Laboratorios remotos con tarjetas de adquisición de datos (DAQ)
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Los
laboratorios remotos basados en tarjetas de adquisición de datos (DAQ) ofrecen
una solución mucho más versátil, pues gran parte del equipamiento del laboratorio
puede ser reemplazado por una sola tarjeta DAQ.
En laboratorios que contienen ejercicios con circuitos analógicos, somos propensos a implementar instrumentación virtual programada para llevar a cabo las tareas de un generador de funciones y un osciloscopio. Estos dispositivos son programados para utilizar los recursos de una tarjeta DAQ, de forma que puedan generar ondas analógicas y sean capaces de leer dichas señales. A su vez se pueden diseñar interfaces de usuario similares a los dispositivos reales, de forma que el entorno da una sensación de realidad muy conseguida.
Para crear un laboratorio remoto con una tarjeta DAQ, es necesario considerar de antemano el tipo de experimentos que se van a llevar a cabo, con la finalidad de elegir el dispositivo DAQ adecuado. Los experimentos pueden variar con respecto a las frecuencias de señal requeridas, que tendrán que ser tenidas en cuenta para visualizar de forma correcta el comportamiento del circuito.
En
el campo de la electrónica, se ha implementado un ejemplo de laboratorio remoto
usando tarjetas de adquisición de datos en la Universidad de Ciencias Aplicadas
de Carintia. Éste es un laboratorio online híbrido, compuesto por un
dispositivo analógico programable ASIC (ispPAC 10) que implementa un amplio
abanico de funciones analógicas comunes. El circuito puede ser programado y
probado de forma remota.
La figura 7 muestra una PCB (Print Circuit Board, http://en.wikipedia.org/wiki/Printed_circuit_board) ensamblada para este laboratorio remoto. El hardware DAQ utilizado fue una placa PCI-6251 de National Instruments y una tarjeta DAQ multifunción de alta velocidad, cuyos detalles y características técnicas pueden ser consultadas en:
http://sine.ni.com/nips/cds/view/p/lang/ro/nid/14124
Este
dispositivo tiene 16 entradas analógicas y 2 salidas analógicas. Los terminales
de adquisición de datos fueron conectados a las entradas y salidas
correspondientes del módulo ASIC, de forma que cada salida y entrada de los
dispositivos pudiera ser capturada y mostrada al usuario. El servidor web que
controla el hardware del laboratorio remoto ASIC ejecuta el software LabVIEW,
permitiendo controlar los dispositivos virtuales.
El hardware DAQ empleado en este laboratorio fue programado para adquirir un número finito de muestras, y el ratio de muestreo ajustado de acuerdo con el intervalo de tiempo definido por el usuario.
Laboratorios remotos basados en servidores web embebidos
Hoy en día, servidores web embebidos muy compactos (micro web servers, MWS) pueden ser utilizados en una amplia variedad de aplicaciones. Pueden reemplazar a los ordenadores personales en los laboratorios remotos con hardware y software especiales, a la vez que se pueden utilizar tanto en entornos educativos como industriales. Los MWS son baratos, y prácticamente cualquier dispositivo de medición tiene un puerto serie, que puede emplearse para conectarlo al MWS permitiendo la conexión simultánea de hasta 7 dispositivos. Los resultados de las mediciones también pueden ser transferidos a ordenadores que estén ejecutando software como MATLAB, Simulink, etc. para llevar a cabo análisis numéricos y gráficos en un futuro.
La
figura 9 muestra una configuración típica de hardware de control utilizando
tecnología de micro-servidores web.
Los
micro-servidores web hacen posible ejecutar de forma simultánea diferentes
interfaces de usuario (UIs), páginas HTML o animaciones flash, con lo que los
usuarios tienen la sensación de estar controlando un dispositivo real a través
de, por ejemplo, una pantalla táctil (Figura 10).
