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INSTITUTO

POLITÉCNICO

NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA

UNIDAD PROFESIONAL ADOLFO LÓPEZ MATEOS

“Sistema Inalámbrico de Transmisión

de Audio con Aplicación a Domótica”

PARA OBTENER EL TÍTULO DE:

INGENIERO EN COMUNICACIONES Y ELECTRÓNICA.

DE LAS ESPECIALIDADES DE COMUNICACIONES Y CONTROL.

P R E S E N T A:

DALIA FABIOLA HERNANDEZ ALEMÁN

IVÁN FLORES MELCHOR

ROBERTO TORRES HERNÁNDEZ

ASESOR TÉCNICO:

M. en C. ERIC GÓMEZ GÓMEZ

ASESOR METODOLÓGICO:

M. en C. JOSÉ I. OLEA RAMÍREZ

MÉXICO, D. F. DICIEMBRE 2012

INDICE

DEDICATORIA

INDICE DE FIGURAS 1

INDICE DE TABLAS 4

INDICE DE DIAGRAMAS 5

INTRODUCCIÓN 6

Motivación de la investigación del proyecto 6

Objetivo General 7

Objetivos Específicos 7

Planteamiento del problema 8

Delimitación del problema 8

Justificación del problema 8

1. TRANSMISIÓN DE AUDIO Y LA DOMÓTICA 9

1.1. Transmisión de audio digital 10

1.2. Conceptos básicos de audio digital 10

1.3. Transporte de audio 11

1.4. Radio frecuencias 11

1.5. Transmisión inalámbrica 11

1.6. Transmisión síncrona 12

1.7. Seleccionar la tecnología inalámbrica adecuada 12

1.8. Protocolo purepathtm

Wireless 14

1.8.1. Características PurePath 15

1.8.2. Información de configuración del PurePath 20

1.9. Control domótico 20

1.9.1. Antecedentes de la domótica 20

1.9.2. Definición de domótica 21

1.9.3. Aportación de la domótica 21

1.9.4. Tecnologías en los sistemas inteligentes en sistemas de comunicaciones 23

1.9.5. Aplicación de la Domótica 24

1.9.6. Protocolos abiertos de Domótica. 24

2. METODOLOGIA AL SISTEMA DE TRANSMISIÓN DE AUDIO

APLICADO A DOMÓTICA 25

2.1. PurePath Wireless 29

2.1.1. Concepto PurePath 29

2.1.2. Descripción general de hardware PurePath 31

2.1.2.1. Diagrama de bloques 31

2.1.2.2. Módulos Periféricos 32

2.1.2.3. Radio Transceptor 32

2.1.2.4. Mapeo de entradas y salidas 33

2.1.2.5. I2C Interfaz Maestro 34

2.1.2.6. Interfaz de audio serie 35

2.1.2.7. Voltaje de la batería 35

2.1.2.8. Interruptor de Antena interfaz de control. 36

2.1.3. Descripción general de red inalámbrica 36

2.1.3.1. Topología de red 36

2.1.3.2. Identificación del equipo 37

2.1.3.3. Red de información 37

2.1.3.4. Audio Stream 38

2.1.3.5. Los datos de canal lateral 38

2.1.3.6. Streaming de audio 38

2.1.3.7. Enrutamiento audio streaming 38

2.1.3.8. Red de reloj de audio 40

2.1.4. Función de despertador o sincronización de

los módulos en la red inalámbrica 40

2.1.4.1. Frecuencias de muestreo compatibles 42

2.1.4.2. Latencias de audio 42

2.1.5. Formatos de streaming 43

2.1.5.1. PCM16 44

2.1.5.2. PCMLF 45

2.1.5.3. SLAC 45

2.1.5.3.1. Codificación SLAC 46

2.1.5.3.2. SLAC Decodificación 46

2.1.5.3.3. PCME24 46

2.1.5.3.4. Manejo de los abandonos 47

2.1.6. Radio Protocolo 47

2.1.6.1. Gestión de red 47

2.1.6.2. Anatomía de un Timeslot 48

2.1.6.3. Salto de frecuencia adaptada 49

2.1.6.4. Planificación manual de frecuencias 50

2.1.7. Mecanismos de RF convivencia 50

2.1.8. Diversidad de Antena 51

2.1.8.1. Características de la antena 51

2.1.8.2. Beneficios 51

2.1.9. Alineación Timeslot 52

2.1.10. Gestión de Energía 53

2.2. Protocolo anticolisiones CSMA/CA 54

2.3. Metodología del sistema de domótica 54

2.3.1. Tipo de arquitectura 55

2.3.2. Medio de Transmisión 55

2.3.3. Protocolo de comunicaciones 55

2.3.3.1. Protocolo PurePath 55

2.3.3.2. Descripción del tipo de nodos para

la comunicación entre los sensores 55

2.3.3.2.1. Nodos de control estándar 56

2.3.4. Unidad de alimentación 56

2.3.5. Sensor infrarrojo tipo Barrera de luz 56

2.3.6. Descripción de los componentes del sensor

infrarrojo tipo barrera de luz 57

2.3.6.1. Diodo emisor de luz infrarroja 57

2.3.6.2. Fototransistor 58

2.3.7. Instalación de domótica 58

2.3.8. Uso de microcontrolador MPS430f2274 58

2.3.9. Necesidad del protocolo de comunicación 59

3. DESARROLLO, PRUEBAS Y RESULTADOS 61

3.1. Etapa de hardware de la trasmisión 61

3.1.1. Características CC85xx Kit de desarrollo para transmisión 61

3.1.2. Estructura de CC85xx 63

3.1.2.1. Interfaz de audio 63

3.1.2.2. Códecs 64

3.1.2.3. Receptor 65

3.1.2.4. Transmisor 66

3.1.2.5. Vista de módulos de receptor y trasmisor 67

3.2. Etapa software de la transmisión 68

3.2.1. Diagrama de flujo del programa maestro. 69

3.2.2. Diagrama de flujo del programa esclavo. 71

3.2.3. Configuración protocolo maestro 72

3.2.4. Configuración protocolo esclavo 75

3.3. Utilización del control domótico aplicado a la transmisión 79

3.3.1. Diseño del sensor infrarrojo 79

3.3.2. Funcionamiento del sensor 79

3.4. Diagrama de flujo del control implementado a la transmisión 80

3.5. Circuito eléctrico de sensor 82

3.5.1. Transmisor 82

3.5.2. Receptor 82

3.6. Pruebas en protoboard del sensor infrarrojo y su alcance máximo 83

3.6.1. Sensor trasmisor PCB Wizard 85

3.6.2. Sensor receptor PCB Wizard 86

3.7. Requerimientos de control de la domótica 87

3.7.1. Diagrama de flujo del sistema de control de la domótica 88

3.7.2. Diagrama simulado del control de la domótica 89

3.8. Implementación y funcionamiento del sistema. 90

3.9. Mediciones del patrón de radiación antena PurePath 95

JUSTIFICACIÓN ECONOMICA 103

ALCANCE DEL PROYECTO 105

CONCLUSIONES 107

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 120

ANEXOS 109

DEDICATORIA

A Dios, porque él me ha guiado en cada decisión y cada camino que he tomado, me ha ayudado a levantarme después de mis tropiezos y me ha dado la fuerza para seguir adelante

en mi proceso de aprendizaje así como a lo largo de mi vida, doy gracias a ti Señor por haberme dado esta oportunidad nunca la desaprovechare y luchare en donde quieras que yo este.

A mis padres: Susana Alemán Garnica y Agustín Hernández Temoltzi , gracias por su

apoyo y consejos he llegado a cumplir una de mis metas más grandes la cual constituye la herencia más valiosa que pudiera recibir, que con gran esfuerzo y dedicación han hecho de mí una gran mujer, inculcándome valores y enseñanzas día a día, agradezco toda su dedicación y

sus palabras de aliento. Siempre lucharon con todo su ser para poder pagar mis estudios y hoy poder obtener este logro, ustedes saben lo mucho que los amo y los admiró son y serán un ejemplo a seguir, siempre estaré agradecida con Dios y con la vida por los padres que me

tocaron. Con sus risas, con su llamados de atención, con sus horas invertidas en mi persona, me han demostrado que su amor es incondicional y por supuesto me han demostrado que existe la palabra amor, muchas gracias.

A mi amado Iván Flores Melchor, que ha sido más que un compañero durante mi carrera y el

pilar principal para la culminación de la misma, que con su apoyo constante y amor incondicional ha sido amigo y compañero inseparable, fuente de sabiduría, calma y consejo en todo momento. A pesar de todas las adversidades que tuvimos que enfrentar para realizar esta

tesis, horas largas de estudio, un poco de estrés, alegrías vimos crecer y culminar este proyecto, lo mejor de todo es que juntos llegamos a la meta y con una gran alegría demostramos que nuestro trabajo en equipo da frutos, lo que me deja esta experiencia de

trabajar juntos es saber que nos podemos enfrentar a muchas batallas y juntos lucharemos hasta vencer, gracias, te amo.

A mi tutor: M. en C. Eric Gómez Gómez, al cual agradezco inmensamente su apoyo, su

dedicación, le agradezco cada minuto que me dedicaba de su tiempo, como si no le importará que tuviera cosas que hacer, usted siempre estaba disponible y dispuesto a ayudarme o explicarme si es que lo necesitaba, toda su experiencia y su buena voluntad hacen que le

tenga un gran respeto y muchísima admiración, gracias por compartir su experiencia conmigo, pero sobre todo por haberme permitido conocerlo.

1

INDICE DE FIGURAS

Figura 1 Animación de patrón de radiación antena omnidireccional. 11

Figura 2 Patrón de radiación antenas omnidireccionales. 12

Figura 3 Algunas tecnologías 12

Figura 4 PurePath Wireless. 14

Figura 5 Topología de red PurePath. 14

Figura 6 Vista superior del modulo CC85xx. 15

Figura 7 Modelo de tres niveles de complejidad. 22

Figura 8 Representación de conexión de redes. 22

Figura 9 Ilustración de audio diferentes topologías de red. 29

Figura 10 Esquema de aplicación bloques básicos para auriculares inalámbricos . 31

Figura 11 Diagrama a bloques CC85xx. 31

Figura 12 I2C Panorama bus. 34

Figura 13 Interfaz de audio de serie. 35

Figura 14 Monitoreo de la tensión de la batería. 35

Figura 15 Control del conmutador de antena. 36

Figura 16 Topología de red estrella. 36

Figura 17 Mapa de canales lógicos. 38

Figura 18 La captura del contador. 41

Figura 19 Reloj visión general de distribución los no-USB. 41

Figura 20 Latencia de audio. 42

Figura 21 Esquema PCM16. 44

Figura 22 PCMLF procesamiento de secciones. 45

Figura 23.Procesamiento de SLAC rebanada. 46

Figura 24 Decodificador SLAC de 16 bits. 46

Figura 25 Selección de procesamiento PCME24. 47

Figura 26 Anatomía de una sección temporal con tres nodos. 48

Figura 27 Ejemplo de secuencia de saltos AFH. 50

Figura 28 Aplicación diagrama a bloques de la antena. 52

Figura 29 Dos protocolos sin alineamiento de tiempo. 52

2

Figura 30 Dos secciones de tiempo maestro alineados. 53

Figura 31 Diagrama de bloques de un sensor. 56

Figura 32 Descripción técnica de LED IR. 57

Figura 33 Encendido y Apagado de IR. 57

Figura 34 Fototransistor. 58

Figura 35 Diagrama de funcionamiento separado Tx y Rx. 58

Figura 36 Kit de desarrollo CC85xx. 61

Figura 37 PurePath Wireless AudioEB visión general. 62

Figura 38 CC depurador conectado al AudioEB Debugger. 62

Figura 39 Bloques principales en AudioEB. 63

Figura 40 Bloque de puente para conectar el Códec CC85xx. 64

Figura 41 S/PDIF del receptor. 65

Figura 42 CC8531EM 67

Figura 43 CC8531 + CC2590EM 67

Figura 44 Captura de pantalla del software PurePath Configurator. 68

Figura 45 Configuración maestro 1. 72








Figura 53 Configuración esclavo 1. 75







3



Figura 62 Sensor Tx Rx. 79

Figura 63 Tarjeta de desarrollo CC85xx, puertos GIO. 81

Figura 64 Fotografía del sensor Tx en protoboard. 83

Figura 65 Fotografía del sensor Tx en protoboard en funcionamiento. 83

Figura 66 Fotografía del sensor Rx en protoboard. 84

Figura 67 Sensor infrarrojo de barrera en protoboard. 84

Figura 68 Vista del circuito del transmisor en PCB Wizard. 85

Figura 69 Circuito impreso transmisor. 85

Figura 70 Fotografía transmisor vista superior. 85

Figura 71 Fotografía transmisor vista inferior. 85

Figura 72 Vista del circuito receptor en PCB Wizard. 86

Figura 73 Circuito impreso receptor. 86

Figura 74 Fotografía receptor vista superior. 86

Figura 75 Fotografía recetor vista inferior 86

Figura 76 Doble barrera de laser en cada uno de las puertas. 87

Figura 77 Entrada y salida de la habitación. 87

Figura 78 Dispositivo de transmisión y recepción. 90

Figura 79 Haz de barrera infrarroja. 91

Figura 80 Posicionamiento de los sensores. 91

Figura 81 Posicionamiento del sistema 92

Figura 82Ubicación de interfaz de control 93

Figura 83 Posicionamiento de la estructura del sistema 93

Figura 84 Posicionamiento del espectro 94

Figura 85 Analizador de espectro 95

Figura 86 Antena del analizador 96

Figura 87 Prueba de potencia. 96

Figura 88 Fotografía pruebas de potencia PurePath 97

Figura 89 Señal de potencia. 98

4

Figura 90 Señal de potencia 2. 98

Figura 91 Grafica del patrón de radiación. 99

Figura 92 Simulación de tomas de muestras. 99

Figura 93 Diversificación de puntos de muestras 100

Figura 94 Software para generar graficas patrón de radiación. 100

Figura 95 Patrón de radiación plano x, y. 101

Figura 96 Antena de la cual se tomaron mediciones PurePath. 101

Figura 97 Patrón de radiación x, z. 102

Figura 98Modulo de antena PurePath. 102

Figura 99 Alcance Android. 105

INDICE DE TABLAS

Tabla 1 Comparación de tecnologías inalámbricas 13

Tabla 2 Pines I/O. 33

Tabla 3 Los canales lógicos. 39

Tabla 4 Tasas de muestreo admitidas. 42

Tabla 5 Latencia mínima frente a posibles configuraciones. 43

Tabla 6 Resumen formados Streaming. 44

Tabla 7 Estados de consumo. 53

Tabla 8 Módulos de I2S maestro/esclavo resumen. 63

Tabla 9 PIS pines del interface de códec. 64

Tabla 10 S/PDIF pines de la interface de receptor. 65

Tabla 11 PI2S/ PDIF pines de la interfaz del transmisor. 66

Tabla 12 TAS57xx interfaz 66

Tabla 13 Estado del sensor. 88

Tabla 14 Comparación de distribuidores 103

Tabla 15 Componentes del sistema. 104

Tabla 16 Componentes extras del sistema 10

5

INDICE DE DIAGRAMAS

Diagrama 1 Protocolo maestro PurePath. 26

Diagrama 2 Protocolo esclavo PurePath. 27

Diagrama 3 Diseño para la domótica. 28

Diagrama 4 Programa del protocolo maestro. 69

Diagrama 5 Programa del protocolo esclavo. 71

Diagrama 6 Funcionamiento del sensor. 79

Diagrama 7 Control de transmisión. 80

Diagrama 8 Sensor parte transmisor. 82

Diagrama 9 Sensor parte receptor. 82

Diagrama 10 Programa de control domótico. 88

Diagrama 11 Simulación control domótico. 89

6

INTRODUCCIÓN

MOTIVACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN DEL PROYECTO

La tecnología inalámbrica está influyendo ya en nuestras vidas, y lo seguirá haciendo hasta el

punto en que no podremos imaginar cómo hemos podido vivir sin ella. Las capacidades que

ofrece la tecnología inalámbrica proporcionan mayor comodidad y movilidad con total

funcionalidad en cualquier lugar. Pero para que tenga aceptación entre los usuarios, esta

funcionalidad debe garantizarse cualquiera que sea la plataforma.

La tecnología inalámbrica ha estado a nuestro alrededor durante mucho tiempo. Las ondas de

radio, infrarrojos, microondas y ondas de sonido influyen en nuestro mundo de muchas

maneras distintas y ninguna necesita hilos ni cables. Ahora, la tecnología inalámbrica ha dado

un paso más, proporcionando conexiones de datos entre dispositivos informáticos y redes .

Los consumidores están demandando una transición con capacidades multimedia (en sonido)

en dispositivos inalámbricos.

Según los analistas, el 60 por ciento de los productos electrónicos más importantes serán

portátiles en un futuro y muchos necesitarán conexiones con otros dispositivos. La nueva

economía sin cables probablemente nos permitirá, con solo hacer click en un botón. La

tecnología inalámbrica está revolucionando las telecomunicaciones; los nuevos dispositivos

junto con la conectividad personal definirán un futuro sin cables.

Los cables, simplemente, no estarán permitidos.

El tener una tecnología que elimina la necesidad de cables ofrece un gran número de

aplicaciones potenciales y las posibilidades son virtualmente infinitas. Sólo necesita colocar los

dispositivos con tecnología inalámbrica en la misma área para que se comuniquen entre sí sin

necesidad de cables.

En nuestros días es esencial utilizar la tecnología para cubrir todas nuestras necesidades. En

ingeniería se debe usar esa tecnología en beneficio de la humanidad para poderle brindar

comodidad y así hacerle la vida más fácil.

El tener un hogar con confort y agregando gustos de los habitantes para facilitar nuestra vida

en ella, es donde interviene la automatización, misma que nos crea una sensación de

comodidad y libertad.

En ello surgió la idea de transmitir el audio inalámbrico con alta calidad de cualquier

reproductor de audio que se tenga sin tener la necesidad de uno en especifico, hacia algún otro

punto de la casa donde se desee estar. Esta es una de las aplicaciones más fascinantes de la

electrónica que son las comunicaciones inalámbricas.

Y por lo que consta de la domótica integrándolo a la tecnología inalámbrica sería bueno, ya que la domótica es un servicio de ocio y entretenimiento, que permite a las personas disfrutar de sus ratos libres de forma pasiva o interactiva, mediante contenido multimedia al que se puede

acceder desde un equipo reproductor / visualizador. Dicho contenido puede encontrarse en el hogar o bien ser recibido de fuentes externas, mediante una infraestructura de telecomunicaciones de banda ancha.

El avanzar en el desarrollo de servicios de ocio y entretenimiento en el hogar, dotados de la inteligencia necesaria para que, a partir de la información y la funcionalidad que brindan los dispositivos digitales multimedia y la conducta social del individuo, sean capaces de tomar

decisiones y adelantarse a las necesidades de los usuarios asistiéndoles en las tareas cotidianas.

7

OBJETIVO GENERAL

Construir un sistema inalámbrico para transmisiones de audio aplicado a domótica con uso del

microcontrolador MPS430f2274 .

. OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

Definir los protocolos y dispositivos para el sistema de control.

Elegir de las opciones existentes el dispositivo para la trasmisión de audio.

Diseño y construcción del sistema inalámbrico para la trasmisión de audio con la

aplicación a la domótica.

Realizar las pruebas necesarias de funcionalidad del sistema propuesto.

8

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Los estudios y aplicaciones relacionadas con las transmisiones de audio y los sistemas de

control orientados a hacer eficiente el consumo de los recursos energéticos en los hogares se

han desarrollado lentamente en países como México. Su puesta en práctica todavía es más

escasa. Lo anterior, probablemente se deba a que los costos de operación e instalación sean

todavía elevados, esto, posiblemente por no haber suficientes empresas que ofrezcan este tipo

de servicios.

En este sentido, se propone en este proyecto, un sistema que permita integrar transmisiones

de audio de alta fidelidad incorporando mecanismos de control con aplicaciones a la domótica,

el escenario de esta aplicación es una casa habitación.

DELIMITACIÓN DEL SISTEMA

El estándar es definir los niveles de red básicos para dar servicio a un tipo específico de red

inalámbrica de área personal centrada en la habilitación de comunicación entre dis positivos

ubicuos con bajo costo y velocidad (en contraste con esfuerzos más orientados directamente a

los usuarios).

Para lograr tanto la comunicación como el control, será necesario el diseño y desarrollo de

interfaces en hardware y software utilizando un sistema integrado con los componentes

necesarios para la comunicación así como la utilización de un protocolo de comunicación que

cumpla con los requerimientos para trabajar en el sistema deseado.

Entre los aspectos más importantes se encuentra la adecuación de su uso para tiempo real por

medio de slots de tiempo garantizados, evitación de colisiones p or CSMA/CA y soporte

integrado a las comunicaciones seguras. También se incluyen funciones de control del

consumo de energía como calidad del enlace y detección de energía.

Por lo tanto es importante tener en cuenta un modelo de red ya que se definirá dependiendo la

necesidad. Teniendo el tipo de red es importante mencionar la arquitectura de transporte de

datos.

En este proyecto se permite definir un protocolo que cubra el ancho de banda requerido para la

transmisión de audio de forma inalámbrica que debe ser suficiente para dar servicio a la

estructura de red y sus dispositivos.

JUSTIFICACIÓN DEL PROBLEMA

La propuesta planteada en este documento se restringe al esquema de trasmisión y a los

mecanismos de control con el propósito de poder utilizarse en áreas de la domótica. No se

consideran en este trabajo los aspectos relacionados con los materiales empleados en los

recintos acústicos para preservar el audio de manera apropiada, en otras palabras, en esta

etapa del trabajo, los aspectos relacionados con la acústica arquitectónica no se consideraron.

Sin embargo, los autores consideran conveniente incorporar esa disciplina de estudio en el

proceso de implantación del prototipo que se presenta. La domótica exige necesariamente un

trabajo interdisciplinario para ofrecer un servicio que cumpla con los estándares de calidad.

9

CAPÍTULO I

TRANSMISIÓN DE

AUDIO Y LA

DOMÓTICA

10

1.1 TRANSMISIÓN DE AUDIO DIGITAL.

El surgimiento de formatos de transmisión de audio digital resuelve en gran medida las

deficiencias del sistema análogo, con una alta inmunidad al ruido y el uso eficiente de

multiplexación para reducir el número de cables dedicados para la transmisión. Junto con lo

anterior, un sistema digital de distribución permite la detección y corrección de errores,

posibilitando la verificación de la integridad de los datos recibidos antes de ser utilizados.

Hoy en día la gran mayoría de los dispositivos de audio operan en formato digital, por lo que es

recomendable realizar la distribución de audio entre estos digitalmente, evitando etapas de

conversión innecesarias entre el dominio análogo y digital, que finalmente contribuyen a un

aumento en costos y degradación sucesiva de la señal.

Si bien estos sistemas de distribución de audio digital ofrecen un sin número de mejoras

significativas con respecto a los sistemas análogos, tienen la gran desventaja de ser formatos

cerrados con software y hardware propietario, muchas veces incompatibles unos con otros.

Esta situación se traduce en un elevado costo de implementación para el usuario final, que

debe adquirir equipamiento altamente específico para su funcionamiento.

1.2 CONCEPTOS BÁSICOS DE AUDIO DIGITAL

Tasa de muestreo (frecuencia de muestreo).

El audio digital es una secuencia de ceros y unos que se obtiene del muestreo de la

señal analógica. La tasa de muestreo define cada cuánto tiempo se tomará el valor de

la señal analógica para generar el audio digital. [10.]

Resolución (bit resolución).

Es el número de bits utilizados para almacenar cada muestra de la señal analógica.

Una resolución de 8-bits proporciona 256 (28) niveles de amplitud, mientras que una

resolución de 16-bits alcanza 65536 (216). Un audio digital tendrá más calidad cuanto

mayor sea su resolución. Ejemplo: El audio de calidad CD suele ser un sonido de

44.100 Hz – 16 bits – estéreo. [10.]

Velocidad de transmisión (bit de velocidad).

El bit de velocidad define la cantidad de espacio físico (en bits) que ocupa un segundo

de duración de ese audio. Por ejemplo, 3 minutos de audio MP3 a 128kBit/sg, ocupa

2,81 Mb de espacio físico (3min x 60 seg/min x 128 kBit/seg = 23040 kBits -> 23040

kBits x 1024 bits/Kbit: 8 bits/bytes: 1024 bytes/Kbytes: 1024 Kby tes/Mbytes = 2,81

MBytes ó Mb). Por ejemplo en los audios en formato MP3 se suele trabajar con bit de

velocidad de 128 kbps (kilobits por segundo). El audio tendrá más calidad cuanto

mayor sea su bit velocidad y el archivo que lo contiene tendrá mayor peso. [10.]

CBR/VBR

Constante / Variable Bit de velocidad. CBR indica que el audio ha sido codificado

manteniendo el bit de velocidad constante a lo largo del clip de audio mientras que

VBR varía entre un rango máximo y mínimo en función de la tasa de transferencia. [10.]

11

Códec.

Acrónimo de “codificación/decodificación”. Un códec es un algoritmo especial que reduce el

número de bytes que ocupa un archivo de audio. Los archivos codificados con un códec

específico requieren el mismo códec para ser decodificados y reproducidos. [10.]

1.3 TRANSPORTE DE AUDIO

Numerosos métodos han sido utilizados para transportar datos de audio a través de redes. La

elección del método más indicado depende tanto de las capacidades de la red como de los

requerimientos de la aplicación. Desde el punto de vista de la red, los parámetros considerados

son ancho de banda e inmunidad a los errores. Desde el punto de vista de la aplicación se

debe considerar la capacidad, calidad y latencia esperada en el audio a transmitir.

El proyecto se basara en una comunicación con las siguientes características:

1.4 RADIO FRECUENCIAS

Las ondas de radio son fáciles de generar, pueden viajar distancias largas y penetrar paredes

sin problemas, de modo que se utilizan mucho en la comunicación, tanto de interiores como de

exteriores. Las ondas de radio también son omnidireccionales, ósea viajan en todas las

direcciones desde la fuente, por lo cual el transmisor y el receptor no tienen que alinearse.

Las propiedades de las ondas de radio dependen de la frecuencia. A bajas frecuencias, las

ondas de radio cruzan bien los obstáculos, pero la potencia se reduce drásticamente con la

distancia a la fuente. A frecuencias altas, las ondas de radio tienden a viajar en línea recta y a

rebotar en los obstáculos. [11.]

1.5 TRANSMISIÓN INALÁMBRICA

Esta lleva a cabo la transmisión y la recepción por medio de antenas. Se radia energía

electromagnética por medio de una antena y luego se recibe esta energía con otra antena.

Hay dos configuraciones para la emisión y recepción de esta energía: direccional y

omnidireccional. En la direccional, toda la energía se concentra en un haz que es emitido en

una cierta dirección, por lo que tanto el emisor como el receptor deben estar alineados. En el

método omnidireccional, la energía es dispersada en múltiples direcciones, por lo que varias

antenas pueden captarla. Cuanto mayor es la frecuencia de la señal a transmitir, más factible

es la transmisión unidireccional. [11.]

Para nuestro sistema utilizaremos la configuración omnidireccional. El diagrama de radiación

de la antena es mas disperso pudiendo la señal ser recibida por varias antenas .

Figura 1. Animación de patrón de radiación antena omnidireccional.

12

Figura 2. Patrón de radiación antenas omnidireccionales.

1.6 TRANSMISIÓN SINCRÓNICA

Es la manera menos complicada de transportar muestras de audio. Comúnmente utilizado para

la comunicación en distancias cortas entre dispositivos de audio. Ambos disposit ivos

comparten un reloj de sincronía común, que les permite determinar con precisión el tiempo y

orden de llegada de cada muestra transmitida. Este funcionamiento sincronizado es altamente

dependiente del conocimiento adelantado del tipo de dato que se desea transmitir, por lo que

este sistema de transporte es generalmente utilizado para aplicaciones dedicadas al transporte

de un tipo único de datos. [11.]

1.7 SELECCIONAR LA TECNOLOGÍA INALÁMBRICA ADECUADA

Comprender las capacidades de la tecnología y los requerimientos de la aplicación son factores

importantes al seleccionar una tecnología inalámbrica para su aplicación. Las razones para

seleccionar tecnología inalámbrica incluyen menores costos de instalación, as í como la

flexibilidad y despliegue de habilidades de direccionar nuevas aplicaciones. Antes de

seleccionar una tecnología, se necesita asegurarse que el ancho de banda disponible del

sistema inalámbrico cumpla con los requerimientos de su aplicación.

Figura 3. Algunas tecnologías Inalámbricas.

13

SIMBOLO CARACTERISTICAS DE REDES DE AREA PERSONAL AUDIO

ZigBee opera en las bandas libres ISM de 2.4 GHz.

Tiene una velocidad de transmisión de 250 Kbps.

Rango de cobertura de 10 a 75 metros. Cada red ZigBee tiene un identificador de red

único.

Su topología de malla (MESH) permite a la red auto recuperarse de problemas en la comunicación aumentando su confiabilidad.

Consumo de potencia 30mA en transmisión y 3mA en reposos.

Tasa de trasferencia muy baja.

Algoritmo de compresión complejo.

Poder de procesamiento que rebasa las capacidades individuales que cada modulo.

Ancho de banda apenas suficiente para streaming de audio que es susceptible a perdidas de transmisión.

Opera en las bandas libres de 2.4GHz. Ancho de banda 1Mhz.

Tasa de transmisión 3 Mbps

Consumo 40mA transmitiendo 0.2 mA en reposo.

Rango de cobertura hasta 10m.

Picored.

Alto consumo de energía.

Su implementación es muy costosa.

Opera en las bandas libres de 2.4GHz. Tasa de transmisión 54Mbps.

Consumo 400mA transmitiendo y 20mA en reposo.

Rango de cobertura hasta 100m.

Alto consumo de energía.

Su implementación es muy costosa.

PurePath Wireless opera en bandas libres ISM de 2.4 GHz.

Topología estrella. Red robusta de alta calidad.

Consumo 29mA en el maestro y 25mA esclavo.

18 canales de RF con ancho de banda de 4MHz Tasa de transmisión 5Mbps

Multicanal y Multipunto. Transmisión hasta 4 canales simultáneos.

Ancho de banda muy recomendable para streaming.

Red robusta. Transmisión sin errores

y perdidas

Tabla 1. Comparación de tecnologías inalámbricas.

Al evaluar las tecnologías inalámbricas todos los requerimientos de ancho de banda, rango y

potencia. Observamos que PurePath tiene la ventaja en varios parámetros por ejemplo el

ancho de banda de 4MHz y una tasa de transmisión 5Mbps, que permite una transmisión de

streaming que cumple con los objetivos buscados en requerimientos de distancia y potencia,

esta son las limitantes típicas con los protocolos inalámbricos.

Para las tecnologías basadas en PurePath Wireless de Texas Instruments, son ideales para

aplicaciones de streaming de audio de alta calidad debido a una transmisión sin errores ni

perdidas que los fabricantes nos ofrecen, a comparación con ZigBee que si permite la

transmisión de audio pero con restricciones en la calidad debido a la saturación de su ancho de

banda y su tasa de transferencia un poco más baja que provoca pérdidas en la transmisión.

14

1.8 PROTOCOLO PURE PATH [13.]

Figura 4. PurePath Wireless

PurePath inalámbrico, la familia de dispositivos CC85xx proporciona robustos de alta calidad,

de corto alcance inalámbrico de 2.4 GHz streaming de audio digitales en soluciones de bajo

costo en un único encapsulamiento.

Una red inalámbrica PurePath audio utiliza una topología en estrella formada por un maestro

de protocolo y hasta cuatro esclavos de protocolo. Gran cuidado se ha tomado para garantizar

que esta red de audio proporciona menor espacio y transmisión robusta de audio en

ambientes variados y que pueden coexistir amigablemente con las tecnologías inalámbricas

existentes en el atestado de 2.4 GHz ISM banda.

Figura 5. Topología de red PurePath.

La administración de energía permite tiempo de espera basado en un apagado automático

reduciendo la potencia sobre una red inactiva y el silencio de audio de entrada / salida, y

también control de la tensión de la batería con apagado en los umbrales de voltaje.

Los dispositivos CC85xx también apoya la implementación de las tarjetas de sonido

inalámbrico con dispositivo de interfaz humana.

15

El Wireless PurePath Configurator es una herramienta de configuración basada en PC, se

utiliza para establecer la deseada funcionalidad y los parámetros del sistema de destino y luego

produce imágenes de firmware que posteriormente deberán ser programados en la memoria

flash incorporado de cada CC85xx.

Figura 6. Vista superior del modulo CC85xx

1.8.1 CARACTERÍSTICAS DEL PUREPATH [13.]

Una visión general de las características de la familia de dispositivos CC85xx PurePath y redes

de audio inalámbrico se menciona a continuación.

Modos de funcionamiento.

o El maestro protocolo establece automáticamente su red durante el arranque.

o Protocolo esclavo están asociados con la red mediante pulsador y proximidad

esquemas basados en la vinculación, y automáticamente lo reconecta en caso de

pérdida de conexión de red.

o Implementa interfaz de interacción humana a través de pulsadores, interruptores y

el estado LED (s) que pueden ser conectados a los pines disponibles GIO:

Botón para iniciar el emparejamiento operación.

Botones para aumentar / disminuir el volumen.

Botón para alternar mudo.

Botón para el control de estado de alimentación del dispositivo.

Botón o interruptor para seleccionar los canales de audio.

Funcionalidad de control remoto.

Indica red / estado de la batería a través de patrones de parpadeo del LED.

o Inicializa y controla, a través de GIO y/o , dispositivos de audio externos

(Codecs, ADCs, DACs, S / PDIF receptores / transmisores, amplificadores digitales,

procesadores PWM).

16

o USB dispositivo. El maestro CC85xx protocolo funciona de forma autónoma y es

controlado por el USB host.

Crea automáticamente una red de audio en el encendido. Implementación fija /

pulsador emparejamiento de red, así como un LED de red / estado de la

alimentación.

Host controlado por operación. Varios aspectos de la operación CC85xx son

controladas por un host procesador (típicamente MCU o DSP) a través de un conjunto

de comandos de SPI. Permite una mayor flexibilidad para un funcionamiento

autónomo.

o Procesador anfitrión es responsable de establecer las redes de los maestros de

protocolo, y la exploración de emparejamiento para reincorporarse a redes de

protocolos esclavo.

o Procesador host debe controlar el volumen local, así como identificar e informa de

los cambios remoto de volumen y puede, en el maestro de protocolo, ajustar el

volumen a distancia.

o Procesador central se encarga de controlar el estado de energ ía de la CC85xx y,

posiblemente de dispositivos de audio externos. Sondea la información como el

silencio de audio, la inactividad de la red y voltaje de la batería que puede afectar

el estado de energía del sistema.

Modo de red en espera permite el cierre de procesamiento de audio y externo

dispositivo de audio en toda la red, manteniendo la conexión de red.

o Procesador host en un protocolo esclavo dinámicamente pueden controlar qué

canales de audio a recibir y transmitir. En un protocolo maestro la selección de

canales de audio es estática y determinado por la configuración y programación de

Wireless PurePath Configurator.

o Procesador host debe implementar la interfaz deseada del control humano y el

estado presentación de informes, pero se puede hacer uso de LED de estado

CC85xx como en el funcionamiento autónomo.

o Procesador host puede implementar la inicialización y el control del dispositivo de

audio externo, o dejar que el control de CC85xx del dispositivo en funcionamiento

autónomo.

o Procesador host puede utilizar un ancho de banda de baja integridad verificando

los datos de canal lateral.

17

Redes Wireless Audio.

o Red en estrella con un dispositivo maestro de protocolo y hasta cuatro dispositivos

esclavos protocolo.

o Wireless protocolo de streaming de audio

Timeslotted (Tiempo de espera): El maestro protocolo divide el tiempo en

intervalos de tiempo fijos (nominalmente 2.5 ms) en el que cada nodo en la red

de audio se comunica en los mismos canales de RF.

Con la alineación intervalo de tiempo, varios patrones de protocolo se

puede utilizar en estrecha proximidad para soportar aplicaciones que

requieren más esclavos del protocolo y / o canales de audio.

Adaptable con salto de frecuencia: 18 canales de RF con un ancho de banda

de 4 MHz están definidos. El protocolo maestro adapta y decide qué

subconjunto de canales de RF para utilizar en un momento dado instancia en

función del rendimiento histórico (la interferencia de otros sistemas de radio,

desvanecimiento por trayectos múltiples, etc.).

Manual de planificación de frecuencias con un mínimo de 6 canales de

RF disponible en configuración del tiempo a través de la interfaz de

host externo

o Transmisión inalámbrica de audio

Todos los canales de audio en una red de audio usan la misma frecuencia de

muestreo.

El audio puede ser transmitido de maestro a esclavos, o la dirección opuesta,

según lo determinado por el identificador de canal lógico.

Canales de audio producidas por el protocolo maestro puede ser consumido

por hasta 4 protocolos esclavos.

Cada canal de audio tiene un formato de streaming de audio configurable para

una robustez, para la selección de números de canales.

PCM16 y PCME24 formatos de streaming implementa mecanismos de

ocultamiento de error en el audio de consumo, a fin de que ninguna

interrupción audible en el flujo de audio puede ser escuchado por condiciones

marginales RF.

o Distribución inalámbrico reloj de audio

Reloj maestro de audio es el reloj de audio visto por el maestro de protocolo y es

de forma inalámbrica distribuida a todos los esclavos protocolo.

Reloj maestro de audio es generado por CC85xx (frecuencia fija) o una entrada de

un dispositivo de audio externo. Un conjunto predefinido de frecuencias de

18

muestreo es compatible con una tolerancia de ± 2000 ppm: 32, 40.275, 44.1 y 48

kHz (no para dispositivos USB).

Para la transmisión de audios bidireccionales, la misma frecuencia de muestreo se

utiliza tanto para transmisión direccional. Para los dispositivos USB de soporte de

transmisión bidireccional, sólo una frecuencia de muestreo se puede utilizar, y esta

velocidad se selecciona en el momento de la configuración.

Reloj de audio se sincroniza con una precisión de ± 1 muestra en todos los nodos

de la red de audio. Pin-a-pin latencia de audio se puede configurar a entre 512 y

2048 muestras.

El Protocolo esclavo genera el reloj para audio desde el encendido al apagado,

excepto durante períodos cortos cuando se cambia la frecuencia de muestreo.

Si el maestro de protocolo utiliza una fuente externa de reloj de audio, y esta fuente

de reloj se detiene o se genera una frecuencia inválida, los esclavos siguen

generando un protocolo de funcionamiento libre con respecto al reloj en la última

tasa de muestreo observada válida.

o Control de volumen

El maestro de protocolo debe distribuir por separado ajustes de volumen maestro

para todas las salidas y entradas de canales de audio en la red.

Cada esclavo protocolo puede compensar o anular el volumen principal a nivel

local.

Para un funcionamiento autónomo con el botón de control de potencia, los ajustes

de volumen últimos se guardan en la memoria flash incorporado y por tanto

sobreviven a través de ciclos de encendido

o Encontrar / unirse a redes de audio y el dispositivo de filtrado

Cada CC85xx tiene un identificador único global 32b dispositivo. El ID de

dispositivo del maestro protocolo en una red de audio es también el ID de red.

Para un funcionamiento autónomo, el emparejamiento se realiza utilizando un

esquema simple donde un botón es empujado de forma simultánea en ambos

protocolo maestro y esclavo, o cuando un botón se inserta en el protocolo esclavo

y un criterio de proximidad deben cumplirse. Una vez emparejado con un maestro

de un protocolo, el protocolo esclavo guarda el ID de la red en su flash incorporado

e intentará automáticamente unirse a la misma red en el futuro. Pre-apareamiento

como parte del procedimiento de producción.

Para anfitrión controlado por operación, los comandos disponibles para la

digitalización de redes de audio y que unen redes de audio específicos están

disponibles mecanismos de emparejamiento más avanzados.

19

o Interfaces de audio

Interfaz de audio Serial

Formatos de interfaz soportados: I ² S, LJF, RJF, DSP

Resolución de muestra: 16-bit, 24-bit

Tasa de muestreo: 32, 40,275, 44.1, 48 kHz (± 2000 ppm tolerancia para

entrada de reloj)

Fuente de reloj de audio:

Generados internamente (todas las señales de reloj de encuadre son

salidas).

Externa (todas las señales de reloj o de encuadre son entrada).

1-3 pines de datos de audio permite la entrada simultánea o salida y hasta

4 canales de audio.

o USB dispositivo de audio (maestros protocolo solamente).

Resolución de muestra: 16-bit, 24-bit.

Tasa de muestreo: 32, 44.1, 48 kHz.

Sólo una frecuencia de muestreo se puede seleccionar en tiempo de

configuración cuando se apoya transmisión bidireccional de audio.

o El apoyo externo dispositivo de audio

La inicialización y el control de dispositivos de audio externos a través de GIO y

(por ejemplo, volumen, muestra, tasa, los estados de baja potencia).

Soporte para una amplia gama de codecs TI, DACs y ADCs (incluyendo AIC3101 y

derivados, AIC3204 y derivados, DAC32, ADC3101, AIC34).

Soporte para una amplia gama de TI de entrada digital clase D-amplificadores y

procesadores PWM (incluyendo TAS5708 y derivados, y TAS5518).

Soporte para DSPs y S / PDIF transmisores-y-receptores (incluyendo DIR9001 y

DIT4096), utilizando PCM lineal.

Los usuarios podrán utilizar un formato de archivo basado en XML, añadir soporte

para otros dispositivos de audio que se controlado por y / o hasta 4 pines

GIO.

En la operación de control de host, el procesador host recibe notificación sobre

cambios en el estado de alimentación, de velocidad de muestra y el volumen para

permitir el control de cualquier dispositivo de audio externo.

20

1.8.2 INFORMACIÓN DE CONFIGURACIÓN PUREPATH [13.]

CC85xx dispositivos son entregados en un estado en blanco, es decir, sin ningún

tipo de firmware programado, debido a la naturaleza altamente configurable del

dispositivo.

La configuración de todos los nodos en una red CC85xx audio (función de red,

modo de funcionamiento, audio configuración, configuración de pines y muchos

otros parámetros) se realiza a través de la PurePath Herramienta de configuración

inalámbrica.

PurePath Configurador inalámbrico genera imágenes de firmware para cada tipo

de nodo en una red y permite, en una fase de desarrollo de programación directa.

1.9 CONTROL DOMÓTICA

Se llama control domótica al conjunto de sistemas capaces de automatizar una vivienda,

aportando servicios de gestión energética, seguridad, bienestar y comunicación, y que pueden

estar integrados por medio de redes interiores y exteriores de comunicación, cableadas o

inalámbricas, y cuyo control goza de cierta ubicuidad, desde dentro y fuera del hogar. Se

podría definir como la integración de la tecnología en el diseño inteligente de un recinto

cerrado. [2.]

1.9.1 ANTECEDENTES DE LA DOMÓTICA

En realidad la domótica es una aplicación relativamente nueva en México, sin embargo a lo

largo del mundo existen compañías con ya más de 10 años de experiencia que brindan estas

soluciones. Hoy en día México parece estar cada vez más interesado en la domótica y en una

verdadera aplicación de esta a las viviendas del país, por los beneficios que estos sistemas

traen consigo, ya que hacen que el consumo dentro de un hogar sea óptimo, regulando al

máximo cualquier aspecto que pueda ocurrir dentro de la casa. Es por esto que la domótica

juega un papel de comodidad en la construcción es un factor de conciencia que parece ser una

pequeña contribución a la crisis que se vive por la energía y otros recursos, no solo en México

sino en todo el mundo. [7.]

La inteligencia de una construcción por as í decirlo viene dada en relación a los beneficios que

esta otorga a los sistemas y características con las que esta cuenta, las característ icas

inteligentes de un hogar pueden darse en diversas áreas como: la seguridad, el control de

servicios y recursos, la automatización de tareas, el ahorro de recursos, etc. En general una

casa inteligente no es aquella que únicamente permite controlar todo con un solo botón sino

aquella que permite controlar al menos una cosa pero que lo hace de manera eficiente, es decir

que la inteligencia viene dada por la eficiencia y beneficios que una nueva función trae consigo.

[1.]

Sin embargo hoy en día la domótica despliega ante los usuarios un abanico más amplio que el

de controlar la luz o algún otro recurso, hoy en día la domótica cuenta con aplicaciones tan

interesantes y funcionales que sin duda alguna muestran la necesidad de implementar

sistemas de este tipo en nuestro hogar. Pero hoy en día la aplicación más interesante de la

domótica es la de crear ambientes autor regulables que se adapten a las necesidades y gustos

de quienes los habiten. [1]

http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema

http://es.wikipedia.org/wiki/Regulaci%C3%B3n_autom%C3%A1tica

http://es.wikipedia.org/wiki/Vivienda

21

Con todo esto se llega a lo que hoy en día son las 4 principales características que una casa

inteligente debe tener: flexibilidad, seguridad, confort altamente redituables y ecológicos. Es

decir que una casa que hoy en día cumpla con estas características, en mayor o menor escala

es una casa inteligente pues integra en si todas las características que le aseguran a las

personas que lo habitan que pueden estar tranquilas y disfrutar al máximo la experiencia de la

estancia en su hogar. Pero aun teniendo estas 4 características, dentro de las llamadas casas

inteligentes existen diferentes niveles de inteligencia por así decirlo:

Grado 1. Un sistema básico de automatización del edificio, el cual no está

integrado.

Grado 2.Tiene un sistema de automatización del edificio totalmente integrado.

Grado 3.Los sistemas de automatización del edificio, la actividad y las

telecomunicaciones, se encuentran totalmente integrados.

Es decir que el grado de inteligencia de un edificio viene dado en función de la integridad con la

que interactúan entre si todos los sistemas y tecnologías que lo componen. [3.]

1.9.1.2 DEFINICION DE DOMÓTICA

El término domótica proviene de la unión de las palabras domus (que significa casa en latín) y

tica (de automática, palabra en griego, “que funciona por s í sola”). Se entiende por domótica al

conjunto de sistemas capaces de automatizar una vivienda, aportando servicios de gestión

energética, seguridad, bienestar y comunicación, y que puede en estar integrados por medio de

redes interiores y exteriores de comunicación, cableadas o inalámbricas, y cuyo control goza

de cierta ubicuidad, desde dentro y fuera del hogar.

La domótica es el conjunto de sistemas que automatizan las instalaciones del hogar. Una

vivienda será domótica si incluye la infraestructura de cableado y los equipos de control

necesarios para disponer de servicios avanzados en la misma. [2.]

1.9.3 APORTACIÓN DE LA DOMÓTICA

La domótica aporta a la vivienda tradicional la posibilidad de controlar y gestionar de forma

eficiente los sistemas existentes y equipos ya instalados mediante un sistema de gestión

técnica inteligente, con el objetivo de permitir una mejor calidad de vida al usuario de dicha

vivienda.

Las principales áreas socio-técnicas y sus funciones que incluyen la domótica son:

Automatización y control

Ya que se encarga de apagar, encender, regular dispositivos de las actividades domésticas

encargadas por el usuario; en este proyecto será el control de transmisión de audio.

Seguridad

Comunicaciones

Se encarga de la transmisión de voz, datos, audio con redes locales (LAN).

Ocio y tiempo libre

22

Descansar y divertirse con radio, televisión, cine en casa, videojuegos, tratamiento y

distribución de imágenes fijas (foto), dinámica (vídeo) y de sonido (música) dentro la casa.

El funcionamiento de los dispositivos domóticos (sensores, electrodomésticos inteligentes,

actuadores, etc.) descansa en fenómenos físicos. Los sistemas de Domótica son integrados

por muchos y diversos componentes, que no siempre interaccionan de forma sencilla como lo

es en este proyecto ya que se incorporará detectores de presencia y equipos de

comunicaciones.

A continuación se muestra el Modelo de Tres Niveles de Complejidad de la Domótica: El modelo de tres niveles de complejidad lo jerarquiza en tres alturas: un primer nivel de

complejidad correspondiente a los objetos aislados, un segundo nivel que surge de las interrelaciones de estos objetos para formar un sistema, y un último nivel fruto de la interacción de los sistemas tecnológicos con los sistemas sociales.

Lo que se encuentra encerrado en el círculo es lo que estará apegado el proyecto y el problema a resolver.

Figure 7. Modelo de Tres Niveles de Complejidad.

La pasarela residencial tiene por objetivo facilitar la intercomunicación y la eventual

convergencia de las tres redes del entorno doméstico y conectarlas con el exterior a través de las redes de acceso.

Figure 8. Representación de conexión redes.

23

El proyecto se basará a alcanzar lo marcado en la figura anterior. Y teniendo en cuenta los

siguientes puntos:

La aparición de nuevas formas de consumo de música.

Avances tecnológicos en los productos que mejoran la calidad.

También es necesario saber los componentes del servicio y agentes responsables de su prestación de la domótica:

Usuarios: Los principales requisitos de los usuarios son:

Simplicidad y facilidad de uso.

Rapidez, comunicaciones inmediatas/instantáneas.

Comunicaciones entre grupos: La situación ideal sería aquella en que cuando un

usuario desee hacer algo, el dispositivo, de acuerdo a la situación actual, encuentre la mejor forma de acceder a los recursos existentes en el entorno para realizar los deseos del usuario.

Terminales de Interacción con el Usuario: Son los puntos de comunicación directa con el

usuario. Puede tratarse de cualquier dispositivo fijo o portable. Debe disponer de interfaces

intuitivas de uso de los servicios en el hogar. [3.]

Una de las características más destacables de este tipo de dispositivos es que manejan contenidos de audio y de vídeo bien porque son generados por el individuo. Se precisa, por

tanto, realizar una gestión integrada y eficiente de los contenidos en el hogar facilitando el disfrute de los mismos en el dispositivo más idóneo en función de las preferencias del usuario y de la estancia en la que se encuentre.

1.9.4 TECNOLOGÍAS EN LOS SISTEMAS INTELIGENTES EN SISTEMAS DE

COMUNICACIONES:

Administración de redes.

Bases de datos relaciónales.

Multimedia.

Computadoras.

Redes privadas.

Servicios comunitarios inteligentes.

Conmutadores Multimedia.

Sistemas integrados FM.

Sistemas de transmisión RF.

Protocolos abiertos/orientados.

Sensores inteligentes.

Sistema de cableado estructurado.

24

TECNOLOGIAS DE REDES DOMESTICAS.

Una red doméstica en la infraestructura necesaria para integrar los sistemas de

telecomunicaciones en hogar.

1.9.5 APLICACIÓN DE LA DOMÓTICA

INFRAESTRUCTURA AL SISTEMA DOMÓTICO

Para la aplicación del controlen el proyecto consideraremos elementos como básicos que se

integran a la casa inteligente y serán los siguientes:

Los servicios de la casa: Los servicios o facilidades que ofrecerá la casa. Entre sus

componentes están: comunicaciones audio y datos.

La administración de la casa: Se refiere a todo lo que tiene que ver con la operación del mismo.

La optimización de cada uno de estos elementos y la interrelación o coordinación entre sí, es lo

que determinará la inteligencia de la casa.

1.9.6 PROTOCOLO ABIERTOS DE DOMÓTICA

Son protocolos abiertos para comunicación estándar en control de domótica.

El principal problema de los detectores es la falsa alarma que se ha tratado de resolver en la

combinación de los diversos tipos de sensores.

Todo esto debe estar dentro del sistema central de control desde el cual se localiza el control

de cada sensor, se revisa y reporta el estado de cada elemento.

PREINSTALACIÓN DE VIVIENDA DOMÓTICA

Comprende la instalación de los elementos necesarios para que, en un futuro, el usuario pueda

instalar los sistemas de control que se requieran para conseguir el grado de automatización

que desee:

- Cajas de empalme de empotrar.

- Cajas de distribución de empotrar.

- Bus de comunicaciones.

- Tubos para detectores (sensores)

Con la preinstalación, el cliente tendrá su vivienda preparada para poder, en un futuro, dis frutar

de todos los sistemas que en ella se pueden acoplar para hacerle su vid a y la de los suyos más

cómoda. [3.]

25

CAPÍTULO II

METODOLOGÍA

AL SISTEMA DE

TRANSMISIÓN DE

AUDIO A

DOMÓTICA

26

2. METODOLOGÍA AL SISTEMA DE TRANSMISIÓN DE AUDIO APLICADO A DOMÓTICA

A continuación se propone los requerimientos para la solución del problema, donde se

esquematiza con un diagrama el funcionamiento deseado:

Diagrama 1. Protocolo maestro PurePath.

27

Diagrama 2. Protocolo esclavo PurePath

28

Diagrama 3. Diseño para la domótica.

29

El diagrama 1 muestra el proceso que llevara a cabo la tarjeta principal de transmisión de audio

que se denominará como protocolo maestro PurePath, en ella se requiere que se conecte la

fuente de audio ya que es la parte central y entrada de la transmisión, el protocolo maestro es

quien lleva la sincronización con la tarjeta secundaria (las tarjetas secundarias se instalaran en

cada una de las habitaciones de la casa) la que se denominará como protocolo esclavo

PurePath.

El diagrama 2 describe el proceso que llevará el protocolo esclavo PurePath, especifica que

sincronizara cuando el protocolo maestro lo indique, una vez llevada a cabo la sincronización el

protocolo esclavo espera la recepción de la señal RF para que sea efectuada la salida de

audio.

El diagrama 3 muestra el funcionamiento de los sensores infrarrojos, estos sensores serán

activados en conforme a la interrupción de la señal y activarán la transmisión de audio,

mediante un contador. El funcionamiento del contador ayudara a saber si en alguna habitación

entro o salió personas y así saber cuándo se apagara la trasmisión.

2.1 PUREPATH WIRELESS

Para generar la trasmisión que se adecue a las condiciones que se presentan en la realización

de proyecto se utilizó un protocolo denominado PurePath Wireless el cual tiene las

características de funcionamiento requerido.

2.1.1 CONCEPTO PUREPATH [13.]

En la red de audio en la aplicación dada existirá:

Un protocolo nodo maestro

Uno o más nodos protocolo esclavo

En muchas aplicaciones (auriculares inalámbricos, altavoces inalámbricos o el remplazó

inalámbrico de cables de audio) es natural que el protocolo maestro está en la fuente de audio,

es el productor de audio en PurePath Wireless. Sin embargo, en algunas aplicaciones

(micrófonos inalámbricos, por ejemplo), es natural que el audio productor es uno o más

esclavos de protocolo y que el maestro es un protocolo de audio de consumo.

Figura 9. Ilustración de audio diferentes topologías de red.

En los dos casos anteriores, un concepto importante de entender es que el reloj de audio

utilizado por el audio red es la generada por la entrada o en el protocolo maestro, el reloj

maestro de la llamada de audio. El audio interfaz de protocolo esclavos siempre sacar una

copia del reloj maestro de audio en su reloj de audio y enmarca las señales.

30

La configuración del protocolo maestro estáticamente define un número de parámetros para la

red de audio:

Radio de temporización protocolo y el número máximo de esclavos de protocolo que

pueden participar.

La frecuencia de muestreo de audio si es generado localmente por protocolo maestro.

La latencia pin-a-pin audio en el número de muestras (de forma individual para cada

frecuencia de muestreo).

El conjunto de canales de audio (identificados por los números de canales lógicos) que

la red de audio y soporta el formato de datos usado para cada canal de audio.

Datos de canal lateral puede ser apoyado por una red de audio (host funcionamiento

controlado).

Protocolo esclavo es compatible y es capaz de t ransmitir audio en la red de audio formado por

un maestro protocolo si:

ID se desactiva el filt rado en maestro y esclavo protocolo o la identificación debe ser

exacta.

El ID del protocolo maestro pasa los criterios de identificación de filtro del protocolo

esclavo.

El esclavo protocolo puede asignar al menos uno de los canales lógicos de audio

compatibles con el protocolo maestro.

Si un canal de datos del lado del anfitrión se desea para la operación de control, esto

debe ser apoyado por tanto protocolo maestro y esclavo protocolo.

El control de los circuitos externos de audio a través de GIO o

Inicialización segura y apagado de los dispositivos compatibles.

Cambios suaves de volumen y caja cambios de frecuencia de muestreo.

Optimización de energía de ruta de audio en función del estado de energía del

dispositivo.

Entrada de audio válido para las entradas digitales se pueden utilizar para evi tar la

transmisión de S / PDIF flujo de bits.

31

Control de energía

Si un esclavo protocolo entradas locales de audio y / o salidas están en silencio, se

puede reducir automáticamente el audio dispositivo de consumo de energía y / o se

apague después de los tiempos de espera configurable.

Si no se encuentra una red de audio o un esclavo protocolo pierde la conexión con el

maestro de protocolo, se puede reducir automáticamente el consumo de energía del

dispositivo de audio y / o se apague después configurable tiempos de espera.

Botón de control de alimentación del dispositivo puede entrar en transición y el

dispositivo entre en activación de un estado de energía más bajo.

Botón de Red en espera puede deshabilitar el procesamiento de audio y el disposi tivo

de audio externo a través de la toda la red.

Figura 10. Esquema de aplicación bloque básico para auriculares inalámbricos.

2.1.2 DESCRIPCIÓN GENERAL DEL HARDWARE

En esta sección se ofrece una breve descripción del hardware CC85xx.

2.1.2.1 DIAGRAMA DE BLOQUES [13.]

El diagrama de bloques en la figura muestra una vista general de los bloques de construcción

de hardware que un dispositivo CC85xx consta de los módulos se pueden dividir en seis

categorías: Digital módulos periféricos, núcleos de CPU, memoria, la alimentación, la

generación de reloj y el transceptor de radio.

32

Figura 11. Diagrama a bloques CC85xx.

2.1.2.2 MÓDULOS PERIFÉRICOS [13.]

El CC85xx incluye las interfaces periféricas siguientes:

Interfaz de audio Serial.

USB de alta velocidad de interfaz (CC85x1 únicos dispositivos maestros).

SPI interface esclavo.

interface maestra.

Rango CC259x extensor de control de interfaz.

Monitorización de la tensión de batería.

Conmutador de antena de control de interfaz (esclavos protocolo solamente).

33

2.1.2.3 RADIO TRANSCEPTOR [13.]

El transceptor de radio en CC85xx tiene:

Diferencial puerto de antena.

Un sintetizador de frecuencia integrado con tamaño de paso de 1 MHz para cualquier frecuencia en el intervalo 2400-2483 MHz.

Complejo de 3 MHz IF TX cadena de señal con ganancia programable PA.

Complejo cero SI RX cadena de señal con ganancia de 36 dB variable en las LNA y 70

dB de rango dinámico ADCs.

Procesamiento de banda base patentada con forma de 8FSK modulación a una

velocidad de 2 MHz usando una tasa 5/6 4D esquema de modulación codificada enrejado para lograr una tasa de 5 Mbps de datos en bruto, o en forma de 2FSK modulación para alcanzar 2 Mbps de velocidad de datos sin procesar.

2.1.2.4 MAPEO DE ENTRADAS Y SALIDAS [13.]

Hay un total de 21 pines de Entradas y Salidas digitales, que se puede utilizar en modo

periférico o en uso general I /O modo:

Funciones IO basado en periféricos de I / O (por ejemplo, el interfaz ) se unen a los pins

específicas y no puede ser movido

Funciones IO basados en propósito general de E / S (entrada por ejemplo, botones) pueden ser

asignados al azar GIOx pins. La asignación se realiza en tiempo de configuración con el

Wireless PurePath Configurator.

A continuación se muestra una visión general de todos los digitales de I / O pins.

Pin #

GIO

Periférico

Tipo de Periférico

Función periférica

1 USBN XANTN

Interfaz USB Antena de control de

conmutador

CC85x1 protocolo maestro: USB D-línea de datos

CC85xx protocolo esclavo: control Conmutador de antena

2 USBP XANTP

Interfaz USB Antena de control de conmutador

CC85x1 protocolo maestro: USB D + Línea de datos CC85xx protocolo esclavo: control

Conmutador de antena

3 CSn

SPI interface esclavo

SPI chip activo bajo seleccionar

4 SCLK SPI interface esclavo

SPI reloj de bits en serie

5 MOSI SPI interface esclavo

SPI maestro de datos de salida

6 GIO0

*

MISO

SPI interface esclavo

SPI maestro de datos de entrada

34

7 GIO1

8 GIO2

9 GIO3

13 GIO4

MCLK


Dispositivo de audio reloj maestro

14 GIO5

BCLK


Interfaz de audio reloj de bit

15 GIO6

WCLK Interfaz de audio Serial

Interfaz de audio word clock

16 GIO7

AD0


Interfaz de datos de línea de audio 0

17 GIO8

AD1



19 GIO9

AD2



32 GIO10 SCL interfaz maestra

reloj de bits en serie

33 GIO11 SDA

interfaz maestra

serial línea de datos

34 GIO12

35 GIO13

36 GIO14 XPAEN

Rango de control

extensor

PA habilitado

38 GIO15 XLNAEN Rango de control extensor

LNA habilitado

Tabla 2. Pines I/O

* Tener en cuenta que GIO0 comportamiento cambia cuando el pasador CSn es baja, lo que no

se puede configurar para que general- I/0 de uso.

2.1.2.5 INTERFAZ MAESTRO [13.]

Es bidireccional de dos hilos Inter-IC ( ) de la interfaz, que es operado como un maestro

y puede ser usado para:

Realizar la programación autónoma y recuperar una imagen del firmware desde un

dispositivo externo que memoria del dispositivo.

Dar formato y controlar un dispositivo externo de audio, como el TLV320AIC3101. El

Wireless PurePath Configurador permite al operador especificar secuencias de

configuración.

35

Figura 12. Panorama bus.

El interfaz admite los 100 kbps y 400 kbps Tasa de transferencia de datos:

Bootloader comunicación externa con dispositivos de memoria utiliza C 400 kbps.

La comunicación con los dispositivos de audio externos utiliza la más alta tasa de datos

soportada por el dispositivo conectado.

CC85xx no es compatible con todas las disposiciones de la especificación:

o Sólo puede servir como un maestro de bus, y no admite un entorno de bus

multimaestro. El error de bus de arbitraje se considerará como un error fatal

por firmware, y dará lugar a un sistema restablecer.

o detección de error de bus (reconocimiento que falta, tiempo de espera,

etc.) es compatible, sin embargo no hay recuperación de errores agraciado. Si

se detecta algún error, llevará a cabo un reinicio del sistema para devolver el

sistema a un estado conocido.

2.1.2.6 INTERFAZ DE AUDIO DE SERIE [13.]

CC85xx cuenta con un flexible interfaz serial de audio que soporta el , LJF, RJF y

formatos DSP interfaz. La interfaz se compone de líneas de reloj y de datos, y se utiliza

para transferir flujos de audio de muestra entre CC85xx y dispositivos de audio

externos, como códecs, DACs, ADCs y amplificadores clase-D.

36

Figura 13. Interfaz de audio de serie.

2.1.2.7 VOLTAJE DE LA BATERÍA (INTERFAZ DE MONITOREO) [13.]

CC85xx incluye un pasador de detección de voltaje que se puede utilizar para la supervisión de

la batería. Umbrales para la puesta en marcha y el cierre puede ser configurado en la Wireless

PurePath Configurator. Este se utiliza típicamente para:

Prevenir Li-Ion y similares tipos de batería se descargue por debajo del nivel que le

causa daño a las células

Apague el sistema antes de la entrega de bajo voltaje reduce el rendimiento CC85xx o

hace que el dispositivo de audio externo (o circuitos externos de otro tipo) a portarse

mal.

Figura 14. Monitoreo de la tensión de batería.

El cierre se produce bien en el tiempo antes de que el voltaje de la batería caiga por debajo de

un nivel crítico, y la incluye normal de parada procedimientos para el dispositivo de audio

externo y un circuito externo.

También es posible habilitar un aviso basado en LED cuando el voltaje de la batería cae por

debajo de un configurable umbral.

37

2.1.2.8 INTERRUPTOR DE ANTENA INTERFAZ DE CONTROL [13.]

CC85xx puede controlar un conmutador de antena para soportar antenas de diversidad con

dos antenas. Esto puede reducir significativamente la reducir RF ruta multi-efectos de

desvanecimiento y mejorar el rendimiento del salto de frecuencia adaptable mecanismo.

Sólo los esclavos protocolo compatible con el interruptor de control de la antena.

El algoritmo de selección de antena funciona mejor con los maestros del protocolo de

funcionamiento FW 1.3 o posterior, ya que requiere preámbulo extenso paquete principal para

seleccionar la antena en cada paquete base. El preámbulo ampliado está habilitado

automáticamente cuando una diversidad de antena activa esclavo protocolo se une a la red.

Figura 15. Control de Conmutador de antena.

2.1.3 DESCRIPCIÓN GENERAL DE RED INALÁMBRICA [13.]

En esta sección se ofrece una breve explicación a PurePath redes inalámbricas y sus

características principales a ocupar en este proyecto de transmisión de audio.

2.1.3.1 TOPOLOGÍA DE RED [13.]

PurePath redes inalámbricas utilizan una topología en estrella, que consiste en un protocolo

maestro único (PM) y uno o más esclavos de protocolo (PS). Toda la comunicación en la red es

ya sea hacia o desde el maestro de protocolo; hay no hay comunicación directa entre esclavos

protocolo.

La Figura ilustra cómo la información / datos fluyen en la red:

Figura 16. La topología de red estrella.

El número máximo de esclavos protocolo soportado por una red está configurada en el maestro

de protocolo en referencia al tiempo. Este valor determina varios parámetros fijos para la red y

por lo tanto afecta la robustez streaming de audio y transferencia de datos de canal lateral.

38

La red soporta hasta cuatro flujos de audio, que pueden ir desde y hacia el maes tro de

protocolo, sin restricciones inherentes. Sin embargo, como para el recuento de esclavo

máxima, el número de canales de audio transmitidos y utilizan formatos de streaming tiene un

impacto significativo en la solidez de audio streaming.

Los datos de canal lateral que se puede utilizar entre un maestro de protocolo anfitrión

controlado y protocolo anfitrión controlado esclavos o desactivarse durante la configuración si

no es necesario.

2.1.3.2 IDENTIFICACIÓN DEL EQUIPO [13.]

Un dispositivo CC85xx es identificado por tres de 32 bit:

Un dispositivo de identificación único a nivel mundial, que se encuentra en la

producción de hardware por Texas Instruments. Este valor es utilizado para identificar

cada dispositivo en una red, y la dirección del protocolo maestro del dispositivo se

denomina también como la identificación de la red.

Un ID de fabricante único, basado en el ID de dispositivo de un dispositivo comprado,

que identifica el fabricante del producto. Este valor se utiliza para la identificación

durante el escaneado en red, y puede también ser utilizado para el apareamiento de

filtrado de red (es decir, rechazar otros fabricantes).

Un fabricante especificado por el ID del producto. Este valor se utiliza para la

identificación durante el escaneado en red, y también se puede utilizar para el

apareamiento de filtrado de red (es decir, sólo aceptar determinados productos de la

propuesta del fabricante).

2.1.3.3 RED DE INFORMACIÓN [13.]

El protocolo maestro transmite información sobre la red está unido a los esclavos de protocolo,

y también a esclavos de protocolo que están en busca de una red para unirse. Esta información

incluye, pero no está limitado a:

El maestro de protocolo de dirección de dispositivo, ID del fabricante y del producto.

Las direcciones del dispositivo esclavo para cada protocolo que actualmente forma

parte de la red.

Canales lógicos soportados de audio y el streaming usados formato.

Frecuencia de muestreo de audio y latencia.

Volumen de información de control.

Red de control de potencia.

39

2.1.3.4 AUDIO STREAM [13.]

Un dispositivo CC85xx puede ser un productor de audio (es decir, su interfaz de audio está

conectado a la fuente de uno o más canales de audio), un consumidor de audio (es decir, su

interfaz de audio está conectado al destino de uno o más canales de audio), o ambos.

Cada canal de audio compatible con la red se trata como un flujo de datos independiente a

través del aire y se sujetó al control individual de flujo, el reconocimiento y la retransmisión.

Canales de audio producidos en el protocolo maestro puede ser consumido por los esclavos de

protocolo múltiple (utilizando la multidifusión donde cada consumidor reconoce

individualmente), mientras que un canal de audio producida por un esclavo protocolo se

consume solamente por el protocolo maestro.

2.1.3.5 LOS DATOS DE CANAL LATERAL [13.]

Cada host controlado por protocolo maestro-esclavo puede establecer una secuencia

ordenada, asegurando la entrega datagrama conexión en cada dirección. Esta llamada de

datos de canal lateral que puede ser usado por los procesadores del host durante la

transmisión de audio para diferentes aplicaciones específicas de control o con fines

informativos.

2.1.3.6 STREAMING DE AUDIO

En esta sección se describe cómo se logra la transmisión de audio.

2.1.3.7 ENRUTAMIENTO AUDIO STREAMING [13.]

El propósito de enrutamiento flujo de audio es entregar cada canal de audio en el productor a la

correcta destino en el consumidor, y asegurarse de que esto funciona bien independientemente

del maestro de protocolo y esclavos participando en la red, para los tipos de esclavos al azar

(por ejemplo, un auricular o dos altavoces mono).

El enrutamiento se lleva a cabo asignando a cada canal de audio de una ID de canal lógico, por

lo que el productor y el consumidor tiene una comprensión común de las cuales es el flujo de

audio que, cuando se transmite a través de la PurePath red inalámbrica. Cada nodo de la red

correlaciona estos canales lógicos a la / LJF / RJF o DSP canales en su interfaz de audio

local serial o los canales de audio para dispositivos USB.

Figura 17. Mapa de canales lógicos.

40

El mapeo entre los canales lógicos y canales de interfaz de audio está estáticamente definido

en la configuración hora para maestros de protocolo. Para los esclavos de protocolo, la

asignación es más flexible:

Autónomo

La configuración puede ser estática, como para los maestros de protocolo.

Mono canal y ciertas funciones auxiliares estéreo de aplicación: Selección

dinámica a través del pin-control, donde 1 a 3 pins GIO se utilizan para

seleccionar a partir de un conjunto de 2, 4 u 8 canales (definidos en

configuración del tiempo), o cuando un botón se utiliza para cambiar entre 2 a 8

predefinido canal configuraciones.

Canal mono de micrófono papeles de aplicaciones: selección automática de

canal dinámico, basado en canales que ya están en uso.

Host-controlada: el procesador anfitrión asigna canales lógicos a un conjunto de

interfaz de audio predefinida canales. Esto permite una configuración estática,

dinámica o protocolo maestro-dependiente de mapa de canales.

Protocolo maestro a protocolo esclavo Protocolo esclavo a protocolo maestro

Número de identificación

Canal lógico Número de identificación

Canal lógico

0 Frontal / izquierdo primario 10 Entrada izquierda

1 Frontal /derecho primario 11 Entrada derecha

2 Trasero / izquierda secundario 12 Micrófono 0 (izquierda)

3 Trasero / derecha secundario 13 Micrófono 1 (derecha)

4 Centro/frente 14 Micrófono 2

5 Subwoofer 15 Micrófono 3

6 Lateral izquierdo

7 Lateral derecho

8 Definido por el usuario 0

9 Definido por el usuario 1

Tabla 3. Los canales lógicos.

La red inalámbrica sólo transfiere canales lógicos que existen tanto en el productor y el

consumidor. Si un canal lógico sólo existe en el productor, no va a ser transferido y tod as las

muestras serán desechadas.

El conjunto de canales lógicos deben ser seleccionados, y se recomienda seguir las siguientes

pautas para mejor compatibilidad (tanto con productos propios y de otros fabricantes):

Asegúrese de que el papel de la red (es decir, protocolo maestro o protocolo esclavo)

para los dispositivos estén correctamente seleccionado. Maestro y esclavos estos

protocolos tienen diferentes capacidades y características.

Para altavoces mono para ser utilizados en un sistema de entretenimiento en casa, se

recomienda utilizar dinámico selección del canal de audio. Esto puede ser operado por

el usuario final a través de un interruptor DIP o similar.

Para altavoces estéreo, auriculares y auriculares incluidos, utilice los canales.

Un subwoofer siempre utilizará el canal de subwoofer.

Un micrófono siempre se utiliza un canal de micrófono. Se recomienda utilizar el canal

dinámico selección de micrófonos mono independientes, y un micrófono para

auriculares.

41

El usuario define los canales sólo se debe utilizar cuando sea necesario, y en

combinación con fabricante (y productos) filtrado.

El tipo de dispositivo de la CC85xx determina el número máximo de canales que pueden ser

transferidos.

Si dos esclavos protocolo producir el mismo canal lógico, la propiedad se da en un primer

llegado primer servido base. El "siguiente" esclavo protocolo en línea obtendrá la propiedad del

canal lógico cuando el esclavo primer protocolo abandona la red, o detiene la transmisión de la

salida de audio.

2.1.3.8 RED DE RELOJ AUDIO [13.]

En un sistema de cableado de audio digital del reloj de referencia que determina la tasa de

muestreo de audio es normalmente distribuido en paralelo con o incrustados en la señal de la

fuente de audio. Del mismo modo, cuando se transfiere muestras de audio sin cables, existe la

necesidad de un mecanismo para distribuir el reloj de referencia para mantener una síncrono

de sistema.

La plataforma inalámbrica PurePath utiliza un mecanismo denominado distribución de reloj sin

hilos, lo que garantiza que:

Todos los esclavos protocolo utiliza la misma frecuencia de muestreo que el maestro

de protocolo. La plataforma soporta la muestra tasas de un conjunto predefinido de

valores discretos.

Todos los flujos de audio se retrasa por la cantidad constante mismo, como se define

en tiempo de configuración. Este retardo se conoce como la latencia de audio, y hay un

valor de retardo (en número de muestras) para cada frecuencia de muestreo.

2.1.4 FUNCIÓN DE DESPERTADOR O SINCRONIZACIÓN DE LOS MÓDULOS EN LA RED

INALÁMBRICA [13.]

El reloj de audio protocolo maestro, que puede ser generada internamente por CC85xx o por

un reloj externo fuente, se utiliza como referencia para todos los nodos de la red. La

distribución inalámbrica de este reloj de referencia se logra a través de una fase y bucle

bloqueado en frecuencia de aplicarse en cada esclavo protocolo que utiliza reloj valores de

fase comunicados por el maestro protocolo como un reloj de referencia y valores de reloj de

fase a partir de su local, generado internamente, reloj como retroalimentación.

La velocidad de muestreo nominal y la latencia de audio se transmite por el maestro protocolo

como parte de la red de información. Estos valores son usados por los esclavos protocolo para

inicializar su reloj interno generadores.

Cada nodo en una red ejecuta un contador, que está conectado a la fuente de reloj local. El

objetivo real del mecanismo de distribución de reloj es mantener a todos estos contadores

sincronizados. Cuando el protocolo maestro transmite la palabra de sincronización de

paquetes, que captura el valor del contador local, e incluye lo más tarde en el mismo paquete.

Del mismo modo, cuando un esclavo protocolo recibe la palabra de sincronización, se capta el

valor de su propio contador.

42

Figura 18. La captura del contador.

Después de la recepción del valor de contador del maestro de protocolo, el protocolo esclavo

calcula la diferencia entre los valores del contador. Este valor, que se conoce como el error de

fase, se utiliza entonces como entrada a un software PLL, que a su vez controla la velocidad

del reloj generado localmente. El reloj generado localmente es ajustado para que el error de

fase se acerque a cero.

Figura 19. Reloj visión general de distribución para los no-USB.

Los valores de los contadores tienen la suficiente precisión que la replicación de baja

fluctuación del reloj de referencia es posible. La resultante distribución de reloj asegura que la

variación de la latencia a través de la red inalámbrica de audio, como se ve en las patillas de

los interfaces en serie de audio, será menor que ± 1 muestra un reloj de entrada de audio con

baja a moderar fluctuaciones.

43

2.1.4.1 FRECUENCIAS DE MUESTREO COMPATIBLES [13.]

La plataforma inalámbrica PurePath soporta un conjunto de tasas de muestreo discretos,

predefinidos. La lista de apoyo frecuencias de muestreo para un dispositivo en particular puede

ser reducido por las limitaciones de la seleccionada dispositivo de audio externo. Para ejemplo,

algunos dispositivos de audio sólo son compatibles con frecuencias de muestreo que son

múltiplos de 8 kHz y 11.025kHz.

Tasa nominal de muestra Soporte a dispositivos USB

32.000Khz Si

40.275Khz No

44.100Khz Si

48.000Khz Si

Tabla 4. Tasas de muestreo admitidas

Cuando se utiliza una fuente de reloj externa, el maestro de protocolo detectará las frecuencias

de muestreo admitidas y cambiar automáticamente la frecuencia de muestreo para la red

entera. La frecuencia del reloj externo debe estar dentro de una ventana de ± 2000 ppm en

torno a la frecuencia de muestreo nominal deseado. La frecuencia del reloj externo puede

derivar dentro de esta ventana a una velocidad máxima de ± 100 ppm por segundo. Cuando el

maestro protocolo utiliza su generador de reloj interno, las tasas o bien se establece en tiempo

de configuración (en operación autónoma) o controlado a través de la interfaz de host externo

(en el anfitrión controlado por operación). La estrecha tolerancia de la frecuencia del cristal

necesario para el funcionamiento correcto de radio asegura que el generado tipo de referencia

de la muestra está dentro de ± 50 ppm de la frecuencia de muestreo nominal.

2.1.4.2 LATENCIAS DE AUDIO [13.]

La plataforma inalámbrica PurePath retarda el flujo de audio a ser capaz de retransmitir las

partes de la corriente que están perdido debi do a la interferencia de RF y efectos de

desvanecimiento. Por lo tanto, la selección de la latencia de audio es un compromiso entre el

retardo de transmisión de audio y la robustez del enlace; hay espacio para más

retransmisiones con un mayor ajuste de latencia de audio.

La latencia de audio se define como el retardo introducido por CC85xx al sustituir un cable de

audio de serie interfaz (I2 C, LJF, RJF o DSP) entre un productor y un consumidor de audio de

audio. Por lo tanto, latencia valores especificados en el Wireless PurePath Configurator no

incluyen los retardos introducidos por la dispositivo de audio externo (por ejemplo, un DAC)

conectado a CC85xx

Figura 20. Latencia de audio.

44

La latencia es el mismo para todos los flujos de audio en la red inalámbrica de audio

independientemente de la dirección. El audio latencia utiliza en una red de audio es anunciado

por el maestro de protocolo, y se pueden ajustar individualmente para cada tasa de muestra

soportada con una granulometría de 64 muestras en el intervalo de 512 a 2048 muestras. La

latencia de audio para cada frecuencia de muestreo es una configuración estática en el

protocolo maestro.

Tener en cuenta que siempre se recomienda utilizar el ajuste de latencia más alta posible para

una aplicación dada. La configuración más baja latencia de audio está restringida, como se

muestra en la Tabla:

Usando formatos de streaming PCM16/PVM24

Número de canales de audio

Latencia mínima

No 1 512 No 2 o mas 640

Si 1 640 Si 2 o mas 768

Tabla 5. Latencia mínima frente a posibles configuraciones

El mecanismo de distribución de reloj móvil descrito anteriormente asegura que la variación de

latencia entre diferentes nodos en una red inalámbrica de audio se mantiene en ± 1 muestra un

reloj de entrada de audio con baja moderar fluctuaciones.

El procesamiento de filtro requerido en el formato PCMLF con el fin de hacer la interpolación y

diezmado añade otras muestras a la latencia de audio.

2.1.5 FORMATOS DE STREAMING [12.]

Cada corriente de muestra prima sufre un proceso antes y después de la transmisión por el

enlace inalámbrico:

Para ser capaz de apoyar la detección de errores y retransmisión de la falta o piezas

dañadas de la corriente de la muestra, que se divide en pequeños bloques de muestras

llamados rebanadas. Cada segmento de audio tiene una secuencia de identificación de

número de índice y una suma de comprobación para la comprobación de integridad.

Cada segmento de audio se codifica en un formato de transmisión especificada en el

dispositivo maestro protocolo configuración. Esto proporciona un equilibrio entre la

capacidad de transmisión, calidad de audio y streaming robustez. El formato de

transmisión se especifica de forma individual para cada canal de audio

45

Los siguientes formatos de streaming están disponibles:

Formato Descripción Retraso extra

Taza de info. a 48Khz

PCM16 Muestra PCM estándar de 16 bit complemento a 2 sin perdida.

Ninguno 768 Kbps

PCMLF PCM16 diseminado para 4 productores e interpolados a 4 consumidores (para canales de audio de baja frecuencia)

37 muestras

192 Kbps

SLAC Streaming de audio de alta fidelidad de 16 a 24 bits comprimidos usando un códec SLAC en los canales de audio

Ninguno 232 Kbps

PCM24 Muestra PCM de 24 bits que ofrecen un rango dinámico de 15 bits señal a ruido.

Ninguno 768 Kbps

Tabla 6. Resumen formato Streaming

Tener en cuenta las siguientes limitaciones al seleccionar formatos de streaming:

1 o 2 canales: No hay restricciones

3 canales: 2 canales A lo sumo debe utilizar PCM16/PCME24 para lograr una buena

solidez

4 canales: Sólo SLAC y PCMLF se puede utilizar

Bi-direccional de las aplicaciones de audio streaming: Sólo PCM16 y SLAC se puede

utilizar

2.1.5.1 PCM16 [12.]

El formato PCM16 transfiere cada muestra sin modificaciones, con una resolución de 16 bits.

El formato es intercalado por un factor de 2 para reducir el riesgo de abandonos bajo malas

condiciones de enlace inalámbrico. Si el rendimiento en el tiempo es me nor que el requerido

(por ejemplo, menos de 768 kbps por canal PCM16 a 48 kHz), el productor prioriza la

transmisión de incluso las muestras de audio, y el consumidor se aproxima a cualquier extraño

que falta muestras por interpolación lineal (promedio de los dos vecinos incluso muestras). Este

mecanismo proporciona un mejor de calidad de servicio en el margen de la zona de cobertura

de RF, pero no es normalmente activo.

Figura 21. Esquema de PCM16.

46

2.1.5.2 PCMLF [12.]

El formato PCMLF está diseñado específicamente para aplicaciones de subwoofer. La señal de

entrada es diezmada por un factor de 4 en el productor de audio e interpolada por un factor de

4 en el audio de consumo. El procesamiento incluye filt ros anti-aliasing antes de decimación y

después de la interpolación para permitir la entrada de un espectro completo de audio señal sin

degradación de la señal de baja frecuencia debido a solapamiento espectral o la replicación.

El ancho de banda de datos reducido de este formato proporciona más tiempo para la

retransmisión y por lo tanto mejora RF cobertura.

Figura 22. PCMLF Procesamiento de secciones.

2.1.5.3 SLAC [12.]

El formato SLAC está diseñado para la transmisión de audio en una alta calidad, esto puede

ser objeto de comercio en contra de enlace mayor robustez. El algoritmo o SLAC es una

propiedad de compresión de audio algoritmo, basado en técnicas de compresión usados en los

códecs de audio sin pérdidas (por ejemplo, FLAC o Mono) junto con cuantización. Está

diseñado para dar casi transparente la calidad de audio en un conjunto de datos

considerablemente más bajos tasa.

Cada canal se divide en bloques con codificación individual e independiente o decodificación

(es decir, sin intra-canal o dependencia intra-bloque). Esto permite una fácil re-transmisión y

ningún error "dominó efectos "en el flujo de audio.

El algoritmo utiliza un código de entropía de longitud variable que permite momentos de

actividad de audio de alta a expandirse en tamaño más allá del objetivo de velocidad de bits, a

fin de garantizar una experiencia de escucha buena

Para una rebanada de audio solo el número medio de bits por muestra no puede exceder de 8,

mientras que en promedio de la tasa de bits es de 4.8 bit/muestra a 48 kHz y 5.3 bit/muestra a

44.1 kHz.

Noiseshaping se emplea para empujar el ruido de cuantificación para psicoacústicamente

menos audible frecuencias.

El algoritmo puede codificar 24-bit de entrada de audio mediante la aplicación de una técnica

similar como el formato PCME24 (Descrito a continuación) antes de la codificación y después

SLAC decodificación. Este comportamiento se activa automáticamente mediante la

configuración de la interfaz de audio de 24-bits de resolución.

El algoritmo SLAC muestra, en la mayoría de los algoritmos de compresión, dar una respuesta

de frecuencia que no es plana. Por lo tanto, la evaluación SLAC no se debe hacer por barrido

de frecuencia, sino más bien al escuchar verdaderos datos de audio.

47

Figura 23. Procesamiento de SLAC rebanada.

2.1.5.3.1 CODIFICACIÓN SLAC

El codificador SLAC trabaja en bloques de 64 muestras, y proporciona los bloques de salida de

hasta 64 bytes. Utiliza predicción de la señal, cuantificación y variables códigos de entropía de

longitud para llegar a un promedio de velocidad de bits de 232 kbit/s por canal. Si existen

transitorios bruscos en la señal de entrada (por ejemplo, explosiones de película) el codi ficador

de vez en cuando codificar a un bloque de salida que es mayor que el máximo de bytes 64, y

un pase de codificación adicional será realiza con parámetros más conservadores para

asegurar que el bloque de salida requisito de tamaño se cumple. [12.]

2.1.5.3.2 SLAC DECODIFICACIÓN

El decodificador SLAC es menos complejo que el codificador, y se utiliza sólo un pase para

decodificar un bloque SLAC. No el procesamiento de datos se lleva a cabo otra que la propia

descodificación. Todos los parámetros necesarios para la decodificación de una rebanada

SLAC audio de datos está integrado en la propia rebanada. [12.]

2.1.5.3.3 PCME24 [12.]

Figura 24. Decodificador SLAC de 16 bits.

El formato PCME24 intercala los entrantes 24-bit muestras, como se realiza por el formato

PCM16, y luego convierte cuatro y cuatro muestras de 24 -bit en micro-bloques de cuatro

valores de muestra 15-bits y un desplazamiento común 4-bit valor, utilizando así el ancho de

banda de datos que el PCM16. Al desplazar la ventana de 15-bit dentro de 24-bit espacio de

muestra de acuerdo con el valor más alto de la muestra en cada bloque 4 -muestra, el formato

logra de 15-bit señal-a-ruido y de 24-bit de rango dinámico.

48

Con el ancho de banda de datos idénticos y mecanismo de transporte, el formato PCME24

ofrece robustez vínculo idéntico a la del formato de transmisión PCM16.

Figura 25. Selección de procesamiento PCME24.

2.1.5.3.4 MANEJO DE LOS ABANDONOS

Si la conexión inalámbrica no transfiere ningún incluso PCM16/PCME24 rodajas, las lonchas

PCMLF o cualquier rebanada SLAC, todos los canales de salida de audio en el nodo receptor

en su defecto se silenciarán. Los canales de permanecer silenciada hasta que la calidad de

servicio de nuevo se encontró aceptable (es decir, no ha habido rebanadas que faltan de audio

durante un cierto período de tiempo, típicamente 2-300ms en función de la frecuencia de

muestreo). [12.]

Las operaciones de muting y sin muting se hacen de una manera suave sobre válidas las

muestras de audio con el fin de evitar transiciones bruscas. Es, sin embargo, posible desactivar

el suave fundido de salida para la mejora de la t ransmisión de audio robustez que corresponde

a un aumento de latencia 64 muestras de audio. [12.]

2.1.6 RADIO PROTOCOLO

La plataforma inalámbrica PurePath utiliza un protocolo de radio propia diseñada

específicamente para la transmisión de audio.

El protocolo soporta una topología de red en estrella con un protocolo único maestro (PM) de

nodo y un máximo de siete protocolo esclavo (PS) nodos. Todo el tráfico se limita a las

transferencias de ráfaga dentro de intervalos de tiempo de duración constante, donde la

intra-segmento de tiempo de temporización se controla mediante el protocolo maestro y los

nodos de protocolo esclavo sólo se les permite transmitir datos a veces explícitamente

expresados por el maestro de protocolo. Todo el tráfico pasa desde o hacia el protoc olo

maestro, nunca entre nodos esclavos protocolo. [11.]

2.1.6.1 GESTIÓN DE RED [13.]

Cada dispositivo CC85xx se identifica por una dirección de dispositivo única de 32 -bit, que se

almacena en el hardware por Texas Instruments durante la producción de chips. La dirección

del protocolo maestro del dispositivo se utiliza como identificación de la red, y se almacena en

los esclavos de protocolo durante el encendido de manera que la red puede ser restablecida

cuando la operación se reanuda.

Cada dispositivo se identifica mediante un ID de fabricante y un ID de producto. Esto permite el

filtrado durante el emparejamiento, para instancia para que un producto de auriculares sólo

permita el emparejamiento con una estación base específica hecha por una específica

fabricante.

49

El maestro de protocolo de red transmite la información para que los esclavos de protocolo

puedan buscar pasivamente por las redes adecuadas. Esta operación de búsqueda por lo tanto

no provoca interferencias con las actuales redes.

Un esclavo protocolo incorpora a la red un maestro de protocolo mediante la transmisión de un

esclavo llamado Ingreso de paquetes. A-aleatoria mecanismo de backoff resuelve situaciones

donde los esclavos múltiples protocolos simultáneamente tratan de unirse a la misma red. Un

esclavo deja un protocolo de red mediante el cese de toda comunicación con el maestro de

protocolo y entonces se expulsa desde la red después de un tiempo de espera determinado.

Una vez expulsado (el esclavo protocolo no está más en la información transmitida red) un

nuevo esclavo Ingreso Packet está obligado a volver a unirse a la red.

2.1.6.2 ANATOMÍA DE UN INTERVALO DE ESPACIO. [8.]

En este punto trata de dividir el tiempo en los llamados intervalos de tiempo, durante el cual

todos los nodos de la red de audio operar en el mismo canal de RF y cada nodo transmite un

paquete. La duración de un intervalo de tiempo es nominalmente de 2.5 ms, pero este

parámetro depende de la configuración del maestro protocolo.

Para lograr robustez frente a señales interferentes y desvanecimiento selectivo en frecuencia,

cada intervalo de tiempo sucesivo es transmitirse en un canal de RF diferente siguiendo una

secuencia determinista.

Figura 26. Anatomía de una sección temporal con tres nodos.

El maestro dicta el protocolo de sincronización dentro de cada intervalo de tiempo e informa a

los esclavos del protocolo, siempre y cuando se pueda transmitir y cuando el intervalo de

tiempo próximo se iniciará. La secuencia de eventos durante un intervalo de tiempo se resume

a continuación para una red de audio de tres nodos:

Calibración sintetizadores de frecuencias se realiza justo antes del inicio del intervalo

de tiempo

El maestro de protocolo realiza una medición de energía en el canal de RF para ver si

es ya en uso

Si la energía está por debajo de un umbral, el protocolo maestro transmite su paquete.

Esto marca el inicio del intervalo de tiempo. El paquete principal protocolo contiene:

Información sobre la red de audio.

Los datos de canal lateral datagrama a un protocolo único esclavo, si los hay.

Reconocimientos rebanada de audio para cada canal de audio del maestro

protocolo consume.

Rebanadas de audio para cada canal de audio activo que el maestro protocolo

produce.

Siguiendo el protocolo de paquetes maestro es el esclavo unirse ranura paquete. Esto está

reservado para el protocolo esclavos que deseen unirse a la red de audio. Si la red de audio

tiene el número máximo de apoyados esclavos de protocolo, esta ranura se retira.

50

A continuación, cada uno de los esclavos de protocolo transmite sus paquetes a la

compensación de tiempo en el intervalo de tiempo anunciado por el maestro de protocolo en su

paquete.

Cada paquete esclavo protocolo contiene:

Información de control remoto

Los datos de canal lateral datagrama al protocolo maestro, si los hay

Reconocimientos rebanada de audio para cada canal de audio del protocolo esclavo

consume

Rebanadas de audio para cada canal de audio activo que el protocolo esclavo produce.

2.1.6.3 SALTO DE FRECUENCIA ADAPTADO [13.]

El propósito de utilizar el salto de frecuencia en un sistema de radio es proporcionar a la

diversidad que permite el rendimiento de datos que se mantiene incluso si interfieren los

sistemas de radio o el entorno físico (por ejemplo, desvanecimiento multitrayecto) interpreten

algunos canales utilizables RF. En la banda de 2. 4 GHz ISM, la gran cantidad de sistemas de

radio y la naturaleza dinámica de los fenómenos de desvanecimiento interior en entornos

operativos típicos requieren el uso de este tipo de diversidad si una t ransferencia de dat os

mínima es tener la seguridad.

Sistemas de salto de frecuencia puede implementar una secuencia fija de saltos de canal o

adaptar su salto secuencia dinámicamente a los cambios del entorno en que opera. Con el fin

de aprovechar al máximo sus propias posibilidades de la entrega de datos de audio en tiempo y

de coexistir amigablemente con otra frecuencia fija o adaptable de frecuencia saltando

sistemas, PurePath Wireless utiliza un salto de frecuencia adaptable (AFH) esquema que se

adapta a las condiciones cambiantes dentro de decenas de milisegundos.

PurePath Wireless divide la banda de 2.4 GHz en 18 canales de RF con ancho de banda de 4

MHz. El protocolo maestro controla el sistema de salto de frecuencia adaptable para la red de

audio, y mantiene una tabla con una entrada para cada canal de RF y un asociado de calidad

de servicio (QoS) para cada estimación. Cada vez que un RF canal se utiliza la estimación de

calidad de servicio se actualiza sobre la base de lo que sucede durante el intervalo de tiempo.

El salto de frecuencia algoritmo separa los 18 canales de RF.

El algoritmo de salto de frecuencia, al utilizar los 18 canales y no hay sustituciones entre el

activo y el juicio conjuntos de canales ocurrir, pasa por una secuencia de 70 saltos a lo largo de

la cual cada canal de RF tiene ha utilizado.

Esta macrosecuencia 70-hop formado por 14 repeticiones de un o 5-hop microsecuencia

durante el cual:

Cada uno de los cuatro canales de RF activos se utilizan una vez

Uno de los canales de RF de prueba se utiliza una vez (Ciclo a través de todos los

canales de prueba en el transcurso de una macrosecuencia).

Esto da un promedio de estado estacionario uso del canal de RF de:

Cada uno de los cuatro canales activos se utiliza 20% de las veces

Cada canal de ensayo se usa 1.43% de las veces.

51

Figura 27. Ejemplo de secuencia de saltos AFH (conjunto activo en el color, el juicio fijado en

negro / gris).

2.1.6.4 PLANIFICACIÓN MANUAL DE FRECUENCIAS [13.]

Si un conocido estática alta deber-ciclo interferente está presente en el producto final, la

planificación de frecuencias manual puede ser utilizada para evitar esta interferencia. Esto se

hace mediante la exclusión de canales de RF para ser utilizados, reduciendo efectivamente el

número de canales de prueba.

Canales de RF pueden ser enmascarados durante la configuración En la operación de control

de host, el enmascaramiento de canal de RF se puede hacer dinámicamente por el procesador

host. El número mínimo de canales de RF es 6, correspondiente a 2 canales de ensayo

2.1.7 MECANISMOS DE RF CONVIVENCIA [13.]

Los dos mecanismos principales que permiten que un sistema inalámbrico PurePath para

coexistir amigablemente en las proximidades otros sistemas de radio 2.4 GHz son:

El esquema de salto de frecuencia adaptable que asegura que los canales de RF utilizados por

otros sistemas de radio se evitan adaptable escuchar antes de hablar mecanismo que mide la

energía de RF en el canal antes de transmitir y evita la transmisión si el canal ya está en uso.

Estos mecanismos juntos nos aseguran que los sistemas de radio son mínimamente afectados

por un Wireless PurePath red de audio en circunstancias normales. Sin embargo, desde una

red de baja latencia de audio por su propia naturaleza transporta una corriente muy crítica en

tiempo de datos, ambos mecanismos tienen umbrales adaptables para garantizar que la red de

audio se le da una buena cantidad de espectro de radiofrecuencia en entornos RF muy

concurridos.

52

2.1.8 DIVERSIDAD DE ANTENA [13.]

Antena de diversidad permite que los esclavos de la red inalámbrica PurePath de protocolo

para cambiar dinámicamente entre dos antenas para reducir los efectos de la RF de

desvanecimiento multitrayecto. Con esta función requiere un interruptor de antena ex terna, que

es controlada por el CC85xx.

La conmutación se realiza sobre una base por ranura de tiempo y la antena seleccionada se

utiliza para paquetes maestro tanto recepción y posterior transmisión esclavo paquete. Dos

diferentes algoritmos se pueden emplear, dependiendo en la versión de firmware del maestro

protocolo. La toma de decisiones se basa en estadísticas individuales de RF activo canales, y

en las estadísticas del canal de RF activo más cercano para el juicio canales de RF.

Esta antena se utiliza en la ranura de tiempo si ha mejorado su rendimiento significativamente

desde la última vez, y se aproxima rápidamente y consistentemente el rendimiento de la

antena. De lo contrario conmutadores de la antena bien asumidos ante el maestro actual

recepción de paquetes comienza.

Utiliza un Algoritmo llamado Slow.

El esclavo protocolo utiliza la antena en mejor momento que asumió 5 de 6 veces y en la

actualidad la antena peor será que asumido 1 de 6 veces.

El algoritmo rápido se adaptará mejor a las cambiantes condiciones de desvanecimiento de RF,

que es el caso típico de equipos portátiles, como micrófonos, audífonos y auriculares.

2.1.8.1 CARACTERÍSTICAS DE LA ANTENA [13.]

Opera en la banda ISM de 2.4GHz (Las bandas ISM son bandas de frecuencias para

uso comercial y sin licencia).

FCC, IC y ETSI * compatible, paquete blindado (estándares mundiales).

Un comprimido de conectividad Wireless Audio predefinido por el protocolo.

Basado en PC de interfaz humana configurable.

Funcionamiento autónomo de operación modo anfitrión.

Antena Integral

Rango Extendido Integral

Sensibilidad 87dBm

Potencia de Salida 20dBm

Gama excepcional: (150 m en línea de visión directa / / en un interior hasta 30m)

Co-existencia con los sistemas WiFi y Bluetooth.

78mA consumo de corriente en la interfaz maestro.

36mA consumo de corriente en la interfaz esclavo.

2.1.8.2 BENEFICIOS [13.]

Temperatura de funcionamiento -40 a +86 °C.

Implementación fácil en un PCB de dos capas.

53

Figura 28. Aplicación diagrama a bloques de la antena.

2.1.9 ALINEACIÓN INTERVALO DE TIEMPO.

Para este proyecto la aplicación requiere un único protocolo maestro que son los canales de

audio y varios protocolos esclavos, y se puede lograr el objetivo mediante el uso de varios

patrones de protocolo con la alineación intervalo de tiempo.

Pero en caso contrario si se quisiera más de un protocolo maestro que esto sería tener muchos

más canales de audio con varios esclavos protocolos procederíamos a tomar en cuenta lo

siguiente:

Si estos maestros del protocolo debían funcionar de manera independiente, sin alineación

intervalo de tiempo, las pequeñas diferencias en frecuencia del cristal podrían causar su ranura

de tiempo de temporización a la deriva lentamente con respecto a la otra. Esto deriva

periódicamente causar degradación del rendimiento cuando un maestro protocolo TX realizar

eficazmente los atascos el protocolo maestro otra realización, y viceversa. Cuando se

encuentra en las proximidades de esta interferencia se ocurrir incluso cuando las dos redes

operan en diferentes canales de RF. [8.]

Figura 29. Dos protocolos sin alineamiento de tiempo.

54

Con la alineación intervalo de tiempo, un mecanismo de sincronización alambica (con un alfiler

GIO por dispositivo) asegura que los maestros de protocolo realizar simultáneamente TX y RX.

Uno de los protocolos funciones de maestros como el calendario principal (es decir, emite la

señal de sincronización), mientras que uno o más protocolos maestros funcionar como

esclavos de sincronización (es decir, capta la señal de sincronización). [8.]

De un solo alambre temporización de sincronización.

"Protocolo master # 2" timing intervalo de tiempo se desplaza lentamente para mantener la

sincronización con el "Protocolo de master # 1" timing intervalo de tiempo

Figura 30. Dos secciones de tiempo maestro alineados.

Los maestros de protocolo están obligados a tener temporización segmento de tiempos

idénticos. Al intervalo de tiempo-alineados maestros de protocolo no está conectado a ningún

esclavo de protocolo, un adicional de escuchar antes de mecanismo de conversació n se utiliza

para evitar la colisión permanente sobre los activos canales de RF. [8.]

2.1.10 GESTIÓN DE ENERGÍA [13.]

El CC85xx apoya la fuente de poder en los estados de consumo como se muestra en la tabla

siguiente.

Tabla 7. Estados de consumo.

55

2.2 PROTOCOLO ANTICOLISIÓN CSMA/CA

Cuando dos estaciones transmiten al mismo tiempo habrá, lógicamente una colisión. Para

solucionar este problema existe una técnica que será la que aplicaremos para la el flujo sin

colisión, que pertenece a los protocolos CSMA denominado CA (Collision Avoi dance)

Prevención de Colisión.

Collision Avoidance (CA): Es un proceso en tres fases en las que el emisor:

1. Escucha para ver si la red está libre.

2. Transmite el dato.

3. Espera un reconocimiento por parte del receptor.

Mecanismo general:

Si el canal está ocupado se espera a que este libre

Si esta libre, se espera un tiempo, y si sigue libre se transmite.

El tiempo de espera puede ser fijo, aleatorio, o dependiente de la estación.

Este método asegura así que el mensaje se recibe correctamente. Sin embargo, debido a las

dos transmisiones, la del mensaje original y la del reconocimiento del receptor, pierde un poco

de eficiencia. [9.]

2.3 METODOLOGÍA DEL SISTEMA DE DOMÓTICA

El control de transmisión de audio es un sistema denominado centralizado ya que tienen una

unidad central inteligente encargada de administrar la edificación, a la que enviarán información

distintos elementos de campo sensores; la central se encargará de procesar los datos del

entorno y, en función de la información y de la programación que se haya hecho sobre ella,

actuará sobre determinados circuitos encargados de cumplir funciones Los elementos a

controlar y supervisar (sensores infrarrojos de barrera) han de cablearse hasta la central

inteligente. [4.]

El grado de control inteligente es de grado 1° por que el sistema de control de t rasmisión de

audio es de inteligencia mínima. [4.]

El uso de mandos a distancia basados en transmisión por infrarrojos está ampliamente

extendido en el mercado residencial para telecomandar equipos de audio. [4.]

La comunicación se realiza entre un diodo emisor que emite una luz en la banda de IR, sobre la

que se superpone una señal, convenientemente modulada con la información de control, y un

fotodiodo receptor cuya misión consiste en extraer de la señal recibida la información de

control. [4.]

Los controladores de equipos domésticos basados en la transmisión de ondas en la banda de

los infrarrojos presentan gran comodidad y flexibilidad y admiten un gran número de

aplicaciones. [4.]

Para poder clasificar técnicamente un sistema de automatización de viviendas, es necesario

tener claros una serie de conceptos técnicos, como son: tipo de arquitectura, medio de

transmisión, velocidad de transmisión y protocolo de comunicaciones.

56

2.3.2 TIPO DE ARQUITECTURA

La arquitectura de un sistema domótico, como la de cualquier sistema de control, específica el

modo de los diferentes elementos a controlar del sistema se va a ubicar. Existe dos

arquitecturas básicas: la arquitectura centralizada y la distribuida. [3.]

Entre las características que destacan al sistema de Control Transmisión de Audio se

encuentra la de ser de arquitectura distribuida tanto de capacidad de proceso como de

ubicación física de los diferentes elementos de control, con topología de la red básica tipo bus.

Cada elemento del sistema tiene su propia capacidad de proceso y pued e ser ubicado en

cualquier parte de la vivienda. Esta característica proporciona al instalador domótico una

libertad de diseño que le posibilita adaptarse a las características físicas de cada vivienda en

particular.

2.3.3 MEDIO DE TRANSMISIÓN

En todo sistema domótico con arquitectura distribuida, los diferentes elementos de control

deben intercambiar información unos con otros a través de un soporte físico (par trenzado,

línea de potencia o red eléctrica, radio, infrarrojos, etc.). La velocidad a la cual se intercambian

información los diferentes elementos de control de la red se denomina velocidad de

transmisión. El Sistema de Transmisión de Audio utiliza como medio de comunicación un par

trenzado a una velocidad de transmisión de 39Kbps.

Además, aunque la velocidad elegida para el medio de transmisión básico del Sistema de

Control de Transmisión de Audio es de 39Kbps, ésta se puede variar en función de las

necesidades de la red en cuanto a volumen de tráfico de datos. [4.]

2.3.3.1 PROTOCOLO DE COMUNICACIONES

Una vez establecido el soporte físico y la velocidad de comunicaciones, un sistema domótico

se caracteriza por el protocolo de comunicaciones que utiliza, que no es otra cosa que el

'idioma' o formato de los mensajes que los diferentes elementos de control del sistema deben

utilizar para entenderse unos con otros y que puedan intercambiar su información de una

manera coherente. Dentro de los protocolos existentes, se puede realizar una primera

clasificación atendiendo a su estandarización.

2.3.3.1 PROTOCOLO PUREPATH

Proporciona audio de alta calidad, de corto alcance inalámbrico de 2.4 GHz streaming de audio

digitales.

Una red inalámbrica PurePath audio utiliza una topología en estrella formada por un maestro y

hasta cuatro esclavos de protocolo. Se garantiza que esta red de audio proporciona menor

espacio y transmisión robusta de audio en ambientes variados y que pueden coexistir

amigablemente con las tecnologías inalámbricas existentes en el atestado de 2.4 GHz ISM

banda. [13.]

2.3.3.2 DESCRIPCIÓN DEL TIPO DE NODOS PARA LA COMUNICACIÓN ENTRE LOS

SENSORES

La red domótica del Sistema de Control de Transmisión de Audio, está compuesta por una

serie de nodos que se conectan unos con otro a través del bus de comunicaciones, el cual lleva

dos hilos para datos y dos para la alimentación. [5.]

57

2.3.3.2.1 NODOS DE CONTROL ESTÁNDAR

Son los encargados de controlar los parámetros de cada estancia. Cada uno soporta dos

circuitos independientes de conmutación y dos entradas extra para sensores. La funcionalidad

del nodo depende del programa que se cargue en el nodo.

Nodos de supervisión

Son nodos dedicados encargados de realizar el 'interface' con el usuario. Cada función que el

usuario necesita para supervisar y controlar el sistema está implementada en el

correspondiente nodo. De esta manera, el usuario puede elegir para su vivienda las funciones

que considere necesarias. [5.]

2.3.4 UNIDAD DE ALIMENTACIÓN

La unidad de alimentación es la encargada de suministrar energía a los diferentes elementos

activos de la red domótica.

La unidad de alimentación incorpora una batería.

El sensor a utilizar es de tipo Barrera de luz.

2.3.5 SENSOR INFRARROJO TIPO BARRERA DE LUZ

Los sensores de infrarrojo se aplican en barreras para detectores de movimiento.

Figura 31. Diagrama de bloques de un sensor.

Las barreras tipo emisor-receptor están compuestas de dos partes, un componente que emite

el haz de luz, y otro componente que lo recibe. Se establece un área de detección donde el

objeto a detectar es reconocido cuando el mismo interrumpe el haz de luz. Estos sensores

operan de una manera precisa cuando el emisor y el receptor se encuentran alineados. Esto se

debe a que la luz emitida siempre tiende a alejarse del centro de la trayectoria. [1.]

VENTAJAS E INCONVENIENTES

La luz solo tiene que atravesar el espacio de trabajo una vez, por lo que se favorecen

grandes distancias de funcionamiento, hasta 2 metros.

No son apropiados para condiciones ambientales poco favorables, como suciedad,

humedad, o utilización a la intemperie.

Independientemente del color del objeto realiza una detección precisa del objeto.

La instalación se ve dificultada por tener que colocar dos aparatos separados y con los

ejes ópticos alineados de manera precisa y delicada, ya que el detector emite en

infrarrojos.

58

PRECAUCIONES DE MONTAJE

A la hora del montaje hay que tener en cuenta las superficies reflectantes cercanas a los

dispositivos, provoca un mal funcionamiento de la fotocélula. También hay que tener en cuenta

las posibles interferencias mutuas por la cercanía de varios de estos dispositivos, además de

controlar los ambientes sucios, ya que la suciedad afecta negativamente en la lente emisora.

2.3.6 DESCRIPCIÓN DE LOS COMPONENTES DEL SENSOR INFRARROJO DE BARRERA

2.3.6.1 DIODO EMISOR DE LUZ INFRARROJA (LED IR)

Este LED emite un tipo de radiación electromagnética llamada infrarroja, que es invisible para

el ojo humano porque su longitud de onda es mayor a la del espectro visible.

Figura 32. Descripción técnica del LED IR.

59

Ya que no se ve a simple vista la luz infrarroja se recomienda lo siguiente: si el emisor está

funcionando (al polarizarlo), se tendrá que comprobar utilizando alguna cámara de fotografía o

video digital, como la del celular en ejemplo.

Figura 33. Encendido y apagado de IR.

2.3.6.2 FOTOTRANSISTOR

Figura 34. Fototransistor.

Este dispositivo se diferencia de un transistor común por que su base ha sido sustituida por un

cristal fotosensible que regula el flujo de corriente colector – emisor de acuerdo a la luz

incidente sobre él (en nuestro caso luz infrarroja).

Esquema del funcionamiento del emisor y el receptor:

Figura 35. Diagrama de funcionamiento separado Tx y Rx.

60

2.3.7 LA INSTALACIÓN DE DOMÓTICA SERÁ:

El tipo de instalación para esta aplicación será IT 51 de RBT que se refieren a sistemas de

automatización, gestión técnica seguridad para viviendas ya que son sistemas centralizados

capaces de recoger información proveniente de unas entradas (sensores), procesarla y emitir

órdenes a una salida, con el objeto de conseguir control, y proporciona disminución en gestión

de energía.

2.3.8 USO DEL MICROCONTROLADOR MPS430F2274

Hoy en día la eficiencia energética es uno de los temas más atractivos e importantes en la

industria tecnológica y es también considerado todo un reto debido a la urgencia por encontrar

soluciones ante la crisis que amenaza la propia estabilidad ambiental.

Por esta razón las compañías protagonistas de investigación y desarrollo tecnológico han

materializado sus esfuerzos por crear componentes más amigables con el medio ambiente y al

mismo tiempo con mayor desempeño basado en una considerada reducción de consumo

energético.

Algunos de esos componentes son los actuales Microcontroladores (MCUs) de bajo consumo

de energía los cuales al mismo tiempo promueven la innovación sustentable en sectores de la

industria electrónica como lo es en áreas relativas al monitoreo automatizado de manera

inalámbrica.

El sistema enfoca en el control de la Transmisión de Audio donde abarcara el encendido /

apagado de la transmisión así dando el confort al usuario de sentirse en una casa domótica.

El uso del Microcontrolador realizara la aparte del control del encendido / apagado Transmisión

de Audio y el conteo de personas que entran a cada habitación, esta acción es para darle al

usuario un confort de supervisión de su vivienda.

Con auxilio del Microcontrolador se pretenderá en un futuro crecer el proyecto al realizar el

monitoreo de la casa y control de volumen del audio ahora controlado por el sistema Android, el

usuario deberá contar con telefonía celular con este mismo sistema. Contando con la

instalación del Control de la Transmisión de Audio se englobara a una red misma de toda la

vivienda y que dicha información sea interpretada por medio del sistema Android dejando al

usuario el control y supervisión de su vivienda desde afuera de ella y con la comodidad de

manipular su sistema de audio de su celular.

Este circuito consta de un Microcontrolador MSP430F2274 acoplado a los sensores y al

receptor de la transmisión de audio con alto desempeño de TI.

Su característica destacable es que debido a su tamaño y discreción en forma, el sensor puede

ser colocado en casi cualquier parte de la casa.

A la red de sensores se le suma el Microcontrolador MSP430 cuyo perfil da lugar a la

administración inteligente de la operatividad en modo ahorrador de energía. Este

Microcontrolador controla los modos activo/inactivo del dispositivo de sensado cuya operación

es cada segundo en intervalos de on-off-on-off y no de una manera continua, por lo que el

consumo de energía se extiende.

61

2.3.9 NECESECIDAD DEL PROTOCOLO DE COMUNICACIÓN

Se necesita un protocolo de comunicación estableciendo un soporte físico y la velocidad de

comunicaciones en este proyecto será PurePath Wireless, un sistema domótico se caracteriza

por el protocolo de comunicaciones que utiliza, que no es otra cosa que el idioma o formato de

los mensajes que los diferentes elementos de control del sistema deben utilizar para

entenderse unos con otros y que puedan intercambiar su información de una manera

coherente. Dentro de los protocolos existentes, se puede realizar una primera clasificación

atendiendo a su estandarización:

Al tratarse de un medio de transmisión óptico es inmune a las radiaciones electromagnéticas

producidas por los equipos domésticos o por los demás medios de transmisión (coaxial, cables

pares, red de distribución de energía eléctrica, etc.). Sin embargo, habrá que tomar

precauciones en el caso de las interferencias electromagnéticas que pueden afectar a los

extremos del medio.

62

CAPÍTULO III

DESARROLLO,

PRUEBAS

Y

RESULTADOS

63

3. DESARROLLO, PRUEBAS Y RESULTADOS

Utilizando el dispositivo PurePath Wireless CC85xx, se implemento un sistema capaz de

trasmitir audio de forma inalámbrica, tomando en consideraciones el protocolo que utiliza este

dispositivo sumándole un control automático para el encendido y apagado del sistema, las

características esenciales del desarrollo para la implementación del sistema serán

desarrolladas en este capítulo.

Para el desarrollo de este sistema se utiliza una tarjeta de Texas Instruments, sumándole un

control con ayuda de un microcontrolador de la misma familia de componentes definido como

MSP430.

3.1 ETAPA DE HARWARE DE LAS TRASMISIÓN

3.1.1 CARACTERÍSTICAS CC85XX KIT DE DESARROLLO PARA TRANSMISIÓN

Figura 36. Kit de desarrollo CC85xx.

64

Figura 37. PurePath Wireless AudioEB visión general.

El Wireless PurePath Configurador se utiliza para configurar la funcionalidad de la CC85xx.

Figura 38. CC depurador conectado al Audio EB Debugger.

65

3.1.2 ESTRUCTURA CC85xx

La tarjeta de desarrollo se divide en diferentes bloques o módulos. Los diferentes módulos de

audio, es decir, S / PDIF transmisor, S / PDIF del receptor y el Códec están conectados con la

CC85xx con un bus I2S.

Figura 39. Bloques principales en Audio EB.

3.1.2.1 INTERFAZ DE AUDIO

La interfaz de audio consta de cuatro módulos de audio se muestran en la Tabla 8. Estos

módulos son conectados a un bus de audio I2S común. Algunos de los módulos son maestros,

y los otros módulos son esclavos, y estos son tanto amo o esclavo en función de la

configuración para la funcionalidad del proyecto.

Módulo Modo I2S

modo

S/PDIF transmisor Esclavo

S/PDIF receptor Maestro

Códec Entrada de audio del micrófono o línea Maestro

Códec Salida de audio para auriculares o salida de línea

Esclavo

CC85xx Recibir datos de RF Maestro

CC85xx Transmitir datos de RF Esclavo

TAS57XX amplificadores

Esclavo

Tabla 8. Módulo de I2S maestro / esclavo resumen.

Los esclavos I2S reciben los datos de la línea de datos. I2S dispositivos maestros

generalmente suministran las señales de reloj I2S. El Códec en modo maestro suministrar la

WCLK y las señales de reloj pero requiere una señal MCLK externo. El MCLK puede ser

suministrado desde el CC85xx, esto fue configurable en el Wireless PurePath Configurator.

66

3.1.2.2 CÓDECS

El códec TLV320AIC3101 soporta 6 canales de entrada y 6 canales de salida. Dos canales de

entrada se utilizan para las entradas de micrófono y dos canales se utilizan para la línea de

RCA conectores. Dos salidas analógicas están conectados a un conector de auriculares y dos

salidas conectado a la salida de línea con conectores RCA. La línea de entrada y salida de

línea del códec está configurado para ser diferencial.

La salida de auriculares se utiliza condensadores de salida, sin embargo, el TLV320AIC3101

también soporta sin la tapa de configuraciones. Los ajustes en los códecs pueden cambiados

en el I2C configuración del códec en el Wireless PurePath Configurator. El Códec está

conectado al CC85xx mediante el montaje del bloque de puente en P15.

Numero de Pin Nombre de la señal AudioEB Global Pin CC85xx Códec

1-2 5V0 .. 5V0_AIC 3-4 3V3 IO .. IOVDD AIC 5-6 GIO8_AD1 AD1 DIN

7-8 GIO7_AD0 AD0 DOUT 9-10 GIO5_BCLK BCLK BCK 11-12 GIO4_MCLK MCLK MCLK

13-14 GIO6_WCLK WCLK WCLK 15-16 GIO2_RESET GIO2 RESET

Tabla 9. P15 pines del interface Códec.

Figura 40. Muestra el lugar donde montar el bloque de puente

para conectar el códec con CC85xx.

67

3.1.2.3 RECEPTOR

La interfaz de receptor S / PDIF permite la conexión de señales de audio digital de CD / DVD y

otras fuentes de audio digitales. El receptor S / PDIF traduce las señales de S / P DIF de I2S

formato que son conectado al bus para CC85xx. El receptor S / PDIF óptica compatible con

(TOSLINK) y convencer a un solo terminó y entradas diferenciales. E l puente J14 selecciona si

es óptico o coaxial la entrada que se utilizan.

Figura 41.S / PDIF del receptor.

Para conectar la interfaz entre el receptor S / PDIF y CC85xx el bloque de puentes debe ser

montada en las cabeceras de P13. La interfaz entre CC85xx y el receptor S / PDIF.

Numero de Pin S/PDIF RX AudioEB nombre de la señal mundial Pin CC85xx

1-2 VDD_DIR 3V3_IO 3V3_IO 3-4 CLKST

5-6 AUDIO GIO12 GIO12 7-8 DOUT GIO8_AD1 IAD1 9-10 BCK GIO5_BCLK BCLK

11-12 SCK GIO4_MCLK MCLK 13-14 LRCK GIO6_WCLK WCLK 15-16 /RESET GIO2_RESET GIO2

Tabla 10. S / PDIF pines de la interfaz de receptor.

El receptor S / PDIF es controlado por un DIR9001 S / PDIF del receptor de Texas Instruments.

DIR9001 soporta frecuencias de muestreo de 32 kHz a 96 kHz.

La configuración por defecto del dispositivo es DIR9001

24-bit I2S formato de datos, MSB primero.

256 x muestra la frecuencia de reloj.

68

3.1.2.4 TRANSMISOR

La interfaz de transmisor S / PDIF permite la conexión de la salida digital de señales de audio a

un amplificador o grabadoras digitales. El transmisor S / PDIF traduce las señales del bus

CC85xx I2S a S / PDIF formato. La interfaz S / PDIF soporta óptico (Toslink) y coaxial sola

terminal y diferenciales salidas. La señal de salida de la DIT4096 está c onectada tanto a

coaxial y salida óptica. Para conectar la interfaz entre el transmisor S / PDIF y CC85xx el

bloque de puentes debe ser montada en las cabeceras de P13. La interfaz entre CC85xx y

transmisor S / PDIF se muestran en la Tabla.

Numero de Pin S/PDIF TX AudioEB nombre de la señal mundial Pin CC85xx

1-2 VDD_DIR_5V 5V0 … 3-4 IOVDD_DIT 3V3_IO VDD

5-6 DATOS GIO8_AD1 AD1 7-8 No utilizado GIO7_AD0 AD0 9-10 SCLK GIO5_BCLK BCLK

11-12 MCLK GIO4_MCLK MCLK 13-14 SYNC GIO6_WCLK WCLK 15-16 /RESET GIO2_RESET GIO2

Tabla 11. P12 S / PDIF pines de la interfaz del transmisor.

La interfaz de transmisor S / PDIF es controlado por un DIT4096 de Texas Instruments. El

DIT4096 Soporta frecuencias de muestreo de 22.05 a 96 kHz.

La configuración por defecto del dispositivo es DIT4096.

24-bit I2S formato de datos, MSB primero

256 x muestra la frecuencia de reloj

Conector de la interfaz de TAS57XX amplificador Clase-D

Un conector de la AudioEB se puede utilizar para conectar los módulos de evaluación

TAS57XX formar TAS57XX de Texas Instruments.

Numero de Pin Nombre de Pin AudioEB

1 GND 2 3V3_IO 3 NC

4 GIO2_RESET 5 NC 6 NC

7 GIO5_BCLK 8 GIO6_WCLK 9 GIO8_AD1

10 GIO9_AD2 11 GIO10_SCL 12 GIO11_SDA

13 GND 14 GND 15 PVDD, 12V

16 PVDD, 12V 17 GIO4_MCLK 18 3V3_IO

Tabla 12. TAS57XX Interfaz.

69

3.1.2.5 VISTA DE LOS MODULOS DE RECEPCIÓN Y TRANSMISIÓN.

El CC85xxEM viene con un conector SMA conectar una antena externa y una antena de

circuito impreso.

Figura 42. CC8531EM.

CC85xx + CC2590EM

En la imagen se muestra el CC8531EM + CC2590EM se muestra el CC2590 es un extensor

de rango de Texas Instruments.

Figura 43. CC8531 + CC2590EM.

70

3.2 ETAPA SOFTWARE DE LA TRASMISIÓN

Con el software PurePath Configurator para la programación de la transmisión de audio

inalámbrico entre los dispositivos a emplear como se muestra a continuación.

Figura 44. Captura de pantalla del software PurePath Configurator.

71

3.2.1 DIAGRAMA DE FLUJO DEL PROGRAMA MAESTRO.

El diagrama de flujo representa gráficamente la secuencia de configuraciones necesarias para

la implementación del protocolo PurePath Wireless en un dispositivo maestro.

Diagrama 4. Programa del protocolo maestro.

72

El programa del protocolo maestro empleado para la etapa del dispositivo maestro es

estructurado de la siguiente manera:

Se controla todos los aspectos del protocolo de transmisión inalámbrica de audio, los

esclavos puede transmitir cuando esta dado su consentimiento.

Se estableció que 16 canales de audio lógicos se utilizan en la red.

La fuente del reloj de audio es utilizado por todos los nodos del sistema.

Se utilizan 18 canales de RF con un ancho de banda de 4 MHz.

El protocolo maestro adapta y decide qué subconjunto de canales de RF utilizara en la

planificación de frecuencias con un mínimo de 6 canales de RF.

Todos los canales en una red de audio usan la misma frecuencia de muestreo. Y los

parámetros que se configuran son los siguientes:

PCM16: sin comprimir de calidad CD-16-bit de datos PCM [706 kbps por canal a 44.1

kHz]

PCMLF: Baja frecuencia de 16-bit PCM canal donde la alta calidad es diezmado por

cuatro; se lleva a cabo en la fuente de audio y es una interpolación por cuatro realizado

en la pila de audio [176 kbps por canal a 44.1 kHz]

SLAC: Una propiedad de baja complejidad, de baja pérdida de algoritmo de

compresión de suministro cercano a la calidad de CD [232 kbps por canal a 44.1 kHz]

PCME24: Se constituyo por 24 bits de datos PCM, que ofrecen 15 bits de señal a ruido

y 24 bits de rango dinámico [706 kbps por canal a 44.1 kHz]

PCM16 y PCME24 formatos de streaming donde se implementan mecanismos de

ocultamiento de error en el audio de consumo, a fin de que ninguna interrupción

audible en el flujo de audio puede ser escuchado por condiciones marginales RF.

Frecuencia de muestreo es compatible con una tolerancia de ± 2000 ppm.

El reloj de audio se sincronizo con una precisión de ± 1 muestra en todos los nodos de

la red de audio. Pin a pin de latencia de audio se configuro entre 512 y 2048 muestras

(42.6 ms a 48 kHz de frecuencia de muestreo, y frecuencia de muestreo 44.1 ms para

46.4 kHz).

73

3.2.2 DIAGRAMA DE FLUJO DEL PROGRAMA ESCLAVO

El diagrama de flujo representa gráficamente la secuencia de configuraciones necesarias para

la implementación del protocolo PurePath Wireless en un dispositivo esclavo.

Diagrama 5. Programa del protocolo esclavo.

74

3.2.3 CONFIGURACIÓN PROTOCOLO MAESTRO

UTILIZACIÓN DE SOFTWARE

Selecciona el dispositivo AIC3101.

Figura 45. Configuración maestro 1.

Selecciona interfaz de audio el cual fue I2S

Con una resolución de 16 bits




75

Se selecciona un formato PCM16.

No se configura la parte de esclavo-maestro ya que para este proyecto no se tendrá

esclavo-maestro solo maestro-esclavo.

Latencia pin-a-pin audio en el número de muestras (de forma individual para cada



Se asigna un numero de ID al protocolo maestro y nombre para la red.

Inicialización segura y apagado de los dispositivos compatibles.


En este apartado se muestra radio de temporización del protocolo y el número máximo

de esclavos del protocolo que pueden participar.

Se asigna el tiempo de reloj para la paridad o alineación con el protocolo esclavo.

Se habilitan cuantos canales de RF se quieren utilizar, para nuestro caso habilitamos

los 18 canales de RF.

76


Se configura el tiempo de duración para el estado de indicación de los leds de la tarjeta

desarrolladora para visualizar la sincronización si se llevo a cabo o no y físicamente

nos señala si esta activa la transmisión.


Se configura el ancho de banda RF el cual es 5 Mbps.

Con un tiempo de espera de 5750 µs.

77


Figura 52. Configuración maestro 8

3.2.4 CONFIGURACIÓN PROTOCOLO ESCLAVO:

Selecciona el dispositivo AIC3101.

Figura 53. Configuración esclavo 1.

Selecciona interfaz de audio el es I2S

Con una resolución de 16 bits

La frecuencia de muestreo de audio es generado localmente por protocolo maestro.

78




En este apartado no se genera un formato de streaming ya que el este formato lo

extrae desde el protocolo maestro que es PCM16.


La latencia pin-a-pin audio en el número de muestras (de forma individual para cada


La latencia se configura como 44100.


Cambios suaves de volumen y caja cambios de frecuencia de muestreo.

Se configura todas las salidas de audio.

79


Se asigna un numero de ID al protocolo esclavo y nombre para la red (el mismo

utilizado para red creada).


Se asigna el tiempo de reloj para la paridad o alineación con el protocolo esclavo.

Se habilitan cuantos canales de RF se quieren utilizar, para este caso habilitamos los

18 canales de RF.


Cabe señalar que el reloj para el audio es utilizado por el audio de red que es generada

por la entrada o en el protocolo maestro (el audio interfaz de protocolo de esclavo

siempre saca una copia del reloj del protocolo maestro).

80


Se selecciona el ancho de banda RF el cual es 5 Mbps.

Con un tiempo de espera de 5750 µs.


.

81

3.3 LA UTILIZACIÓN DEL CONTROL APLICADO A LA TRANSMISIÓN.

3.3.1 DISEÑO DEL SENSOR INFRAROJO

Las condiciones del sensor son las siguientes:

Se diseño por separado el sistema del sensor transmisor de luz infrarroja y por receptor

de la luz infrarroja para que su alcance sea mayor de 2 metros (su alcance es por el

motivo del ancho de una puerta de cualquier casa).

Figura 62.Sensor Tx-Rx.

En Rx se encontrara un led para avisar si se está recibiendo la luz infrarroja y para

avisar la interrupción del censado.

El Tx y Rx tendrán su propia fuente de alimentación.

Rx tendrá una salida digital para conectarlo al microcontrolador MPS430.

3.3.2 FUNCIONAMIENTO DEL SENSOR.

Diagrama 6. Funcionamiento del sensor.

TRANSMISOR Tx

TX

RECEPTOR Rx

TX

82

3.4 DIAGRAMA DE FUJO DEL CONTROL IMPLEMENTADO A LA TRASMISIÓN

Diagrama 7. Control de la transmisión.

83

En el desarrollo del sistema de control para el dispositivo de audio, las interfaces habilitadas del

CC85xx se especifican a continuación:

La inicialización y el control de dispositivos de audio externos son a través de GIO y (por

ejemplo, volumen, muestra, tasa, los estados de baja potencia).

Se utiliza un formato de archivo basado en XML, añadiendo soporte para otros dispositivos de

audio que sea controlado por y / o hasta 4 pines GIO.

En la operación de control de host, el procesador host recibe notificación sobre cambios en el

estado de alimentación, de velocidad de muestra y el volumen para permitir que el control de

cualquier dispositivo de audio externo.

PCM16: Sin comprensión de calidad CD 16 bits de datos PCM [706 kbps / canal a 44.1

kHz].

PCMLF: Se configura para baja frecuencia de 16 bits PCM; en este canal donde una

alta calidad es diezmado por cuatro se lleva a cabo en la fuente de audio y es una

interpolación por cuatro realizado en la pila de audio [176 kbps / canal a 44.1 kHz].

SLAC: Su utiliza para los parámetros de baja complejidad, baja pérdida algoritmo de

compresión de suministro cerca de calidad de CD [232 kbps / canal a 44.1 kHz].

PCME24: Constituido por 24 bits de datos PCM, que ofrece 15 bits de señal a ruido y

de 24 bits rango dinámico [706 kbps / canal a 44.1 kHz].

.

Figura 63. Tarjeta de desarrollo CC85xx, puertos GIO.

84

3.5 CIRCUITO ELÉCTRICO DEL SENSOR.

3.5.1 TRANSMISOR

Diagrama 8. Sensor parte transmisor.

El sensor transmisor genera una luz infrarroja, la cual no es visible para el ser humano pero es

captada por el sensor receptor.

3.5.2 RECEPTOR

Diagrama 9. Sensor parte receptor.

El circuito correspondiente al receptor en el sensor funciona con C.I. 555 como oscilador y un

fototransistor sensible a cualquier luz visible en nuestro caso infrarrojo, generando un impulso

cuando se interrumpe la iluminación, el segundo oscilador que también es un C. I. 555 es

85

utilizado como oscilador de tiempo, que nos permite conservar de 1 a 150 segundos el disparo

del sensor, asiendo valer los recursos que nos ofrece la resistencia y el capacitor electrolítico,

que cargan y descargan en el mayor o menor tiempo según sus valores.

Cuando la luz incide en el fototransistor, este mantiene el led apagado, al interrumpir la luz se

activa el sensor haciendo que encienda el led.

3.6 PRUEBAS EN PROTOBOARD DEL SENSOR INFRARROJO Y SU ALCANCE MÁXIMO .

Aquí se muestran algunas fotos:

Figura 64. Fotografía del sensor

Tx en protoboard.

Figura 65. Fotografía

del sensor Tx en

funcionamiento.

86

Figura 66. Sensor Rx en protoboard.

Figura 67. Sensor infrarrojo de barrera en protoboard.

87

3.6.1 SENSOR TRANSMISOR PCB WIZARD

Figura 68. Vista del circuito transmisor en PCB Wizard. Figura 69. Circuito impreso

transmisor.

Figura 70. Fotografía Transmisor vista

superior. Figura 71. Fotografía

Transmisor vista inferior.

88

3.6.2 SENSOR RECEPTOR PCB WIZARD

Teniendo el funcionamiento del sensor infrarrojo se adapta conforme a las necesidades de la

casa y requerimientos del control de la transmisión de audio.

Figura 72. Vista del circuito receptor

en PCB Wizard. Figura 73. Circuito impreso

receptor.

Figura 75. Fotografía

receptor vista superior.

Figura 74. Fotografía receptor

vista inferior.

89

3.7 REQUERIMIENTOS DEL CONTROL

Los requerimientos del control serán los siguientes:

Se utiliza dos sensores infrarrojos ya que con ellos se realiza lo siguiente:

o Habilita el encendido y apagado de la transmisión de audio de la habitación.

o Hace un conteo de cuantas personas entran o salen de la habitación.

Para ello se encuentra, que con el control era la manera de lograr que el sistema pudiera ser

automático y que tuviera la capacidad de interactuar con más de un usuario que estuviera en la

casa donde se pretende implementar el sistema.

Proponemos utilizar un sistema de sensores dobles en cada uno de los umbrales de las

puertas de la casa donde se implementa el sistema.

Figura 76. Doble barreara de laser en cada una de las puertas.

Este sistema al ser dos barreras permite discernir cuando el usuario sale o entra de la

habitación ya que existirá un orden en que cortara o restara dependiendo el orden de la

interrupción de la línea de la barrera.

Esquema del funcionamiento:

Figura 77. Entrada y salida de la habitación.

o El estado del sensor A y B sin que haya ninguna interrupción de luz infrarroja

siempre mantendrá un cero lógico.

o Si el estado del sensor A o B es interrumpida cambiara a un 1 lógico.

Condiciones para el conteo de personas que entran o salen de la habitación.

o Si el sensor A y B no ha sido interrumpido el contador se mantendrá en 0.

o Si el sensor B es interrumpido primero y enseguida del sensor A el conteo

empezara. Este conteo será ascendente y así sabremos que entro una

persona a la habitación, por cada interrupción se contara +1.

o Si el sensor A es interrumpido primero y enseguida del sensor B el conteo

nuevamente empezara pero de forma descendente, por cada interrupción se

contara -1.

o Si el sensor A y B son interrumpidos al mismo tiempo será anulado ya que este

caso no nos sirve, es por ello que con el uso del microcontrolador se diseño el

90

programa para la captura de la información de cada sensor y sea manipulada

esta señal.

La lógica para el control es el siguiente:

Sensor A Sensor B Conteo Transmisión

0 0 0 Apagado 0 1 +1 Encendido

1 0 -1 Encendido si el conteo no llega a cero Apagado si el conteo llega a cero

1 1 Anulado Anulado

Tabla 13. Estados del sensor

3.7.1 DIAGRAMA DE FLUJO DEL SISTEMA DE CONTROL.

Diagrama 10. Programa del control domótico.

91

3.7.2 DIAGRAMA SIMULADO DEL CONTROL

Diagrama 11. Simulación control domótico.

92

3.8 IMPLEMENTACIÓN Y FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA

Figura 78. Dispositivo de trasmisión y recepción.

La tarjeta que comprende tanto el modulo PurePath Wireless y la sección que de control

MSP430 están dentro de este chasis que se ideo para que sea de fácil manejo además de que

la interfaz de usuario como es:

Botón para iniciar el emparejamiento operación.

Botones para aumentar / disminuir el volumen.

Botón para alternar mudo.

Botón para el control de estado de alimentación del dispositivo.

Botón o interruptor para seleccionar los canales de audio.

Funcionalidad de control remoto.

Indica red / estado de la batería a través de patrones de parpadeo del LED.

Así como las salidas y entradas de audio que soporta la tarjeta como es:

USB

RCA

Óptica

Plug 3.5 mm (genérica en audio personal)

Y las entradas que corresponden al Control por MSP430.

También contiene la batería que alimenta a los dos dispositivos y la antena omnidireccional.

93

Figura 79. Haz de barrera infrarroja.

El conjunto de módulos de los sensores deben ser posicionados paralelamente uno con

respecto del otro para que el modulo de control pueda realizar la función de conteo y por lo

tanto el correcto funcionamiento de la rutina de control, ya que se elimina el problema de la

posibilidad de que el sistema cuente a una persona más de una vez mediante la lógica que se

aplicó en el diseño del programa para los sensores, pero se toma en cuenta que la posición de

la pareja de sistemas de sensores es esencial en la configuración e instalación del sistema

completo ya que si existiera un problema con la forma que es instalado podrían haber errores

de conteo y el sistema podría presentar errores en el servicio de audio distribuido; así que

después de algunos experimentos con los sensores y pruebas se llegó a la conclusión de que

la mejor posición para los sensores es aproximadamente a 80 cm de altura con respecto al piso

en cada uno de los lados del umbral .

Se tiene en cuenta que esa es la altura promedio a la que la mayoría de las personas tiene la

cintura que es el área del cuerpo que no solo es más fácil de detectar sino que todo el tronco

tiene casi las mismas proporciones y así el conteo por persona se realizaría sin problema sin

importar el tamaño de la persona ya que incluso si se trata de un niño puede contarlo ya que

generalmente ningún niño de menos de 80 cm en promedio sería capaz de caminar.

Figura 80. Posicionamiento de los sensores.

94

Cabe resaltar la posibilidad de que exista una puerta o un mecanismo que pueda bloquear al

sensor as í que en este caso pareció que lo más plausible seria usar recomendaciones

parecidas a las que son utilizadas en la instalación de alarmas, estas prevén este problema y

recomiendan la complementación del sistema con un sensor posiblemente magnético que en

conjunción con el de barrera puedan dar una lectura más acertada ya que el conteo solo se

daría cuando los dos sensores capten el suceso deseado que en este caso sería el paso de un

usuario por el umbral y de esta manera se evita que por ejemplo una mascota pudiera activar el

sistema.

Otro punto que parece pertinente es la posición de cada uno de los módulos con relación en la

casa, así como en cada habitación y a los demás módulos y la fuente de audio así que en

varias condiciones parecen ideales para el funcionamiento del sistema.

En primer lugar está la posición del modulo que contiene la tarjeta Maestro y que estará

directamente conectada a la fuente de audio; que podría ser cualquier fuente de audio

convencional como puede ser un equipo de sonido estéreo, un minicomponente o una

computadora personal, en realidad cualquier dispositivo que sea capaz de reproducir audio que

cuente con una de las salidas compatibles con la tarjeta.

Figura 81. Fuentes de audio.

Dada esta condición es obvio pensar que esta tarjeta se encontrara imperativamente en la

misma habitación que la fuente de audio y que preferentemente estará en la habitación central

de la casa o en para que el alcance de la transmisión se reparta equitativamente a cada una de

las habitaciones que cuentan con el servicio del sistema, ya que es muy común que esta

habitación sea la sala cumple también con las especificaciones ideales del sistema ya que

estas habitaciones son comúnmente las más amplias y son lugares abiertos sin ningún tipo de

obstáculo considerable que pueda afectar la transmisión y es donde comúnmente se reúne la

familia y se cuenta con el equipo más sofisticado de entretenimiento así que el sistema sería un

complemento perfecto para un sistema de entretenimiento completo.

95

Figura 82. Posicionamiento del sistema.

Es muy importante la ubicación de cada uno de los elementos en la casa habitación ya que la

correcta distribución de cada uno de los sistemas y subsistemas afecta directamente el

funcionamiento integral de todo el proyecto ya que cada una de las habitaciones funge como

un conjunto de:

Conjunto de módulos sensores de barrera

Modulo de control MSP430

Modulo Receptor PurePath

Conexiones al sistema de audio

Bocinas

Figura 83. Ubicación de interfaz del control.

96

Se posiciona el control de los sensores en una esquina y a una altura baja de

preferencia en un área que sea de difícil acceso y que no esté expuesta al calor o la

intemperie as í que optamos por ponerla en la esquina baja de cada habitación que está

en la pared que se encuentra la puerta para que el cableado entre los sensores y las

bocinas sea menos complicado y no se necesite gran cantidad de cable así como que

generalmente existen tomas de corriente y apagadores así que no afecta mucho a la

estética de la habitación, además sería bueno poner un mueble o algo que la cubra ya

que es seria posible que el modulo se afectado si recibe un impacto no intencional.

Es importante aclarar que el receptor PurePath y el control MSP430 de los sensores se

encuentran en el mismo modulo para evitar cableado innecesario además de que es

mas practico ya que no hay que posicionarlos en lugares separados y el receptor

puede convivir sin ningún problema con el control ya que no es afectado por el

funcionamiento de este.

La configuración del cableado se simplifica y en realidad las bocinas o sistema de

audio que este en la habitación solo tiene que conectarse al modulo

receptor/controlador y este a su vez a los sensores por lo tanto es de muy fácil

instalación y si es necesario desinstalarlo o reconfigurar la posición del sistema

cualquier persona podría hacerlo.

Figura 84. Posicionamiento de la estructura del sistema.

Aunque lo mejor sería usar cableado estructurado que fuera por canales detrás de las paredes

para una mejor estética y protección del cableado mismo y el sistema , es claro que uno de los

propósitos y objetivos del proyecto es reducir los costos que existen en el uso de sistemas de

audio orientados a la domótica por lo que la cualidad de que nuestro sistema sea no solo móvil

sino de fácil instalación y desinstalación requeriría que existiera un cableado externo o que

existiera un cableado estructurado interior secundario para mejorar la estética de la habitación

pero esto no afectaría de ninguna manera al funcionamiento del sistema sino que sería

meramente ornamental.

97

Tomando en cuenta de que el sistema puede ser móvil si se requiere es posible que el sistema

funcione en cualquier ambiente claro está que el servicio de control tendría que ser adecuado

al recinto o ser removido pero esto no afectaría en realidad a la cualidad de streaming de

audio ya que puede funcionar independientemente del sistema de control sin ningún problema

aunque carecería de algunas funciones relacionadas con el sistema de control claro esta como

seria:

La función de conteo.

La función de servicio en habitaciones ocupadas.

La función del control de volumen con relación al número de personas en la habitación.

Así el sistema podría ser usado en habientes distinto como seria tal vez en un conjunto de

autos que tengan un sistema de audio instalado y que cuenten con alguna salida auxiliar de

audio de conector estándar.

3.9 MEDICIONES DEL PATRÓN DE RADIACIÓN ANTENA PUREPATH

Para la medición del patrón de radiación de la tarjeta se utiliza el equipo que se encuentra en

los laboratorios de la escuela y por las experiencias pasadas con prácticas con propósitos

similares se utilizar el Analizador de Frecuencias que se utiliza en algunos cursos dado que

este es lo suficientemente sensible para poder detectar la banda de frecuencias que maneja el

protocolo PurePath además de que daría una medición no tan ambigua como la que se obtiene

con otros instrumentos; las características del equipo usado son las siguientes:

Figura 85. Analizador de espectro.

Diseñado para soportar las condiciones más duras de campo, el MS2712E permite monitorear,

localizar, identificar y analizar una amplia gama de celulares, 2G/3G/4G, móvil terrestre radio,

Wi-Fi, y las señales de radiodifusión. Con un amplio abanico de opciones de configuración, el

MS2712E multifuncional elimina la necesidad de aprender a utilizar múltiples instrumentos al

localizar e identificar señales a través de los rangos de frecuencia de ancho.

98

Destacados Maestros del espectro

Medidas: Ancho de banda ocupado, potencia del canal, ACPR, C / I, máscara de

emisión espectral

Analizador de Interferencia: Espectrograma, intensidad de la señal, RSSI, ID de la

señal, interferencias Mapping

3GPP Analizadores de Señal GSM / EDGE, W-CDMA/HSPA +, TD-SCDMA/HSPA +,

LTE, TD-LTE

3GPP2 Analizadores de Señal cdma ONE/CDMA2000 1X, CDMA2000 1xEV-DO

IEEE 802.16 Analizadores de Señal fija WiMAX, WiMAX móvil

TV Digital ISDB-T, DVB-T / H Analizador de Señales

20 MHz de ancho de banda de demodulación

Rango dinámico:> 102 dB a 1 Hz RBW

DANL: -162 dBm en 1 Hz RBW

Ruido de fase: -100 dBc / Hz @ 10 kHz máx compensar a 1 GHz

Precisión de frecuencia: <± 50 ppb con GPS On

anritsu 2000-1032R 2.4-2.5Ghz

Figure 86. Antena del analizador.

Figura 87. Fotografía de la prueba de potencia.

99

Y ya que el analizador es capaz de detectar la potencia de transmisión de la tarjeta s e maneja

la antena de 2.5GHz que es era la que estaba calibrada a un valor cercano al que t ransmite

PurePath que es de 2.4GHz y se comprueba una de las características principales del

protocolos que transmite en frecuencias dinámicas que se encuentran encriptados por lo que

es factible detectarlas pero no se factible demodularlas con el analizador ya que este no es

capaz de reconstruir las señales que transmite PurePath, con esto se comprueba lo segura que

es la transmisión y que no se ve afectada por ningún otro protocolo que opere en esta banda

ya que en el lugar de las pruebas existían dispositivos como bluetooth y redes WLAN que

tienen sus rangos de frecuencia en valores muy cercanos a la de 2.4GHz no se detectó ningún

tipo de interferencia o de interrupción en la transmisión de audio, a pesar de que se encontró

en los laboratorios de comunicaciones de la escuela en la que varios otros equipos hacían

pruebas con dispositivos de radiofrecuencia.

Figura 88. Fotografía de pruebas de potencia PurePath.

En este experimento primero se mide de manera directa la distancia máxima a la que el

analizador logra detectar las frecuencias emitidas por el transmisor PurePath y posicionando la

antena de la tarjeta de manera aleatoria y en un entorno con interferencias diversas como son

muebles de aluminio anaqueles y plafones además del equipo de los laboratorios que en ese

momento estaban en uso.

100

Figura 89. Fotografía de señal de potencia.

La distancia es de aproximadamente 22.5 metros esto ya supera los parámetros de los

dispositivos de transmisión de audio que competirían en el mismo ramo es decir en el de la

domótica siempre y cuando sean de transmisión inalámbrica, cabe mencionar que aunque el

analizador de señales tiene la cualidad de poder demodular una gran cantidad de protocolos y

frecuencias solo pudo detectar las frecuencias que transmitía PurePath pero no fue capaz de

demodularlas.

Figura 90. Señal de potencia 2.

101

Figura 91. Grafica del patrón de radiación.

Se toma en cuenta el pico de frecuencia más alto de las frecuencias transmitidas por la tarjeta

se comienza a hacer un patrón de radiación aproximado del protocolo, cabe mencionar que

realizó en los laboratorios ya que parece ser el ambiente optimo y en que se puede usar el

analizador ya que aunque se podrí hacerlo en espacio abierto esto no daría mediciones reales

de cómo se comportaría el sistema en una verdadera casa habitación, para esto se realizó

mediciones primero en las 4 posiciones más alejadas de la tarjeta.

Figura 92. Simulación de tomas de muestras.

Una vez que se tomaron esta mediciones de igual forma se tomó medidas en intermedias a

estos puntos tomando en cuenta de que entre más puntos tomáramos en cuenta se obtendría

un patrón de transmisión más fiel a las condiciones reales que aunque teóricamente es

omnidireccional si existe una relación entre la distancias y la posición de la antena ya que no es

completamente esférica, después de tomar varias mediciones en cada uno de los puntos.

102

Figura 93. Diversificación de puntos de muestras.

De esta forma es esquematizó un patrón de radiación aproximado, una vez que se obtuvo las

mediciones obtenidas en cada uno de los puntos se usó un software para realizar la simulación

del patrón de radiación este software es 4nec2 de distribución gratuita y es un programa que

nos permite simular y modelar patrones de radiación introduciendo en tablas valor de

mediciones y datos sobre la antena que se está usando.

Figura 94. Software para generar patrones de radiación.

103

De esta forma se obtuvo los patrones de radiación en dos vistas distintas y estas es son:

Figura 95. Patrón de radiación plano x, y.

Esta es la aproximación del patrón de radiación en el plano X y el plano Z

Figura 96. Antena de la cual se tomaron las mediciones PurePath.

104

Figura 97. Patrón de radiación x, z.

Este es la aproximación del patrón de radiación en los planos X y el plano Z

Las potencias que se obtuvieron variaban bastante dependiendo de la posición en la que se

realizaba la medición y esto se debe que la antena no emite omnidireccionalmente con la

misma potencia en todas direcciones pero para fines de uso práctico cumple satisfactoriamente

con los requerimientos ya que estas distancias mínimas oscilaban entre los 20 y 30 metros

mientras que las distancias más lejanas llegaron hasta los 63 metros lo cual es perfecto ya que

un solo emisor podría cubrir fácilmente una casa habitación completa sin la necesidad de un

segundo emisor.

Figura 98. Modulo de antena PurePath.

105

COSTOS REFERIDOS

Es importante mencionar que la construcción de este s istema fue diseñado para brindar

comodidad y ahorro de la energía dentro del hogar.

Observando las cualidades de la tecnología que permitieran construir el sistema se opto por

adquirir los siguientes componentes dejando abierto la compatibilidad tanto de diferentes

sistemas de audio como de otros mecanismos de control.

El dispositivo de transmisión inalámbrica fue valuado en dos diferentes distribuidores de

dispositivos electrónicos, eligiendo el que incluía la importación en el precio final.

Distribuidores Modulo Precio Precio

CC8531RHAT

Transceptor de RF Wireless 2.4 GHz RF SoC

C.I. de montaje superficial.

$8.77 UDS $112.374

Pesos

CC8531RHAT Transceptor de RF Wireless 2.4 GHz RF

SoC C.I. de montaje superficial.

$9.96 UDS Con importación incluida

$127.72 Pesos Con importación incluida

Tabla 14. Comparación de distribuidores.

Los componentes que integran el sistema y sus costos se reportan de la tabla 15.

Descripción Imagen Costo

CC8531 Transceptor de RF Wireless 2.4 GHZ

C.I Montaje superficial

$127.72

TLV320AIC3101 CODEC de audio estéreo para

audio portátil.

$37.41

MSP4302232

$ 73.00

BARRERA LASER

$ 40.00

VINTAGE SANSUI SP30 BAFLES/AMPLIFICADOR

$1,650.00

Tabla 15. Componentes del sistema.

http://mx.mouser.com/ProductDetail/Texas-Instruments/CC8531RHAT/?qs=sGAEpiMZZMt%252bz66QWnul0egZ1K0r7h%2fV%252bdmwB3vG2Ow%3d

http://mx.mouser.com/ProductDetail/Texas-Instruments/CC8531RHAT/?qs=sGAEpiMZZMt%252bz66QWnul0egZ1K0r7h%2fV%252bdmwB3vG2Ow%3d

106

Básicamente la combinación de estos componentes permite construir la solución que cumple el

objetivo por ello siempre hay que estudiar individualmente y de forma personalizada las

necesidades de los usuarios del sistema.

El costo final dependerá de varias cosas, por ejemplo:

¿En qué lugar se va a implementar, si es una vivienda se considera la altura de esta, el

espacio a cubrir si es un unifamiliar, cuantas habitaciones como son de grandes, si es

una oficina o un edificio.

¿Qué queremos instalar exactamente, que controles vamos a poner, como se va a

distribuir, etc.?

¿Cuántas unidades del sistema se instalara?

También dependerá de la marca y estética que escojamos del sistema de bocinas o del

teatro en casa, etc.

Es importante hacer un estudio referente a los controles que utilizaremos dependiendo

de las características arquitectónicas del recinto, si los controles son simples, o

complejos, si solo utilizaremos el sistema de sensores o se aplicara un control más

especializado con interfaces Android.

El costo total de la construcción del sistema fluctúa $1,928.13 pesos por unidad o habitación,

dejando abierto la posibilidad de utilizar otros sistemas de bocinas que permitan disfrutar de la

calidad de audio así como de diferentes componentes extras como audífonos para un sistema

no fijo, etc.

COMPLEMENTOS DEL SISTEMA

Descripción Imagen Costo

Sistema De Sonido Sony Ht-ct150

$ 4,999

Sistema De Bocinas 5.1 Yamaha

$ 2,800

Sistema Portátil De Audio Tipo Maleta Usb

$ 4,399

Audífonos Inalámbricos Sennheiser Rs 170 Con Sistema Kleer

$ 5,350

Sistema De Teatro 5.1 Hd-300 Klipsch

$ 4,790

Tabla 16. Componentes extras del sistema.

107

ALCANCE DEL PROYECTO

Se proyecta el uso de un sistema convencional para la supervisión del sistema de control domótico e incluso en el servicio de streaming, se propone que sea una aplicación desarrollada

para el sistema operativo Android ya que es una distribución bastante popular hoy en día ofrece plataformas de desarrollo gratuitas y de relativa sencillez en el diseño y programación.

Figura 99. Alance con Android.

El alcance proyectado consistirá en controlar la transmisión de audio que es el apagado y

encendido total de la transmisión de audio y a la vez realizar el control de volumen del audio desde el sistema Android.

Haciendo en el sistema Android un programa donde el usuario interactúe y controle el sistema de transmisión de audio inalámbrico de su hogar. Así que sería una herramienta ideal ya que no se requeriría de un control remoto dedicado únicamente al sistema PurePath sino que sería

tan simple como descargarlo en un teléfono FFCF como parte del sistema instantáneamente.

108

CONCLUSIONES

Se concluyó que después de observar las mediciones y los resultados de las pruebas

realizadas que el protocolo PurePath cumple satisfactoriamente con las especificaciones necesarias para ser aplicado a la domótica, además de que cuenta con el respaldo de una marca Texas Instruments que es un fabricante y diseñador de una gama amplia de soluciones en electrónica y software. Durante el desarrollo del proyecto se tuvieron dificultades para obtener fuentes bibliográficas de aplicaciones domóticas en México, con esto, se pudo identificar el escaso desarrollo que ha tenido en nuestro país este sector. Una razón puede deberse a los altos costos para su implantación, porque los componente que la integran son con frecuencia importados de otros países. Sin embargo, con este proyecto se puede constatar que los

avances tecnológicos exigen cada vez más de trabajos interdisciplinarios en las áreas de científicas y tecnológicas. Además, uno de los valores agregados de este esfuerzo, es que puede conducirnos en muchas ocasiones a reducir los costos de operación de alguna tecnología en particular. De esta forma se demuestra que es posible diseñar e implementar protocolos como este en sistemas de costos accesibles y que cumplen perfectamente con los parámetros delineados por la domótica y las necesidades actuales de los usuarios.

109

Apéndice A: Esquema PurePath Wireless Audio EB.

115

DATASHEET MSP 430

116

Esquema de Pines del MSP430F22x4

117

Tabla de Funciones por Pines

120

REFERENCIAS BIBLIOGRAFÍCAS

[1.] MORALES, Marta. Domótica y la Sensibilidad Tecnológica, 2da. Edición España,

Editorial 2005.

[2.] JOHANSSA, Henry. La era de la Domótica, Ed. Limusa. México, 2006.

[3.] LA DOMOTICA (Esquema de Arquitectura de Sistema Domótica Híbrida/Mixta

Domótica Viva, Soluciones Integrales para el Tercer Milenio) ©Domótica Viva S.L.,

Desde 2002.

[4.] C. VAZQUEZ, ROMERO, F. CASTRO, C. (1998) Domótica E Inmotica. Viviendas

Y Edificios Inteligentes. 2ª Edición, Editorial Ra-ma.

[5.] QUINTEIROS GONZALES, José M., Libro “Sistemas de control para viviendas y

edificios: DOMOTICA”. MADRID ESPAÑA. Editorial International Thompson Editores,

S.A. 2001.

[6.] Lucas Castelo; Mariana Cosentino. Domótica, Una Nueva Propuesta para Ámbitos

Inteligentes.

[7.] Domótica y Hogar digital; AUTOR/ES: STEFAN JUNESTRAND, XAVIER PASSARET,

DANIEL VÁZQUEZ AÑO: 2004.

[8.] A. Artés, F. Pérez, J. Cid, R. López, C. Mosquera, F. Pérez.: Comunicaciones Digitales.

Pearson Educación, 2007.

[9.] J. G. Proakis: Digital Communications. cuarta edición: McGraw-Hill, 2001.

[10.] E. A. Lee, D. G. Messerschmitt. Digital Communication, 2a Ed. Kluwer

Academic Publishers, 1994.

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[12.] S. Haykin: Digital Communications. New York, NY: John Wiley & Sons; 1988.

[13.] PurePath™WirelessAudiohttp://www.ti.com/ww/en/analog/cc8520/index.shtml?

DCMP=hpa_rf_cc8520&HQS=NotApplicable+BB+cc8520-bb

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http://www.ti.com/ww/en/analog/cc8520/index.shtml?DCMP=hpa_rf_cc8520&HQS=NotApplicable+BB+cc8520-bb

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