
Promedio 0,000 0,000
Los resultados obtenidos muestran un promedio de error de 0,000º, con lo que se
concluye que existe buena aproximación entre los valores leídos desde la interfaz
en relación a la consola.
De las pruebas de posicionamiento de la antena en azimut se obtuvo los
siguientes resultados.
Tabla 4.4. Errores en el posicionamiento de la antena en elevación
Ángulo Ángulo Interfaz Consola
Error Absoluto Relativo enviado Interfaz Consola
(°) -60 300 300,018 300,018 0,018 0,018 -90 270 270,019 270,019 0,019 0,019 -170 170 170,014 170,014 0,014 0,014 -270 90 90,015 90,015 0,015 0,015 -360 0 0,015 0,015 0,015 0,015
0 0 0,004 0,005 0,004 0,005 90 90 90,012 90,012 0,012 0,012
250 250 250,014 250,014 0,014 0,014 360 0 0,000 0,000 0,000 0,000
Promedio 0,012 0,012
134
La tabla incluye el ángulo relativo respecto a la posición de descanso en azimut
(0º) y los errores absolutos entre los valores enviados y los leídos de la interfaz y
la consola.
El análisis de los datos muestra un error absoluto promedio de 0,012º, valor
aceptable en el posicionamiento de la antena debido a que su precisión es
aceptable hasta valores de error de décimas de grado.
Se calculó errores con respecto al comando leído desde la interfaz y el comando
en la consola en azimut. De manera similar al caso anterior se calculó los errores
absolutos entre el valor del ángulo deseado y el valor de la interfaz, y consola, a
continuación se muestra los resultados obtenidos.
Tabla 4.5. Errores del comando de posición en elevación
Ángulo Ángulo Interfaz Consola
Error Absoluto Relativo enviado Interfaz Consola
(°) -60 300 300,000 299,999 0,000 -0,001 -90 270 270,000 270,000 0,000 0,000 -170 170 170,000 170,000 0,000 0,000 -270 90 90,000 90,000 0,000 0,000 -360 0 0,000 0,000 0,000 0,000
0 0 0,001 0,004 0,001 0,004 90 90 90,000 90,000 0,000 0,000
250 250 250,000 249,999 0,000 -0,001 360 0 0,016 0,000 0,016 0,000
Promedio 0,002 0,000
Los resultados obtenidos muestran que existe un error promedio de 0,002º en la
lectura de la interfaz, valor que es despreciable pues se encuentra en el orden de
milésimas de grado. El error promedio obtenido con respecto a la consola es de
0,000º. Se concluye que no existe diferencia radical entre la interfaz y consola en
la lectura del comando de posición en azimut.
135
• Se verificó el funcionamiento de los indicadores de los límites máximos en
elevación y azimut. De los resultados obtenidos se comprobó que los
límites se activan cuando se alcanzan las siguientes posiciones :
Tabla 4.6. Limites de movimiento de los ejes de la antena
Elevación Azimut
Superior
Inferior
-179,998º
-2,4º
Sentido Horario
Sentido Antihorario
387,887º
341,597º
Receptores de telemetría
Se realizaron pruebas para encender el audio de los dos receptores. El
audio se activó satisfactoriamente ante las peticiones de encendido o
apagado.
Se realizó pruebas para encerar el ruido en el canal seleccionando en la
consola, “Zero on Noise”. Cuando se envía esta función, el indicador en la
consola de la potencia de la señal se incrementa y decrementa en un
instante.
CCU
Se realizaron pruebas de selección de frecuencias de los distintos satélites
y las frecuencias del Boresight y se comprobó que efectivamente el equipo
responde antes estas peticiones.
Sincronizador de bits y demodulador
Se realizaron pruebas de selección de tipo de demodulación, selección de
canales y selección de la fase del reloj. Se comprobó que estos parámetros
cambian efectivamente cuando hay una petición remota. El equipo posee
un LED que indica que está siendo controlado remotamente. Para volver al
136
modo local basta presionar el pulsador afín a esta función en el panel
frontal del equipo.
Sincronizador de bits del SAC-C
Se verificó la correspondencia entre la interfaz y el equipo, el resultado
obtenido fue satisfactorio. Este equipo se utiliza únicamente para
visualización.
Analizador de espectros
Se realizaron pruebas para cambiar los valores de frecuencia central, span
y nivel de referencia. El rango de trabajo en la interfaz es de 0 a 1000 MHz
en frecuencia y span y de -100 a 30 dBm en el nivel de referencia. Estos
valores se establecieron de acuerdo las frecuencias y potencias que se
manejan durante la recepción satelital. Una vez controlado el equipo
remotamente, el barrido de la pantalla se congela durante la adquisición de
datos en un tiempo aproximado de 1s. Si el equipo entra en el modo Stand
By, la adquisición de datos se cancela debido a que se detiene la
comunicación GPIB.
Cámara de visualización de la antena
Las pruebas sobre este equipo demostraron que efectivamente se muestra
la cámara. Se debe considerar que este elemento utiliza el Active X del
software VLC (VideoLan Client) player, el cual permite ver cámaras dentro
la red del computador. Por ello el software VLC debe permanecer instalado
en el computador.
SHELL PC de Ingestion SAC- C
Se realizaron pruebas de acceso a este ordenador que permitieron
satisfactoriamente ingestar datos a través del ingreso a la carpeta donde se
137
encuentra el programa encargado de dicha acción. Para ello, una vez
autentificado el usuario se envía las siguientes líneas de comando:
Cd Xingestion <ENTER>
./bitrate <ENTER>
“MB a ingestarse” <ENTER>
SHELL PC SERVER de Ingestion de ACS
Se realizaron pruebas de acceso a este ordenador que permitieron
satisfactoriamente ingestar datos a través del llamado a la función
DIScheduler (programa interno que realiza la ingestión).
La función DIscheduler se genera y ejecuta cuando se configura los
parámetros de ingestión desde la interfaz gráfica de PC INDY de control.
Este proceso se analizó y se determinó que es la función que permite
ingestar a través del Shell.
De los resultados obtenidos se observó que la ingestión se realiza
correctamente cuando se establece las mismas variables del entorno del
computador de ingestión en el computador que se conecta a él. Para ello
una vez autentificado el usuario se deberá copiar el archivo C:\Documents
and Settings\digitador\Escritorio\proyecto\Final\enviroment.txt en el Shell.
La pruebas de funcionamiento de la ingestión remota, a través de
DIScheduler, requiere los parámetros mostrados a continuación:
Tabla 4.7. Parámetros de la función DIscheduler
*Modo INGESTION *Identificación del satélite 1 *Misión 5 *Identificación del sensor 2 Fecha Juliana1 22303.385417 *Número de orbita 0 Duración estimada del pase (min) 10
1 La fecha juliana (JD, por sus siglas en inglés) es el número de días y fracción transcurridos desde el mediodía del 1º de enero del año 4713 A.C.
138
Identificación para procesamiento ERS_SAR02011 *Identificación del dispositivo 0
Los parámetros con * son datos constantes y corresponden a las mismas
configuraciones que se hace cuando se ingesta localmente en el
computador control, Indy, cuando se accede a la interfaz gráfica de
ingestión.
Ejemplo:
DIscheduler INGESTION 1 5 2 22303.385417 0 10 LandTM_050116891 0
Para ingresar la fecha juliana correctamente deberá aplicar la siguiente
fórmula:
Figura 4.9. Fórmula fecha juliana
Posteriormente para incluir la hora, se aplica:
Figura 4.10. Fórmula fecha juliana completa
Debido a que el sistema de ingestión trabaja bajo la plataforma Irix, la fecha
juliana base, para el número de la fecha juliana que se calcula con las fórmulas
anteriores, no correspondía a valores encontrados cuando se ingestaba desde la
interfaz gráfica, por ello realizando pruebas se determinó el número base con el
que trabaja la fecha juliana en Irix, obteniéndose la siguiente fórmula:
UnixD= JD - 2433282.5
Donde 2433282.5 representa el número que ajusta a las formulas anteriores con
el tiempo de la plataforma Irix.
139
• Prueba del Boresight – Manual
La prueba de Boresight para el operador local de los equipos constituye un paso
importante dentro del protocolo de la recepción satelital en la estación Cotopaxi,
es por ello que el operador remoto debe también estar en la condiciones de
realizar la prueba desde el HMI.
De la prueba en modo manual se siguió los siguientes pasos:
1. Se ubicó la antena en la posición EL = 0,42º y AZ= 298,40º
La posición real alcanzada mostrada en la consola fue:
Elevación 0,419 Azimut 298,4
2. Se realizó en enceramiento del ruido en ambos canales con la función “Zero
on Noise” en la interfaz de los receptores de telemetría.
3. Se activó las funciones de autoseguimiento en la interfaz de la consola.
4. Se encendió el transmisor y se probó las tres frecuencias del Boresight
seleccionándolas a través de la interfaz del CCU.
De los resultados obtenidos la ganancia en la consola se incrementa y los
indicadores de enganche se activan tanto en la interfaz gráfica como en los
equipos. Si el apunte al Boresight no presenta fallas se obtiene el espectro de
frecuencia que muestra la siguiente figura.
.
140
Figura 4.11. Espectro de frecuencias delBboresight
Una vez terminada la prueba se posiciona la antena en su posición de descanso
(Elevación = 90º y Azimut = 0º)
4.3.2. MODO AUTOMÁTICO
Una vez que se seleccione el modo automático se realizará una vez por día (cada
cambio de día) las denominadas “pruebas previas”, que son pruebas que verifican
que no haya falla de comunicación en los equipos y computadores de ingestión.
Es necesario que el usuario revise periódicamente los archivos históricos que se
generan en la carpeta respectiva1. Las acciones realizadas en este modo se irán
mostrando en la bitácora.
Se realizó pruebas de recepción en modo automático obteniéndose los siguientes
resultados:
• Se verificó la creación en disco del archivo de texto generado de las
pruebas previas del 20 de agosto del 2011.
1 C:\Documents and Settings\digitador\Escritorio\proyecto\PROYECTO\TLE\Registro pruebas
previas
141
Figura 4.12. Registro pruebas previas
El archivo de texto se generó satisfactoriamente y muestra el estado de los
equipos.
• Se verificó que se cumpla el tiempo establecido para el inicio de las
recepciones de acuerdo a los registros ingresados en la ficha de ingreso de
la recepción satelital a través del botón “Ingresar Pase”. De los resultados
obtenidos se concluyó que el tiempo adecuado de inicio para realizar las
tareas previas al pase sea de diez minutos.
• Para realizar la generación de ángulos automáticamente, se simuló el
envío de teclas hacia el SatBuster. De las pruebas realizadas se determinó
que la generación es correcta cuando no interviene un usuario, es decir,
que no interactué con él ratón o teclado. (Véase Anexo 5).
142
Figura 4.13. Ejemplo de ángulos generados
• Se comprobó la generación automática de los ángulos de elevación y
azimut a través de la descarga del archivo TLE de la página web de
Celestrak. De los resultados obtenidos, el software descarga el archivo y
genera el TLE asociado al satélite a receptarse, pero cuando no existe
conexión reintenta descargar el archivo cuatro veces, si dentro de esas
cuatro veces no logra descargar el archivo, se procede a trabajar con el
archivo existente.
Figura 4.14. Ejemplo archivo TLE
• De los ángulos generados, se comprobó que cuando éstos han sido
válidos, se espera al inicio de la recepción satelital propiamente dicha. Este
tiempo corresponde al valor de tiempo del primer elemento discriminado
143
con respecto al perfil de los ángulos generados anteriormente menos tres
minutos; tiempo suficiente para configurar equipos de acuerdo al satélite y
ubicar la antena en la posición inicial. Caso contrario, si los ángulos no son
válidos (no hay línea de vista con la antena y el satélite) no se recepta el
pase y se prosigue a la espera del siguiente pase en lista.
• De la pruebas para el Boresight automático, la antena se posicionó en
Elevación = 0,42º y Azimut = 298,4º y se fue comprobando la ganancia en
cada frecuencia (F1, F2 y F3). Los resultados arrojados por esta prueba
demostraron que la ganancia, en las tres frecuencias, es los
suficientemente alta para dar como satisfactorio este paso.
• Se verificó que se cumpla el tiempo establecido inicial para empezar la
recepción. De las pruebas realizadas un tiempo contemplado en tres
minutos es un intervalo adecuado para configurar los equipos de acuerdo
al satélite a receptarse.
• Durante la recepción se comprobó que la antena sigue satisfactoriamente a
la trayectoria de ángulos generada automáticamente. De las pruebas
realizadas cuando existe la condición de enganche con el satélite, se
verificó que se habilitan las funciones de autoseguimiento de la consola y
se da inicio a la ingestión. Cuando la condición de enganche se desactiva
el software automáticamente busca la nueva posición para seguir el satélite
y volver a enganchar a la señal hasta el fin de la trayectoria.
• En cada pase, se comprobó que se generan los históricos con la
información de los sucesos del pase antes, durante y posterior a la
recepción automática satelital. Para ello se debe acceder a la siguiente
carpeta:
C:\Documents and Settings\digitador\Escritorio\proyecto\PROYECTO
\TLE\
144
Un histórico generado para la fecha 29 de Agosto del 2011 de un pase tomado
exitosamente contendrá la siguiente información.
Figura 4.15. Histórico de recepción satelital
El archivo indica todo el proceso automático que se llevó durante el pase. El
detalle del archivo se muestra a continuación.
Tabla 4.8. Descripción de un archivo histórico (LS-5, 29/08/2011)
Línea Descripción 1 Pase satelital receptándose 2 Tiempo que se inicio el proceso automático del pase 3 Archivo de www,celestrak.com descargado correctamente 4 TLE se ha actualizado correctamente 5 Ángulos generados del Satbuster son válidos 6 Los ángulos generados en la línea 5 fueron comparados con el perfil
circular de la antena. Los ángulos menores al perfil fueron excluidos, se genera unos nuevos ángulos, con su tiempo respectivo, utilizados en la recepción satelital automática a manera de arreglo.
7 Inicio de la prueba del Boresight para modo automático 8-9 Envió de la posición remotamente EL = 0,24º y AZ= 298,40º a la
145
consola y posicionamiento de la misma. 10-11 Función “Zero on Noise” desde los receptores de telemetría
enviados a los canales de la consola (CH1 y CH2) 12 Función Autodiv y Auotrack en la consola activadas 13 Transmisor en Inga Corral encendido 14-16-17 Prueba de la frecuencias del Boresight: F1, F2 y F3 18-19 Transmisor en Inga Corral apagado 20-21-22 Resultados de la prueba de Boresight. Si Frec1, Frec2 o Frec3: OK,
quiere decir que la ganancia de potencia (ACQ “acquire level”) en la consola es lo suficientemente alta para las funciones de autoseguimiento, Si Frec1, Frec2 o Frec3: Falla, ACQ no fue los suficientemente alta o ha existido un problema en la comunicación con el boresight.
23 Fin de la prueba del Boresight para modo automático 24 Inicio del proceso de recepción satelital y posicionamiento de la
antena en la primera posición del arreglo de la línea 6. 25-26-27 Configuración de los equipos de acuerdo al satélite a receptarse 28-29 Función “Zero on Noise” desde los receptores de telemetría
enviados a los canales de la consola (CH1 y CH2) 30 Espera hasta que el tiempo del primer elemento de los ángulos
generados sea verdadero 31 Inicio del seguimiento de la antena utilizando los elementos del
arreglo con saltos de 15 de índices cuando no se engancha al satélite
32,34,36,38 Condición de enganche verdadera , “LOCK” de demodulador verdadero
33,35,37,39 Condición de enganche falso , “LOCK” de demodulador falso 40 Fin de la recepción satelital automática 41 Estado del pase receptado.
4.4. ACCESO A TRAVÉS DE INTERNET
Entre las posibles soluciones para acceder a la interfaz desde Internet, se
contempló varias opciones:
Opción 1
Publicar la interfaz en Internet desde LabVIEW.
Se requería abrir el puerto 5001, que utiliza LabVIEW para acceso a la red, y para
ello el propietario de la red de CLIRSEN debía hacerlo, situación que no es
146
factible debido a la información que se maneja dentro de la institución y los
riesgos de seguridad informática.
Opción 2
Utilizar un escritorio remoto para acceder al computador del control automático de
recepción satelital.
El tener un escritorio remoto permite manejar el computador como si se lo tuviera
en frente y para el propósito de acceder a la interfaz gráfica desarrollada esta
solución fue la más acertada. Adicionalmente se tiene acceso a los archivos que
se generan en el modo automático (Registros de pruebas previas, ángulos
generados e históricos).
Un primer programa que se probó fue Teamviewer , software que contiene una
versión gratuita y que trabaja correctamente hasta cierto punto. El problema surge
en la visualización de la cámara de video de la antena. Al acceder remotamente al
computador no es posible visualizar la pantalla de la cámara y se visualiza
únicamente una pantalla negra. El problema recae sobre Teamviewer, debido a la
siguiente información que muestra en sus páginas de ayuda:
"Optimized performance;
Whether you have a LAN or dial-up connection, TeamViewer optimizes display
quality and speed depending on your network connection."
Las líneas anteriores indican que Teamviewer es muy dependiente de la
conexión a Internet, de modo que se optimiza el rendimiento de acuerdo la
conexión del computador remoto, por lo que la pantalla de la interfaz de la cámara
se muestra en negro.
De las pruebas realizadas y ante estas dificultades se buscó otro software que no
presente el problema anterior, buscando en la red se encontró LogMeIn,
programa que también es un software que permite el acceso remoto y que
funciona correctamente.
147
Acceso a LogMeIn
Se probó el acceso a través de un computador con acceso a Internet que no se
encuentre en la Estación. De los resultados obtenidos al ingresar a la página web
de LogMeIn, fue posible ingresar al computador y controlar la interfaz gráfica.
Figura 4.16. Interfaz de LogMeIn desde un explorador web
Al acceder al escritorio remoto del computador de control, es posible cambiar los
modos de visualización. El factor más importante es la velocidad de manejo del
HMI, por lo que se recomienda optimizarla a través de los controles que ofrece
LogMeIn.
148
CAPÍTULO 5
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
5.1. CONCLUSIONES
• Se implementó un sistema de control automático para el sistema de
recepción y grabación de datos satelitales en la estación Cotopaxi del
CLIRSEN, el cual permite monitorear y controlar los equipos que
intervienen en la recepción y grabación.
• El software desarrollado es accesible a través de Internet desde cualquier
computador que posea una conexión, ingresando a la página web de
LogMeIn, de modo que el operador puede controlar y supervisar la
recepción satelital.
• Los instrumentos virtuales de la interfaz gráfica desarrollada tienen una
buena semejanza con los equipos reales, lo que permite al operador
controlarlos desde la interfaz con mayor facilidad.
• El sistema de control para la recepción satelital en modo automático ofrece
la ventaja que no es necesario estar presente en la estación Cotopaxi,
evitando así que los operadores no estén expuestos a peligros durante el
viaje hacia la estación.
• Debido a las prestaciones de LabVIEW, se facilitó de gran manera el
desarrollo del software tanto para la instrumentación virtual como para el
control, permitiendo realizar una interfaz amigable con el usuario.
• La programación del software en LabVIEW se realizó con barrido de los
lazos para cada subrutina a través de ocurrencias por cada lazo, lo cual
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
149
optimiza el uso del CPU ya que inicialmente, ejecutando todos los lazos, el
uso del CPU llegaba a valores cercanos al 100%.
• Los cables de las interfaces de comunicación, del sistema de control
automático, fueron construidos con cables dados de baja en la estación
Cotopaxi, por lo que la adquisición de dichos cables no constituyó un costo
adicional al proyecto.
• Cada equipo posee una interfaz de comunicación, en su mayoría RS-232,
por lo que fue necesario adquirir una tarjeta PCI de 8 puertos seriales para
el computador designado para el sistema de control automático.
• La posición de la antena tiene un rango de movimiento de 0º a 500º y la
interfaz muestra la posición en el rango de 0º a 360º (rango de trabajo de
los registros internos de posición de la consola de control (CMA)). Se
determinó necesario el diseño y la implementación de un circuito que
detecte la posición de la antena en azimut.
• El control de sistema Boresight antiguo no se adaptaba para los
requerimientos de petición del estado de energía en Inga Corral y el
reseteo del trasmisor, por lo que se diseñó e implementó un nuevo control
que trabaja con un enlace de radio punto a punto en línea de vista de
aproximadamente 10 km.
• Se controló el sistema de pruebas del Boresight, lo que permite establecer
una comunicación remota para controlar el encendido, apagado, selección
de frecuencias y reseteo del trasmisor. En el control se utilizó dos radios
marca Motorola, que envían y reciben tonos DTMF generados a partir de
dos circuitos electrónicos según las funciones requeridas.
• Se instaló los circuitos adicionales en la Estación: circuito detector del
sentido de giro y circuito de control del Boresight - Estación. Por tanto, para
150
no alterar la disposición física de los equipos, éstos se instalaron en racks y
espacios disponibles del cuarto de control.
• Cuando la se pierde la comunicación con cualquiera de los equipos el
sistema generará alarmas visuales y auditivas que permitan identificar
rápidamente el equipo afectado.
• Se generan archivos históricos de cada pase satelital receptado, lo que
permite al operador conocer la información sobre comunicaciones, tiempos
de ejecución, tiempo de enganche y desenganche de satélites y pruebas
realizadas.
5.2. RECOMENDACIONES
• Ingresar correctamente la hora y fecha UTC de un nuevo pase para
recepción satelital con un tiempo mínimo de quince minutos antes de la
hora prevista para la recepción, el tiempo máximo para el ingreso no tiene
restricciones.
• En caso de alguna falla durante la recepción satelital a través del sistema
de control, cambiar al modo manual para receptar desde la interfaz o desde
los equipos locales en la estación.
• Revisar periódicamente los registros de pruebas previas con el fin de
conocer el estado de la comunicación de los equipos para tomar las
debidas acciones en caso de fallas.
• Chequear que la posición de la antena en azimut sea 0º antes de cambiar a
modo automático en la interfaz, debido a que si no está en dicha posición,
la antena podría iniciaría incorrectamente al momento de la toma de una
pase satelital haciendo que se superen los límites de rotación y provocando
que se activen las alarmas de límites de torsión de los cables.
151
• La generación de las trayectorias de los pases satelitales se realiza
mediante el software Satbuster, el cual utiliza los archivos .TLE, los cuales
son descargados del Internet, por lo que se recomienda mantener una
conexión a Internet contínua para que la generación de trayectorias sea
actualizada y no genere errores al momento del seguimiento de la antena.
• Verificar periódicamente la capacidad disponible del arreglo de discos,
medios físicos en donde se almacena la información de los datos
receptados de los satélites, ya que esto provocaría que la información no
se grabe.
• Realizar un mantenimiento preventivo al computador que contiene la
aplicación e implementar como rutinas de auto diagnóstico para evitar
futuras fallas.
• En caso de apagar la consola de control se debe reconfigurar los CMA’s
correspondientes a comunicaciones RS-232 para restablecer la
comunicación con la interfaz gráfica. Se recomienda que se incluya este
paso como un protocolo en la estación Cotopaxi.
• El analizador de espectros tiene asignada la dirección “1” para la interfaz
GPIB, cambiar la dirección en el equipo ocasionará falla en la
comunicación, por ello se recomienda no cambiar la dirección.
• Si se desea observar remotamente el analizador de espectros es preferible
no dejarlo en modo Stand By, ya que este modo no permite establecer la
comunicación en el equipo.
• En caso de falla de comunicación con alguno de los equipos se
recomienda revisar la conexión del cable hacia al equipo, el puerto que
tiene asignado y la configuración del equipo en sí.
152
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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list - MODEL 3842 CONSOLE, Primera edición, Octubre 1989
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list - MODEL 3673 SCR POWER AMPLIFIER, Primera edición, Noviembre 1981
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list - MODEL 924-1 DEMODULATOR, Primera edición, Octubre 1989
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list - MODEL 924-5 BIT SYNCHRONIZER SIGNAL CONDITIONER, Primera
edición, Octubre 1989
[5] SCIENTIFIC ATLANTA, Operation and Maintenance Instructions with parts
list - MODEL 924-2 CONVERTER CONTROL UNIT, Segunda edición, Octubre
1989
[6] SCIENTIFIC ATLANTA, Operation and Maintenance Instructions with parts
list - MODEL 930B TELEMETRY RECEIVER, Primera edición, Octubre 1989
[7] TELEMETRY AND INSTRUMENTATION L3, MSB 720 Bit Synchronizer -
Manual de Usuario
[8] SCIENTIFIC ATLANTA, Technical Manual, 10 METER ANTENNA AND RF
ELECTRONICS, Primera edición, Marzo 1989
[9] SCIENTIFIC ATLANTA, Technical Manual, BORESIGHT ANTENNA
SYSTEM, Primera edición, Marzo 1989
153
[10] SYMMETRONIC, XL – GPS Time & Frequency System User Guide PDF,
Enero 2008
[11] ANRITSU, Spectrum Analyzer MS2 665C/67C/68C, Volúmenes 1/2/3,
Décima Edición
[12] COUGHLIN Robert F., AMPLIFICADORES OPERACIONES, Prentice Hall,
1998
[13] LOGMEIN, Guía de inicio de LogMeIN
https://secure.logmein.com/welcome/webhelp/ES/LogMeInGetStart/LogMeIn/c_lmi
_fundamentals.html
[14] CREATIVE COMMONS, Introducción al protocolo Telnet,
http://es.kioskea.net/contents/internet/telnet.php3
[15] SATBUSTER, Ayuda del software, Versión 1.8
[16] CALCULO FECHA JULIANA
http://scienceworld.wolfram.com/astronomy/JulianDate.html
http://es.wikipedia.org/wiki/Fecha_juliana
[17] LIBRERÍA DLL MSDN (Dynamic Link Library de Microsoft Developer
Network.),
http://msdn.microsoft.com/en-us/library/aa373208%28v=vs.85%29.aspx
[18] CÓDIGOS HEXADECIMALES DEL TECLADO
http://delphi.about.com/od/objectpascalide/l/blvkc.htm
[18] ESTACION COTOPAXI, Documentos varios para la recepción satelital
[19] Hoja técnica del amplificador operacional TL084
http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/stmicroelectronics/2301.pdf
154
[20] Hoja técnica del microcontrolador Atmega 48
http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/atmel/2545S.pdf
[21] Hoja técnica del driver/receiver MAX232
http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/texasinstruments/max232.pdf
[22] Hoja técnica del generador de tonos LR4089
http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/99606/SHARP/ LR4089B.html
[23] Hoja técnica decodificador de tonos MT8870
http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/77085/MITEL/MT8870.html
155
ANEXOS
ANEXO 1. Convertidor trifásico de cuatro cuadrantes ....................................... 157
ANEXO 2. Descripción de los datos de los archivos TLE .................................. 158
ANEXO 3. Generador de tiempo (XL–GPS Symmetronic Time & Frequency
System) - Características de la señal GPS ........................................................ 159
ANEXO 4. Mapa de memoria común de la consola (CMA) ................................ 160
ANEXO 5. Valores experimentales obtenidos– Señal sentido de giro ............... 162
ANEXO 6. Librerías DLL para simulación de teclas .......................................... 163
ANEXO 7. Diagrama circuital - Sentido de giro .................................................. 164
ANEXO 8. Diagrama circuital - control del Boresight – Inga Corral .................... 165
ANEXO 9. Diagrama circuital del control del Boresight – Estación Cotopaxi ..... 166
156
ANEXO 1. Convertidor trifásico de cuatro cuadrantes
El sistema de potencia de movimiento de la antena está conformado por un
rectificador trifásico dual o en cuatro cuadrantes para el movimiento en ambas
direcciones de los motores (5 HP) de azimut y elevación.
La figura muestra el esquema del rectificador. Los dos convertidores están
controlados de tal modo que si α1 es el ángulo de retraso del convertidor 1, el
ángulo de retraso del convertidor 2 es α2 = π - α1.La operación de cada
convertidor es idéntica a la de un convertidor trifásico completo. Durante el
intervalo (π/6 + α1) ≤ ωt ≤ [ (π/2 + α 1 ), el voltaje línea a línea vab, aparece a
través de la salida del convertidor 1, y vbc aparece a través del convertidor 2.
El sistema de potencia de movimiento de la antena en los ejes de azimut y
elevación posee doce SCRs modelo 3673, los cuales consisten en dos chasis,
uno que contiene los SCRs y los circuitos de control y otros chasis de inductores
para las líneas de AC, que atenúan la corriente cuando se dispara un ángulo. El
modelo de SCR en mención está diseñado para manejar motores de hasta 7,5
HP.
La alimentación del puente es trifásica a 5 hilos con 50/60 Hz de 208 V., la salida
DC del puente maneja la corriente aplicada al estator del motor por medio de las
secuencias de encendido o apagado de pares de SCRs. El apagado del SCR se
da cuando la corriente que circula cae bajo los 200 mA y es consecuencia de
decremento de voltaje en la línea de AC.
157
ANEXO 2. Descripción de los datos de los archivos TLE
Línea de Título
Campo Columna Contenido Ejemplo 1 01-24 Nombre del satélite SAC C
Línea 1
Campo Columna Contenido Ejemplo 1 01-01 Nombre de la línea 1 2 03-07 Número de satélite 25544 3 08–08 Clasificación (U = Sin clasificación) U 4 10–11 Últimos dos dígitos del año de lanzamiento 98 5 12–14 Número de lanzamiento del año 067 6 15–17 Parte del Lanzamiento A 7 19–20 Año época (los dos últimos dígitos del año) 08 8 21–32 Época (Día de la parte del año y fracción de
día) 264.51782528
9 34–43 Primera derivada, de la velocidad media dividido por dos
−0.00002182
10 45–52 Segunda derivada de la velocidad dividido por seis (punto decimal)
00000-0
11 54–61 BSTAR retraso (punto decimal) -11606-4 12 63–63 El número 0 (Originalmente, debería haber
sido "el tipo de efemérides") 0
13 65–68 Número de elemento 292 14 69–69 Checksum (Módulo 10) 7
Línea 2
Campo Columna Contenido Ejemplo 1 01-01 Nombre de la línea 2 2 03-07 Número de satélite 25544 3 09–16 Inclinación (Grados) 51.6416 4 18–25 Ascensión Recta del Nodo Ascendente [grados] 247.4627 5 27–33 Excentricidad 0006703 6 35–42 Argumento de perigeo [grados] 130.5360 7 44–51 Anomalía Media [grados] 325.0288 8 53–63 La media de movimiento [Revs por día] 15.72125391 9 64–68 Revolución en el número época [Revs] 56353 10 69–69 Checksum (Modulo 10) 7
158
ANEXO 3. Generador de tiempo (XL–GPS Symmetronic Time
& Frequency System) - Características de la señal GPS
La ganancia que requiere la antena del receptor GPS debe ser mayor a 20 dB y
menor a 36 dB. Una señal satelital GPS menor a -170dBW no es utilizada por el
receptor.
Actualmente 24 satélites, que componen la constelación espacial del sistema
GPS, orbitan la tierra a una distancia aproximada de 19.000 km por encima de
corteza terrestre. Estos satélites GPS se encuentran en constante movimiento,
realizando 2 órbitas completas en menos de 24 horas. Viajan a una velocidad
aproximada de 11.000 km por hora.
El equipo rastrea hasta 12 satélites GPS L1 (satélites que transmiten dos señales
de radio de baja potencia, que se designan como L1 y L2) Los receptores GPS
civiles utilizan la señal L1 cuya frecuencia es de 1575,42 MHz en la banda de
UHF. La señal GPS tiene tres diferentes bits de información, un código seudo
aleatorio (número de identificación que identifica el satélite GPS que está
transmitiendo la información), un dato efemérico y un dato de almanaque.
El dato de efeméride es constantemente transmitido por cada satélite GPS y
contiene información importante sobre el estatus del satélite GPS. Además envía
el día y la hora. Está parte de la señal es esencial para la determinación de la
posición GPS utilizando los satélites en el espacio como puntos de referencia
para la ubicación en tierra.
El dato de almanaque le dice al receptor GPS donde debería estar el satélite GPS
en cada momento a lo largo del día. Cada satélite GPS transmite el dato de
almanaque mostrando la información orbital para ese satélite y para cualquier otro
satélite del sistema GPS.
159
ANEXO 4. Mapa de memoria común de la consola (CMA) (Véase Technical Manual, Operation and Maintenance with part list, Model 3842, Control Console,
Páginas 2-18 a 2-24 para la lista completa de los CMAs)
160
161
ANEXO 5. Valores experimentales obtenidos– Señal sentido de
giro
Angulo (°) Voltaje (mv)
-360 -39,3
-350 -38,1
-340 -36,9
-330 -35,7
-320 -34,5
-310 -33,4
-300 -32,1
-290 -30,9
-280 -29,8
-270 -28,5
-260 -27,4
-250 -26,2
-240 -24,9
-230 -23,7
-220 -22,5
-210 -21,3
-200 -20,1
-190 -18,9
-180 -17,7
-170 -16,5
-160 -15,2
-150 -14
-140 -12,9
-130 -11,6
-120 -10,4
-110 -9,2
-100 -8
-90 -6,8
-80 -5,6
-70 -4,4
-60 3,2
-50 2
-40 0,8
-30 0,2
-20 1,4
-10 2,6
Angulo (°) Voltaje (mv)
0 3,8
10 4,9
20 6,2
30 7,3
40 8,5
50 9,7
60 10,9
70 12,2
80 13,4
90 14,7
100 15,9
110 17,1
120 18,3
130 19,5
140 20,7
150 21,9
160 23,1
170 24,3
180 25,5
190 26,7
200 29,1
210 29,7
220 30,3
230 31,5
240 32,7
250 33,9
260 35,1
270 36,4
280 37,6
290 38,7
300 39,9
310 41,2
320 42,4
330 43,6
340 44,8
350 46
360 47,2
370 48,4
162
ANEXO 6. Librerías DLL para simulación de teclas
Para comunicar LabVIEW con el software Satbuster se envío la simulación de las teclas a través de las librerías DLL correspondientes al teclado. Obteniéndose resultados satisfactorios siempre que un usuario del computador no haga alguna acción con el ratón o teclado, por ello para evitar ese inconveniente, cuando se generan los ángulos, es decir cuando se automatiza el Satbuster, se bloquea cualquier entrada de teclado o ratón, función que fue llamada a través de los DLL de Windows por medio de LabVIEW. Librería Funciones User32.dll BlockInput, FindWindowA, ShowWindow, keybd_event Kernel32.dll SetThreadExecutionState USER32.DLL BlockInput Bloquea cualquier entrada del teclado y ratón. La combinación de teclas Ctrl+Alt+Spr está habilitada. La función requiere un 1 para bloquear y 0 para desbloquear Find WindowA Recupera el mando sobre una ventana. La ventana sobre la cual recupera el control es la ventana que contenga el “string” que se ingrese en la función. En nuestro caso buscamos la ventana de SatBuster. ShowWindow Establece el modo de mostrar la ventana. Se configuro con valor 9, que quiere decir que la ventana se activa y la muestra en la pantalla. keybd_event Simula un evento del teclado. Esta función requiere el valor hexadecimal de la tecla1. KERNEL32.DLL SetThreadExecutionState Permite a una aplicación informar al sistema que está en uso, previniendo que el sistema apague el monitor o entre a modo de “sleep” mientras la aplicación este ejecutándose. La función en el programa del HMI envía un 02 y 01 al inicio de la automatización del Satbuster. 02, fuerza la pantalla estar encendida y 01 fuerza al sistema a permanecer en estado de trabajo.
1 http://delphi.about.com/od/objectpascalide/l/blvkc.htm contiene información cobre los valores hexadecimales de las teclas.
163
162738495
J1CO
NN
-D9F
T1IN
11
R1
OU
T12
T2IN
10
R2
OU
T9
T1OU
T14
R1IN
13
T2OU
T7
R2IN
8
C2+
4
C2
-
5
C1+
1
C1
-
3
VS
+2
VS
-6
U1
MA
X232
C1
10uF
C2
10uF
C3
10uF
C4
10uF
PB
0/ICP
1/C
LKO
/PC
INT0
14P
B1
/OC
1A/P
CIN
T115
PB
3/M
OS
I/OC
2A/P
CIN
T317
PB
2/SS
/OC
1B
/PC
INT2
16
PD
6/AIN
0/OC
0A/P
CIN
T2212
PD
5/T1/OC
0B/P
CIN
T2111
PD
4/T0/XC
K/P
CIN
T206
PD
3/INT1/O
C2B
/PC
INT19
5
PD
2/INT0/P
CIN
T18
4
PD
1/TXD
/PC
INT17
3
PD
0/RX
D/P
CIN
T162
PB
4/MIS
O/P
CIN
T418
PB
5/SC
K/P
CIN
T519
PB
7/TOS
C2/X
TAL2/P
CIN
T710
PB
6/TOS
C1/X
TAL1/P
CIN
T69
PC
6/RE
SE
T/PC
INT14
1
PC
5/AD
C5
/SC
L/P
CIN
T1328
PC
4/AD
C4
/SD
A/P
CIN
T1227
PC
3/AD
C3/P
CIN
T1126
PC
2/AD
C2/P
CIN
T1025
PC
1/AD
C1/P
CIN
T924
PC
0/AD
C0/P
CIN
T823
AV
CC
20
AR
EF
21
PD
7/AIN
1/PC
INT
2313
U2
ATM
EG
A48
C5
10p
D1
1N
4733A
3 21
4 11
U3:A
TL084
U3:A
(V+)
U3:A
(V-)
AD
C5 6
7
4 11
U3:B
TL084
10 98
4 11
U3:C
TL084
D2
1N
4007
D3
1N
4007
R1
10k
R2
10k
R3
10k
121314
411
U3:D
TL084
5 67
4 11
U4:B
TL084
R4
10k
R5
10k
R6
10k
AD
C
10 98
4 11
U4:C
TL084
R7
1000k
R8
1000k
R9
20k
R10
100k
R11
100k
R12
100k
R13
100k
Q1
2N3904
R14
10k
R15
300
C610
0uF
C747
0uf
12
J2SIL-15
6-02
1 2
3
RV
1
RE
S-V
AR
12
J4SIL-1
56-02
12
J5SIL-156-02
VC
C
R16
330
AK
D4
LED
-RE
D
1 2
J3SIL
-156-02
ANEXO 7. Diagrama circuital - Sentido de giro
164
PB
0/ICP
1/CLK
O/P
CIN
T014
PB
1/OC
1A/P
CIN
T115
PB
3/MO
SI/O
C2A
/PC
INT3
17P
B2/S
S/O
C1B
/PC
INT2
16
PD
6/AIN
0/OC
0A/P
CIN
T2212
PD
5/T1/OC
0B/P
CIN
T2111
PD
4/T0/XC
K/P
CIN
T206
PD
3/INT1/O
C2B
/PC
INT19
5P
D2/IN
T0/PC
INT18
4P
D1/TX
D/P
CIN
T173
PD
0/RX
D/P
CIN
T162
PB
4/MIS
O/P
CIN
T418
PB
5/SC
K/P
CIN
T519
PB
7/TOS
C2/X
TAL2/P
CIN
T710
PB
6/TOS
C1/X
TAL1/P
CIN
T69
PC
6/RE
SE
T/PC
INT14
1P
C5/A
DC
5/SC
L/PC
INT13
28P
C4/A
DC
4/SD
A/P
CIN
T1227
PC
3/AD
C3/P
CIN
T1126
PC
2/AD
C2/P
CIN
T1025
PC
1/AD
C1/P
CIN
T924
PC
0/AD
C0/P
CIN
T823
AV
CC
20A
RE
F21
PD
7/AIN
1/PC
INT23
13
U2
ATM
EG
A48
IN+
1
IN-
2
GS
3
Vref
4
INH
5
PW
DN
6
OS
C2
8O
SC
17
VS
S9
VD
D18
St/G
T17
ES
t16
StD
15
Q4
14
Q3
13
Q2
12
TO3
10Q
111
U3
MT8870 V
CC
Q1
330Q
2330
Q3
330Q
4330
AK
AK
AK
AK
LED
28
330
AK
X1
CR
YS
TAL
R4
100k
R5
100kR
6
200k
C2
100p
ESTADO DE ENERGIA
VD
D1
CD
2
CO
L13
CO
L24
CO
L35
GN
D6
OS
Cout
8O
SC
in7
TON
Eout
16
STI
15
RO
W1
14
RO
W2
13
RO
W3
12
RO
W4
11
AK
D10
CO
L49
U4
LR4089
VC
C
X2
CR
YS
TAL
col1col2col3col4
row1
row2
row3
row4
RO
W1
RO
W2
RO
W3
RO
W4
CO
L4
CO
L1C
OL2
CO
L3
VC
C
R7
1k
3 21
4 11
U5:A
LM324
VC
C
RL1
D1
VCC
QA
PN
2222
RT
110k
RM
1560
QB
PN
2222
RT
210k
RM
2560
QC
PN
2222
RT
310k
RM
3560
on transF
0F
1
f00
f11
on trans1
F0
F1
ON TRANS
RL3
TEX
TELL-K
BE
-24V
F11
D3
RL4
TEX
TELL-K
BE
-24V
ON
TRA
NS
1
D4
RL2
TEX
TELL-K
BE
-24VF
00
D2
1 2 3 4 5 6 7 8J1
CO
NN
-SIL8
TONO RAD
tono rad
TX R
AD
SE
ñAL
C1
100p
señal
TX RAD
QD
PN
2222
RT
410k
RM
4560
reset1
reset
RE
SE
T
RL5
RE
SE
T1D5
gnd trans
f1 transf0 trans
vcc trans
VC
C TR
AN
S
F1 TR
AN
S
ON
/OF
F TR
AN
S
12345
J2CO
NN
-SIL5
on/off trans
F0 TR
AN
S
GN
D TR
AN
S
VC
C TR
AN
SG
ND
TRA
NS
VC
C TR
AN
S
GN
D TR
AN
S
12
J3CO
NN
-SIL2
RV
CC
330A
K
LVC
C
LED
-RE
D
12
J5CO
NN
-SIL2
C3
100p
TX R
AD
RL
AC
120V60H
z
Estado de energia
VC
CANEXO 8. Diagrama circuital - control del Boresight – Inga
Corral
165
T1IN11
R1O
UT
12
T2IN10
R2O
UT
9
T1OU
T14
R1IN
13
T2OU
T7
R2IN
8
C2+
4
C2-
5
C1+
1
C1-
3
VS
+2
VS
-6
U1
MA
X232
MA
X232
DIL16
321
411
U2:ALM
324
VD
D1
CD
2
CO
L13
CO
L24
CO
L35
GN
D6
OS
Cout
8O
SC
in7
TON
Eout
16
STI
15
RO
W1
14
RO
W2
13
RO
W3
12
RO
W4
11
AK
D10
CO
L49
U4
LR4089
IN+
1
IN-
2
GS
3
Vref
4
INH
5
PW
DN
6
OS
C2
8O
SC
17
VS
S9
VD
D18
St/G
T17
ES
t16
StD
15
Q4
14
Q3
13
Q2
12
TO3
10Q
111
U3
MT8870
PB
0/ICP
1/CLK
O/P
CIN
T014
PB
1/OC
1A/P
CIN
T115
PB
3/MO
SI/O
C2A
/PC
INT3
17P
B2/S
S/O
C1B
/PC
INT2
16
PD
6/AIN
0/OC
0A/P
CIN
T2212
PD
5/T1/OC
0B/P
CIN
T2111
PD
4/T0/XC
K/P
CIN
T206
PD
3/INT1/O
C2B
/PC
INT19
5P
D2/IN
T0/PC
INT18
4P
D1/TX
D/P
CIN
T173
PD
0/RX
D/P
CIN
T162
PB
4/MIS
O/P
CIN
T418
PB
5/SC
K/P
CIN
T519
PB
7/TOS
C2/X
TAL2/P
CIN
T710
PB
6/TOS
C1/X
TAL1/P
CIN
T69
PC
6/RE
SE
T/PC
INT14
1P
C5/A
DC
5/SC
L/PC
INT13
28P
C4/A
DC
4/SD
A/P
CIN
T1227
PC
3/AD
C3/P
CIN
T1126
PC
2/AD
C2/P
CIN
T1025
PC
1/AD
C1/P
CIN
T924
PC
0/AD
C0/P
CIN
T823
AV
CC
20A
RE
F21
PD
7/AIN
1/PC
INT23
13
U5
ATM
EG
A48
Rx
Tx
C1
1uF
C2
1uF
C3
1uF
VC
CG
ND
GND
VCC
C4
1uF
TXR
X
X1
CR
YS
TAL
GN
D
VC
CR
1
100k
R2
100k
GN
D
C5
100p
R3
100k
Q4
Q3
Q2
Q1
Q4
Q3
Q2
Q1
162738495
J2CO
NN
-D9F
GN
D
RX
1
TX1
TX1
RX
1
R4
10kR
510k
R6
10kR
710k
GN
D
AK
D1
LED
-RE
D
AK
D2
LED
-RE
D
AK
D3
LED
-RE
D
AK
D4
LED
-RE
D
VC
C
X2
CR
YS
TAL
GN
D
CO
L1C
OL2
CO
L3
CO
L4
RO
W1
RO
W2
RO
W3
RO
W4
TON
E G
EN
CO
L1C
OL2
CO
L3C
OL4
RO
W2
RO
W1
RO
W3
RO
W4
TON
E G
EN
GND VCC
R8
20kR
L1TE
XTE
LL-KB
E-24V
C6
100p
TON
O R
AD
TON
O R
AD
Tx rad
GN
DD
51N
4007
VC
C
GN
D
tecla3tecla2tecla1
BO
TO
N1
BO
TO
N2
BO
TO
N3
BO
TO
N4
BO
TO
N5
BO
TO
N6
TEC
LA1
TEC
LA2
TEC
LA3
D6
1N4007
D7
1N4007
D8
1N4007
D9
1N4007
D10
1N4007
D11
1N4007
D12
1N4007
D13
1N4007
D14
1N4007
R9
100R
10100
R11
100
VC
C
GN
DV
CC
GN
D
R12
10kD15
PO
WE
R
TX R
AD
C13
100p
GN
D
12
J1CO
NN
-SIL2
12345678
J4CO
NN
-SIL8
12345678
J3CO
NN
-SIL8
ANEXO 9. Diagrama circuital del control del Boresight –
Estación Cotopaxi