ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL - Repositorio...

i

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

[email protected]

LUIS EDUARDO GARCÉS CALDERÓN

[email protected]

DIRECTOR: ING. MAURICIO ROLANDO MUÑOZ CUEVA

[email protected]

CODIRECTOR: DR. LUIS ANIBAL CORRALES PAUCAR, PhD

[email protected]

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



2.2.1.3.4. 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



xi


2.2.4. DEMODULADOR ............................................................................. 37

2.2.4.1. ACCESO REMOTO .......................................................................... 38




2.2.5. SINCRONIZADOR DE BITS (BSSC) ................................................ 40

2.2.5.1. ACCESO REMOTO .......................................................................... 40




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



2.2.7. RECEPTOR DE TELEMETRIA ........................................................ 44

2.2.7.1. ACCESO REMOTO .......................................................................... 44





2.2.8. OSCILADOR LOCAL (CCU) ............................................................. 47

2.2.8.1. ACCESO REMOTO .......................................................................... 48




xii


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


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


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


Supresión de

espacio

Habilitado 80A5H 04H 0


*Paridad Habilitado 80A5H 08H 0


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.


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)


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


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


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.


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.


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


Figura 2.13. Cable de comunicación - Demodulador


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).


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.


El BSSC permite el acceso remoto a través del demodulador, el cual sirve como

mensajero para la comunicación hacia un controlador externo.


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.


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.


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.


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


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).


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


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.


Figura 2.16. Cable de comunicación – Receptor de telemetría


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.


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


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.


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.


Figura 2.17. Cable de comunicación - Cable de comunicación CCU


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


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




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.


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


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


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 “*” 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


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


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


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.



Configurar la interfaz RS-232 Comprimir la información enviada por el CCU


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


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


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).



Configurar la interfaz RS-232 Comprimir la información enviada por el demodulador

Fin tarea

104

Determinar el estado de comunicación



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


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


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.


Inicializar comunicación Configurar la interfaz RS-232




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


Establecer con valores nulos a los indicadores correspondientes a la interfaz de visualización Fin tarea


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.


Configurar la interfaz RS-232 Fin tarea Determinar el estado de comunicación


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


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

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



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


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


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



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


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


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


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

[1] SCIENTIFIC ATLANTA, Operation and Maintenance Instructions with parts

list - MODEL 3842 CONSOLE, Primera edición, Octubre 1989


list - MODEL 3673 SCR POWER AMPLIFIER, Primera edición, Noviembre 1981


list - MODEL 924-1 DEMODULATOR, Primera edición, Octubre 1989


list - MODEL 924-5 BIT SYNCHRONIZER SIGNAL CONDITIONER, Primera

edición, Octubre 1989


list - MODEL 924-2 CONVERTER CONTROL UNIT, Segunda edición, Octubre

1989


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)

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

ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL - Repositorio...

Documents

Transcript of ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL - Repositorio...