Instrumentación - Universidad Politécnica de Baja California

Agosto 2006
www.cociente.com.mx
Instrumentación
Virtual para Pruebas de la
Próxima Generación12
Redes en Automóviles
CAN, LIN, ECUs 30
Un panorama
de software y
hardware para las
Nuevo Estándar
de Equipos para Prueba y
Medición 24
Control Satelital
ciencias
y las
ingenierias
18
PXI-TAC por primera
vez en México 34
Robot Almacenador
Distribuidor 8
La conjetura de Poincaré 38
1
Ahora del nombre más respetado en software estadístico:
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C ó m p u t o C i e n t í f i c o y Té c n i c o > A g o s t o 2 0 0 6 <
página 2
Anuncio A
Po r t ad a
12
Instrumentación virtual para pruebas de la
próxima generación
Por Gustavo Valdés
I nve s t i g ac i ó n y d e s a r r o l l o
8
Robot almacenador distribuidor
Desarrollo de un sistema de almacenaje y
distribución automatizado. El sistema consta
de dos módulos, el robot distribuidor y el
almacenador automático.
Por Juan Carlos Orozco.
12
I nd u s t r i a
24
Nueva norma que facilitará la construcción de
una nueva generación de instrumentos
de prueba. Por Modesto Vázquez Coronel.
Editor Ejecutivo Andrea Domínguez Medina
Editor Adjunto Modesto Vázquez Coronel
Ilustración y Diseño A.Cinthya Domínguez
Medina, Rosario Valdés Rivera Colaboradores
Gustavo Vega Gama, Ricardo Hernández
Pérez, Claudia Domínguez, Gloria Ovalle,
Esther Aguilar.
Cociente es una publicación de Cómputo
Científico y Técnico S.A. de C.V. Insurgentes
Sur 1188-104, Col.Tlacoquemecatl del Valle
03200 México D.F. Tiraje de 10,000
ejemplares. Circulación gratuita entre
suscriptores de los principales centros de
investigación y manufactura en México.
Prohibida la reproducción total o parcial del
contenido de esta revista incluyendo cualquier
medio electrónico o magnético con fines
comerciales sin el permiso previo de los
editores. Reserva de la Dirección General de
Derechos de Autor 04-2006-011113130000102. Certificado de licitud de título en trámite.
Certificado de licitud de contenido en trámite.
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“Los artículos publicados en esta revista
reflejan opiniones de la exclusiva
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Tel 55.59.48.26
Fax55.59.80.83
LXI: Nuevo estándar de equipos para
prueba y medición.
8
Ac ad e m i a
38
La conjetura de Poincaré
Una de las conjeturas que intrigaron a los
matemáticos durante todo el siglo veinte.
Por Dr. Carlos Prieto de Castro.
Se r v i c i o s
30
18
Redes en automóviles
Controlando un satélite vía remota
Cómo funciona el sistema de control y
monitoreo, de un satélite, por vía remota, para
conocer el estado y las actividades que no
puedan ser realizadas autónomamente.
Por Dr. Ricardo Hernández.
E n t r ev i s t a
34
24
Por Dr. Carlos Arias. Test_Ing
PXI-TAC por primera vez en México
38
30
La primera Conferencia de Tecnología y
Aplicaciones PXI (PXI-TAC, por sus siglas en
inglés). El evento fue patrocinado por
National Instruments (NI) y alrededor
de 20 compañías más.
4 No t i c i a s
30
42 N u evo s pr od u c t o s
45 Eve n t o s
Impresión R.R. Donnelley de México, S. de R.
L. de C.V. Cerrada Galeana 26, Fracc. Ind. La
Loma, Tlalnepantla, Edo. de México, 54070
“Applied for BPA membership”
marzo 29,2006
w w w. c o c i e n te . c o m . m x
18
> noticias <
Celdas Solares
de la carrera de Ingeniero en Electrónica y
Comunicaciones, recibió el premio Millenium
Medal and Prize.
El marco de la entrega fue en una recepción
en la Cámara de los Comunes y el reconocimiento
formó parte de las presentaciones anuales de la
Semana Nacional de la Ciencia 2006, celebrada
en el Reino Unido y durante la cual cientos de los
jóvenes científicos más destacados de dicho país
presentan sus investigaciones.
Cuauhtémoc Rodríguez realiza actualmente
un doctorado en la Universidad de Cambridge
y trabaja en la investigación de la generación
de electricidad a partir de celdas solares; el
premio que recibió fue consecuencia de esa
investigación en la que creó un modelo de
sistema electrónico que transforma la energía
solar en eléctrica.
Su modelo reduce el costo de la instalación
de los paneles solares al mínimo y proporciona
mayor capacidad eléctrica; de este modo, esta
tecnología de alternativa de energía sería más
accesible a los usuarios domésticos y se
ampliaría el mercado y el uso de energías
verdes, pues los paneles solares serían más
pequeños, más baratos y podrían conectarse a
los enchufes normales.
Incluso, el Departamento de Ingeniería de la
Universidad de Cambridge, destaca el impacto
de su investigación pues “tiene la capacidad
de cambiar la forma en cómo se genera la
energía eléctrica”. Asimismo, el profesor Gehan
Amaratunga, quien es jefe de la División de
Electrónica, Poder y Conversión de Energía en
la Ingeniería Eléctrica de dicha universidad,
menciona que “Cuauhtémoc Rodríguez ha hecho
una gran contribución al desarrollo del concepto
de la generación de energía eléctrica a partir de
energía solar”. Energía alternativa y renovable,
Foto.Frank Dumbleton
Investigación internacionalmente
reconocida. Cuauhtémoc Rodríguez, egresado
fundamental en la sociedad. Fuente Agencia
Informativa del Tecnológico de Monterrey, con
información de la Universidad de Cambridge,
PhysOrg.com
Herramientas utilizadas:
Software para: Simulación de circuitos
electrónicos, diseño de circuitos impresos,
diseño de semiconductores e interfaces gráficas
de usuario.
Hardware: se utilizó lo que normalmente
se encuentra en un laboratorio electrónico:
osciloscopios, fuentes de poder, medidores
de voltaje y corriente, generador de señales,
cámaras infrarrojas de temperatura. Y también,
una fuente de poder simulador de paneles
solares.
e-mail Cuauhtémoc Rodríguez
[email protected]
Celdas Solares
en el desierto
Foto: L. Brian Stauffer
El transistor láser ha estado lleno de sorpresas desde
su invención. Sus investigadores han logrado
recientemente que el dispositivo revele sus
propiedades fundamentales como transistor y como transistor láser, acercándolo un paso más
a su comercialización.
Nick Holonyak Jr., Milton Feng, y colegas suyos
de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign,
donde se inventó el transistor láser, exploraron la
relación corriente-voltaje en este dispositivo. Durante
la emisión estimulada, la luz del láser permitió a los
científicos ver en el dispositivo y estudiar su esquiva
estructura electrónica.
Foto: L. Brian Stauffer
Una estructura oculta en las características
del transistor láser.
Milton Feng, a la izquierda, y Nick Holonyak.
C ó m p u t o C i e n t í f i c o y Té c n i c o > A g o s t o 2 0 0 6 <
Pudieron analizar las características
de operación del transistor,
observar su interior, y ver rasgos y
comportamientos que nunca antes se
habían visto. Las características de
corriente-voltaje se distorsionaron
claramente bajo la recombinación
estimulada, comparadas con las de los
transistores convencionales, con ya
58 años de historia, en los cuales la
recombinación es espontánea.
El transistor láser emplea una
fuente cuántica y un resonador en la
base para controlar la recombinación
de los electrones y los huecos, y la
w w w. c o c i e n te . c o m . m x
Foto: Yasuhiro Shirai/Rice University
El prototipo obtiene de la luz la
energía que necesita para moverse.
Permitirá a los químicos de
la Universidad Rice probar una
construcción completa. “Queremos
construir las cosas desde el
principio, colocando una molécula
cada vez, de la misma manera que
las células biológicas usan las
enzimas para congregar proteínas
y otras supermoléculas”, explica
el investigador principal James M.
Tour, profesor de Química, Ingeniería
Mecánica, Ciencia de los Materiales e
Informática. “Todo lo que se produce
a través de la Biología, hasta la más
alta secoya o la ballena más grande,
se construye incorporando moléculas
de una en una. Los nanoautos y
otros transportadores sintéticos
pueden demostrar ser una alternativa
conveniente para utilizar en los
sistemas donde los métodos
biológicos no son prácticos”.
El modelo motorizado del
nanoautomóvil se alimenta por
medio de la luz. Su motor giratorio
(un armazón molecular que fue
desarrollado por Ben L. Feringa en la
Universidad de Groningen en Holanda)
fue modificado por el grupo de Tour
para que se acoplara en línea con el
chasis del nanoauto. Cuando la luz
incide en el motor, éste gira en una
dirección, empujando al automóvil
hacia delante como una rueda
de paletas.
El nanoauto consiste en un chasis
rígido y cuatro ejes de alquino que
giran libre e independientemente
unos de otros. Las cuatro ruedas
que se usaron en la versión original
del nanoauto agotaban la energía
del motor, y se reemplazaron con
moléculas esféricas de carbono,
hidrógeno y boro llamadas
p-carboranos.
Las pruebas iniciales se llevaron
a cabo en un baño del disolvente
tolueno, comprobándose que, al
incidir la luz sobre el motor, éste gira
del modo que estaba previsto en el
diseño. Las pruebas subsiguientes
tratan ahora de determinar si el
nanoauto motorizado puede ser dirigido
a través de una superficie plana.
Los nanoautos miden 3 por 4
nanómetros, alrededor del ancho
de una cadena de ADN, pero son
mucho más cortos que el ADN.
Podrían estacionarse 20.000 de estos
nanoautos, uno al lado del otro,
en el diámetro de un pelo humano.
Son los primeros vehículos a escala
nanométrica con un motor interior.
Otros miembros del equipo de
investigación incluyen a Jean-François
Morin y a Yasuhiro Shirai.
Jade Boyd USA
E-mail: [email protected]
ganancia eléctrica. Bloqueando el
resonador láser con una pasta blanca,
los investigadores convirtieron el
dispositivo en un transistor ordinario.
Como el proceso es reversible, los
investigadores pudieron comparar las
características de colector cuando
el dispositivo funcionaba como un
transistor normal y cuando funcionaba
como un transistor láser, algo que
nunca antes había sido posible.
Encontraron una estructura
significativa en las características de
corriente-voltaje del transistor láser
que pudieron describir en detalle.
>no t i c i a s<
Le colocan un motor a un
automóvil de una sola molécula
MATLAB xPC Target ofrece
un ambiente de prototipaje de alto
desempeño de tarjeta huésped que
permite conectar sus modelos de
Simulink y Stateflow a sistemas físicos
y ejecutarlos en tiempo real en equipo
compatible con PC. xPC Target incluye
capacidades probadas para prototipaje
rápido y simulación hil hardware
in the loop de sistemas de control.
xPC Target le permite agregar bloques
de interfaz de entrada/salida a sus
modelos, automáticamente generar
código con RealTime Workshop y
Stateflow Coder (ambos dsponibles por
separado) y descargar el código a una
segunda PC ejecutando el kernel de
tiempo real de xPC Target.
El transistor láser combina la
funcionalidad de un transistor y la
de un láser para la señal eléctrica de
entrada, convirtiéndola en dos señales
de salida, una eléctrica y otra óptica.
Los fotones para la señal óptica se
generan cuando se recombinan los
electrones y los huecos en la base, un
rasgo intrínseco de los transistores.
Este transistor láser permite que los
científicos vean las propiedades y la
mecánica de cuán rápido los electrones
y los huecos generan los fotones, y
también pueden apagar y encender la
generación de fotones en el láser. Esto
permite a los científicos alterar los
procesos y ver cómo cambian factores
como la velocidad y el tiempo. Ésta es
la primera vez que los investigadores
pueden determinar directamente
el tiempo de vida y la velocidad de
la recombinación estimulada. Es
factible desarrollar transistores láser
con el fin de que operen a diferentes
velocidades, para variadas aplicaciones
comerciales. Los coautores del estudio
junto a Feng y Holonyak fueron Richard
Chan, Gabriel Walter y Adam James.
> noticias <
Electronics Workbench
Multicap 9, Multisim 9, Ultiboard 9
y Ultiroute 9 Crean una plataforma
de software integrada para diseño
de electrónica. Ingenieros de diseño
pueden tomar de forma eficiente sus
proyectos desde el concepto inicial,
pasar por la captura y simulación
hasta el diseño final y producción.
Adicionalmente, Electronics Workbench
está integrado con LabVIEW y
SignalExpress de National
Instruments. Esta integración
permite que simulación de primera
clase se pueda combinar con
mediciones del mundo real en una
fase temprana en el proceso de
diseño, acortando la brecha entre
herramientas populares de diseño y
pruebas, y ayudando a ingenieros de
diseño a tomar decisiones con más
información en los estados tempranos
de desarrollo de producto.
Astronomía
Descubren el segundo anillo
planetario azul en nuestro
sistema solar El anillo exterior
de Urano, descubierto a finales del
año pasado, es de color azul brillante,
según se ha constatado ahora. Ello lo
convierte en el segundo anillo azul
conocido del sistema solar. El anillo
“E” de Saturno es el otro ejemplo
conocido de anillo planetario azul.
Los anillos azules de Saturno y Urano
están asociados a lunas pequeñas.
Según la reciente investigación, las
partículas en el anillo estudiado de
Urano son producidas probablemente
por impactos en Mab, una de las lunas
más pequeñas del planeta. Mab está
inmersa dentro del anillo azul.
La investigación, dirigida por Seran
Gibbard del Laboratorio Nacional
Lawrence Livermore, Imke de Pater
de la Universidad de California en
Berkeley, Mark Showalter del Instituto
SETI y Heidi Hammel del Instituto
de Ciencia Espacial, indica que la
www.electronicsworkbench.com
Comparativa de los anillos
exteriores de Saturno, arriba, y
Urano Foto: Imke de Pater, Heidi
Hammel, Seran Gibbard, Mark
Showalter, cortesía de Science
similitud entre los anillos exteriores de
Saturno y Urano puede ser debida a un
mecanismo de producción parecido.
Investigaciones anteriores
atribuyen el anillo azul de Saturno a
pequeñas partículas de hielo, polvo y
gas, arrojadas al interior de la órbita
de Encelado (Enceladus), una de las
lunas de Saturno. En concreto, los
“géiseres” descubiertos recientemente
en la superficie de Encelado pueden
haber causado el anillo azul, según
se cree ahora. Sin embargo, Mab
es probablemente un globo rocoso
geológicamente muerto, de unos
24 kilómetros de diámetro que no
podría producir grandes cantidades de
material mediante procesos como los
de Encelado.
Los investigadores sospechan que
ambos anillos deben su color azul a
fuerzas gravitatorias que actúan en el
polvo de los anillos, y que permiten a
las partículas más pequeñas sobrevivir
mientras las más grandes son
recapturadas por el satélite.
A principios de este año, fueron
descubiertos dos anillos débiles,
ubicados en posiciones bastante más
exteriores que el sistema principal
de anillos de Urano. El anillo exterior
se centra en la órbita de la diminuta
luna Mab y es azul, mientras que
el otro anillo, que orbita entre las
lunas Rosalinda (Rosalind) y Porcia
(Portia), es rojo. Los anillos alrededor
de los planetas gigantes en nuestro
sistema solar (Júpiter, Saturno, Urano
y Neptuno) suelen ser rojizos porque
contienen muchas partículas grandes
que principalmente reflejan luz de
longitudes de onda más largas (rojas).
“El sistema de entrenamiento de Quanser para control de motores de
corriente directa QET, hace posible poner en práctica la teoría fácil y
rápidamente. La diferencia entre Quanser y otros sistemas es la flexibilidad,
desde microcontroladores PIC y software técnico de control hasta
controladores análogos. A nivel de diseño es muy efectivo en pruebas y
generación rápida de prototipos de sistemas difusos de control.”
Mohammad Taha. Ingeniero de Control Automático y Procesamiento de
Señales, Universidad de Tecnología Princesa Sumaya
www.quanser.com
C ó m p u t o C i e n t í f i c o y Té c n i c o > A g o s t o 2 0 0 6 <
Tecnológico de Monterrey:
Pionero en la experiencia de
Internet en Latinoamérica
Con la promulgación de la primera
Misión del Tecnológico de Monterrey
(1985-1995) una de sus estrategias fue
apoyar el desarrollo de la investigación
de la institución. Para cumplir con
este propropósito se creó la División
de Graduados e Investigación (DGI).
En su inicio, 1985, la DGI estableció
relaciones académicas con otros
organismos y realizó un proyecto de
investigación en informática con
IBM que facilitó la incorporación del
Tecnológico de Monterrey en mayo de
1986 a la red EDUCOM, hoy EDUCAUSE
(www.educause.edu), institución
establecida para el intercambio de
información entre universidades de
todo el mundo. Gracias a esta relación,
la institución fue impulsada para
conectarse a la red creada con fines
educativos llamada BitNet (Because It´s
Time Net) en junio de 1986, año en que
se realizaron las primeras pruebas de
comunicación entre los dos equipos: El
del Tecnológico de Monterrey formado
por el Ing. Ramiro Flores, el Ing. Daniel
Trujillo, y el Ing. Hugo García del área
de informática del Campus Monterrey,
Descripción:
Mechanics of MaterialsTM es un paquete de Maple
que ofrece soluciones a problemas de flexión en
vigas lineales y elásticas. Utilizando el motor
matemático de Maple, las especificaciones del
problema pueden ser formuladas en forma numérica o
simbólica, ofreciendo soluciones gráficas y analíticas a
secciones de vigas de hasta 100 segmentos separados.
Las funciones entregan gráficas impresionantes y
soluciones analíticas detalladas, ideal para la academia y
aplicaciones de entrenamiento.
El paquete contiene ocho funciones que realizan distintos
cálculos basados teóricamente en:
w w w. c o c i e n te . c o m . m x
>no t i c i a s<
y el equipo de la Universidad de
Texas en San Antonio a cargo del Ing.
Ray Gay. Al inicio, lo primero que se
estableció fue una línea conmutada
que creaba conexiones por dos horas
diarias únicamente. Para abril de 1987
se contrató una línea privada entre la
Universidad de Texas en San Antonio
y el Tecnológico de Monterrey, Campus Monterrey para mantener una
conexión permanente.
En noviembre de 1988 se cambió
la conexión permanente de equipo
mainframe de IBM con RSCS*, a equipos
DEC utilizando DECNET. Al hacerlo,
el protocolo tuvo la posibilidad de
encapsular tráfico de TCP/IP en DECNET
y pasó a formar parte de Internet.
Al siguiente año, en 1989, se cambió
de una a tres líneas. Con el incremento
cambió el equipo de interconexión, y
se incorporaron los equipos de ruteo
CISCO. A pesar de los cambios se
mantuvieron las conexiones UTSA.
En este mismo año, se estableció la
primera conexión permanente entre dos
Instituciones académicas del país: El
Tecnológico de Monterrey y la UNAM,
que instalaron una línea privada de
9600 bps.
En este mismo año, el Campus Estado
de México se conectó a través del
Centro de Investigación Atmosférica
(The National Center for Atmospheric
Research NCAR) a Internet. Y al igual
que la UNAM, obtuvo una conexión
satelital de 56 kbps, es decir, un
enlace digital que proveía servicio a
los 27 Campus del Tecnológico de
Monterrey en las diversas regiones de
la república mexicana.
Para 1990 se contaba con tres
líneas de 9600 bps (bits por segundo)
de capacidad de transmisión con un
ancho de banda de 28.8 Kbps (Kilobits
por segundo).
Después del enlace con la UNAM, el
Tecnológico de Monterrey estableció
conexiones con otras universidades
como el IPN, la UdeG, UDLA y el ITESO
que impulsaron la creación de una
red académica en México y permitió
la transferencia de archivos, acceso
remoto y correo electrónico a pesar de
su baja velocidad.
Estos avances permitieron que
alumnos, investigadores, y empleados
del Tecnológico de Monterrey tuvieran
acceso ilimitado a Internet vía Telnet,
SMTP y FTP. Con el tiempo, el avance
de las telecomunicaciones digitales
en México, se encargó de eliminar las
restricciones de ancho de banda que en
un inicio no permitieron algunos tipos
de intercambio de información.
Fue así como se desarrolló la primera
experiencia de Internet en América
Latina: El Tecnológico de Monterrey
además de albergar la primera conexión
a Internet, fue la primera Institución
que tuvo la responsabilidad de otorgar
nombres de dominio (NameServer)
en México (mx). Fuente: Remote Spooling
Communications Subsystem Networking
•Método de integración de ecuaciones diferenciales de comportamiento elástico lineal.
•Teoría mejorada de S.P. Timoshenko, tomando en
consideración las deformaciones al cortante para
condiciones de frontera de flexión y condiciones de
frontera de ángulo de corte.
•Modelo Winkler.
Con Mechanics of Materials, los usuarios pueden generar
representaciones gráficas de deformaciones en vigas,
calcular las fuerzas cortantes, momentos flexionantes y
más. http://www.maplesoft.com/products/thirdparty/
mechanics/index.aspx
Requerimientos Técnicos: Maple 10
> investigación desarrollo <
Robot
Almacenador
Distribuidor
de Materiales
Por Juan Carlos Orozco
Figura 1 Robot
Distribuidor
C
on apoyo del fondo ConacytEconomía, la empresa
Automatización y Control
Electrónico, S. A de C.V, Acelab,
patentó e implementó un
prototipo del proyecto “Robot Almacenador
Distribuidor de Materiales”.
Acelab con 14 años de experiencia en
automatización industrial, decide incursionar
en el mercado de soluciones en manejo de
materiales, desarrollando un sistema de
almacenaje y distribución automatizado.
El sistema consta de dos módulos, el robot
distribuidor y el almacenador automático.
El sistema realiza las siguientes operaciones,
llevar un paquete o contenedor de la estantería
del almacén a una mesa de trabajo, llevar
un paquete de alguna mesa de trabajo
nuevamente a la estantería, ingresar un nuevo
paquete al almacén. Todo esto sin intervención
humana. Estas operaciones son comunes en
la industria manufacturera aunque en general
se pueden aplicar para automatizar otro tipo
de giros en los que se requiere almacenar y
distribuir productos o materias primas. Uno
de los principales retos técnicos del sistema
era que el paquete o contenedor pasara del
robot móvil al almacenador y viceversa de
manera automática es decir sin asistencia de
un operador.
Robot Distribuidor Figura 1
Este robot es un pequeño carro motorizado
que sigue una línea trazada desde el almacén
hasta las mesas de trabajo. La línea es una
cinta metálica que se adhiere al piso en tramos
rectos o curvos formando de una manera
sencilla la ruta que deseamos que siga el robot.
En cada mesa de trabajo se añade una marca
que es detectada por un sensor para que el
robot pueda saber en que lugar detenerse
para dejar o recoger un paquete. El sistema
también tiene la capacidad de distinguir
entre las diferentes mesas de trabajo (con esto
saber en cual se debe detener.) Este robot
móvil esta diseñado para utilizar los mismos
pasillos que un operario utiliza para transitar
entre las mesas de trabajo. Cumpliendo con
uno de los criterios de diseño que era el
poder introducir este sistema en plantas de
manufactura ya existentes con el mínimo
posible de adaptaciones a la infraestructura.
Este puede servir de manera independiente al
almacenador automático como distribuidor
de contenedores entre mesas de trabajo
y almacén. Siempre con la posibilidad
de agregarle el almacenador automático
para completar el ciclo de almacenaje y
distribución de manera no asistida.
Almacenador Automático Figura 2
El robot almacenador o almacenador
automático es un sistema con 4 ejes de
movimiento. Esta diseñado para tomar
contenedores de diferentes tamaños, siempre
y cuando estos cuenten con orificios laterales
que normalmente utiliza un operario para
cargarlas. Este módulo también pudiera
funcionar de manera independiente al robot
distribuidor para almacenar y recuperar
C ó m p u t o C i e n t í f i c o y Té c n i c o > A g o s t o 2 0 0 6 <
Tecnología
Ambos robots utilizan un sistema
de control muy similar que a
continuación se describe:
Hardware
-Control por PC.
-IO Remotas.
-Red inalámbrica.
-Terminal con pantalla táctil en el robot móvil.
Sensores
-Sensores de fin de carrera.
-Encoders.
-Sensores de Línea.
-Sensores de colisión.
Software
-Lenguaje de programación:
Java utilizando Eclipse como IDE o plataforma de desarrollo (Referencias 1, 2).
-Sistemas robustos para tolerar
fallas en la comunicación.
-Interfaces usando niveles
de abstracción para manejar
complejidad.
-Implementación de secuencias
en el tiempo usando diagramas
de estados.
Una de las partes mas importantes
Figura 2 Almacenador automático
depositando un contenedor en robot
distribuidor
w w w. c o c i e n te . c o m . m x
>i nvest i g a c i ó n d esa r r o l l o<
paquetes o contenedores de una
estantería. El almacenador está
diseñado para ser instalado en una
estantería ya existente o en una
diseñada específicamente para el
sistema de almacenaje automático.
de la tecnología de control utilizada es el usar una PC para implementar
el control. Esto trae como beneficio el evitar el lock-in de dispositivos
propietarios, nos da también mas versatilidad para optimizar nuestro diseño
y para implementarle nuevas funcionalidades. Cabe aclarar que la PC que se
utilizó es de bajo consumo de energía y de tamaño compacto para poder ser
montada en un panel eléctrico.
Esta nueva tendencia de implementar el control de un equipo utilizando
Motor (PLC) por software. PC se conoce como controlador lógico programable
El proyecto MatPLC (Referencia 3) es una implementación de software PLC
de tipo software libre en la que el autor ha contribuido con varios de los
módulos y demos.
Para poder intercomunicar este equipo con algún software de control de
inventario, producción o ERP se dejo expuesta una interfaz como las que
describimos en la siguiente sección.
Niveles de abstracción
(Referencias 4, 5) Para realizar proyectos de alta complejidad que requieren
desde interfaz gráfica con el operario hasta control de movimiento con
retroalimentación vía sensores, se utiliza una técnica llamada niveles de
abstracción en donde cada capa o nivel se encarga de cierto aspecto del
sistema para de esta manera simplificar el diseño y la implementación.
Un ejemplo clásico de niveles de abstracción son los lenguajes de programación. El lenguaje de máquina o ensamblador es el único lenguaje
que la computadora es decir, el microprocesador, puede ejecutar, este es
sin embargo muy tedioso de utilizarse para implementar aplicaciones.
Los compiladores o interpretadores de lenguajes de mas alto nivel como
C, Basic, Java, por mencionar algunos, nos abstraen del lenguaje de máquina permitiendo utilizar comandos mas similares a nuestro lenguaje
(normalmente se utiliza el inglés) como por ejemplo los comandos for, if, etc.
A estos se le conoce como lenguajes de alto nivel. Es un compromiso entre
control y simplicidad de programación.
Una forma de manejar niveles de abstracción en un desarrollo de software
es definiendo una interfaz de programación de aplicaciones o API (por sus
siglas en inglés) para cada nivel de abstracción. De esta manera aislamos la
implementación de cada nivel.
En nuestro caso seguimos la
estrategia conocida como top-down
es decir comenzar desde el nivel mas
alto de abstracción.
En el nivel mas alto definimos
que queremos que haga el sistema,
por ejemplo, podemos definir el
comando almacenar_contenedor
y le pasamos la identificación
del contenedor que queremos
almacenar como parámetro. En
este nivel todavía no separamos
o distinguimos entre robot
distribuidor y robot almacenador,
es decir este comando va a requerir
la intervención de ambos para
que pueda ser ejecutado. Esta es
una forma fácil de visualizar que
estamos hablando de un comando
de alto nivel de abstracción.
Para implementar este comando
tendremos que hacer uso de otras
interfaces específicas para cada tipo
de robot, por ejemplo podemos
hacer uso de un comando en el
robot móvil ve_a_almacenador,
este comando a su vez tendrá que
llamar a otro que indique sigue la
línea hasta llegar al identificador de
almacenador el cual leerá sensores
y ejecutará comandos de velocidad
sobre los motores. Figura 3
API Almacenaje
API Movimiento
API Entradas/Salidas
Sensor de
línea
Sensor de
línea
Sensor
de colición
Figura 3 Estructura de niveles de interfaces
para sistema de almacenaje
> investigación desarrollo <
interface Motores_RobotMovil{
void motor_derecho(int velocidad); // La velocidad es -100 a 100
void motor_izquierdo(int velocidad); }
Estado inicial
robot detenido
Listado 1 Implementación de interfaz de motores de robot móvil
switch(estado){
case EstadoInicial:
if(Comando_Avance()){
estado = AvanzaDerecho;
}
break:
case AvanzaDerecho:
if(Destino_Alcanzado()){
estado = EstadoInicial;
}
if(Sensor_Linea_Derecha()){
estado = GiraIzquierda;
}
if(Sensor_Linea_Izquierda()){
estado = GiraDerecha;
}
break:
case GiraIzquierda:
if(Sensor_Linea_Centrada(){
estado = AvanzaDerecho;
}
case GiraDerecha:
if(Sensor_Linea_Centrada(){
estado = AvanzaDerecho;
}
}
Listado 2: Navegador de estados.
switch(estado){
case EstadoInicial:
motor_derecho(0);
motor_izquierdo(0);
break:
case AvanzaDerecho: // Avanza al 50% de velocidad maxima
motor_derecho(50);
motor_izquierdo(50);
break:
case GiraIzquierda:
motor_derecho(50);
motor_izquierdo(0);
break:
case GiraDerecha:
motor_derecho(0);
motor_izquierdo(50);
break:
}
Listado 3: Ejecución de comandos de cada estado.
10
Destino
alcanzado
Comando
de avance
Avanza derecho
Sensor línea
derechoxx
Sensor línea
izquierdo
Sensor
de línea
centrada
gira izquierda
gira derecha
Figura 4: Diagrama de
estados simplificado de
seguidor de línea.
Un beneficio adicional de los niveles
de abstracción es que podemos
encargar a diferentes programadores
que implementen cada uno de los
niveles, quienes solo hacen uso de las
interfaces de el siguiente nivel hacia
abajo para implementar la interfaz
de su nivel. Esta técnica de abstraer
la complejidad utilizando niveles
de abstracción es muy útil pero no
es suficiente para implementar un
sistema de tiempo real ya que no
hemos definido una forma lógica
de implementar la coordinación de
las acciones en el tiempo, para esto
utilizamos otra forma de abstracción
que se conoce como diagrama de
estados o máquina de estados finitos.
En el listado 1 se describe la API
para los motores del robot móvil en
lenguaje Java.
Máquina de estados finitos
(Referencia 6) Otra herramienta
útil para desarrollar un sistema de
control de tiempo real es el diagrama
que representa una máquina de
estados finitos. Esta consta de estados
y transiciones.
Este diagrama representa los
diferentes estados en que se puede
encontrar un sistema “estados” y las
condiciones para pasar de un estado a
otro “transiciones”.
En la figura 4 se describe el diagrama simplificado utilizado por el robot
móvil para seguir una línea.
C ó m p u t o C i e n t í f i c o y Té c n i c o > A g o s t o 2 0 0 6 <
>i nvest i g a c i ó n d esa r r o l l o<
Para implementar el diagrama de estados de la figura 4
se utilizan dos partes de programa una para programar la
secuencia de estados (Listado 2) y otro para ejecutar los
comandos que corresponden a cada estado (Listado 3).
Vale la pena mencionar que los comandos del listado 3
corresponden a la API de motores que mencionamos en
la sección anterior.
Conclusión
Es común pensar que las computadoras pueden hacer
casi cualquier tarea que les pidamos que realicen, pero
a la hora de querer llevar esto a la práctica resulta que
no es fácil pedirle a la computadora que realice lo que
queremos ya que existe una barrera de lenguaje. Solo
con este tipo de técnicas para abstraer la complejidad
podemos realmente comenzar a comunicarnos con la
computadora en un lenguaje fácil de comprender. “Lleva
contenedor al almacén”. C
Sobre el autor
Juan Carlos Orozco Director y Fundador de Automatización y Control
Electrónico s.a de c.v México y ACELAB, LLC en EEUU. Patentes en
sistemas de almacenaje y control de motores. Desarrollador en proyecto
de software libre MatPLC aportando los modulos de HMI_GTK, data_
logger entre otros. Conferencias de Linux en sistemas de control en
Veracruz y Bruselas. Ha impartido los cursos universitarios de actuadores
eléctricos, proyectos de instrumentación y matemáticas 2 en el ITESM
y en la Ibero León. Maestría en Ciencias de Ingeniería Eléctrica en la
Universidad de Stanford. Carrera de Ingeniero en Sistemas Electrónicos
en ITESM Campus Monterrey con Mención Honorífica de Excelencia y
Premio al Saber del Estado de Nuevo León.
Referencias
Figura 1
Robot Distribuidor.
Figura 2
Almacenador Automático depositando un contenedor
en robot distribuidor.
Sitios
1 Java.com
http://www.java.com
2 Eclipse.org home
http://www.eclipse.org
3 MatPLC homepage
http://mat.sourceforge.net
4 Wikipedia, the free encyclopedia
http://en.wikipedia.org/wiki/Abstraction_%28computer_science
5 Wikipedia, the free encyclopedia
http://en.wikipedia.org/wiki/Application_programming_interface
6 National Institute of Standards and Technology
http://www.nist.gov/dads/HTML/finiteStateMachine.html
w w w. c o c i e n te . c o m . m x
11
> portada instrumentación virtual <
Instrumentación Virtual
s
e
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i
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N
s de Pru
a
v
e
u
Las N Sistemas
de
para pruebas de la
próxima generación
Por Gustavo Valdés
L
a necesidad de pruebas nunca
había sido tan grande. A medida que se ha
incrementado el ritmo de la innovación,
también ha aumentado la presión por liberar
nuevos productos que se distingan en el
mercado. Las expectativas del consumidor
han aumentado; por ejemplo, en mercados
electrónicos se requiere de integrar funciones
en espacios reducidos y a un bajo costo. Los
problemas económicos de los últimos años no
han limitado la curva de innovación: sólo han
agregado limitaciones en recursos. El cumplir
con estas demandas es un factor importante
para que un negocio tenga éxito; quien sea
que cumpla estas demandas de manera
rápida, confiable y consistente tiene la ventaja
competitiva del mercado.
12
C ó m p u t o C i e n t í f i c o y Té c n i c o > A g o s t o 2 0 0 6 <
Figura 1. Arquitectura de Software Completa para Pruebas de Próxima Generación
Todas estas condiciones conllevan a una nuevas necesidades de validación,
verificación y pruebas en manufactura. Una plataforma de pruebas que pueda
mantener este paso no es opcional: “es esencial”.
La plataforma debe incluir herramientas de desarrollo de pruebas rápidas
adaptables a lo largo del ciclo de desarrollo del producto. La necesidad de
tener productos en volumen y manufacturarlos eficientemente requiere de
pruebas efectivas. Para probar los productos multifuncionales y complejos
requeridos por el consumidor, se necesita contar con capacidades de medición precisas y sincronizadas. Además, a medida que usted incorpora
innovaciones a su producto para diferenciarlo, su sistema de prueba debe
adaptarse rápidamente para probar las nuevas características.
La instrumentación virtual es una solución innovadora a estos retos que
combina un software de desarrollo rápido con hardware modular y flexible
para crear sistemas de pruebas definidos por el usuario.
La instrumentación virtual ofrece:
g
g
Herramientas de software intuitivas para desarrollo rápido
de pruebas.
gUna plataforma basada en pc
con sincronización integrada
para lograr exactitud a lo largo
del proceso.
e/s basadas en tecnologías
comerciales innovadoras, rápidas
y precisas.
Además, la instrumentación virtual también permite la creación de
sistemas de pruebas con una arquitectura híbrida, los cuales aprovechan los
beneficios de sistemas de comunicación autónomos, como usb, lan/lxi o
gpib, y los combinan con sistemas modulares, como pxi.
Software para un rápido desarrollo de pruebas
A medida que la automatización se ha convertido en un requisito para
probar rápidamente sistemas complejos, el software se ha convertido en
un elemento esencial en todos los sistemas de pruebas desde la verificación
del diseño hasta las pruebas en manufactura altamente automatizadas.
Para poder entregar sistemas de pruebas que se adapten rápidamente para
probar nuevas características se requiere de un conjunto integrado de
herramientas de desarrollo de pruebas. Como se muestra en la (Figura 1),
estas herramientas incluyen administración y desarrollo de pruebas, así
como controladores de e/s.
w w w. c o c i e n te . c o m . m x
>p o r t ad a i nst r ument a c i ó n vi r t ua l<
El software de administración
de pruebas ofrece un marco de
trabajo para sistemas de pruebas
altamente automatizados, incluyendo
secuencias, ramificaciones/saltos,
generación de reportes e integración
con base de datos. La herramienta
de administración de pruebas
también proporciona alta integración
con ambientes de desarrollo de
pruebas donde se crean aplicaciones
específicas de pruebas. National
Instruments TestStand, un ambiente
de administración de pruebas líder en
la industria, incluye la conectividad
a todos los ambientes de desarrollo
de pruebas más comunes, y puede
transmitir datos libremente desde y
hacia estos ambientes para crear un
sistema completamente integrado.
Debido a que muchas de las necesidades de los ambientes de administración
de pruebas varían de acuerdo a la
aplicación, es un marco de trabajo
flexible -por ejemplo- la interfaz del
operador, el formato de los reportes,
y el modelo de ejecución, pueden
ser ajustados para necesidades de
aplicaciones muy específicas.
Para algunas de las aplicaciones
de pruebas automatizadas, el alto
número de canales de estímulos y de
medición necesitan de una matriz
tipo conmutador para conectar las e/s
con el dispositivo que se encuentra
bajo prueba (dut). A medida que
aumenta la complejidad del dispositivo,
también lo hace el número de canales
de estos sistemas. Para poder manejar
efectivamente un gran número de rutas
de conmutación, así como cambiarlas
rápidamente para adaptar nuevos
diseños de producto, es necesario
un software de administración de
conmutaciones. ni SwitchExecutive es
el único ambiente de administración
de conmutaciones comercial en la
industria que provee un ambiente
para configurar y documentar rutas de
conmutación en un sistema de pruebas
automatizadas. ni Switch Executive
permite una gran conectividad con
ni TestStand de manera que las rutas
de conmutación puedan ligarse a
un paso en particular de la prueba,
promoviendo una arquitectura
modular: “conectar, probar,
desconectar” en el sistema de pruebas.
13
> portada instrumentación virtual <
El ambiente de desarrollo de pruebas es el componente más importante que
ayuda a cumplir con la necesidad de ejecutar pruebas rápidamente. Es esencial
que este ambiente proporcione las herramientas que permiten desarrollar
el “código” o procedimiento de prueba rápidamente. A través de los años,
ha emergido una tecnología de software importante que ofrece un rápido
desarrollo, la programación gráfica. La programación gráfica utiliza “íconos”
o funciones simbólicas que representan de manera pictórica la acción que se
llevará a cabo. Estos símbo-los se encuentran conectados entre sí a través de
“alambres” que pasan datos y determinan el orden de ejecución. Debido a que
los procedimientos de prueba pueden verificarse en vez de leerse, el desarrollo
y comprensión de la prueba generalmente es rápido. ni LabVIEW ofrece el
ambiente de desarrollo gráfico más completo que la industria puede ofrecer. El lenguaje de flujo de datos jerárquico de LabVIEW también promueve un
alto grado de re-uso entre programas de prueba.
El software del controlador de e/s, muchas veces ignorado, es una de los
elementos más cruciales en la estrategia de desarrollo rápido de pruebas.
Módulos PXI
Express para
aplicaciones
complejas”
Este software proporciona la conectividad entre el software de desarrollo
de pruebas y hardware para medición y control e incluye controladores de
instrumentos, herramientas de configuración, y asistentes rápidos de e/s.
Los controladores de instrumentos proveen un conjunto de funciones
de alto nivel amigables para que el usuario interactúe con instrumentos.
Cada controlador de instrumentos está hecho a la medida para un modelo
de instrumento en particular con el propósito de ofrecer una interfaz única
a sus capacidades. Para un controlador de instrumentos, es de particular
importancia su integración con el ambiente de desarrollo de pruebas para
que los comandos del instrumento parezcan un paso transparente en el
desarrollo de las pruebas. Como desarrollador de pruebas, usted requiere de
interfaces para los controladores optimizadas para el ambiente de desarrollo
elegido por usted. La Red de Controladores de Instrumentos, en ni.com/
idnet, por ejemplo, contiene controladores para más de 4,000 instrumentos
diferentes, con interfaces para LabVIEW, C, C++, y Visual Basic.
Herramientas de configuración, como ni Measurement & Automation
Explorer, incluyen utilerías para configurar y verificar las e/s, así como
almacenar las escalas, características de calibración e información de canales.
Estas herramientas son importantes para lograr la primera medición en un
corto tiempo así como para diagnosticar problemas y mantener el sistema
de pruebas.
Los asistentes de e/s son herramientas interactivas para crear rápidamente
aplicaciones de mediciones o estímulos. Entre algunos de los ejemplos que
se pueden mencionar, se encuentran el Asistente de e/s y el Asistente de
daq, introducidos inicialmente en LabVIEW 7 Express. El Asistente de daq
presenta una ventana de diálogo al usuario para configurar parámetros
14
comunes de adquisición de datos
sin necesidad de programar. La
combinación de asistentes fáciles
de utilizar con ambientes de
programación potentes proporciona
los elementos necesarios para lograr
un desarrollo rápido así como la
capacidad de cumplir todos los
requerimientos de la aplicación.
E/S Modular
La segunda tecnología esencial
para pruebas es contar con e/s
modulares, que abarca tecnologías
como instrumentos modulares y
adquisición de datos. Este hardware
de medición reside en un circuito
impreso que puede conectarse a
una pc o a un plano trasero de
pxi. Las e/s modulares utilizan
tecnologías de chips comerciales
para crear instrumentos virtuales
de alto desempeño y bajo costo.
El aprovechar las tecnologías
comerciales ampliamente adoptadas
como adcs, dacs, fgpas, y dsps,
ha resultado en un crecimiento en
la funcionalidad y desempeño en
e/s modulares. La siguiente figura
4 muestra el desempeño actual de
digitalizadores modulares en una
gráfica de frecuencia (velocidad de
señal que puede digitalizar) contra
bits (exactitud para digitalizar).
En muchos casos la exactitud de
instrumentación virtual excede la de
instrumentación tradicional.
Debido al uso del bus y las
tecnologías del procesador, un
sistema de e/s modulares es
capaz de medir y transferir a alta
velocidad a la memoria de la pc.
El bus pci por ejemplo, es capaz
de transmitir a 132 MB/s – 100
veces más rápido que el bus gpib
utilizado para conectar la mayoría
de los instrumentos tradicionales.
En sistemas de instrumentación
virtual, se utilizan procesadores
de pc corriendo a velocidades de
GHz para analizar datos y hacer
mediciones utilizando software. El
resultado son mediciones de 10 a 100
veces más rápidas que en un sistema
de pruebas construido únicamente
por instrumentos tradicionales, que
incluyen características definidos
por el fabricante y procesadores para
aplicaciones específicas.
C ó m p u t o C i e n t í f i c o y Té c n i c o > A g o s t o 2 0 0 6 <
>p o r t ad a i nst r ument a c i ó n vi r t ua l<
Figura 2. La capacidad de
medición de instrumentos
virtuales excede las capacidades
de instrumentos tradicionales.
En muchos sistemas, donde las
pruebas resultan ser el cuello de
botella, se utilizan instrumentos
múltiples redundantes para
cumplir con los requerimientos
de transmisión. La limitación
en presupuestos ahorcan el
acercamiento de “fuerza bruta” con
la transmisión. Sin embargo, un
sistema basado en e/s modulares
permite el flujo continuo de datos
del digitalizador a la pc a más de 100
MB/s o toman hasta 3000 muestras
con 5 ½ dígitos por segundo. El
requerimiento actual de tener
pruebas de gran volumen hace
que las ganancias de transmisión y
ahorro en costos resulten esenciales
para mantener competitividad.
Plataforma de pruebas
basada en PCs
Hoy en día, todos los sistemas
de pruebas modernos incluyen
una pc. La pc se ha convertido
no sólo en parte del sistema de
pruebas, sino en una plataforma
de integración esencial – el centro
del sistema de pruebas –. Los
procesadores a velocidades de GHz,
buses de alta velocidad, software
ampliamente disponible, desempeño
en crecimiento constante, y precios
extremadamente bajos, hacen de la
pc una plataforma de prueba ideal.
Como ejemplo, considere los
avances en desempeño que la pc
ha sufrido en más de 20 años,
mostrados en la siguiente figura.
El otro elemento en los sistemas de
prueba que ha sufrido un incremento
en desempeño con magnitudes
semejantes es el mismo dut.
La Instrumentación Virtual ha
adoptado a la pc y tecnologías pc
para proporcionar avances similares
en desempeño de las aplicaciones
de pruebas. En un sistema de
instrumentación virtual, al actualizar la pc, el sistema de prueba en su
totalidad se beneficia de la rapidez
del procesador, memoria
y periféricos.
pxi (por sus siglas en inglés, pc
eXtensions for Instrumentation)
es un estándar de e/s modulares
construidos sobre tecnologías
basadas en pc. pxi agrega una alta
integración para control de tiempos
y sincronización, robustez industrial,
y capacidad para un mayor número
de canales a una arquitectura basada
en pc. pxi es un estándar respaldado
por más de 70 compañías vendedoras
a nivel mundial.
La arquitectura de control de
tiempos y sincronización ofrecida en
pxi es otra tecnología esencial para
pruebas. Esto se logra mediante unas
líneas de disparo compartidas y un
reloj de alta precisión ubicados en
el plano trasero pxi. Aprovechando
estas características, es posible
sincronizar múltiples módulos de
e/s de forma precisa para lograr una
exactitud y transmisión de datos
muy avanzada.
Un ejemplo que ilustra cómo el
control de tiempos y sincronización
aumenta la transmisión de datos
en sistemas de prueba es el uso de
dmms y conmutadores que escanean
un conjunto de mediciones de dc.
Una de las características clave de
escanear utilizando conmutadores
y dmms es la habilidad para
sincronizar el barrido de múltiples
puntos durante la prueba. Utilizando
una arquitectura de escaneo con
sincronización, el dmm recibe
un pulso digital del conmutador
“Escáner Avanzado”, toma una
medición, y después genera un
pulso digital “Medición Completa”.
Cuando el conmutador recibe el
pulso de “Medición Completa”,
avanza a la siguiente entrada de
acuerdo a la lista de escaneo. Una vez
que los relés del módulo conmutador
Figura 3. La plataforma de PC ha
incrementado el desempeño > de
10,000x en los últimos 20 años.
w w w. c o c i e n te . c o m . m x
15
> portada instrumentación virtual <
se han establecido, éste envía un
pulso “Escáner Avanzado” y dispara
el dmm para una nueva medición,
comenzando nuevamente con el
proceso descrito antes. El proceso se
repite nuevamente hasta terminar
con el listado programado. Las
señales para realizar la sincronización
pueden enviarse directamente sobre
el bus de disparo pxi. De esta forma,
los sistemas de conmutadores/dmms
basados en pxi pueden optimizar los
tiempos de prueba en más de un 50
por ciento en comparación con la
solución de control de tiempos
por software.
Diseño de sistemas híbridos
de pruebas
Aún y cuando las plataformas
modulares de instrumentación como
pxi aportan grandes beneficios a los
sistemas de pruebas automatizadas
en términos de velocidad de
transmisión de datos, tamaño,
costo y desempeño, en ocasiones
también es necesario aprovechar
de las ventajas que ofrecen los
instrumentos tradicionales con
buses de comunicación disponibles
como gpib, usb, o lan/lxi. Por
ejemplo, con gpib los usuarios se
benefician de una tecnología de
instrumentación probada y de una
amplia variedad de instrumentos
disponibles, mientras que con usb
los desarrolladores aprovechan
Miles de compañías han incorporado la
instrumentación virtual de manera exitosa
a sus laboratorios de diseño y procesos de
manufactura y descubierto una mejora en
desempeño, flexibilidad, y productividad
su facilidad de conexión y
disponibilidad. Finalmente, con lan/
lxi los usuarios tienen la capacidad
de satisfacer sus necesidades en
términos de grandes distancias o
diseño de sistemas distribuidos.
Para poder asegurar la
integración exitosa de estas
diferentes plataformas y buses de
comunicación en un solo sistema,
es vital contar con un controlador
de software que abstraiga las
complejidades del sistema de
comunicación y permita trabajar
con cualquier bus de manera
transparente. Este controlador
de software debe ofrecer un
alto rendimiento, flexibilidad
de programación y un api (por
sus siglas en inglés, Application
Programming Interface) que sea
consistente y escalable. El estándar
visa (por sus siglas en inglés,
Figura 4. La plataforma PXI incluye recursos dedicados para control de tiempos y sincronización.
16
Virtual Instrumentation Software
Architecture) proporciona un api
común para comunicarse con el
instrumento, independientemente
del bus que se utilice, ya sea
pxi, vxi, gpib, lan/lxi, etc.
Además, los controladores de
instrumentos de software con una
parte crítica para la aplicación
ya que abstraen la funcionalidad
del instrumento de tal forma que
permiten su uso en el ambiente
de desarrollo de aplicaciones.
Un estándar para controladores
de instrumentos, ivi (por sus
siglas en inglés, Interchangeable
Virtual Instrument) permite
reemplazar instrumentos sin
hacer modificaciones al software
de pruebas para ciertas clases de
instrumentos como osciloscopios o
conmutadores. Específicamente, un
controlador de instrumentos tipo
ivi permite al usuario reemplazar
un instrumento por otro de la
misma clase sin importar su
fabricante o bus de conexión,
ya sea pxi, vxi, gpib o lan/lxi.
Instrumentación virtual en acción
Miles de compañías han
incorporado la instrumentación
virtual de manera exitosa a sus
laboratorios de diseño y procesos
de manufactura y descubierto una
mejora en desempeño, flexibilidad,
y productividad, como se discutió
antes. Cada uno de los siguientes
ejemplo ilustra cómo estas
tecnologías resultan esenciales para
compañías que han reconocido
cómo hacer de sus pruebas una
ventaja estratégica.
C ó m p u t o C i e n t í f i c o y Té c n i c o > A g o s t o 2 0 0 6 <
>p o r t ad a i nst r ument a c i ó n vi r t ua l<
Figura 5 Lexmark ha
escalado con éxito su
sistema de medición
para cubrir el aumento
en las necesidades de
pruebas de cabezas
de impresoras de
inyección de tinta.
Lexmark mejora exactitud en pruebas de cartuchos de tinta
lexmark es un líder global en el desarrollo
y manufactura de soluciones de impresión,
incluyendo impresoras de inyección de tinta
y láser aunado a consumibles relacionados.
Para cumplir las expectativas de alta
transmisión y bajo costo, lexmark se enfocó
en una solución basada en pc utilizando
LabVIEW e instrumentación modular de ni.
lexmark ha sido capaz de escalar sus
soluciones de prueba a medida que han
cambiado sus necesidades. En 1997, el
sistema utilizaba un digitalizador de 8 bits
y 20 MS/s (ni pc-5102) y LabVIEW 4.1.
A medida que la tecnología de las cabezas
de impresores de inyección de tinta ha
cambiado, los requerimientos de velocidad y
resolución cambiaron para lexmark. Hoy, el
sistema de manufactura utiliza LabVIEW 7
Express así como un sistema basado en pxi,
incluyendo el digitalizador de 14 bits y 100
ms/s (ni pxi-5122) y generador/analizador
digital de forma de onda de 100 MHz
(ni pxi-6552). Además de incrementar el
desempeño del sistema de pruebas, lexmark
ha sido capaz de disminuir el costo de sus
equipos al utilizar tecnología de medición
de punta. Y más importante aún, al utilizar
una arquitectura de instrumentación virtual
basado en software, han sido capaces de
actualizar el sistema a medida que cambiaron
los requerimientos con pocas modificaciones.
Disminución de costos en pruebas
de manufactura para móviles manuales
de 3G
xin wei co. ltd es una compañía china
pionera en las telecomunicaciones y codesarrolladora del estándar scdma.
El protocolo scdma es uno de los fundamentos
del td-scdma, el protocolo 3G desarrollado
en China. Xin Wei’s scdma opera en un
ancho de banda de 1.8 GHz y ofrece un acceso
inalámbrico de bajo costo así como servicios
de mensaje a pequeñas ciudades. Trabajando
con Xin Wei Co. Ltd, VI Services (Socio en
la Alianza de NI) desarrolló exitosamente una
w w w. c o c i e n te . c o m . m x
estación de pruebas para teléfonos móviles
scdma utilizando el analizador de señales rf
pxi-5660, LabVIEW y las herramientas de
pruebas inalámbricas de VI Services. Para cada
línea de producto de teléfono móvil, Xin Wei
Co. Ltd ha reemplazado sus sistemas de prueba
basados en conjuntos de pruebas aisladas
con una estación de prueba nueva basada en
instrumentación virtual.
Debido a que el sistema utiliza software
para desempeñar el análisis de señales, puede
actualizarse a medida que emergen nuevos
estándares en celulares, sin necesidad de
comprar equipos para pruebas adicionales. C
Sobre el autor
Gustavo Valdés es egresado de la carrera de Ingeniería en
Sistemas Electrónicos por el ITESM Campus Monterrey.
Comenzó a trabajar en National Instruments en el 2003,
donde se desempeñó como Ingeniero de Aplicaciones por
dos años, dando soporte a línea de productos principales
de la empresa (software, adquisición de datos, control y
automatización industrial). En Julio del 2005 ingresó al
departamento de Mercadotecnia para México y América
Latina, donde se desempeña como Ingeniero de
Mercadotecnia para la región.
Primeros gabinetes PXI
Express liberadas por
National Instruments
17
> ingeniería- satelital - telecomunicaciones <
Foto 1 Sala de Control
Satelital (foto cortesía
de Satmex).
18
C ó m p u t o C i e n t í f i c o y Té c n i c o > A g o s t o 2 0 0 6 <
>ingeniería- satelital - telecomunicaciones<
Controlando
un satelite
vía remota
I
Por Ricardo Hernández Pérez
maginemos que se nos asigna la tarea de controlar y monitorear el
desempeño de un satélite de telecomunicaciones, el cual se encuentra a
poco más de 36,000 Km. de la superficie terrestre. Dado que el realizar
esta tarea de manera manual es prácticamente imposible, se debe
diseñar un sistema de control y monitoreo que por vía remota nos
permita estar al tanto del estado de la nave así como para controlar
todas aquellas actividades que no puedan ser realizadas autónomamente por el satélite.
Esta interacción con el satélite se realiza mediante ondas de radio y es
bidireccional, es decir, desde la estación de control terrestre se envían
instrucciones al satélite mientras que este envía información que es procesada en Tierra.
Ahora bien, ¿qué hardware y software debe ser instalado en Tierra para
establecer la comunicación con el satélite? En la fig. 1 se presenta un esquema
de un sistema de control típico para operaciones satelitales. En los párrafos
siguientes describiremos cada uno de los componentes de este sistema,
enfatizando en las características más importantes del software y hardware involucrado.
l1 Recepción, procesamiento y almacenamiento de los datos
provenientes del satélite.
Iniciemos el recorrido de la cadena de componentes del sistema de control terrestre. Comenzando desde los datos que envía el satélite, conocidos
como telemetría.
El satélite está dotado por un sistema abordo, denominado de telemetría y
comando (T&C), el cual se encarga de enviar a tierra datos sobre el estado del
satélite (telemetría) y de recibir y distribuir las instrucciones enviadas desde
tierra para cambiar la configuración de los componentes del satélite.
La comunicación con un satélite artificial en órbita, ya sea para monitorear
su salud o estado, para enviarle instrucciones o para descargar información
tomada por las cámaras o instrumentos a bordo, en caso de satélites de
observación atmosférica o espías, se lleva a cabo a través de ondas de radio,
las cuales llevan al satélite, o traen de él, la información codificada en esas
señales, mediante lo que se conoce como modulación.
La función de la sección de telemetría del satélite es colectar la información del estado de encendido o apagado de componentes, así como datos
relacionados a la temperatura, consumo de corriente eléctrica, etc. w w w. c o c i e n te . c o m . m x
19
> ingeniería- satelital - telecomunicaciones <
Foto 2 Antena (foto
cortesía de Satmex).
20
C ó m p u t o C i e n t í f i c o y Té c n i c o > A g o s t o 2 0 0 6 <
Convertidor de
frecuencia (subida)
Comando y
tonos de
rastreo
Amplificador
Convertidor de
frecuencia (bajada)
w w w. c o c i e n te . c o m . m x
Servidor de
RT software
Estación de
control
Telemetría y
datos de rastreo
l
Unidad de
banda base
>ingeniería- satelital - telecomunicaciones<
Figura 1 Esquema de los
sistemas involucrados
en la transmisión
de las señales de
comando y rastreo
(línea discontinua), así
como de la recepción
de telemetría y datos
de rastreo resultantes
(línea punteada)
enviados por el satélite.
Podríamos decir que estos datos representan
los signos vitales del satélite. Una vez que estos
datos son colectados, el sistema de telemetría
los codifica para enviarlos a Tierra como
una señal digital modulada, la cual contiene
los datos ordenados en “tramas” (páginas
digitales) que son enviados continuamente
hacia Tierra.
Estas tramas de datos son recibidas por
las antenas instaladas en el Centro de
Control, las cuales son el punto inicial del
segmento terrestre conocido como de radiofrecuencia. Las antenas receptoras añaden una
determinada ganancia a la señal proveniente
del satélite, debido a que es atenuada significativamente debido a que ha viajado miles
de kilómetros antes de llegar a la Tierra (la
potencia original de la señal se atenúa en
aproximadamente un factor de 10-19). De
la antena, la señal pasa a un convertidor de
frecuencia, denominado de bajada debido
a que convierte la señal a una de menor
frecuencia (denominada banda base).
Del convertidor de frecuencia, la señal de
telemetría es pasada a la Unidad de Banda
Base, la cual obtener de la señal original los
bits enviados por el satélite con los datos
colectados por el subsistema de telemetría.
Una vez que los bits enviados por el
satélite están disponibles, son enviados a los
servidores donde opera el sistema de cómputo
de control satelital. Dado que es importante
tener un registro preciso del momento en
el tiempo en que cada dato de telemetría
fue generado, los sistemas de cómputo de
control satelital son sistemas de tiempo real de
Sistema de
archivamiento
procesos distribuidos, en el que cada proceso
tiene un propósito específico, como el de
descifrar la telemetría o generar los patrones
de bits de cada comando al satélite. Estos
sistemas de cómputo solían ser creados por
los mismos fabricantes de los satélites, sin
embargo, desde hace una década, han surgido
diversas empresas dedicadas únicamente a
desarrollar el software de control satelital para
satélites de diferentes modelos y fabricantes.
Este cambio ha sido posible debido a que
el proceso descrito anteriormente, desde
la recolección de datos en el satélite hasta
la obtención en tierra de las tramas de bits
enviadas por el satélite, es estándar para todos
los satélites, cambiando primordialmente
el contenido de las tramas, además de la
velocidad de transmisión de información. La
clave para descifrar las tramas de datos es la
base de datos de telemetría y comando, que
es entregada por el fabricante del satélite.
En dicha base de datos se da el mapa para
interpretar los bits enviados por el satélite
y convertirlos en valores de ingeniería que
pueden ser interpretados inmediatamente.
Estos datos son enviados a las estaciones de
control para que los ingenieros satelitales
los monitoreen apropiadamente mediante
el uso de pantallas de datos y gráficas, para
determinar el comportamiento y estado del
satélite en todo momento. Adicionalmente,
la base de datos contiene toda la información
necesaria para generar los comandos que
son aceptados por el satélite, para cambiar la
configuración de todos los componentes para
los cuales sea posible hacerlo por diseño.
21
> ingeniería- satelital - telecomunicaciones <
Para tener un registro de la telemetría enviada por el
satélite a lo largo de su vida operacional, los datos de
telemetría son almacenados. En el pasado, este almacenamiento se realizaba en dispositivos ópticos o en
cintas magnéticas. Con el avance de la tecnología, estas
unidades de almacenamiento han sido reemplazadas por sistemas de discos duros que permiten un almacenamiento varios órdenes de magnitud mayor (en la actualidad pueden almacenar varios Tera bytes) y con una
confiabilidad más alta. Así, cuando un ingeniero satelital
debe realizar un análisis de la tendencia histórica de un
punto de telemetría, hace una consulta al sistema de
archivamiento para desplegar la gráfica de los datos
históricos, así como para realizar un estudio estadístico
del punto en cuestión: valores promedio, mínimos y
máximos, desviación estándar, etc.
l
22
2 Generación y envío de comandos
(instrucciones) hacia el satélite.
En la sección anterior se ha descrito la ruta que siguen
los datos de telemetría enviados al satélite y su posterior
procesamiento y almacenamiento en Tierra. En los
párrafos siguientes se describirá la trayectoria de los
comandos que son enviados al satélite, así como la señal
que permiten determinar la órbita del satélite (conocida
como señal de rastreo).
Una vez que se ha determinado que acción se requiere
ejecutar en el satélite, tal vez encender o cambiar la
configuración de algún componente, se selecciona(n)de
la base de datos el(los) comando(s) necesarios. Estos
comandos son descritos por un mnemónico que permite
identificarlos unívocamente. La mayoría de los comandos, sobre todo aquéllos que tienen como objetivo seleccionar el modo de operación de un componente, tienen
argumentos que describen los datos que serán enviados.
En la estación de control, el ingeniero selecciona los
comandos y sus correspondientes argumentos utilizando
la gui de la aplicación de comando. Dicha aplicación
se encarga de generar el patrón de bits correspondiente
al comando en cuestión. Este conjunto de bits es transferido al servidor de comandos, que es un proceso del
sistema de tiempo real el cual se encarga de administrar
las solicitudes de comando, así como de transferirlos
a la Unidad de Banda Base, la cual genera una señal
modulada para que pueda ser enviada al satélite.
La señal modulada de comando en banda base es
pasada a un convertidor de frecuencia de subida, cuya
función es trasladar la frecuencia de la señal a una de
frecuencia mayor, para disminuir la atenuación que la
señal sufrirá en su viaje hasta el satélite. Adicionalmente,
la frecuencia elegida es la apropiada para que los
receptores de comando localizados en el satélite puedan
procesar la señal proveniente desde Tierra.
Una vez que la señal de comando tiene la frecuencia
apropiada, pasa a un amplificador de bajo ruido,
para aumentar la energía de la señal disminuyendo el
ruido que pudiera acompañarla. La última etapa de
amplificación corresponde a la antena, la cual es la
encargada de dirigir al satélite la señal modulada que
contiene los comandos requeridos.
Para finalizar, hablemos de la señal de rastreo
mencionada en párrafos anteriores, la cual tiene el
objetivo de auxiliar en la determinación precisa de
la posición del satélite en el espacio y utiliza tanto
la trayectoria descrita para el comando como la
de la telemetría. ¿Cómo determinar la posición
precisas del satélite geoestacionario que se encuentra
aproximadamente a 36,000 Km. de la superficie
terrestre? Parece una tarea complicada, de hecho lo es.
Sin embargo, los sistemas de control satelital un proceso
preciso para tal efecto, el cual está basado en el envío al
satélite de una señal con determinada modulación. Esta
señal sale de la antena en Tierra, es recibida por el satélite
y reenviada por este hacia la Tierra. El equipo en Tierra
compara la fase de la señal original con la reenviada
por el satélite; adicionalmente, la unidad que controla
el movimiento de la antena terrestre proporciona los
movimientos angulares de esta para realizar el rastreo
del satélite. Con esta información, se puede realizar la
determinación de la órbita con una incertidumbre de
decenas metros en la medición de la posición del satélite,
mediante el uso de software que utiliza las ecuaciones de
la Mecánica Celeste para determinar el estado actual de
la órbita del satélite así como para predecir su evolución
futura bajo la influencia de la fuerza gravitacional
terrestre, principalmente. C
Sobre el autor
Ricardo Hernández Pérez es Gerente de Nave Espacial en Satélites
Mexicanos (Satmex). Obtuvo su Doctorado en Física en la Escuela
Superior de Física y Matemáticas del IPN en 2005. Además de su labor
en Satmex, se interesa por la investigación científica en Física Estadística
y Teoría de Sistemas Complejos, principalmente en el estudio de sistemas económicos y sociales. Actualmente está colaborando en varios
trabajos de investigación en estos temas.
e-mail: [email protected]
C ó m p u t o C i e n t í f i c o y Té c n i c o > A g o s t o 2 0 0 6 <
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página
23
Anuncio
B
23
LXI:
> LXI nuevo estándar <
Por Modesto Vázquez Coronel
Primeros
Instrumentos
LXI de alto
desempeño liberados
recientemente por
La mayoría de las computadoras de
escritorio e instrumentos de prueba de
hoy día tienen puertos de red de área local (lan, por sus siglas en inglés) que les permiten conectarse
con redes e instrumentos ubicados remotamente. Sin
embargo, es difícil establecer la conexión, por la gran
diversidad de instrumentos que existen en el mercado.
Por fortuna, recientemente se liberó una norma que
facilitará en gran medida la construcción de una nueva
generación de instrumentos de prueba. La norma lan
eXtensions for instrumentation (lxi, por sus siglas en
inglés) se beneficia plenamente de las prestaciones que
ethernet ofrece a las redes lan y hereda los beneficios que ya se tienen ahora con la tecnología de vme
eXtensions for instrumentation (vxi por sus siglas
en inglés). Por este motivo, los expertos pronostican
que muy pronto lxi revolucionará el mercado de
instrumentos y sistemas de pruebas.
Importancia de los sistemas de prueba en la manufactura
Nuestras actividades diarias descansan en una gran
variedad de productos: refrigeradores, hornos de
microondas, televisores, automóviles y celulares, por
mencionar algunos. Solamente notamos la importancia
de estos productos cuando dejan de funcionar por
24
Nuevo estándar de
equipos para prueba
y medición
alguna falla. El costo de corregir una falla en las
etapas tempranas de fabricación es una fracción de
la que se genera en una etapa más avanzada. Muchas
veces los principales fabricantes de automóviles han
solicitado a sus clientes que devuelvan a la fábrica los
vehículos que tienen algún defecto. En otras ocasiones
se han presentado casos de televisores en los que los
cinescopios explotan. Inclusive, recientemente
se están reportando celulares que han
producido incendios debido a una falla
en las pilas que los alimentan. En
fin, podríamos extendernos mucho
en reseñar este tipo de problemas,
comunes a la mayoría de los productos
fabricados por el hombre. El éxito
de un producto y su permanencia
en el mercado depende mucho del
factor “Tiempo Promedio de Falla”
(mtbf por sus siglas en inglés) que mide
el tiempo que transcurre entre fallas. Para
asegurar que el mtbf sea lo más amplio posible,
durante la etapa de diseño de cualquier producto, el
fabricante lo somete a un protocolo de pruebas muy
estricto para asegurarse que al introducirlo al mercado
tenga un ciclo de vida más largo. Para llevar a la práctica
estos protocolos se utilizan instrumentos y sistemas
de prueba que se construyen e integran utilizando las
tecnologías más recientes de medición y transmisión de datos. Algunas de estas tecnologías se reseñan a continuación.
Bus GPIB
Para hacer algo de historia, en 1965 Hewlett-Packard
(Agilent Technologies) diseñó el bus de interfaz Hpib, antecedente de gpib, para conectar su línea de
instrumentos a sus computadoras. Debido a la gran
velocidad del bus, cercana a 1 Mbyte/s, muy pronto
fue aceptada como la norma ieee 488-1975, y luego
evolucionó a la ansi/ieee 488.1-1987. Una evolución
posterior, la ansi/ieee 488.2-1987 mejoró la norma
original al definir con precisión la manera como
se comunican los controladores y los instrumentos
mediante un conjunto común de códigos de datos y
formatos, un protocolo de mensajes de dispositivos, un
conjunto genérico de comandos y un nuevo modelo
para reportar estados. Alrededor de 1990, un grupo muy
C ó m p u t o C i e n t í f i c o y Té c n i c o > A g o s t o 2 0 0 6 <
Bus VME
En 1979 un ingeniero de Motorola desarrolló un
sistema de bus estandarizado para el cpu 68000. Lo
llamó versa bus. Después de refinar la especificación
se desarrolló el concepto versa module. Luego se
le agregaron especificaciones mecánicas basadas en
Eurocard, un estándar europeo. Eurocard define un
formato para tarjetas de circuitos impresos. En los
productos basados en esta norma, las tarjetas se deslizan
en el bastidor como si fueran libros en un estante. La
tarjeta se conecta en la parte posterior a un conector.
Este arreglo permite que las tarjetas queden firmemente
asentadas en el gabinete, haciendo el sistema más
robusto y permitiendo que el
aire circule con
facilidad para que
no se calienten
los circuitos
electrónicos de
la tarjeta. Estas
características
mecánicas les
permiten soportar
ambientes severos, como
los que se encuentran en
la industria, especialmente
calor, vibraciones y polvo.
w w w. c o c i e n te . c o m . m x
Los tamaños típicos de las tarjetas son 3U y 6U, la
primera con una altitud de 100 milímetros y la segunda
con 230 milímetros. Finalmente, después de un proceso
de maduración de la norma, se acordó denominarla
vmebus, como una derivación de versamodule
Eurocard Bus. En 1983 se inició en los Estados Unidos la
homologación de vmebus mediante la intervención del
ieee. Finalmente, en 1987 se liberó la norma ansi/ieee
1014. A grandes rasgos, vmebus utiliza una arquitectura
maestro-esclavo. Antes que el maestro pueda trasferir
datos, primero debe adquirir el bus mediante un
árbitro central, que tiene la misión de determinar que
maestro tiene acceso al bus. En un principio vmebus
era solamente asíncrono, esto es, no tiene un reloj que
coordine la transferencia de datos. Luego, en 1990 se
liberó el protocolo síncrono llamado vme320. Hasta
nuestros días, el bus se ha adaptado a los avances
tecnológicos de hardware y software. Como ejemplo,
en 2003 se liberó la norma ansi/vita 1.5 (vme2eSST), un
nuevo protocolo vme que permite transferencia de datos
de hasta 320 Mbytes/segundo.
>LXI nuevo est á nd a r<
importante de fabricantes de instrumentos para pruebas
anunciaron su compromiso para desarrollar la norma de
Comandos Estándar para Instrumentos Programables
(scpi, por sus siglas en inglés). scpi contribuyó a
simplificar la secuencia de pruebas mediante la creación
de comandos comunes a todos los instrumentos. La
primera versión de la norma se liberó a mediados de ese
año. Por ahora, el consorcio scpi continúa agregando
nuevos comandos y funciones. Aunque scpi toma
como base a la norma ieee 488.2, por si misma, define
comandos de programación que se pueden utilizar con
cualquier tipo de hardware o enlace de comunicación.
En 1994 el Instituto de Ingenieros Eléctricos y
Electrónicos (ieee, por sus siglas en inglés) formó
un grupo de trabajo para mejorar la velocidad de
transferencia de datos a través de gpib. El resultado
fue la norma de alta velocidad HS488 que permite una
velocidad de transferencia de datos de hasta 8 Mbytes/s.
Un beneficio colateral es la completa compatibilidad
entre instrumentos que se basan en HS488 y ieee 488, de
tal manera que se pueden utilizar, sin ningún conflicto,
el mismo controlador gpib y los cables. En 2003 el ieee
aceptó la norma HS488 como una adición a la ieee 488.
Con este nuevo protocolo hay mayores prestaciones en
los instrumentos que manejan grandes volúmenes de
datos, tales como osciloscopios, digitadores, analizadores de espectro e instrumentos de pruebas para
telecomunicaciones. En general, el bus ahora se utiliza
en todo el mundo, y se conoce por sus diferentes nombres: Bus de Interfase de Propósito General (gpib), Bus
de Interfase de Hewlett Packard (Hp-ib) y Bus ieee 488.
Bus VXI
En 1987, Hewlett Packard desarrolló una arquitectura
de transferencia de datos mejorada basada en
vmebus que denominó vxi. El nombre proviene de
VmeeXtensions for Instrumentation, la cual define
líneas adicionales en el bus para tiempo y disparo, lo
mismo que requerimientos mecánicos y protocolo
estándar para configuración, comunicaciones basadas
en mensajes, extensiones de multi chasis y otras
características adicionales. El gabinete en el sistema
básico contiene hasta 13 ranuras
para hospedar módulos. Los
módulos son típicamente de factor
6U. La construcción modular del
gabinete permite que el sistema se
pueda configurar para satisfacer
cualquier necesidad de una
aplicación. En 2004, el Consorcio
vxi, grupo independiente que
ahora se encarga de regular esta
tecnología, anunció la
liberación de una
especificación
revisada de vxibus que incorpora
los protocolos vme64 y 2evme para
incrementar dramáticamente
la velocidad y rendimiento.
Esta nueva especificación
permite un incremento
de velocidad en la
transferencia de datos
de hasta 160 MB/s
25
> LXI nuevo estándar <
Red Ethernet
Podemos trazar el origen de
ethernet hasta 1973, cuando Xerox
Corporation inició el desarrollo
de un sistema de bus de 2.94 Mbps
CSMA/CD para conectar 100
estaciones de trabajo con un cable
de longitud de un kilómetro. Fue tal
el éxito, que en 1980 las compañías
Digital, Intel y Xerox se asociaron
para desarrollar el estándar de facto
ethernet a 10 Mbps. Este estándar fue
la base para la norma ethernet ieee
802.3. Luego en 1983 se liberó la ieee
802.3 (10Base5), en 1986 la 10Base2,
en 1991 la 10BaseT, en 1994 la 10BaseF,
en 1995 la 100MBPS ethernet y en
1999 la Gigabit ethernet. Actualmente
ethernet sigue evolucionando y tiene
derivaciones importantes en el campo
industrial con la norma ethernet/ip,
cuyas especificaciones mecánicas
y eléctricas protegen a las redes de
Internet del rudo ambiente industrial,
comunes a las instalaciones de
proceso y manufactura.
La primera liberación de 10Base-T
fue el acontecimiento que disparó la
popularidad de ethernet, ya que se
requiere solamente un simple cable
1970 GPIB
Primera norma independiente para instrumentos de medición
El cable típico para conectar redes ethernet se conoce como cat5 y se
parece al cable telefónico, aunque el trenzado es más firme. El ethernet
rápido (100 GHertz) que circula en cat5 se le conoce como 100base-tx. Hay
empresas como Belden que ofrecen cables que tienen un mejor desempeño
que cat5 pero a un mayor costo. Estos nuevos cables tienen menos pérdidas
de señal y mayor inmunidad a interferencias transversales (crosstalk). La
fibra óptica es el otro medio alterno de transmisión para ethernet. 100basefx como se le denomina, es inmune a la interferencia electromagnética, y por lo mismo, los datos se pueden enviar sin problemas hasta distancias de
dos kilómetros.
Para construir redes de ethernet se utilizan concentradores, switches y
puentes. El concentrador es un repetidor que acepta numerosas conexiones
de los dispositivos de la red para interconectarlos. Los paquetes de datos
que llegan al concentrador se regeneran y regresan a todos los dispositivos
en la red, excepto al que envió el paquete. Por otro lado, el switch es un
dispositivo de multipuesto que tiene mayor inteligencia, y por lo mismo,
tiene la capacidad de leer el domicilio del paquete que recibe, entonces,
solamente envía el paquete a dicho domicilio y no a los demás elementos en
la red. Cuando se utiliza el switch no se producen colisiones en los paquetes
que circulan en la red, y por lo mismo, se obtiene un mejor desempeño en
la velocidad para la circulación de los de los datos en la red. En el caso de
redes que se instalan en áreas muy extensas, se utilizan puentes (bridges)
para conectar los distintos segmentos que constituyen la red. Dos o más
segmentos que se conectan con un puente operan como si solamente se
tratara de una sola red.
Ethernet se ha adaptado a las nuevas tecnologías de Internet, basadas en
el protocolo tcp/ip, y por lo mismo, es muy atractivo para la industria de
la computación e instrumentación. Este campo es más demandante, ya
que, además de las funciones tradicionales, como es el determinismo, la
sincronización, el disparo, la interoperabilidad del software; se necesita aún
1980 VXI
Uso de plano trasero
de computadoras
basadas en VME
1990 PXI
Versión moderna
de VXI basada en
el bus PCI
2004 LXI
Ethernet LAN
con IEEE 1588
Bus de disparo
La plataforma LXI se basa en la tecnología del ethernet, y fue diseñado para proveer modularidad, flexibilidad y rendimiento en los sistemas
de prueba. Su diseño compacto y flexible, de entradas-salidas de alta velocidad y confiabilidad, satisfacen las necesidades del campo de la
investigación, ingeniería, manufactura electrónica, aeroespacial, militar, automotriz, industrial, médica y fabricación de productos electrónicos
para el hogar.
26
de par torcido para conectar los
dispositivos que se integran a la red.
En todas las topologías de
conexión, los cables de cada
dispositivo se conectan un
concentrador o switch que
administrar el tráfico de datos
en la red. Se requieren dos pares
de cables para cada estación, uno
para el tráfico de entrada y el otro
para la salida. En 10Base-T se
incluyen indicadores que permiten
diagnosticar fácilmente las fallas que
se presenten el alambrado.
más. En el caso del ambiente de pruebas se requiere un disparo de hardware
determinístico, sincronización estrecha y un mínimo control para el disparo
y control de tiempo.
Fundamentos de LXI
En 2004 un grupo de empresas encabezadas por Agilent Technologies
y vxi Technologies promovieron la formación del Consorcio lxi para
desarrollar una norma que reemplazara la tradicional interfaz gpib, que
desde hace 35 años domina el mercado de transferencia de datos para
instrumentos. Lan eXtensions for Instrumentation (lxi) heredará la misma
funcionalidad que ya tiene la plataforma vxi, aunque incluye mejoras muy
importantes para aprovechar plenamente el ambiente de ethernet. Hoy día,
la mayoría de las plantas industriales ya tienen redes operativas de ethernet,
C ó m p u t o C i e n t í f i c o y Té c n i c o > A g o s t o 2 0 0 6 <
w w w. c o c i e n te . c o m . m x
Los drivers ivi son para cualquier tipo de instrumentos: desde
básicos hasta Network y Spectrum Analyzers. El driver contiene
la información para controlar el instrumento, incluyendo los
comandos, códigos y rangos. Desde el programa de prueba se puede
llamar a las clases de drivers disponibles para que se comuniquen
con el instrumento. En términos generales, un driver es una capa
de software que permite que la aplicación controle al hardware, tal
como sucede con los drivers de impresora que residen en la pc, que
hacen posible la impresión de documentos. De la misma manera,
los drivers de instrumentos permiten que la aplicación controle a un
instrumento, por ejemplo, un dmm o generador de función.
La construcción de los dispositivos lxi se realiza bajo la norma
IEC60297, lo que garantiza la compatibilidad dimensional con
los instrumentos gpib existentes. El diseño también permite que,
sin necesidad de ventiladores, los módulos se mantengan a una
temperatura adecuada que no dañe los circuitos electrónicos. La
alimentación eléctrica se adhiere a las regulaciones de csa, en,
ul y iec, inclusive, es compatible con suministro de cd, así como
alimentación provista por ethernet (poe por sus siglas en inglés).
Los módulos lxi operan con ethernet ieee802.3 y tcp/ip en la
versión ipv4, que se ejecuta en cientos de millones de computadoras
alrededor del mundo. La especificación recomienda se utilice
ethernet Gigabit 100Base-T, aunque se puede utilizar 10Base-T.
Las redes se deben construir con cable categoría cat5. A 100 MB/s,
lxi será 12 veces más rápido que gpib. Todos los módulos lxi deben
tener un driver ivi para soportar la arquitectura de software de
Dispositivo
LXI
Dispositivo
LXI
Dispositivo
LXI
Dispositivo
LXI
>LXI nuevo est á nd a r<
tanto en el ambiente de oficinas como en los
equipos industriales. Más de 20 compañías
líderes en el campo de la medición y pruebas
están representadas en el Consorcio lxi.
Lxi se desarrolló teniendo en mente
las ventajas que ofrecen los instrumentos
modulares en términos de tamaño y facilidad
de integración, pero sin las restricciones
y costos que implica la arquitectura
convencional de tarjeta-gabinete. El estándar
se beneficiará de todas la mejoras futuras
que se presenten en las redes tradicionales de
ethernet. Por este motivo, los módulos lxi no
tienen carátula o display, ya que utilizan la pc
y las conexiones de ethernet para presentar los
ajustes y los resultados. La conectividad con
el dispositivo sujeto a prueba se localiza en la
parte frontal del módulo, mientras que en la
parte posterior se localiza la alimentación de
energía y el conector para ethernet (RJ-45).
La especificación lxi, de acuerdo a la
complejidad de la aplicación, tiene tres
niveles de compatibilidad: clase A, B y C,
que satisfacen todas las necesidades de
medición a la que se enfrentan los ingenieros:
sincronización, disparo y prueba, entre
las más importantes. Las características
particulares de cada clase están más allá de lo que se discute en este artículo. Sin embargo,
podemos mencionar que los requerimientos
críticos para aplicaciones de prueba
demandan que el software sea interoperable,
de fácil mantenimiento y reutilizable. Por este motivo, todos los productos compatibles
con lxi se acompañan de un conjunto de
drivers ivi.
Los Drivers Intercambiables para
Instrumentos Virtuales (ivi, por sus siglas
en inglés) es una nueva tecnología para las
pruebas de ingeniería. La Fundación ivi
especifica nuevos estándares para los drivers
de instrumentos: ivi Arquitectura Abierta,
entre estos: ivi-com, ivi-c; ivi-clases, ivimss. Compañías como Agilent Technologies
apoyan a la fundación, y la mayoría de sus
instrumentos programables ya vienen con
los drivers de la clase ivi-com que incluyen
la api-com. La otra variante es ivi-c que
incluye la api-c. En ambos casos, los drivers
se distribuyen en Windows en la forma de
Win32-dll. La mayoría de los ambientes de
desarrollo de aplicaciones, tales como Agilent
vee. LabVIEW, LabWIDOWS/CVI, Visual
C++ y otros, se benefician de estos drivers.
Los programas que se desarrollan bajo
este enfoque se pueden reutilizar en
diferentes instrumentos, y como resultado, se
construyen verdaderos sistemas de pruebas
que son independientes del hardware.
Dispositivo LXI
LXI/VXI
Con la tecnología LXI se pueden construir sistemas
híbridos que se conectan mediante puentes,
ruteadores, etc. Con las plataformas de instrumentos
y pruebas más utilizadas en el mercado. PXI es una
plataforma regulada por la PXI Alliance e impulsada
fuertemente por National Instruments.
27
> LXI nuevo estándar <
28
instrumentos virtuales (visa por sus siglas en inglés).
Desde 1990 la comunicación de pc’s con instrumentos
utiliza los puertos ieee488 y rs-232 mediante la api
de la arquitectura visa desarrollada por la Alianza de
Sistemas vxi plug&play. Después de adoptar visa, la
Alianza la mejoró para cubrir los instrumentos basados
en ethernet. De esta manera, se liberó la norma vix-11
para estandarizar el protocolo de comunicaciones
tcp/ip y las apis de alto nivel. En 2003, tanto Nacional
Instruments como Agilent Technologies mejoraron sus
propias versiones de visa para proveer la comunicación
con instrumentos sobre usb utilizando la misma api.
Ahora, los drivers de los insrumentos envian comandos
a los buses mediante visa y luego, visa se comunica
con los drivers de bajo nivel, tales como tarjetas de
interfase iee488, puertos seriales, pila tcp/ip y usb. Los
módulos lxi proveen soporte para página web bajo w3c
y http1.1. Así, mediante un navegador convencional
se puedan consultar los datos del módulo, tales como
número de modelo, revisión de firmware, fabricante,
dirección de ip e información básica de configuración.
El proceso de sincronización de los módulos lxi se
basa en tecnología que desarrolló Agilent Technologies
hace diez años, y ahora se estandarizó como ieee1588.
Bajo la norma, el protocolo designa a un dispositivo
como reloj maestro para sincronizar los relojes de los
demás dispositivos en la red. Este enfoque resultó un
paradigma, ya que en el pasado, los disparos (trigger)
se tenían que hacer mediante cables o sobre el plano
posterior del instrumento, lo que solamente era posible
cuando los dispositivos se encontraban contiguos.
a través de convertidores, abarca dispositivos gpib, vxi
y pxi. De acuerdo al Consorcio lxi, este es el inicio del
nuevo estándar para la siguiente generación de equipos
de prueba y medición. C
Los primeros productos LXI
El pasado mes de marzo 2006, el Consorcio lxi
anunció que Agilent Technologies y Elgar Electronics
Corp son las primeras compañías en ofrecer produc-tos
certificados bajo lxi. Agilent Technologies anunció siete
nuevos instrumentos clase “c” compatibles con la norma
lxi. La serie l4400 de conmutación (switching) y control
es de tamaño pequeño,
para que se coloque en
cualquier lugar donde la
aplicación lo necesite. Con
las capacidades remotas
de la unidad y la interfaz
web se reducen el tiempo
para configurar y establecer
rutinas de identificación
de fallas en aplicaciones de
prueba para la industria
electrónica, automotriz,
aeroespacial, comunicaciones, médica y computación.
Por su parte, Elgar ofrece dos fuentes de poder de cd
programables, la serie dcs y la dlm600. Esta familia de
productos incluye 41 modelos dentro de un rango de 600
a 3,000 watts.
Agilent Technologies y Elgar Electronics apuestan a lxi
porque es una arquitectura abierta que no solamente
puede acomodar dispositivos basados en lan, sino que
Modesto Vázquez Coronel es Licenciado en Administración egresado
de La Universidad Tecnológica de México (1982). Tiene estudios de
Maestría en Ciencias de Planeación y Sistemas de la Universidad
La Salle (1984). Además, cuenta con un diplomado en Electrónica
Industrial en el Instituto Politécnico Nacional (1969). Tiene una
experiencia de más de veinte años en las áreas de control de proceso
y automatización, así como en desarrollo de sistemas administrativos
basados PC. Actualmente es Editor adjunto de la revista Cociente;
además es Director Editorial de la revista InTech México
Automatización – La revista para el profesional en control y
automatización.
Referencias
John N. Semancik
Expanding Test System Functionality With LXI. VXI Technology.
Mike Dewey
The lXI Standard It’s Evolution and Application. Geotest-Marvin Test .
Paul Franklin
Exploring lxi’s Advanced Capabilites. Keithley Labs.
Bob Rennard
LXI, This is a Good Thing!. lXI Consortium.
Mike Dewey
LXI Instrument Classes. Geotest-Marvin Test.
David Owen
Introducing the Wired Trigger Bus. Pickering Interfaces.
Jon Semancik
LAN eXtensions for Instrumentation. VXI Technology.
Grant Drenkow
Lxi Unveiled as the Future of Test. Agilent Technologies.
Otros
IXI: It’s about time - PXI Test & Technology, spring 2006.
www.pickeringtest.com
PXI and VXI – Comparing the two modular test plataforms.
Sobre el autor
C ó m p u t o C i e n t í f i c o y Té c n i c o > A g o s t o 2 0 0 6 <
>LXI nuevo est á nd a r<
w w w. c o c i e n te . c o m . m x
página
29
Anuncio
C
29
Red de automóviles y sus componentes
Asiento del motor
Telemática
LIN
Puerta
de salida
Seguros de puertas
Ventanas Pwr
Controlador de motor
Ignición
Suspensión
Activa
Fuel Injection
Transmisión
Emisiónes
HVAC
Diagnóstico
Salpicadera
Conector
Frenos de
seguridad
ECU (Engine Control Unit)
Twisted diferential pair (2cables)
CAN
Diagnóstico
Re-programado
Red de automóviles CAN y LIN
30
C ó m p u t o C i e n t í f i c o y Té c n i c o > A g o s t o 2 0 0 6 <
>r ed es en a ut o m ó vi l es<
Introducción a la
Instalación de Redes en
Automóviles
L
Por Carlos Arias
a instalación de redes en vehículos
automotores se desarrolló para la
industria automotriz con miras a la reducción de costos y del peso de los arneses de cableado, además
de agregar capacidades adicionales a los módulos electrónicos al interior del vehículo. Una de sus
principales funciones, a parte de
la eficiencia en los costos, es la de
añadir habilidades de diagnóstico y de auto diagnóstico.
En los recientes modelos de automóviles, hemos
presenciado un alto incremento de módulos
electrónicos que reemplazan a los antiguos módulos
mecánicos y adicionan algunas capacidades extras,
tales como los Módulos de Control de la Suspensión,
Módulos de Navegación, etc., que hacen que el tratar
de incluir todos estos módulos en un vehículo sin
un ambiente de red, sea una absoluta pérdida de
tiempo y dinero, además de que incrementarían
considerablemente el peso de los automóviles, por lo
que se hace necesaria su instalación en forma de red.
Uno de los protocolos más comunes en la industria
automotriz es can (Controller Area Network), aunque
debido a su versatilidad, no se limita únicamente a
ella, sino que de hecho se usa con gran éxito en otros
mercados tales como la automatización de fábricas,
hospitales, la marina, el ejército, y cualquier otro lugar
en donde sea necesaria la implementación de una red
simple y robusta.
¿Qué es can, exactamente?
Por sí misma, can no es necesariamente un sistema
de red completo. Consiste tan sólo de una capa
física (consistente en dos alambres), el esquema de
prioridades (en el que el mensaje de más alta prioridad
es el primero en pasar) y alguna detección de errores
y de manejo de los circuitos. can, como la mayoría de
las redes modernas, es serial. Esto quiere decir que la
información viaja a través de la red a razón de un BIT
w w w. c o c i e n te . c o m . m x
31
> redes en automóviles <
cada vez. Una red can requiere de una o
dos líneas, según el diseño, mientras que las
redes en paralelo necesitan de más de ocho
alambres además de varias líneas de enlace
para facilitar la transferencia de datos.
La mayoría de los sistemas que usan can
utilizan un nivel de protocolo más elevado,
como el esquema de inicio o propietario can
J1939, para crear y procesar los mensajes a
través de la red can básica.
La red para automóviles y sus
Componentes.
Se pueden tener diversos circuitos (buses)
interconectados, por ejemplo can y lin (Local Interconected Network) a través de
una puerta de acceso en alguno de los
Módulos de Control Electrónico (ecm, por
sus siglas en inglés), dependiendo de cuál
sea su modelo, pero lo más frecuente es que
esta puerta se encuentre en el ucm (Unidad
de Control del Motor o ecu, por sus siglas en
inglés), el cual contiene la información vital
de la maquinaria.
Unidad de Control del Motor (ecu)
El módulo de control del motor es
normalmente el más importante del vehículo
por ser vital para todo el sistema. La ucm
es un tipo de mce (Módulo de Control
Electrónico, o ecm, por sus siglas en inglés),
cada uno de los cuales puede intercambiar
información con otros módulos para llevar
a cabo ciertas tareas. Por ejemplo, el módulo
de la transmisión puede darle al velocímetro
información sobre la velocidad actual, al
mismo tiempo que, opcionalmente, a la
radio, para subir o bajar el volumen, lo cual
es transmitido a través de los circuitos de can
como tránsito general en la red.
Circuitos de Comunicación Los mensajes
de can se transmiten a todos los MCEs.
32
Generalmente, no hay manera de saber de
dónde proviene un mensaje en particular
o cuál mce es su destino. Esto hace fácil
añadir otro o varios MCEs para modificar
las características del vehículo. El nuevo mce
simplemente se conecta a los dos cables del
circuito can y todos los demás módulos verán
a sus mensajes.
Modos del módulo de control electrónico.
Un módulo puede operar en dos
modos generales:
1) Modo Estándar tanto el módulo como
el vehículo operan normalmente y el
tránsito en la red consiste de los datos
ordinarios necesarios para su operación.
La traducción de esta información es
generalmente, aunque no siempre,
propiedad del fabricante.
2) Modo de Diagnóstico el módulo se
programa en el modo de diagnóstico
mediante una herramienta de explora ción que le hace requerimientos al
mce. El mce informa a la herramienta
diagnosticadora de a los problemas que
afectan al vehículo junto con otros datos
considerados importantes.
Existen varias redes de bajo costo en el
mercado, incluyendo lin, ISO9141, KWP2000,
J1850 y BEAN (por las siglas en inglés de Red
de Área de Cuerpo Electrónico) usadas en
vehículos Toyota junto con las redes can. Las redes BEAN corren a 10 Kbits/seg y son de un sólo alambre, con circuitos que van de 0 a 10 volts.
Las herramientas de diagnóstico pueden
leer tanto los mensajes diagnosticadores
como los mensajes periódicos, los cuales
pueden ser vistos mediante un osciloscopio,
pero para poder pedir y subsecuentemente,
ver los mensajes de diagnóstico, se necesita
un analizador can, una herramienta
diagnosticadora o un mce.
Tránsitos Estándar CAN Públicos y del
Propietario.
Tránsito estándar Consiste en los mensajes
transmitidos. Los datos crudos son fáciles de
ver en un osciloscopio o mejor aún, en un
analizador can, pero saber exactamente lo
que significa cada uno de ellos puede llegar a
ser todo un reto. Aquí tenemos un ejemplo de
cómo se representa un mensaje can estándar:
2C1 08 05 83 28 06 EC 00 75
C ó m p u t o C i e n t í f i c o y Té c n i c o > A g o s t o 2 0 0 6 <
Protocolos Públicos de Diagnóstico obdii
Los diagnósticos pueden llevarse a cabo
mediante un sistema estándar certificado
oficialmente, como el obdii (por las siglas
en inglés de Diagnóstico a Bordo, versión
dos) tal y como se especifica por la Junta de
Recursos Atmosféricos de California (carb)
y la Agencia de Protección Ambiental de
Estados Unidos, para vehículos automotores
y camiones ligeros de los modelos 1996 en
adelante, y también la Comunidad Europea
ha implementado el obdii como parte de su
Directiva Euro Etapa III de 2000. Todas estas
regulaciones generalmente tienen que ver con
las emisiones de los vehículos automotores
y consideran todos los métodos de acceso y
desciframiento de la información necesaria
para medir las emisiones contaminantes
del aire, como del conocimiento público.
La legislación del obdii requiere que los
códigos que señalen algún desperfecto
sean reportados mediante una herramienta
de diagnóstico general. Normalmente, el
conector obdii puede ser encontrado en
la columna de la dirección en todos los
vehículos de 1996 y posteriores. Mediante
este conector, que se especifica como SAE
J1962 y es equivalente al ISO15031-3, también
son accesibles los mensajes más comunes de
las redes en vehículos y es posible encontrar
en él diversos protocolos, incluyendo can,
ISO9141, KWP2000 y J1850, dependiendo
del modelo, aunque la mayor parte de la
industria automotriz está prefiriendo adoptar
el circuito can. Los obdii encienden una
luz de advertencia llamada mil (por las
siglas en inglés de Luz Indicadora de Mal
funcionamiento) que muestra mensajes tales
como “urge llevar el motor a servicio” al
operador, mientras que los errores pendientes
no encienden ningún indicador mil, aunque
sí son detectados por una herramienta de
diagnóstico, de tal manera que si un error
pendiente persiste durante determinado
lapso tiempo, es convertido en un Código de
Diagnóstico de Problemas (dtc, en inglés)
encendiendo un indicador mil que señalará la
necesidad de algún servicio.
w w w. c o c i e n te . c o m . m x
Los Protocolos de Diagnóstico
del Propietario.
Los diagnósticos no previstos por la ley generalmente son
propiedad del fabricante del vehículo o del subcontratista de
alguno de sus sistemas. Cada fabricante o proveedor tiene sus
propios sistemas de diagnóstico y esta información es normalmente
confidencial. Mediante un osciloscopio, alguna herramienta de
diagnóstico o un analizador can –como el Dearborn Group’s
Gryphon-, es posible ver los mensajes can en crudo, pero el
significado de la información puede ser difícil de descifrar sin una
lista traductora del fabricante.
Las herramientas de diagnóstico OEM normalmente utilizan tanto
códigos públicos obdii como los del propietario, mientras que las
herramientas de diagnóstico independientes utilizan sólo códigos
públicos obdii. Todas las herramientas de diagnóstico reciben estos
códigos de error y los muestran: el usuario debe entonces recurrir
a un libro de claves para interpretarlos, o puede ser que la misma
herramienta ofrezca su traducción, dependiendo de cual modelo se
trate. Los significados de estos códigos son del conocimiento público.
Las Herramientas can de Análisis.- Los circuitos analíticos can
comunes pueden tanto leer el tránsito en can, como los mensajes
de error, introducir en la red mensajes especificados por el usuario,
y ofrecer información estadística, como podría ser por ejemplo, la
carga del circuito.
Analizador Gryphon para can Esta es una herramienta
sumamente versátil que puede, tanto conectarse directamente al
conector obdii del vehículo y capturar los códigos obdii, como
leer los mensajes del propietario. Para más información sobre las
posibilidades de los analizadores can visite la página
en: www.dgtech.com/product/gryphon/flier/gryphon.pdf
Un analizador can de buena calidad ofrecerá los mensajes can
junto con el identificador y todos los datos pertinentes, y muchos de los analizadores mostrarán un acrónimo para un mensaje can en particular.
>r ed es en a ut o m ó vi l es<
La mayoría de los vehículos contienen
una combinación de mensajes públicos y del
propietario. Por ley, se requiere de un sistema
de diagnóstico público obdii en los Estados
Unidos, Canadá y Europa.
Referencias y Autor
Copyright © 2004 Dearborn Group, Inc.
por: Carlos Arias con extractos de: “Robert Boys
Publication” de septiembre de 2004, Versión 3.1
www.dgtech.com Dearborn Group, Inc.
Test_Ing . [email protected]
[email protected]
33
> entrevista <
PXI -TAC
por primera vez
en México
El pasado junio se llevó a cabo en Cd. Juárez, Chihuahua, México,
la primera Conferencia de Tecnología y Aplicaciones PXI (PXI-TAC,
por sus siglas en inglés). El evento fue patrocinado por National
Instruments (NI) y alrededor de 20 compañías más, entre estas,
Advantest Technology Solutions, Aeroflex, Acquiris, Geotest-Marvin,
Test Systems, Huntron y Tektronix. En esta conferencia se revisaron
las principales técnicas de mediciones para pruebas en diferentes
industrias. Se utilizó como base la plataforma de Extensiones de
PCI para Instrumentación (PXI, por sus siglas en inglés). PCI es la
interfaz tradicional que utilizan la mayoría de las computadoras para
interconectar los periféricos, esto es, impresoras, scanner, etcétera. “El Bus de Instrumentación de Propósito General (GPIB, por sus siglas
en inglés) fue derivado del bus HP-IB que Hewlett-Packard desarrolló
en los 70s, y luego se estandarizó como la norma IEEE-488.1. (Mediante
este bus, instrumentos como osciloscopios, generadores de función, multímetros,
entre otros dispositivos, se pudieron comunicar con las computadoras personales
(PC) .
En 1997, con PXI se avanzó un paso más, porque se resolvieron
muchas de las necesidades de prueba más demandantes en la
industria, que antes no tenían una solución sencilla.
La conferencia fue conducida por un grupo de expertos en
el campo de las mediciones de prueba. Además se arregló un área
de exhibición de equipos, en donde los participantes tuvieron la
oportunidad de examinar físicamente algunos de los sistemas de
prueba que pueden utilizarse en las diferentes industrias asentadas en nuestro país.
El principal anfitrión en este evento fue el Ing. Juan Carlos
Juan Carlos Castillo
Gerente de Ventas para
Castillo, Gerente de Ventas para México y Centroamérica de NI.
México y Centroamérica
Los editores de Cociente aprovecharon su presencia para hacerle
de National Instruments
algunas preguntas.
34
C ó m p u t o C i e n t í f i c o y Té c n i c o > A g o s t o 2 0 0 6 <
JCC: PXI es un estándar abierto que surgió en 1997. En esa época había dos opciones: PC
y VXI. Este último es un instrumento creado
para pruebas con muy buena tecnología,
bus propietario, no tan flexible como la
industria lo demandaba y de alto precio.
Fue entonces que un grupo de compañías
decidió agruparse para desarrollar una nueva
alternativa que heredara lo mejor de la PC y lo mejor del VXI, y el resultado es PXI, un
híbrido, que es básicamente una computadora
con un formato industrial que utiliza el bus
PCI, y recientemente el PCI-Express con
procesador Intel. Los módulos de la unidad
PXI se desmontan por delante y comparten
algunas de las especificaciones del estándar
VXI. Es una ventaja no tener que voltear
la unidad para remover un módulo, como
sucedería en una unidad PC convencional.
Tiene otros detalles, como es el bus con
señales de sincronización y otros atributos
especialmente diseñados para la industria.
PXI es una opción relativamente económica,
muy flexible y modular que se adapta a las
necesidades que ahora tienen los equipos de prueba.
Nosotros apoyamos la plataforma PXI como
miembros del Grupo de Interés PCI (PCISIG, por sus siglas en inglés) y PXI Systems
Alliance. Nos da mucho gusto cuando
nuestro cliente se da cuenta de que con PXI
el costo de su sistema de prueba se reduce
en un 50%. Pero no solamente es el costo,
sino la velocidad que alcanza, lo que permite
que en lugar de necesitar dos probadores
solamente necesite uno, y en lugar de reservar
un espacio grande para hospedar el equipo,
solo necesite un pequeño lugar para ubicar los
módulos PXI. Ahora, con el nuevo bus PCI
Express, PXI evoluciona a PXI Express para
ofrecer velocidades hasta cuarenta veces más
rápido de lo que ahora tenemos. Esta última
tecnología todavía es nueva, pero será muy
atractiva para aplicaciones de pruebas en
video de alta velocidad. Por ejemplo, en las
pruebas de impacto de un automóvil se podrá
ver como la bolsa de aire se abre. Antes era
muy difícil enviar esta información en tiempo
real a la computadora, pero ahora, con PXI
Express será muy sencillo.
Cociente: ¿Qué nos puede decir sobre el PXI-TAC?
w w w. c o c i e n te . c o m . m x
> ent r evi st a<
Cociente: Nos parece que NI está muy
comprometido con la plataforma PXI ¿Qué
nos puede comentar sobre esta plataforma?
JCC: Es la primera vez que realizamos este
evento en México, aunque en China se a hecho
los últimos dos años. El objetivo del evento
es mostrar a la industria local lo que es la
plataforma PXI, como una tecnología y un
estándar. En este evento no solamente participa
NI, sino otros fabricantes de productos PXI.
De esta manera, los participantes en el PXITAC pueden ver la variedad de productos
disponibles y aprender como se utilizan.
Además, tratamos de interesar a otros
fabricantes para que vengan con nosotros a
mostrar sus productos para que compartan
con sus clientes lo que están haciendo con esta
tecnología. Se lleva a cabo en Cd. Juarez, y
luego en Tijuana, por la gran concentración
de empresas maquiladoras de la industria
electrónica que hay en la zona. Por lo demás,
tenemos una oficina de ventas, soporte técnico
y entrenamiento en esta ciudad.
Cociente: ¿Qué nos puede decir de la
maquila en México?
JCC: Fundamentalmente tenemos maquila
norteamericana, francesa, alemana y japonesa.
Podemos ubicar tres polos principales: TijuanaMexicali, Juárez-Chihuahua y MatamorosReynosa. Las ciudades de Tijuana y Chihuahua
son los que tienen la mayor densidad de
maquila. Luego, hay en Torreón, Monterrey,
Guadalajara, San Luís Potosí, Celaya. Más al
sur hay muy poca maquila.
La mayoría de estas empresas traen consigo
su equipo de pruebas para la manufactura, y
la labor del ingeniero mexicano se reduce a
darle el mantenimiento, pero sin modificar
el diseño del equipo. Entonces, el valor
agregado que provee el ingeniero es muy bajo.
Nosotros, con nuestras herramientas, que
son fáciles de utilizar y muy poderosas, y un
soporte de ingeniería amplio, propiciamos
que el ingeniero mexicano se de cuenta de que
el puede realizar mejoras en los sistemas de
pruebas de la planta. Gracias a este enfoque,
tenemos muchos casos de éxito, pero que no
podemos comentar porque no contamos con
permiso de los clientes para divulgarlos. Sin
embargo, muchas aplicaciones desarrolladas
en México con nuestras herramientas, ahora se
utilizan en Estados Unidos, Japón y China.
Foto 1. PXI-TAC en
Cd. Juárez
Foto 2. Muestra de equipo y
aplicaciones PXI
Cociente ¿Cuáles son los elementos típicos de
un sistema de pruebas y cual es la fortaleza de
NI en esta función?
JCC: Las pruebas están implícitas en todas
las etapas de la vida de un producto: el
35
> entrevista <
diseño, la validación y la manufactura.
Cada una tiene características muy
específicas, pero por ahora, nos vamos
a enfocar en la manufactura. Cuando el
producto ya está diseñado y validado, tiene
muchas oportunidades para funcionar
apropiadamente. Por lo general, la fabricación
de un producto comienza con una tablilla
en la que se deben colocar firmemente los
componentes; luego, se ensambla a nivel
de tablilla de circuito impreso y se agrega
el display, aunque todavía no se incluye
el gabinete. Desde aquí comienzan las
pruebas, porque la labor del ingeniero de
pruebas es detectar los errores en la línea
de producción lo más pronto posible.
National Instruments tiene toda una serie de
herramientas para realizar diversas pruebas,
desde procesamiento de imágenes para revisar
que los componentes se hayan colocado
correctamente, hasta una prueba funcional
para asegurar que la calidad de audio y
televisión sea buena.
Cociente: ¿Cuál es el valor agregado que NI
ofrece a la industria?
JCC: La mayoría de las maquiladoras que
emigran a México no traen productos de
última generación. Por eso, es común que
se reciban equipos de prueba que todavía
utilizan Microsoft Windows 3.1, bastante
obsoleto. Entonces, el ingeniero mexicano
tiene la oportunidad de mejorar este equipo
mediante la introducción de procesadores
Pentium, software como LabVIEW de
National Instruments e instrumentos basados
en el bus PCI Express. Con estas mejoras,
en lugar de probar tres instrumentos en una
hora, se pueden procesar hasta cuarenta
o cincuenta; lo que antes necesitaba 7
probadores, ahora necesita dos, lo que antes
necesitaba un espacio amplio en la planta,
ahora se reduce. ¿Cuál es la ventaja? Que
ahora se pueden probar más productos y se
puede decir a la casa matriz que no solamente
se puede probar el equipo “X” sino también el
equipo “y”. Todo esto es un estímulo para que
la casa matriz decida traer mayor producción
a la planta mexicana. A fin de cuentas, el
valor es eso: primero, darle más herramientas
al ingeniero mexicano y luego, hacer más
productiva a la empresa.
Cociente: Cuál es el principal beneficio de
una herramienta flexible de prueba.
El reto actual de las empresas fabricantes es
que no construyen solamente un modelo de
producto sino varios. Pensemos en celulares.
Son muchos modelos casi iguales, pero
con ciertas modificaciones menores. En el
pasado, se requería un probador para cada
modelo. Sin embargo, todos los celulares
tienen un display, una batería, teclado, y
la funcionalidad es similar; entonces, ¿Por
qué no se hacen todas las pruebas de teclado
de celulares en una sola estación? ¿Qué es
común entre diferentes modelos para poder
optimizar las pruebas? –Ahora, imagínese
que usted está programando esto– tiene que
hacer un programa que pruebe el teclado
del modelo 400 y otro para el 500 y así
sucesivamente. El código es casi igual pero
varía en dos o tres variables o parámetros. En estos casos, podemos utilizar TestStand de
NI. Esta es una herramienta para automatizar
los sistemas de prueba y validación.
Foto 3
Equipo PXI
36
C ó m p u t o C i e n t í f i c o y Té c n i c o > A g o s t o 2 0 0 6 <
> ent r evi st a<
Es además, un sistema modular que se
adapta a las nece-sidades del cliente mediante
la reutilización de código. Entonces, se carga
en TestStand una tabla de parámetros de
límites para el modelo de celular especificado.
El ingeniero de prueba solamente tiene que
crear una sola vez el código de teclado, display
y pila para cada modelo. Luego, TestStand se
encarga de jalar en tiempo real los módulos
que se necesitan para cada prueba. ¿Qué pasa
si esa cámara no necesita que se le pruebe
el display?, porque no lo tiene; TestStand
lo sabe, y se salta la prueba, lo que implica
que no pierde tiempo en probar algo que no
se necesita. Otra ventaja es que se pueden realizar pruebas en paralelo para optimizar el uso del equipo. C
Foto 4. Ponencia Aeroflex
con Mark Gessner
Juan Carlos Castillo
Quien es
Foto 5
Juan Carlos Castillo
Juan Carlos Castillo es Ingeniero en Sistemas Electrónicos
egresado del Instituto Tecnológico de Estudios Superiores
de Monterrey. Se inició como ingeniero de soporte técnico
en National Instruments en la Ciudad de México, y luego
fue ubicado en Cd. Juarez, para cubrir las plazas de
Chihuahua; Sinaloa; Sonora; El Paso, Texas y Las Cruces,
Nuevo México. Recientemente fue nombrado Gerente de
Ventas para México y Centroamérica.
Adicional
Sitios
1 Alianza PXI
http://www.pxisa.org/
2 National Instruments
http://www.ni.com/
w w w. c o c i e n te . c o m . m x
Foto 5. Andrea Domínguez editora de
Cociente (primera de la izq.) acompañada
por: (izq. a der.) Juan Carlos Castillo,
Gustavo Valdés y Julie Papandrea ejecutivos
de NI.
37
> academia <
La conjetura
de Poincaré Z
Y
VPor Carlos Prieto de CastroU
Una de las conjeturas que intrigaron
a los matemáticos durante todo el siglo
veinte es la conjetura de Poincaré. Es
una muestra más del tipo de cosas que
se investigan en matemáticas puras,
disciplina tan activa como las más
activas de las ciencias actuales.
Grandes problemas de las matemáticas
Los últimos veinticinco años se han visto
coronados por una serie de éxitos de las
matemáticas. Muchos problemas clásicos,
algunos de ellos tras siglos de haber sido
planteados, han encontrado finalmente su
solución. El problema de los cuatro colores,
el último teorema de Fermat, la conjetura
de Kepler y ahora la conjetura de Poincaré
son quizá los más sonados de esos problemas
clásicos. Deseamos hablar aquí del último de
estos problemas resueltos. Apenas en junio de
este año apareció la prueba de la conjetura de
Poincaré, en un artículo de 334 páginas2, muy
probablemente con la prueba matemática más
larga de la historia.
Variedades
Trataremos de explicar de qué trata esta
conjetura. Comencemos diciendo que trata
sobre ciertos objetos topológicos llamados
variedades. Éstos se caracterizan porque en el
entorno de los puntos que los constituyen se
ven como espacios euclidianos. Por ejemplo,
podemos considerar la esfera, que como
aprendimos en la escuela, consta de todos los
puntos en el espacio que equidistan de un
punto fijo llamado centro. La superficie de
una esfera –como lo es la de la tierra– es una
de estas variedades, pues sin ser globalmente
38
un plano euclidiano, en la vecindad de cada
uno de sus puntos sí se ve como un plano, no
es gratuito que los antiguos pensaran que la
tierra era plana, toda vez que la porción que
de ella veían era sólo un pequeño entorno.
Se dice que una variedad es cerrada si no
es infinita. Así, la esfera y el toro (o sea,
la superficie de una dona) son ejemplos
Figura 1 Toro.
de variedades cerradas, mientras que el
propio plano euclidiano no lo es, pues es
infinito. Son éstos, ejemplos de variedades
de dimensión dos, o más brevemente,
2-variedades o superficies. Desde el punto
de vista matemático, o más precisamente,
topológico, han sido éstas bien entendidas
desde la segunda mitad del siglo diecinueve.
La conjetura de Poincaré versa sobre
variedades cerradas de dimensión tres, o
3-variedades, es decir, objetos finitos que en
el entorno de cada uno de sus puntos se ven
como el espacio euclidiano tridimensional, es
decir, como el espacio en el que vivimos, del
cual, por cierto, sólo vemos –aun en términos
astronómicos– sólo un entorno nuestro. De
estos objetos tridimensionales, al igual que
de los bidimensionales, pueden encontrarse
muchos ejemplos en el universo matemático.
C ó m p u t o C i e n t í f i c o y Té c n i c o > A g o s t o 2 0 0 6 <
La 3-esfera
Bien, para tener todos los
elementos para formular la
conjetura de Poincaré, tenemos
ahora que imaginar lo que es la
que se llama esfera tridimensional.
Hay varias formas de describirla.
Una de ellas es imaginándola
como parte del espacio euclidiano
4-dimensional,4 precisamente
como todos aquellos puntos de él
que equidistan de un cierto punto
llamado centro. Otra manera
como podemos imaginar la 3-esfera
es como el espacio euclidiano
tridimensional en el que vivimos
(con su largo, su ancho y su alto)
w w w. c o c i e n te . c o m . m x
> a c a d em i a<
Superficies
Antes de pasar a formular lo que
Henri Poincaré planteó allá en el
año de 1904, durante el congreso
internacional de matemáticos
realizado en Heidelberg,3 volvamos
al caso bidimensional con el fin de
entender mejor lo que, en el caso
tridimensional, conjeturó Henri.
Las 2-variedades cerradas, como
lo mostró a mediados del siglo
diecinueve el matemático alemán
August Ferdinand Möbius, se
pueden enlistar como sigue: Está,
en primer lugar, la esfera, luego le
sigue el toro, después tenemos al
que podríamos llamar toro doble, o
en términos más técnicos, superficie
orientable de género 2, que resulta
de pegar dos toros (como se aprecia
en la figura 2); luego viene la de
género 3, de género 4 etcétera.
Hay otras superficies cerradas,
llamadas no orientables, entre las
que están el plano proyectivo y la
botella de Klein, asimismo una de
ellas por cada número natural 1, 2,
3, etc. Todas ellas, salvo la esfera,
tienen una característica común, y
ésta es que podemos imaginar en
ellas un lazo, es decir, una curva
cerrada, que no es posible jalar
hasta contraerla totalmente. Éste,
sin embargo, no es el caso en la
superficie esférica, en la que no
encontramos obstáculos, es decir,
huecos que impidan contraer
cualquier lazo que podamos dibujar
sobre ella. Por esta propiedad, se dice de la esfera que es
simplemente conexa.
Figura 2 Dos toros.
Figura 3 Lazo
al que se le agrega un punto imaginario en el infinito, de tal modo que
cualquier línea recta que tomemos y que recorramos en cualquiera de sus
dos direcciones, nos conduzca indefectiblemente a ese punto en el infinito.
Resulta que en el entorno del punto al infinito, donde se unen los “extremos”
de cada recta, la esfera también se ve como un espacio tridimensional. Es
ésta, pues, una 3-variedad cerrada, pues al agregarle el punto al infinito,
traemos el infinito hacia nosotros y la hacemos finita. No es difícil,
tampoco, ver que es simplemente conexa, pues cualquier lazo en ella puede
evidentemente contraerse a un punto, pues no hay huecos que lo impidan.
Enunciado de la conjetura de Poincaré
Dicho lo anterior, la conjetura de Poincaré resulta muy fácil de enunciar
ahora. Afirma ésta que la única variedad cerrada de dimensión 3 que es
simplemente conexa, es precisamente la 3-esfera. Es decir, cualquier otra
3-variedad cerrada tiene lazos que no es posible contraer a un punto.
La prueba de la conjetura
Como ya dijimos, y por lo que tardó en obtenerse, la prueba de la conjetura
es muy complicada. Se obtiene como un caso especial de otra conjetura
muy famosa entre los matemáticos, llamada la conjetura de geometrización,
formulada por W. Thurston a finales de los setentas. Dicho de una manera
muy superficial, esta conjetura de Thurston afirma que en las variedades
tridimensionales se puede hacer geometría. Más precisamente, esto significa
que las 3-variedades cerradas pueden descomponerse en porciones, en cada
una de las cuales puede definirse una forma de medir distancias, por lo que
es posible verlas como objetos geométricos. Esto ocurre, en particular, en
la 3-variedad cerrada simplemente conexa de la que habla la hipótesis de la
conjetura de Poincaré.
39
> academia <
Técnicas sumamente complicadas de
geometría diferencial, que incluyen al que
se conoce como flujo de Ricci, desarrolladas
básicamente por el matemático ruso Grigory
(Grisha) Perelman5, que echan mano a
su vez de técnicas de Richard Hamilton,
aparentemente permitieron armar la prueba a
dos matemáticos chinos Xi-Ping Cao6 y
Huai-Dong Zhu.7
Haciendo una simplificación al extremo,
probaron que si la 3-variedad es cerrada y
simplemente conexa, entonces admite una
geometría que le da curvatura constante.
Cabe aquí mencionar que la curvatura de
una variedad geométrica en un cierto punto
es el inverso del radio de la esfera que más la
aproxima en ese punto. Así, si la curvatura de
la 3-variedad es constante, la misma esfera la
aproxima en todos sus puntos y por ende debe
coincidir con ella, es decir, la 3-variedad debe
ser la 3-esfera.
La última semana de agosto de 2006,
en Madrid, tendrá lugar el Congreso
Internacional de Matemáticos. Ciertamente
un tema central de éste, el más importante
congreso de la comunidad matemática que se
realiza cada cuatro años, será la discusión de
la prueba de la conjetura de Poincaré.
¿Qué se gana con la prueba de
la conjetura?
Aparte de la satisfacción que significa haber
logrado romper una nuez tan dura, la prueba
implica el conocimiento de nuevas técnicas
que vinculan la topología con la geometría
diferencial. La física moderna, digamos a
partir de Einstein y Poincaré,8 echa mano de
profundos resultados en ambas áreas de las
matemáticas, por lo que estas nuevas técnicas
pueden representar mejores herramientas para
el conocimiento del universo.
El máximo galardón, hoy por hoy, al que
puede aspirar un matemático es la medalla
Fields, que cada cuatro años se entrega en
el ICM a uno o varios matemáticos que,
habiendo alcanzado grandes logros en las
matemáticas, no hayan cumplido los 40 años.
La comunidad matemática está expectante de
quiénes serán los premiados de 2006. Por otro
lado, hace unos diez años, el Instituto Clay de
Matemáticas9 puso un premio de un millón
de dólares para quien resolviera cada uno de
7 famosos problemas matemáticos, llamados
problemas del milenio, uno de ellos, la
conjetura de Poincaré. Ahora la discusión en
el seno de ese instituto será quién o quiénes de
los cuatro (¿o más?) personajes de esta historia
recibirán los codiciados reconocimientos.
Bibliografía
Pérez, J. A., “A un siglo de la conjetura de Poincaré”, CIENCIA, Revista de la Academia Mexicana de Ciencias, vol. 57 núm. 2, pp 62-73, abril-junio 2006
Prieto, C. Aventuras de un Duende en el Mundo de las Matemáticas, Col. La Ciencia para Todos 206, FCE México 2005
Referencias
2 Cao & Zhu, Asian J. Math. 10 (2006) 165-398
3 En esta bella ciudad de Alemania obtuvo el autor su doctorado en 1979.
4 El espacio-tiempo, es decir, las tres coordenadas espaciales y el tiempo constituyen un espacio 4-
dimensional, que es precisamente nuestro universo, en el que interactúan el espacio y el tiempo.
5 Del Instituto Steklov en San Petersburgo, Rusia
6 De la Universidad Lehigh, de Pennsylvania, EUA
7 De la Universidad de Zhongshan, en la provincia de Cantón, al sur de China
8 Poincaré sentó las bases para que Einstein pudiera formular su teoría de la relatividad. Ésta es una
aplicación de la geometría diferencial a la física del universo.
9 En Cambridge, Massachussets, EUA
Sobre el autor
Henri Poincaré, Foto
de “The frontispiece
of the 1913 edition of
“Last Thoughts” www.
en.wikipedia.org”
40
1 Matemático, Investigador titular del Instituto de Matemáticas de la UNAM,
e-mail: [email protected]
C ó m p u t o C i e n t í f i c o y Té c n i c o > A g o s t o 2 0 0 6 <
> a c a d em i a<
w w w. c o c i e n te . c o m . m x
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D
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> nuevos productos <
MATLAB
Nuevo SimBiology 2.0
Simbiology, extiende MATLAB con herramientas para
modelar, simular y analizar secuencias bioquímicas.
Usted puede crear su propio modelo de diagrama de
bloque utilizando bloques predefinidos. Puede entrar
manualmente en especies, parámetros, reacciones,
reglas, leyes cinéticas y unidades o leer modelos
en (SBML): Permite simular un modelo utilizando
solucionadores estocásticos o deterministicos
y analiza su secuencia con herramientas como
estimación de parámetros y análisis de simulación.
Para mayor información visite:
http://www.mathworks.com/products/simbiology/
NVivo 7
Es lo último en software de investigación.
NVivo 7 lleva el análisis y la penetración a
un nuevo nivel con aplicaciones inteligentes
y poderosas que pueden ayudarle a manejar,
formar y analizar virtualmente cualquier
información, en cualquier lenguaje. NVivo 7
cambiará su forma de trabajar.
Para mayor información visite:
http://www.qsrinternational.com/products/
productoverview/NVivo_7.htm
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C ó m p u t o C i e n t í f i c o y Té c n i c o > A g o s t o 2 0 0 6 <
>nuevo s p r o d uc t o s<
Nuevo DynaFlexPro/Tire Module
DynaFlexPro/Tire es un paquete opcional de DynaFlexPro
que permite a los usuarios incorporar los últimos modelos de
neumáticos dentro de las simulación de sistemas de un vehículo.
DynaFlexPro es un paquete de Maple para modelar y simular
la dinámica de sistemas mecánicos de múltiples cuerpos. Una
interfase gráfica de usuario, DynaFlexPro/Model Builder, facilita la
creación de los modelos del vehículo completo utilizando diagramas
de bloque y menús desplegables.
www.maplesoft.com/products/thirdparty/dynaflexpro/tire/
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nota
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a
Nueva plataforma para GAUSS 7.0
Aptech Systems acaba de lanzar una versión
de GAUSS 7.0 para Mac’s basadas en Intel (32
bits). Esto es algo que muchos usuarios de
Mac estaban pidiendo, ¡queremos informarle
que ya está disponible!
LINGO 10.0
Programación No lineal
LINDO API 4.1
Programación lineal
Para mayor información viste:
http://www.aptech.com
Math & Stats Software
What’s Best! 8.0
Para decisiones óptimas
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¡Ya está disponible
Maple 10.05! Para usuarios
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c
Data Mining Software & Predictive
Modeling Solutions
La suite de Statistica “Data Mining Software &
Predictive Modeling Solutions” Ofrece la más
comprensiva selección de técnicas en una sola
herramienta de software. Cada uno de los productos
ofrece facilidad de uso, e interfaz de usuario basada
en íconos. Muestra una selección de soluciones listas
para una amplia variedad de aplicaciones de negocio.
con SeMaS vigente
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e
43
> nuevos productos <
Agilent Technologies a través de su División de Instrumentos Básicos (BID) comienza a penetrar el mercado mexicano con un solo
objetivo en mente: cubrir las
necesidades de los clientes que
demandan productos de calidad con un set de funciones de mediciones
básicas a un precio económico.
CSA – Compact Spectrum Analyzer
(Modelo: N1996A)
DMM – Digital Multimeter, 5 ½ Digits
(Modelo: 34405A)
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44
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a
Panasonic
Lanza su nueva computadora personal
Toughbook CF-W4, un equipo semi-rudo de
1.290 kilos de peso, pantalla LCD de 12.1”,
procesador Intel® Pentium M® y la
plataforma de tecnología móvil
Intel® Centrino en su
generación Sonoma. La
nueva Toughbook es ahora
más robusta ya que se ha
incrementado la resistencia
de su gabinete de magnesio
hasta una presión de 100
kilos en particular en el
área de la pantalla LCD.
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www.humusoft.com/datacq/index.htm
b
Lahey/Fujitsu Linux64 Fortran v8.0
Fortran 95/90/77/IV
Rapidez. Confiabilidad. Estupendo soporte
técnico. Lahey/Fujitsu Fortran 95. El estándar
para programación Fortran.
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44
44
nota
Humusoft
Nueva AD 622
AD 622 es una tarjeta de adquisición de datos
con funciones estándares requeridas en control
de procesos o aplicaciones de medición. AD 622
ofrece conversión A/D, conversión D/A, entradas
digitales y salidas digitales. La tarjeta contiene
8 canales analógicos de entrada de 14 bits con
muestra simultánea, circuito de tensión y tiempo
de conversión pequeño, 8 canales de salida
analógicos de 14 bits, 8 entradas digitales y
8 salidas digitales. AD 622 tiene arquitectura
de 32 bits para un máximo desempeño.
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C ó m p u t o C i e n t í f i c o y Té c n i c o > A g o s t o 2 0 0 6 <
Expo Syscom 2006 del 16-18 de agosto 2006 14:00-20:00
hrs. WTC Ciudad de México.
2006 3rd International Conference on Electrical and
Electronics Engineering and XII Conference on Electrical
Engineering. 6 de septiembre 2006 8:00hrs. Hotel Emporio,
Puerto de Veracruz, México.
Está
consciente
>event o s - a nunc i a nt es<
Próximos eventos
Symposium on the Biological Chemistry of Macromolecules:
Frontiers in Structural Biochemistry 6 de septiembre 2006
16:00hrs. Auditorio Arturo Rosenblueth, Cinvestav Zacatenco.
VII Seminario Avanzado de Medición de Flujo de Fluidos.
Del 20-22 de septiembre 2006, Villahermosa, Tab.
www.ciateq.mx
The Second International Meeting on Environmental
Biotechnology and Engineering. 26 de septiembre 2006,
12:00 hrs. Cinvestav, Zacatenco.
Enviro-Pro. XIV Congreso Internacional Ambiental.
Del 27-29 de septiembre 2006, World Trade Center, Cd. de México. www.enviropro.com.mx
Mexitronica. Del 10-12 de octubre 2006, Guadalajara Jalisco.
MexEEdev. Del 12-14 de octubre 2006, Universidad del Valle de México, Guadalajara Jalisco.
Por una
cultura
sustentable
Convención Nacional XLVI/ XIV Expo IMIQ
Ingenieros Químicos. Monterrey,
Cintermex Nuevo León, del 25-27 octubre 2006.
Octavo Taller de Química-Cinvestav Jóvenes en la
Investigación. 8 de noviembre 9:00 hrs. Auditorio de
Educación Continua Cinvestav.
Indice de Anunciantes
w w w. c o c i e n te . c o m . m x
National Instruments
4ta. de Forros
MultiON Consulting
3era. de Forros
Minitab
2da. de Forros
The MathWorks
Pag. 23
Electronics Workbench
Pag. 29
Maplesoft
Pag. 41
STATA
Pag. 42
45
> cale ndario de eventos <
> Cociente es la revista especializada en México
e Hispanoamérica, que mantiene informados
a los sectores: científico, industrial, educativo
y de servicios, sobre los nuevos productos en
software y hardware para aplicaciones científicas y tecnológicas que se están
introduciendo al mercado.
¡OBTENGA SUSCRIPCIÓN GRÁTIS!
> El 95% de nuestros lectores son profesionales en
sectores de: investigación, manufactura, servicios
y centros académicos del país que tienen puestos
que influyen en la decisión de compra de nuevos
productos y tecnologías.
> Información de productos y tecnologías
emergentes que se usan a nivel mundial y que
pueden ser aplicadas en nuestro país.
> Se distribuye gratuitamente y de manera
controlada a profesionales que utilizan
cómputo científico y técnico para resolver la
mayoría de problemas que se presentan en
las actividades de investigación, desarrollo de
tecnología, academia, manufactura, procesos de
transformación y servicios.
> Periodicidad: Trimestral.
> Distribución: Nacional y América Hispana
> Circulación 10,000 ejemplares
Cobertura en la industria
33% Industria de manufactura y procesos de
transformación.
30% Investigación
y desarrollo.
25% Academia.
0
5 10 15 20 25 30
12%Industria de servicios
(financieros, logística,
ingeniería etc).
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sobre nuestra publicación
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Telecomunicaciones
Proyectos Six Sigma
Transportación y Logística
Economía y Finanzas
Matemáticas y Estadística
Química, Física, Geología, etc.
B Area de aplicación
Calidad
Cálculo técnico
Comunicación
Diseño de control
Diseño de prototipos
Diseño de circuitos
electrónicos y PCBs
Procesamiento de señales
Procesamiento de imágenes
Pruebas y mediciones
Bioinformática
Modelado y análisis financiero
Modelado y simulación de procesos
Modelado y simulación de productos
C Tipo de Industria
Automotriz
Electrónica
Servicios Financieros
Química y Petróleo
Biotecnológica, Farmacéutica y Médica
Comunicaciones
Informática y equipos de oficina
Otros sectores industriales
Centro de Investigación /Gob.
Universidad
Ambiental
Consultoría Técnica
Otro (por favor especifique)
E Por favor indique su puesto
de trabajo: (marque solo uno)
Director, Propietario o
Gerente Corporativo,
Administrador
Gerente ó Director de Laboratorio
Director Técnico / Gerente
Científico/ Investigador
Gerente de Proyecto,
Líder de Equipo
Dir. Técnico en Computación
o Especialista
Marque los productos
o servicios que fueron
de su interés en este
número de Cociente
(el número de cada anuncio se
encuentra en la parte inferior
del mismo)
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B
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C
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Anuncio
F
D Por favor indique el tipo de organiza ción en la que este empleado:
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(marque solo uno)
Farmacéutico / Biotecnología
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Producto Químico / Petróleo
Eléctrico / Electrónico / Semiconductor
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Alimento / Bebida
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Otra Fabricación
Laboratorio Independiente
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Centro de Investigación / Privado
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PXI
La Plataforma de Pruebas Elegida por
Miles de Empresas en Todo el Mundo
Microsoft
Stanford University
Toshiba
BAE Systems
Flextronics
Lockheed Martin
National Institute of
Oceanic Technology
United States Air Force
Lund Institute of Technology
Niksar Australia Pty Ltd.
Honeywell
Sandia National Laboratories
NEC Aerospace Systems
Saab
Lexmark
Siemens
Johns Hopkins University
Magneti Marelli, a Fiat company
SELEX Sistemi Integrati
Pyrex
Renault
Huari Telecom
DePuy, a Johnson
& Johnson Company
Summitek Instruments
Soliton Technologies
United States Navy
Active Signal Technologies
Samsung
United States Army
Fiat
Controlador
Basado
en PC
Instrumentos
Chasis de
Modulares
Montaje en
desde DC hasta Rack o Portátil
6.6 GHz
PXI es una plataforma modular definida por software
para sistemas de medición y automatización.
• Estándar de industria abierto respaldado por más de 70 vendedores
y 1,200 productos
• Instrumentos de la más alta precisión, incluyendo el digitalizador
de la más alta resolución con -120 dBc de SFDR típico
• Sistema de clase industrial, eficiente en costo basado en
tecnologías de PC estándares
• Conectividad directa a instrumentos existentes usando GPIB,
Ethernet/LAN, USB, CompactPCI, PCI, y PCI Express.
• Configuración y automatización definida en software con
National Instruments LabVIEW y LabWindows/CVI, C/C++,
NI TestStand, y Microsoft .NET
Seleccione de un conjunto completo de chasis PXI,
controladores, e instrumentos modulares de NI.
Chasis PXI
Controladores PXI
Digitalizadores/Osciloscopios
Acondicionamiento de Señal
E/S Digital de Alta Velocidad
RF
Multímetros Digitales
Fuentes de Potencia Programables
Analizadores de Sonido
Conmutadores
E/S de Multifunción
3U, 6U, montaje de rack, de 4 a 18 ranuras
Remoto o embebido
Hasta 24 bits, 250 MM/s
Hasta 16 bits, 200 MM/s
Hasta 400 Mb/s
Hasta 6.6 GHz, RTB de 20 MHz
Hasta 7 1⁄2 dígitos, LCR, 1000 V
Hasta 20 W, 16 bits
Hasta 24 bits, 500 kM/s
Multiplexores, matrices, RF, relés
E/S analógica, E/S digital, contadores
01 800 010 0793
Para conocer porqué cada uno de estos clientes seleccionó PXI, visite ni.com/latam/pxi.
National Instruments México
Miembros Integradores Premier
Tel: 01 800 010 0793 • Fax: (512) 683 9300
[email protected] • ni.com/mexico
Lees Lab en Querétaro (442) 497 1185
©2006 National Instruments Corporation. Todos los derechos reservados. CVI, LabVIEW, National Instruments, NI, y ni.com son marcas registradas de National Instruments.
Los nombres de los otros productos y las razones sociales mencionados son marcas registradas o nombres comerciales de sus respectivas compañías. 7351-501-101
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