Post on 21-Oct-2018
ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL
FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN SISTEMALOCALIZADOR DE VEHÍCULOS BASADO ENGPS Y UTILIZANDO LA RED DE TELEFONÍA
CELULAR
TESIS PREVIA A LA OBTENCIÓN DEL TITULODE INGENIERO EN ELECTRÓNICA Y
TELECOMUNICACIONES
JUAN CARLOS VALENCIA RUIZ
QUITO, JULIO DE 1997
Certiñco que el presente trabajo fue íntegramenterealizado por el Señor Juan Carlos Valencia Ruiz
Ing. Pablo Hidalgo Lascan o
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1.3.2. Funcionamiento de un modera telefónico para PC en modo asincrónico 28
1.3.2.1. Conexión modem-PC 28
1.3.2.2. Operación asincrónica del modem telefónico 29
1.3.2.3. Control y manejo de los modems telefónicos para PC 29
1.3.2.4. Registros 35
*
1.3.2.5. Mensajes 37
1.4. Presentación del sistema localizador de vehículos por medio de GPS y usando la red de 39
telefonía celular
1.4.1. Estructura 40
1.4.2. Funcionamiento - 41
1.4.3. Ventajas;'aplicaciones 42
Capítulo 2. Hardware de la tarjeta de interfaz y control. 43
2.1. Elementos de la tarjeta de interfaz y control 44
2.2. Sistema microprocesado 44
2.3. Interfaz con el teléfono celular 45
2.3.1. Tipo de teléfono . 45
2.3.2. Control del teléfono celular 45
2.3.2.1. Señales de control del teléfono celular 47
2.3.2.2. Interfaz con el sistema microprocesado . 50
2.3.2.3. Circuito híbrido 51
2.4. Detector de alarmas 56
2.4.1, Definición de términos 56
2.4.2. Constitución del sistema detector de alarmas 58
2.4.2.1. Detector de alarma de llamada 58
2,4,2/2.' Delector de alarma de emergencia 61
2.4.2.3. Circuito lógico 62
2.4.2.4. Resumen 63
2.4.2.5. Implementación del detector de alarmas en el sistema microprocesado 63
2.5. Hardware de comunicaciones 65
2.5.1. Multiplexores y demultiplexores 68
2.5.2. Conversión TTL-RS232 y viceversa 72
2.5.3. Implementación del hardware de comunicaciones en el sistema microprocesado 72
2.6. • Activación del GPS, señalización y fuentes de energía t 75
2.6.1. ' Activación del GPS 75
2.6.2. Señalización 75
2.6.3. Fuentes de energía 78
\. Construcción Final 82
2.7.1 Salidas y entradas 82
2.7.2. Operación 83
2.7.3. Circuito final 83
Capítulo 3. Software 86
3.1 Software de la tarjeta de interfaz y control 87
3.1.1. Criterios generales 87
3.1.2. Descripción del programa 89
3.1.3. Programa 94
3.2. Software del equipo terminal remoto 95
3.2.1. Criterios generales 95
3.2.2. Manejo del software de terminal remoto 97
3.2.3. Listado del programa • 106
Capítulo 4. Resultados 107
4.1. Introducción ; 108
4.2. Fotografías del bloque móvil 108
4.2.1. Fotografías délos elementos periféricos a la tarjeta de interfaz y control del bloque 108
móvil
4.2.2. Fotografías del bloque móvil 109
4.3. Pruebas de funcionamiento del sistema 111
4.3.1. Fotografías del sistema de señalización déla tarjeta de interfaz y control 111
4.3.2. Prueba de funcionamiento del sistema en modo de rastreo 112
4.3.3. Conclusiones de las pruebas 124
Introducción
El presente trabajo tiene como objetivo crear un sistema que permita determinar a distancia, y de manera fiable,
rápida y automática la posición geográfica de un vehículo en cualquier lugar del país en donde exista cobertura de
telefonía celular. Para lograr esto se combina el uso de un receptor GPS, que es un instrumento de tecnología de
punta para la determinación de posición geográfica a nivel mundial, un teléfono celular y un modem telefónico para
computadores personales. Corno resultado de este trabajo se ha elaborado el presente documento, dividido en cuatro
capítulos y cuatro anexos.
En el capítulo 1 se plantean conceptos generales sobre tres temas fundamentales para el diseño del sistema
localizador: GPS, telefonía celular y modems telefónicos para computadores personales. En lo que tiene que ver con
telefonía celular, se hace una breve descripción del funcionamiento del sistema que está impkmentado en nuestro
país desde principio de la década de los 90 (AMPS). Por otro lado, en lo que se refiere a GPS y modems telefónicos
para PC, se ha evitado realizar tediosas e interminables descripciones teóricas sobre estos equipos, tratándose más
bien de explicar de la manera más detallada posible el manejo de los mismos. Esta explicación es vital a la hora de
entender la operación del sistema localizador.
El capítulo 2, describe en detalle el diseño del cerebro central del sistema de localización, que se ha denominado
larjsía de interfaz y control. Esta tarjeta es la que se encarga de interconectar y manejar automáticamente el
teléfono celular, el modem y el GPS en el vehículo que se desea localizar.
En el capítulo 3 se describen los criterios seguidos para la elaboración del software que controlará el sistema
localizador, ayudándose en algoritmos y diagramas de flujo. Además se hace una descripción sobre la operación del
programa diseñado para un computador personal que disponga de modem, y que va a recibir los datos provenientes
desde el GPS instalado en el vehículo que se está rastreando.
Por último, en el capítulo 4 se muestran los resultados del trabajo realizado. Este capítulo es de particular
importancia para aquellas personas que no estén interesadas en detalles de diseño o de construcción, sino solamente
en los resultados concretos obtenidos por el equipo diseñad^.
Los anexos contienen información que sirve como complemento a lo tratado en los cuatro capítulos del documento.
Aunque el documento luce bastante voluminoso, se ha tratado de que cada capítulo y anexo del mismo esté escrito
de la manera más concreta y explicativa posible, complementando la información con gran cantidad de gráficos,
tablas y fotografías.
Juan Carlos Valencia Ruiz
Capítulo 1.Generalidades.
Capítulo 1. Goncnilidadc'S
1.1. Global Positioning System (GPS)
1.1.1. Descripción
El sistema de posicionamiento global (GPS por sus siglas en inglés) fue creado por el Departamento de Defensa de
los Estados Unidos de América para determinar con gran exactitud la posición geográfica de cualquier objeto en
cualquier lugar del mundo, las 24 horas del día, durante todo el año y bajo cualquier condición atmosférica. Aunque
originalmente el sistema fue diseñado exclusivamente para uso militar, actualmente se ha extendido ampliamente al
uso civil.
El sistema está formado por dos bloques : uno al que denominaremos "bloque espacial", y otro que podemos llamar
"bloque terrestre".
El bloque espacial consiste en un
conjunto o "constelación" de 24
satélites que giran alrededor de la
Tierra con un periodo orbital de 12
horas, y que emiten señales en una
región de microondas que se
especificará más adelante. En cada
vuelta cada satélite repite
exactamente la misma ruta respecto
a la superficie terrestre. Existen 3
órbitas que generan 6 planos
orbitales separados uno del otro 60
grados, con cuatro satélites por
plano. Esta configuración garantiza
r?. , , T-.- , - [ . - • j . i • j ,•/-, ; • , ^DC- que durante todo el día en cualquierr¡giira 1- 1. uistnbuaon de constelaciones de satélites para el sistema Czr¿ ^ n
parte del mundo un usuario en
tierra pueda "ver" de 5 a 3 satélites del sistema GPS para- determinar su posición. En la Figura 1- 1 se puede
observar una descripción más gráfica de la estructura del bloque espacial.
planoorbital
satélite
El bloque terrestre está compuesto por un aparato receptor de las señales emitidas por los satélites. Este receptor
está básicamente compuesto por una antena de microondas y toda la electrónica necesaria para realizar el cálculo de
posición a partir de las señales detectadas. El aparato receptor se conoce como GPS, aunque esta denominación
sería incorrecta si se es riguroso con los términos, pues GPS es el nombre de todo el sistema y no solo del aparato
receptor.
Capítulo 1. Generalidades
Los satélites en órbita emiten mensajes insertados en dos portadoras de microondas denominadas Ll (1575.42
MHz) y L2 (1227.60 MHz). La portadora Ll es la que se procesa en receptores GPS de tipo comercial, mientras
que la portadora L2 es usada solamente en equipos avanzados de aplicación militar
La exactitud en el cálculo de la posición varía dependiendo del tipo de dispositivo receptor que se esté usando. Para
sistemas militares, en las peores condiciones de funcionamiento, se tienen: 22 metros de precisión horizontal y 27.7
metros de precisión vertical. En cambio, para sistemas comerciales, del mismo modo bajo las peores condiciones, se
tienen: 100 metros de precisión horizontal y 156 metros de precisión vertical. La exactitud o correcto cálculo de
posición en los sistemas comerciales depende de los criterios de seguridad que tenga el Departamento de Defensa
de los Estados Unidos, pues si éste lo decide, puede degradar, encriptar o simplemente anular las señales de los
satélites de localizacíón, desmejorando el rendimiento de este tipo de sistemas GPS.
1.1.2. Definición de algunos términos utilizados en el sistema GPS
a) Almanaque
Es un conjunto de datos que define las características orbitales de cada uno de los satélites emisores de señales
GPS. ' '.
b) Dato de Tierra (Earíh Datum)
En la actualidad se conoce que la Tierra no es un planeta perfectamente esférico sino que más bien tiene una forma
elipsoidal, achatado en los polos y expandido en la línea ecuatorial. Esto hace que cada punto sobre la superficie
terrestre se encuentre a una distancia diferente respecto del centro del planeta; esta diferencia se presenta incluso
entre puntos muy cercanos.
Las diferencias que se presentan debido al modelo geométrico que actualmente se le asigna a la Tierra tienen que
ser tomadas muy en cuenta cuando se realizan cálculos de posición geográfica en donde se requiere de bastante
precisión, tal como ocurre en el caso del sistema GPS. Por esta razón se han realizado mediciones muy precisas de
las dimensiones de la Tierra en diferentes regiones sobre su superficie. Los valores medidos son los que conforman
lo que se llama datos de Tierra, o más apropiadamente dicho, datos geodésicos. Para cada región del planeta se
tendrá un grupo de datos geodésicos. Los receptores GPS mantienen dentro de su memoria interna listas muy
detalladas de datos geodésicos.
c) Dilución de precisión
Todo GPS entrega al usuario cuatro datos básicos: la latitud, la longitud, la altura sobre el nivel del mar y la hora a
la que realiza el cálculo de los tres datos anteriores.
Capitulo 1. Gencralldiidcs
La precisión de los cálculos depende de la posición relativa de los satélites que emiten las señales respecto al
receptor GPS. Cuando esta posición relativa es desfavorable, el error que se introduce en los cálculos es mayor al
que se introduce en el caso de tener posiciones relativas favorables.
El error que se introduce debe ser tomado en cuenta el momento de presentar los cálculos de posición y tiempo. Los
cálculos deberán ser entonces corregidos por algún factor que represente a ese error introducido. Este factor es el
que se conoce como "dilución de precisión" (DOP por sus siglas en inglés).
Dado que la posición viene dada en tres dimensiones y además se tiene una hora ,de cálculo, se tendrán las
siguientes diluciones de precisión:
• Horizontal (latitud y longitud) (HDOP)
• Vertical (altura) (VDOP)
• De tiempo (hora de cálculo de posición) (TDOP)
Las DOP horizontal y vertical conforman lo que se conoce como "dilución de precisión de posición" (PDOP).
El valor de la DOP varia entre 1 y 99.9. Mientras menor sea ese valor, menor será el error introducido en los
cálculos de posición y tiempo.
d) Dirección magnética}' verdadera
Para determinar los puntos cardinales norte, sur, este y oeste existen dos formas: la primera es tomando como
referencia el norte magnético, el'cual se determina siguiendo la dirección a la que apunta una aguja imantada
cuando ésta sigue las lincas de fuerza del campo magnético terrestre. La segunda forma es tomando el norte
verdadero, el cual está localizado en el polo Norte del planeta y es donde todos los meridianos convergen.
La posición del norte magnético no coincide con la del norte verdadero. Incluso puede darse el caso de que la
posición del norte magnético varié de un día para otro. Es decir, la aguja imantada no apuntará siempre a la misma
dirección , sino que cada día, dependiendo de las variaciones del campo magnético terrestre, apuntará a una
dirección diferente. La posición del norte verdadero en cambio se mantiene constante todo el tiempo pues utiliza
una referencia geográfica para su determinación.
Los receptores GPS pueden entregar datos de direcciones, cursos y velocidades magnéticas o verdaderas, los cuales
no son nada más que parámetros medidos respecto al norte magnético o al norte verdadero.
Una anotación adicional. Si se habla de norte magnético y verdadero, también se podrá hablar de sur, este u oeste
magnéticos y verdaderos.
Capitulo 1. Generalidades
e) íííoda de fijación de posición 2D o 3D
El GPS puede realizar el cálculo de posición en un plano (modo 2D) o en el espacio (modo 3D). Cuando el modo es
2D, la posición es dada solo en función de latitud y longitud. Cuando el modo es 3D, la posición es dada en función
de latitud, longitud y altura sobre el nivel del mar.
J) Modo diferencial
El cálculo de posición del receptor GPS puede ser más o menos exacto dependiendo de la técnica que se utilice.
Existen dos técnicas: la no diferencial y la diferencial.
La técnica no diferencial simplemente utiliza el cálculo realizado por el mismo equipo receptor GPS. En cambio, la
técnica diferencial combina la técnica anterior con la sicronización con señales provenientes de puntos denominados
estaciones de referencia diferencial. De las dos técnicas, la que menos error de posición produce es la diferencial,
sin embargo es más compleja y más costosa. Los equipos comerciales pueden realizar cálculos de posición con
cualquiera de las dos técnicas señaladas. Para nuestro caso, y dado que no se dispone de estaciones de referencia,
solo se va a utilizar la técnica no diferencial.
g) Número de canales
El receptor GPS debe tomar las señales provenientes de algunos satélites para realizar el cálculo de posición. Se
define como número de canales al máximo número de satélites que el receptor GPS puede utilizar simultáneamente
para realizar dicho cálculo. Mientras más canales tenga el receptor, existe más garantía de lograr un cálculo de
posición correcto y rápido.
h) PRN
Como se señaló anteriormente, los satélites del sistema GPS transmiten mensajes en dos portadoras: la Ll y la L2.
A continuación se va a detallar un poco las características de la portadora Ll pues como se indicó anteriornienle
ésta es la que se procesa en los receptores GPS comerciales que son de uso público. La portadora L2 en cambio es
utilizada por equipos muy precisos de carácter militar y su uso está restringido solo a esa área, por tanto no viene al
caso examinar sus características..
La portadora Ll está modulada en fase por tres señales digitales denominadas:
• Código C/A (coarse aquisiüon).
• Código de precisión (P-code)
• Código de mensaje de navegación
CapítuJo 1. Generalidades
El código C/A es una secuencia repetitiva de 1023 bits transmitidos a 1 Mbps, y distribuidos de tal manera que el
espectro de potencia de este código es muy similar al espectro del ruido blanco, es decir, presenta una densidad de
potencia uniforme en un gran ancho de banda. Por esta razón se considera al código C/A como un código de ruido
pseudo-aleatorio (PRN por sus siglas en inglés). Cada uno de los satélites en órbita tiene su propio código PRN, y a
cada uno de esos códigos se le asigna un número al que se lo denomina número PRN,
El código de precisión envía una cadena repetitiva de bits extremadamente larga de tipo PRN a una velocidad de 10
Mbps. El periodo de repetición de la cadena es de 7 días.
El código de mensaje de navegación modula a la señal de código C/A, transmitiendo diferentes datos relacionados
con el estado de funcionamiento del satélite transmisor a una velocidad de 50 bps.
i) Posición válida
Cuando el receptor GPS tiene ya un resultado del cálculo de posición se dice que ha obtenido unaposición válida,
j) Satélite visible
Con este término se define al satélite o satélites que el equipo GPS localiza o puede "ver" en el cielo el momento
en que está realizando el cálculo de posición.
k) UTC (Universal Time Constaní)
Con este término se define a la hora y fecha medidas en el meridiano de Greenvrich (longitud 0).
Como se verá más adelante, en ciertos casos va a ser necesario ingresar al GPS ciertos datos, entre los cuales se
incluyen la fecha y hora UTC. Para nuestro país, la hora UTC vendrá dada por la hora en el Ecuador más 5 horas.
La fecha UTC es la misma fecha que en Ecuador, siempre y cuando en nuestro país la hora local esté en e] rango de
OOhOl a 19hOO. Si la hora local está en el rango entre 19h01 y OOhOO entonces la fecha UTC será un día mayor a la
fecha local.
Por ejemplo, si en Ecuador son las 16hOO del día 25 de julio de 1997 entonces :
hora UTC = 16hOO + 5hOO = 21hOO, fecha UTC = 25 de julío de 1997
Supongamos que la hora en Ecuador es 20h30 del mismo día 25 de julio de 1997, entonces :
hora UTC = 20h30 + 5hOO = 25h30 = Olh30, fecha UTC ~ 26 de julio de 1997
Capítulo 1. Generalidudfs
1.1.3. El estándar NMEA
Los diversos sistemas de navegación electrónica, dentro de los cuales se incluye el GPS, pueden intercambiar datos
entre sí utilizando un protocolo de comunicaciones establecido por normas de la NMEA,
La National Marine Electronics Association (NMEA), es una organización sin unes de lucro constituida por
diferentes instituciones públicas y privadas asi como individuos dedicados al diseño, construcción y uso de
dispositivas electrónicos utilizados en navegación aérea, marítima y terrestre.
Aunque un computador personal no es exactamente un sistema de navegación electrónica también es un dispositivo
con el que se puede intercambiar datos utilizando el estándar NMEA.
Existen en la actualidad diversos estándares. A lo largo de este trabajo se va a utilizar el estándar NMEA 0183
versión 2.1, que es el que se usa en el receptor GPS que se empleará para construir nuestro sistema localizador.
J.J.J. Estándar NMEA-OJS3 versión 2.1
En este estándar, a cada tipo de sistema de navegación electrónica se le asigna un par de letras que lo identificarán.
A este par de letras se lo conoce como talkerlD. Asi por ejemplo se tiene:
GP Global Positioning System receiver (GPS)
LC LORAN-C receiver
OM Omega Navigation receiver
U Integrated Instnimentation
De la lista anterior, la combinación de letras que nos interesa es la primera: GP, pues identifica al receptor GPS que
es el sistema que se va a utilizara lo largo de este trabajo. Otro identificador que se debe tomar en cuenta, debido a
que un poco más adelante se lo mencionará de alguna manera, es el segundo de la lista: LC, que representa a un
sistema de recepción LORAN (Long RAnge Navigation). Este tipo de dispositivo determina la posición de un
objeto comparando diferencias de fase de dos señales transmitidas por estaciones en tierra separadas una
determinada distancia.
Según este estándar, los datos se transmiten de manera seria] asincrona en bloques de información (también
conocidos como bloques de datos) que contienen caracteres ASCU imprimibles, a una velocidad de 4800 bps con el
siguiente formato:
1 bit de inicio
8 bits de datos
1 bít de parada
sin bit de paridad
Capitulo 1. Generalidades
La comunicación de datos se realiza sin control de flujo de ningún tipo.
Para comprender la estructura de un bloque de datos se utiliza el siguiente ejemplo:
$GPGGA,12351914807.038XOH31.324^,l,08J0.9,545.4,M146.9TM1J*42<CRxLF>
Este es un bloque de datos típico transmitido por un GPS y está constituido por las siguientes partes:
» Un carácter de inicio "$" (ASCII 24h)
• El par de caracteres "GP" que constituyen el denominado talker ID. En este caso, como se vio anteriormente, la
combinación GP indica que el bloque de datos transmitido pertenece a un GPS.
• Un grupo de tres caracteres que identifica la naturaleza de la información contenida en el bloque, seguido por
una coma "," (ASCH 2Ch). En este caso la combinación de caracteres es "GGA" que, como se verá más
adelante, indica que el bloque de datos contiene información sobre la posición geográfica calculada por el
receptor GPS.
• Después del grupo de tres caracteres viene una coma.
• A continuación viene un determinado numero de campos de información separados por comas. Por el momento
no se va a detallar el significado de cada campo.
• El bloque termina con un número de checksum opcional, cuya naturaleza se explicará un poco más adelante, y
que se inicia con un asterisco "*" (ASCII 2Ah).
• Luego viene un carácter de "retorno de cairo" ("Carriage Retum" ASCH ODh) y obro de "alimentación de linea"
("Line Peed" ASCH OAh).
Nótese que todos los caracteres se transmiten seguidos, sin espacio entre ellos.
El checksum es un número hexadecimal de dos dígitos que se obtiene de aplicar un OR exclusivo de todos los
caracteres del bloque de datos (incluyendo las comas), pero sin incluir los caracteres "$" y "*". Aunque es
opcional, la gran mayoría de bloques de datos lo contienen.
Existe una variante en e] estándar que permite que los fabricantes de equipos definan sus propios bloques de datos.
El formato de esta variante es exactamente el mismo que el explicado en los párrafos anteriores. La diferencia está
en el par de caracteres que definen el talker ID. Ahora, en el caso de bloques definidos por el fabricante, el talker
ID es reemplazado por dos caracteres, el primero de los cuales siempres será la letra P, y el segundo dependerá del
fabricante del equipo de navegación que se esté usando. Este formato es conocido como formato de propietario.
Como ejemplo se toma un receptor GPS fabricado por la casa Garmin de Estados Unidos. El fabricante en este caso
se representa por la letra G. A continuación se muestra un bloque de datos real definido por el fabricante tomado de
un GPS Garmin:
Capítulo 1. Ceneraliduilcs
SPGRME,15.0>L45.0,M,25.0,M'22<CR><LF>
En este bloque de datos se identifican las siguientes partes :
• El carácter de inicio de bloque "$".
• El par de caracteres que reemplazan al talker ID. En este caso, la combinación es PG, es decir, el bloque de
datos transmitido tiene un formato de propietario de la casa Garmin.
• El grupo de tres caracteres que identifican la naturaleza de la información. En este caso la combinación es
EME, que indica que el bloque de datos contiene información sobre el error estimado en el cálculo de la
posición geográfica calculada por el receptor GPS.
• Después del grupo de tres caracteres viene una coma.
• A continuación viene el conjunto de campos de información separados por comas. Por el momento no se va a
detallar el significado de cada campo.
• Al final de los campos de información viene el asterisco y el valor del checksum del bloque de datos (*22).
• Por último tenemos los caracteres de "Carriage Return" y "Line Peed".
En ciertos tipos de bloques de datos se permiten campos de información nulos donde no se coloca ningún carácter
ASCII. Cuando este tipo de campos aparece, simplemente no se coloca nada entre las comas que limitan dicho
campo.
Se tiene un caso muy claro de campos nulos en el primer bloque de información que usamos como ejemplo :
SGPGGA,123519,4807.038^í,01131.324,E,l,08J0.9,545.4)M,46.9,M,,'42<CRxLF>
En este caso, si se cuenta desde la primera coma del bloque se puede ver que los campos 11 y 12 son nulos, pues
hay comas de separación pero no hay caracteres insertados dentro de'ellas.
1.1.4. El GPS Garmin 35 TracPak.
Las casas fabricantes de recepetores GPS tienen una infinidad de modelos diseñados para diferentes aplicaciones y
de acuerdo a las conveniencias de los usuarios.
El modelo tradícíona] de GPS está compuesto por una antena de recepción y la electrónica necesaria para el
procesamiento de las señales provenientes de los satélites. Los resultados de los cálculos de posición, velocidad,
dirección, tiempo, etc. se muestran directamente en menús desplegados en una pantalla de cristal líquido, cuyo
diseño cambia dependiendo de la casa fabricante y del modelo del aparato receptor. Los modelos actuales de este
tipo de receptores GPS no son más grandes ni pesados que un control remoto de televisión común y corriente. Como
ejemplo de este tipo de equipos, en la Fotografía 1-1 se muestra el receptor GPS Garmin 38.
Capítulo 1. Gencraliiluik-s
La ventaja de estos receptores es que el usuario no tiene que estar interpretando ningún tipo de instrucciones ni
mensajes del GPS a nivel de hardware, ya que todos los resultados que necesita saber se presentan directamente
con solo presionar un botón.
Algunos modelos de estos receptores tienen la opción adicional de transmitir serialmente los datos a otros equipos
utilizando a]gún formato NMEA.
Para la aplicación que se va a hacer en este trabajo podría usar este tipo de receptores tradicionales, siempre y
cuando tuviera la opción de transmisión de datos. Sin embargo, el sistema que se va
a construir no necesita mostrar los datos a nivel de usuario en el lugar donde se
encuentra, así que un equipo con pantalla de cristal líquido estaría subutilízado en
este caso.
Otro tipo de receptores GPS está compuesto del mismo modo por la antena receptora
y el hardware necesario para realizar los cálculos de posición, pero no tiene la
pantalla de cristal líquido para mostrar los resultados. Esta clase de equipos, a la que
se puede llamar recepior compacto, está diseñada para aplicaciones en donde no
importa tomarse el trabajo de interpretar los datos proporcionados por el GPS. La
eliminación de la pantalla de resultados hace que el receptor disminuya
apreciablemente su tamaño, sin mermar su rendimiento.
De los varios modelos de receptores compactos que hay en el mercado se ha escogido
el Garmin 35 TracPak, que se muestra en la Fotografía 1-2. Las razones de su
elección son múltiples pues, además de su reducido tamaño (no es más grande que
una tarjeta de crédito e incluso más pequeño que un mouse normal de computadora),
posee un excelente rendimiento a la hora de realizar los cálculos de posición ya queFotografía 1-1. RecepiorGPS Carmín 3S t'ene una capacidad de 12 canales. Además da gran facilidad para la transmisión y
recepción de datos con formato NMEA 0183 desde y hacia el GPS con un
computador personal a través de un interfaz RS232 y un conector DB9: A todas estas ventajas se debe añadir la
característica de poder ser alimentado por una fuente no regulada de voltaje DC de 10 a 30 voltios.
l.í.4.1. Especificaciones técnicas
Características Físicas.
• Receptor y antena GPS integrados en un solo paquete,
• Peso : 124.5 gramos, sin incluir el cable.
• Dimensiones : 56.4 mm. de ancho, 96.3 mm. de largo, 26.7 mm. de alto.
10
Capítulo 1. Generalidades
Fotografía 1-2. Receptor GPS Garmin 55 TracPak
Ambiente de trabajo.
• Temperatura de operación : -30 grados Celsius a + 85 grados Celsius.
• Temperatura de almacenamiento : -40 grados Celsius a +90 grados Celsius.
Características eléctricas.
• Voltaje de alimentación : 10 a 30 Voltios DC no regulados (típico 12 VDC).
• Corriente de trabajo 150mA @ 12VDC.
• Voltaje de respaldo para almacenamiento de datos : batería interna de Litio de 3 VDC, con una vida útil de 10
años.
Rendimiento.
• 12 canales.
• Reactualización de datos en intervalos de un segundo.
• Tiempo de determinación del primer dato de posición válido : 15 segundos mínimo a 5 minutos máximo. .
• Precisión de posición : 5 metros RMS con técnica diferencial, 15 metros RMS con técnica no diferencial. 100
metros en las peores condiciones.
• Precisión de velocidad ; 0.2 m/s,
• Características dinámicas de operación : velocidad máxima de 999 nudos, aceleraciones máximas de 6g.
Interfaces.
• Dos canales RS232 full-duplex fun principal y un secundario), con velocidades seleccionables de 1200, 2400,
4800 y 9600 baudios.
I I
Capítulo 1. Gcneralidatlf.s
• Datos de entrada en formato NMEA 0183 versión 2,1 :
• Posición inicial, hora y fecha.
• Dato de tierra, almanaque y configuración del modo diferencial.
• Datos de salida en formato NMEA 0183 versión 2.1 :
• Posición, velocidad, fecha y hora.
• Estado de funcionamiento del receptor y de los satélites localizadores.
• Datos de identificación de estación de referencia diferencial,
• Estimaciones de geometría satelital y error de medición.
1.1.4,2, Bloques de datos de entrada, y salida
En las especificaciones técnicas mostradas anteriormente se indica que el Garmin 35 TracPak puede enviar y recibir
datos a través de dos canales full-duplex (un principal y otro secundario) con un interfaz RS232. Como ya se
discutió en una sección anterior, los datos se transmiten en bloques según el estándar NMEA QIS3 versión 2.1. A
continuación se detallan TODOS los bloques de datos que el GPS Garmin 35 TracPak puede recibir y trasnittitir.
En algunos bloque se va a incluir un ejemplo para una mejor comprensión.
A) Bloques de información que puede, recibir el GPS.
Estos bloques de información se utilizan con el único fin de configurar el equipo con datos definidos por el usuario.
A.l. Información de almanaque fAlmanac Information - GPALM}
Campo<1>
<2>
<3>
<4>
<5><6><7><8><9><10>
<11><12><13><14><15>
ContenidoNúmero de bloques ALM que van a sertransmitidos por el GPSNúmero del bloque ALM que está siendotransmitidoNúmero PRN del satélite
Número de semana del GPSEstado de la señal del satéliteExcentricidadTiempo de referencia del almanaqueÁngulo de inclinaciónTasa de ascensión verticalRaíz del efe semimavorOmega, argumento de perigeoLongitud del nodo de ascensiónError medioParámetro de reloj afflParámetro de reloi afl
OpcionesValor no fijo. Puede ser incluso un campo nulo
Campo nulo si el campo <1> también lo fue
01 a 32los ceros a la izquierda también se transmitenValor no fijoBits 1 7 a 24 de cada página de almanaqueValor no fijoValor no fijoValor no fijoValor no fijoValor no fijoValor no fijoValor no fijoValor no fijoValor no fijoValor no fi¡o
Tabla 1-1. Detalle de los campos de información en el bloque SGPALfvf
12
Capitulo 1, Generalidades
Nota:
A menos que Usted sea un usuario experto que conozca exactamente los datos de almanaque de los 24 satélites que
conforman el sistema GPS, no se le recomienda enviar esta instrucción hacia el GPS.
A.2. Información de ínici aligación flnitialization Information - PGRMD
Este es un bloque de datos con formato de propietario de Garmin.
$PGRMI,<l>,<2>I<3>,<4>,<5>,<6>,<7>-hh<CRxLF>
Campo<1>
<2>
<3>
<4>
<5><6><7>
ContenidoLatitud
Hemisferio de latitud
Longitud
Hemisferio de longitud
Fecha UTC actualHora UTC actualReset de recolección de datos
OpcionesFormato : ggmm.mmmlos ceros a la izquierda deben ser transmitidosN : norteS : surFormato : gggmm.mmralos ceros a la izquierda deben ser transmitidosW : oesteE : esteFormato : ddmmaaFormato : hhmmssA : iniciar autolocalizaciónR : reiniciar adquisición
Tabla 1-2. Deíalle de los campos de información en el bloque SPGRA'ÍI
Nota:
Se recomienda enviar este bloque de datos cada vez que el GPS sea activado. No es necesario colocar la posición
geográfica exacta en la que se encuentra el usuario sino solo una aproximación. Para el caso muy particular de un
usuario en Ecuador, los campos se podrían llenar dé ¡a siguiente manera :
campo <}> = 0000.000 (00 grados, 00.000 minutos)
campo <2> = N o S
campo <3> = 07800.000 (078 grados, 00.000 minutos)
campo <4> = W
Los campos <5> y <6> que tienen que ver con el tiempo UTC se llenan de acuerdo a lo que ya se indicó en una
sección anterior de este capítulo. Es recomendable que en el campo <7> se coloque la letra "A".
Ejemplo:
SPGRML0012.3S4.S,07S14.859,W,120197,095235.A*lE<CRxLF>
13
Capítulo 1. Generalidades
PGRMI identifica un bloque de datos con fonnaío de propietario de Garmin y es usado para ingresar al GPS la
siguiente información de INICIALIZACION :
• Latitud : 00 grados, 12.384 minutos, Sur
• Longitud: 078 grados, 14.859 minutos, Oeste
• .Fecha UTC de fijación de posición : 12 de enero de 1997
• Hora UTC de fijación de posición: 09 horas, 52 minutos, 35 segundos
• Iniciar proceso de autolocalización
A.3. Información de configuración {Configuration Information - PGRMGJ
Este es un bloque de datos con formato de propietario de Garmin.
SPGRMC,<l>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6><7>,<8>,<9><10><ll>*hh<CRxLF>
Campo<1>
<2><3>
<4>
<5>
<6>
<7>
<8>
<9>
<10>
<11>
ContenidoModo de fijación de posición
Altitud sobre el nivel del marDato de exponente de la Tierra(Earth datum)Eje semimayor de dato de tierra (earth datum) deusuarioFactor de alisamiento de dato de tierra de usuario
Coordenada centrada delta x del dato de tierra deusuarioCoordenada centrada delta y del dato de tierra deusuarioCoordenada centrada delta z del dato de tierra deusuarioModo diferencial
Baud Rate de transmisión/recepción de datos
Filtro de velocidad
OpcionesA : automático2 : 2D exclusivo3 : 3D exclusivo-1500.0a 18000.0 metros0 a 107
6360000.0 a 6380000.0 metros(0.001 metros de resolución)285.0 a310.0(resolución de 10'9)-5000.0 a 5000.0 metros(1 metro de resolución)-5000.0 a 5000.0 metros(1 metro de resolución)-5000.0 a 5000,0 metros(1 metro de resolución)A : automáticoD : diferencial exclusivo1 : 12002 : 24003:48004 : 96001 : automático2 a 255 : constante del filtro de tiempo
Tabla 1-3. Detalle de los campos de información en el bloque $PGRA>fC
Notas:
Si el proceso de cálculo se demora demasiado, o sí los resultados del cálculo muestran errores muy grandes
respecto a una referencia de posición ya conocida, se recomienda enviar este bloque de datos hacia el GPS.
14
Capitulo 1. Generalidades
• En una sección anterior se explicó el significado del denominado "dato de Tierra". Allí se dijo que para casi
cada región del planeta se tiene un grupo de datos de Tierra específico. La casa Garmin ha numerado desde el
O al 107 a cada uno de los datos de Tierra existentes actualmente. En el campo <3> es necesario especificar el
número del dato de Tierra que se va a usar. Para el caso del Ecuador (que al mismo tiempo incluye a todos los
países del área Andina) el número del dato de Tierra que se debe colocar en el campo <3> es 83 u 84
(preferiblemente 84 por ser mas actualizado). Cuando en el campo <3> se especifica cualquier número entre el
O y el 107 EXCEPTO el 96, entonces los campos <4>,<5>,<6>,<7> y <8> deben estar vacíos. Al colocar el
número 96 en el campo <3> se permite al usuario colocar sus propios datos de Tierra, sin embargo, esta opción
solo deberá ser utilizada por usuarios especializados ya que si se especifican datos de Tierra sin ningún criterio
técnico se van a producir graves errores en el resultado final del cálculo de posición.
• Aunque el estándar NMEA 01S3 2.1 define una velocidad de transmisión de 4800 baud, el GPS puede realizar
transmisión de datos en 4 velocidades diferentes. En nuestro caso, se va a seleccionar como velocidad normal de
transmisión la más baja : 1200 baud.
Ejemplo:
$PGRMC,A¿600.0,S3,,,,,,AAl*73<CRxLF>
PGRMC identifica un bloque de datos con formato de propietario de Garmin y es usado para ingresar al GPS la
siguiente información de CONFIGURACIÓN:
• Modo automático de fijación de posición
• Altura sobre el nivel del mar: 2600.0 m
• Número de dato de Tierra (Earth Datum): 83 (Ecuador)
• Modo diferencial automático
• Velocidad de transmisión de datos : 9600 baud
• Filtro de velocidad automático
Nótese que en este ejemplo, los campos desde el <4> hasta el <8> son nulos pues solo constan las comas sin haber
ninguna cadena de caracteres entre ellas.
A.4. Hábilitación/deshabilitación de bloques de salida fOutput Sentence Enable/Disable - PGRMO)
Este es un bloque de datos con formato de propietario de Garmin.
$PGRMO,<l>,<2>*hh<CRxLF>
Los valores de los campos de este bloque de datos se encuentran especificados en la Tabla 1-4
15
Capitulo 1, Generalidades
Campo<1>
<2>
ContenidoBloque a ser habilitado o deshabtlítado
Modo de habilitación/deshabílitación
OpcionesPGRMTPGRMVPGRMEGPRMCGPGSVGPGSAGPALMGPGGAGPVTGLCGLLLCVTGPGRMF0 : deshabilitar el bloque especificado1 : habilitar el bloque especificado2 : deshabilitar TODOS los bloques3 : habilitar TODOS los bloques (exceptoGPALM)
Tabla 1-4. Detalle de los campos de información en e! bloque SPGRMO
Notas:
• Cuando el campo <2> toma el valor de 2 (deshabilitar todo) o 3 (habilitar todo), el campo <1> puede ser nulo.
• Cuando se especifica la habilitación del bloque GPALM, solo se transmitirá la información de almanaque,
suspendiéndose temporalmente la transmisión de los demás bloques habilitados.
Ejemplo:
SPGRMO.PGRMT, 1 *2A
PGKMD identifica un bloque de datos con formato de propietario de Garmin y es usado para ingresar al GPS la
siguiente información de HABILITACIÓN Y/O DESHABILITACION de bloques de información :
• Bloque de información afectado : PGRMT
• Habilitar el bloque de información especificado
B) Bloques de información que. pueden ser transmitidos desde el GPS.
Estos bloques de información son emitidos automáticamente por el GPS y no pueden ser alterados por el usuario.
B. 1 . Datos de almanaque del GPS CGlobal PosJtioning system Almanac Data - GPALM)
Los valores de los campos de este bloque de datos se encuentran en la Tabla 1-5.
16
Capífulo 1. Generalidades
Campo
<1>
<2>
<3>
<4><5><6><7><8><9><10><11><12><13><14><15>
ContenidoNúmero de bloques ALM que van a sertransmitidos por el GPSNúmero del bloque ALM que está siendotransmitidoNúmero PRN del satélite
Número de semana del GPSSV healthExcentricidadTiempo de referencia del almanaqueÁngulo de inclinaciónTasa de asensión verticalRaíz del eje semimayorOmepa, argumento de perigeoLongitud del nodo de asensiónError medioParámetro de reloj afOParámetro de reloj afl
OpcionesValor no fijo. Puede estar incluso vacío
01 a 32los ceros a la izquierda también se transmitenValor no fijoBits 17 a 24 de cada página de almanaqueValor no fijoValor no fijoValor no fijo .Valor no fijoValor no fijoValor no fijoValor no fijoValor no fijoVal orno fijoValor no fijo
Tabla 1-5. Detalle de los campos de información en el bloque SGPALM
B.2. Datos de fijación de posición del GPS (Global Positioning Svstem Fix Data - GPGGA1
$GPGGA,<l>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>JM1<10>M<n>,<12>*hh<CRxLF>
Campo
<1><2>
<3>
<4>
<5>
<6>
<7>
<8><9><10><11>
<12>
ContenidoHora UTC de fi¡ación de posiciónLatitud
Hemisferio de latitud
Longitud
Hemisferio de longitud
Aviso de determinación de posición válida
Número de satélites usados para hacer el cálculode posiciónDilución de precisión horizontal (HDOP)Altura sobre el nivel del marAltura del geoideParámetro de técnica de posicionamíentodiferencialIdentificación de estación de referenciadiferencial
OpcionesFormato : hhmmssFormato : ggmm.mmmlos ceros a la izquierda también se transmitenN : norteS:surFormato : gggmm.mmrnlos ceros a la izquierda también se transmitenW ; oesteE : este0 : no hay fijación de posición válida1 : posición válida no diferencial2 : posición válida diferencial00 a 12los ceros a la izquierda también se transmiten1.0 a 99.9-9999.9 a 99999.9 metros-999.9 a 9999.9 metrosnulo si no hay posicionamiento diferencial
0000 a 1023los ceros a la izquierda también se transmitennulo si no hay posicionamiento diferencial
Tabla 1-6. Detalle de los campos de información en el bloque SGPGGA
A continuación un ejemplo:
17
Capítulo 1. Generalidades
$GPGGA,143342,2S34.812,N,00452.483,W,1>05,3.4,208.5,200.4,,*62
Este bloque GPGGA contiene la siguiente información de POSICIÓN GEOGRÁFICA:
• Hora UTC de fijación de posición : 14 horas, 33 minutos, 42 segundos
• Latitud calculada: 28 grados, 34.812 minutos, Norte
• Longitud calculada : 004 grados, 52.483 minutos, Oeste
• Técnica de posicionamiento utilizada : no diferencial
• Número de satélites en uso : 05
• HDOP: 3.4
• Altura calculada sobre el nivel del mar : 208.5 ni
• Altura del geoide: 200.4 m
Nótese que en este caso, debido a que se está usando una técnica no diferencial, los campos <11> y <12> son nulos.
B.3. Dilución de posición del GPS y satélites activos (GPS POP and Active Satellites - GPGSA1
$GPGSA,<1>, 'hh<CRxLF>
Campo<1>
<2>
<3>
<4><5><6>
ContenidoModo de localización de satélites
Modo de fijación de posición
Número PRN
Dilución de precisión de posición (PDOP)Dilución de precisión horizontal (HDOP)Dilución de precisión verticalCVDOP)
OpcionesM : manualA : automático1 : no existe fijación de posición2:2D3:3D01 a 32los ceros a la izquierda también se transmiten1.0 a 99.91.0 a 99.91.0 a 99.9
Tabla 1-7. Detalle de los campos de información en el bloque SGPGSA
3.4. Satélites de posicionamiento GPS visibles (UPS Satellites in View - GPGS\
El formato de este bloque de datos es el siguiente:
hh<CRxLF>
En la Tabla 1-8 se muestran los valores de los campos para este bloque. Los campos <4>, <5>, <6> y <7> se
repiten para cada satélite con un máximo de cuatro satélites por bloque de datos. Si existen satélites adicionales, la
información se transmitirá en otro bloque GPGSV; si se da este caso, cada bloque GPGSV se identificará por un
número dado por el campo <1>.
18
Capitulo 1. Generuliííudca
Campo<1>
<2>
<3>
<4>
<5>
<6>
<7>
ContenidoNúmero de bloques GSV que van a sertransmitidos por el GPSNúmero del bloque GSV que está siendotransmitidoNúmero total de satélite visibles
Número PRN del satélite ,
Elevación del satélite
Azimut del satélite
Relación señal/ruido
OpcionesValor no fijo. Puede estar incluso vacío
00 a 12los ceros a la izquierda también se transmiten01 a 32los ceros a la izquierda también se transmiten00 a 90 gradoslos ceros a la izquierda también se transmiten000 a 359 gradoslos ceros a la izquierda también se transmiten00 a 99 dBnulo cuando no hay fijación de posición válida,los ceros a la izquierda también se transmiten
Tabla 7-5. Detalle de los campos de información en el bloque SGPGSV
B.5. Datos mínimos específicos para transferencia GPS/TRANSIT ÍRecommended Mínimum Sp_ecific
GPSrTRANSlT data - GPRMC1
5GPRMC,<l>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,<10>,<ll>,'lrhh<CRxLF>
Campo<1><2>
<3>
<4>
<5>
<6>
<7><8>
<9><10>
<11>
ContenidoHora UTC de la fijación de posiciónEstatus
Latitud
Hemisferio de latitud
Longitud
Hemisferio de longitud
Velocidad sobre la tierraCurso verdadero sobre ¡a tierra
Fecha UTC de fí¡ación de posiciónVariación magnética
Dirección de la variación magnética
OpcionesFormato : hhmmssA : posición válidaV : no válido, alarmaFormato : ggmtn.mmmlos ceros a la izquierda también se transmitenN: norteS:surFormato : gggmm.mmmlos ceros a la izquierda también se transmitenW : oesteE : este0.0 a 999.9 nudos000.0 a 359.9 gradoslos ceros a la izquierda también se transmitenFormato : ddmmaa000.0 a 180.0 gradoslos ceros a la izquierda también se transmitenW : oesteE : este
Tabla 1-9. Detalle de ios campos de información en el bloque SGPRA>fC
Ejemplo:
$GPRMC,043312A0433.4S5,S,15423.S71,W,12.S,072.1,140797,02S.8,E'4D
19
Capítulo 1. Generalidades
GPGRMC identifica un bloque de datos transmitido por el GPS y contiene la siguiente información de
TRANSFERENCIA DE DATOS OPSATRANSIT :
• Hora UTC de fijación de posición : 04 horas, 33 minutos, 12 segundos
• Posición válida
• Latitud calculada : 04 grados, 33.485 segundos, Sur
• Longitud calculada; 154 grados, 23.871 segundos, Oeste
• Velocidad sobre el suelo : 12,8 nudos
• Curso verdadero sobre el suelo : 072.1 grados
• Fecha UTC de fijación deposición : 14 de julio de 1997
• Variación magnética : 028.8 grados
• Variación magnética : Este
B.6- Curso y velocidad con identificación de transmisor GPS (Track Made Good and Ground Speed with GPS
TafcerlD-GPVTG')
$GP\TG1<l>,T,<2>,M,<3>,N,<4>JK*hh<CRxLF>
Campo<1>
<2>
<3>
<4>
ContenidoCurso verdadero sobre el suelo
Curso magnético sobre el suelo
Velocidad sobre el suelo
Velocidad sobre el suelo
Opciones000 a 359 gradoslos ceros a la izquierda también se transmiten000 a 359 gradoslos ceros a la izquierda también se transmiten00.0 a 99.9 nudoslos ceros a la izquierda también se transmiten00.0 a 99.9 km/hlos ceros a la izquierda también se transmiten
Tabla 1-10. Detalle de los campos de información en el bloque SGPT'TG
Ejemplo:
SGPVTGI034,027,09.S,19.6:1C5F
GPVTG identifica un bloque de datos transmitido por el GPS y contiene la siguiente información de CURSO Y
VELOCIDAD:
• Curso verdadero sobre tierra : 034 grados
• Curso magnético sobre tierra: 027 grados
• Velocidad sobre tierra : 09.8 nudos
• Velocidad sobre tierra : 19.6 Krn/h
20
Capítulo 1. Generalidades
B.7. Posición geográfica con identificación de transmisorALORAN ÍGeographicPositioii with LORAN Talker IDLCGLL)
$LCGLL,<l>,<2>,<3>,<4>,<5>,<CRxLF>
Campo<1>
<2>
<3>
<4>
<5>
ContenidoLatitud
Hemisferio de latitud
Longitud
Hemisferio de longitud
Tiempo UTC de fijación de posición
OpcionesFormato : ggmrn,mmlos ceros a la izquierda también se transmitenN: norteS : surFormato : gggmm.mmlos ceros a la izquierda también se transmitenW : oesteE : esteFormato : hhmmss
Tabla 1-11. Detalle de los campos de información en el bloque SLCGLL
B.8. Curso y velocidad sobre tierra con identificación de transmisor _LQRAN (Track Made Gpod and Ground Speed
wíth LORAN Talker ID - LCVTG")
SLCVTG,<l>,T,<2>,M,<3>íN,<4>,K<CRxLF>
Campo<1>
<2>
<3>
<4>
ContenidoCurso verdadero sobre el suelo
Curso magnético sobre el suelo
Velocidad sobre el suelo
Velocidad sobre el suelo
Opciones000 a 359 gradoslos ceros a la izquierda también se transmiten000 a 359 gradoslos ceros a la izquierda también se transmiten00.0 a 99.9 nudoslos ceros a la izquierda también se transmiten00.0 a 99.9 km/hlos ceros a la izquierda también se transmiten
Tabla 1-12. Detalle de los campos de información en el bloque SLCI'TG
B.9. Información de error estimado rEstimate_d_Error Information - PGRMEj
Este es un bloque de datos con formato de propietario de Garmin.
Campo<1><2><3>
ContenidoError estimado de posición horizontal (HPE)Error estimado de posición vertical (VPE)Error estimado de posición (EPE)
Opciones0.0 a 9999.9 metros0.0 a 9999.9 metros0.0 a 9999.9 metros
Tabla 1-13. Detalle de los campos de información en el bloque $PGRh-fE
21
Capitulo 1. Generalidades
B.10. Bloque de datos _de_fii ación deposición ÍGPS FixData Sentence - PGRMF)
Este es un bloque de datos con formato de propietario de Gannin..
SPGÍLMPJ<l>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<S>,<9>,<10>,<ll>,<12>,<13>,<]4>,<15>J*hli<CRxLF>
Campo<1><2><3><4><5><6>
<7>
<8>
<9>
<10>
<n>
<12><13><14><15>
ContenidoNúmero de semana del GPSNúmero de segundos del GPSFecha UTC de fijación de posiciónHoraUTC de fijación deposiciónCuenta de salto de cada segundo del GPSLatitud
Hemisferio de latitud
Longitud
Hemisferio de longitud
Modo de cálculo de posición
Tipo de fijación de posición válida
Velocidad sobre el sueloCurso sobre el sueloDilución de precisión de posición (PDOP)Dilución de precisión de tiempo fTDOP)
Opciones0 a 10230 a 604799Formato : ddmmaaFormato : hhmmssvalor no fijoFormato : ggmm.mmmmlos ceros a la izquierda también se transmitenN : norteS : surFormato : gggmm.rnmmirtlos ceros a la izquierda también se transmitenW : oesteE : esteM :manualA : automático0 : no hay fijación válida1 :2D2:3D0 a 999 Rm/h0 a 359 grados (verdadero)0 a 9 (redondeado al entero más cercano)0 a 9 (redondeado al entero más cercano)
Tabla 1-1-4. Detalle de los campos de información en el bloque SPGRklF
B.ll. Información de velocidad 3D (3D VelociU'Informatioii_jL_P_GRMV)
Este es un bloque de datos con formato de propietario de Garmín.
5PGRMV,<l>,<2>,<3>,*hh<CRxLF>
Campo<1><2>
<3>
Contenido.Velocidad hacia el Este verdaderoVelocidad hacia el Norte verdaderoVelocidad vertical
Opciones-999.9 a 9999.9 m/s-999.9 a 9999.9 m/s-999.9 a 9999.9 m/s
Tabla 1-15. Detalle de ¡os campos de información en el bloque SPGRk-IV
B. 12. Información de estado_del equipo (Sensor Status Information -PGRMT)
Este es un bloque de datos con formato de propietario de Gannin, y tiene el siguiente formato:
22
Capítulo 1. Generalidades
$PGRMT,<l>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,O,<8>*hh<CRxLF>
Campo<1><2>
<3>
<4>
<5>
<6>
<7>
<8><9>
ContenidoProducto, modelo v versión del softwareChecksum de prueba de la ROM
Detección de falla de recepción
Datos almacenados
Hora real de reloj
Detector de desviación del oscilador
Detector de recolección de datos
Temperatura de la unidad en grados centígradosConfiguración del GPS
OpcionesValor no fijoP : correctoF: fallaP : correctoF : fallaR : retenidosL : perdidosR : retenidaL : perdidaP : correctoF : excesiva desviaciónC : recolectando datos de almanaquenulo si el almanaque se mantieneValor no fijoR : retenidaL : perdida
Tabla 1-16. Detalle de los campos de información en el bloque SPGRhíT
1.2. Telefonía Celular
1.2.1. Descripción general del sistema
La telefonía celular nace de la idea de crear un sistema de comunicaciones que permitiera prestar servicios de
telefonía normal a abonados que se encontraran en movimiento. Con este concepto, la idea original de la telefonía
pública se ve radicalmente cambiada, pues ya no se pretende llegar con el servicio a un lugar ñjo, sino que ahora, se
pretende llegar con el servicio al abonado donde quiera que éste se encuentre.
central celvilar
Figura 1-2. Esquema básico del servicio de telefonía celular
El sistema básicamente se compone
de tres elementos: la. central
telefónica celular, una estación
transreceptora a la que se le
denomina estación base y el
abonado móvil, tal como se
esquematiza en la Figura 1-2.
Las comunicaciones del abonado
con la estación base, y la estación
base con la central celular son full-
23
CapItuJo 1. Generalidades
dúplex utilizando diferentes regiones del espectro radioeléctrico para el efecto.
Teóricamente, el área cubierta por el servicio de telefonía celular se divide en áreas hexagonales iguales
(a) (b)
(c)
Figura 1-3. Forma de las celdas de cobertura de telefoníacelular
denominados celdas. En el centro de cada celda, o en una de sus esquinas se encuentra una estación base. Ya en
este modelo más general, la estación base tiene que manejar las comunicaciones de todos los abonados que se
encuentran en la celda respectiva.
Como se puede apreciar en la Figura 1-3, si bien el área de cobertura es idealmente hexagonal (figura (a)), ya en la
realidad su forma es sustancialmente diferente. En el mejor de los casos se pueden tener áreas de cobertura
circulares (figura (b)), pero ya en la práctica las áreas de cobertura presentan formas irregulares alrededor de la
estación base dependiendo de las condiciones de propagación del medio (figura (c)).
Como ya se mencionó anteriormente, todas las estaciones base del sistema se conectan a una central celular general,
denominada MTSO (Mobile Telecomunications Switching Office). La MTSO controla todo el tráfico del sistema y
se encarga además de conectar a los abonados del servicio celular a la central de telefonía pública.
1.2.2. Sistemas celulares
Existen diferentes sistemas de telefonía celular aplicados en todo el mundo. En lo que respecta a sistemas
analógicos se pueden mencionan el MCS en Japón, el TACS en Inglaterra, el NMT en los países nórdicos, o el
AMPS en Estados Unidos. A partir de la década de los 90 han entrado con fuerza los sistemas celulares digitales
que utilizan técnicas de acceso TDMA o CDMA.
24
Capítulo 1. Generalidades
El sistema de telefonía celular que se ha aplicado en nuestro país es el AMPS (Advanced Mobile Telephone
System) creado por la Bell Telephone de Estados Unidos en el año de 1983. Además, en el año 1997 ya han
ingresado los sistemas digitales.
En nuestro trabajo, se va a utilizar el sistema celular analógico AMPS, por lo tanto se va a profundizar un poco mas
en el mismo.
1.2.3. Sistema AMPS
El sistema AMPS contempla el uso de un máximo de 666 canales con un ancho de banda de 30KHz cada uno. En
nuestro país, los 666 canales se reparten entre las dos concesionarias del servicio, formándose dos bandas, la A y la
B, cada una con una capacidad máxima de 333 canales.
El grupo de 333 canales en cada banda se reparte entre 7 celdas, por tanto, cada celda puede manejar 333/7 = 47.57
canales. El acceso a los canales se hace con técnica FDMA. La señal de voz ocupa un ancho de banda igual al de un
canal telefónico normal y es modulada en FM con una desviación de frecuencia máxima de 12 KHz, Cada una de
las celdas definidas en el sistema AMPS tiene un radio máximo de 13 Km.
L 2.3.1. utilización del espectro en el sistema AMPS
Los canales A y B se reparten frecuencias en la banda de 800 a 900 MHz. En esta banda, se deben dividir las
frecuencias asignadas para la comunicación móvil-base, y para la comunicación base-móvil.
La Figura 1-4 muestra el rango de frecuencias utilizado para la transmisión desde el móvil hacia la estación base,
mientras que la Figura 1-5 muestra el rango de frecuencias utilizadas para la transmisión desde la estación base
hacia el móvil.
A' ' Banda A Banda B A'/ B'
Í4 825 835 845 849
Figura 1-4. Distribución del espectro para comunicaciones entre móvily estación base
25
Capítulo 1. Generalidades
Como se puede ver en los gráficos, los canales efectivos de voz ocupan un espacio total de 40 MHz. Existen bandas
de frecuencia adicionales entre 824 a 825 MHz, 845 a 849 MHz, 869 a 870 MHz y 890 a 894 MHz que son
utilizadas para control y señalización del sistema en cada banda.
A' ' Banda A Banda B A'/ B'
869 870 880 89° 894
I - Frecuencia en MHz - — ...... — -- ------- - -'
Figura 1-5. Distribución del espectro para comunicaciones entre estación basey móvil.
1.2.4, Transmisión de datos en sistemas celulares
La transmisión de datos utilizando un canal celular presenta algunas dificultades; y es que a diferencia de una linea
telefónica normal, el canal de transmisión celular puede presentar características extremadamente variables dado
que el abonado en estos casos se encuentra en movimiento, y la señal puede verse afectada por fenómenos de
atenuación, dispersión, reflexión, bloqueo, etc.
El canal de voz analógica utilizado en el sistema AMPS tiene el mismo ancho de banda que un canal telefónico
normal, 4 KHz. Los niveles de señal-ruido del canal celular son variables, pero en promedio se puede tomar un
valor de ISdB.
Con estos datos, según el teorema de Shannon, la velocidad máxima a la que se podría transmitir datos por el canal
celular sería:
Donde BW es el ancho de banda del canal de voz celular (4 KHz), y S/N es la relación señal-ruido que para el caso
de 18 dB toma el valor de 63.09. Como resultado, la velocidad máxima de transmisión de datos que se puede
alcanzar es 24000 bps. Este resultado no debe entusiasmarnos mucho, pues se debe recordar primeramente que el
valor calculado es solo un límite al que es extremadamente' difícil llegar, y por otro lado se debe tomar en cuenta
que se necesitan técnicas de transmisión especiales para contrarrestar el efecto de los errores que inevitablemente
se van a producir debido a los fenómenos que se mencionaron anteriormente. La situación se complica aun más si
tomamos en cuenta que para nuestro trabajo se va a utilizar modems de calidad telefónica que están diseñados para
trabajar con líneas de telefonía pública que tienen características completamente diferentes a las líneas celulares.
Por todo lo anteriormente expuesto, la velocidad máxima de transmisión de datos con la que se podrá trabajar será
inevitablemente mucho menor a la calculada anteriormente mediante la formula de Shannon. Cuando llegue' el
26
Capítulo 1. Generalidades
momento de hacer las pruebas del sistema que se va a diseñar se determinará con precisión cuál va a ser ese valor
tope.
1.3. Modems telefónicos
1.3.1. Generalidades
Los modems son sistemas que permiten la conversión de una señal digital a una señal analógica (modulación) para
poder ser enviada a través de un canal de transmisión. Una vez Llegada a su destino, la señal analógica es
demodulada y convertida nuevamente en la señal digital original.
En el caso de los modems telefónicos el canal de transmisión es el canal telefónico, el cual puede ser conmutado o
dedicado. Los datos pueden ser transmitidos de manera asincrona o síncrona. Para este trabajo se van a utilizar
modems telefónicos que permiten la conexión entre computadores personales generalmente a través de línea
conmutada.
Los modems telefónicos comerciales que se van a utilizar en este trabajo pueden manejar en la actualidad una gran
variedad de recomendaciones y estándares de comunicaciones de manera automática, algunos de los cuales son los
siguientes:
Bell 103
Bell212A
V.17
V.21
V.22 / V22bis
V.23
V.27ter
V.29
V.32/V32bis/V.32terbo
V.42 / V.42bis
MNP
Cada uno de los estándares señalados se caracteriza por determinados tipos de: explotación del canal (full y/o
halfduplex), transmisión (síncrona o asincrona), modulación digital, velocidades de transmisión, métodos de
compresión de datos y métodos de detección de errores.
27
Capitulo 1. Generalidades
1.3.2. Funcionamiento de un modem telefónico para PC en modo asincrónico
1.3.2.1. Conexión modem-PC
La conexión entre el modem y el PC se la realiza a través del puerto serial de este último usando un interfaz RS232,
ya sea con un conector DB25 o un conector DB9. En la Tabla 1-17 se muestran las líneas de comunicaciones mas
usadas en el interfaz RS232, utilizando un conector DB25, desde el PC hacia el modem.
13(* * * * * * * * * * * * • )
14 25
Númerode pin
12345678
2022
Dirección
—Al modemDesde el modemAl modemDesde el modemDesde el modem
—Desde el modemAl modemDesde el modem
Descripción
Tierra eléctricaTransmisión de datosRecepción de datosRequesttoSend(RTS)Clear to Send (GTS)Data Set Ready (DSR)Tierra de señalData CarrierDetect (DCD)Data Terminal Readv (DTR)Ring Indicator
Tabla 1-17. Distribución de lineas de comunicaciones entre PC y modem usando e! interfaz RS23 2 con unconectror DB25
Las líneas de comunicaciones del interfaz RS232 utilizando un conector DB9 desde el PC hacia el modem se
muestran en la Tabla 1-18.
Númerode pin
12
34 .56789
Dirección
Desde el modemDesde el modemHacia el modemHacia el modem
—Desde el modemHacia el modemDesde el modemDesde el modem
Descripción
Data Carrier Detect (DCD)Recepción de datosTransmisión de datosData Terminal ReadvCDTR)Tierra de señalData Set Ready (DSR)Request To Send (K.TS)Clear To Send (CTS)Ring IndicatorCRT)
Tabla 1-18, Distribución de líneas de comunicaciones entre PC y modem usando el interfaz RS232 con un conectorDB9
28
Capitulo 1, Generalidades
Cabe hacer aquí un pequeño resumen de las características del interfaz RS232:
• Lógica negativa, con niveles de voltaje de -3 VDC a -25 VDC para 1 lógico, y, +3 VDC a +25 VDC para O
lógico.
• Velocidad máxima de transmisión de datos 20 Kbps.
• Distancia máxima de transmisión 15m.
• En el interfaz RS232 se establece que una señal está activa cuando presenta un voltaje positivo (O lógico) y está
desactivada cuando presenta un voltaje negativo (1 lógico).
1.3.2.2. Operación asincrónica del modem telefónico
En modo asincrónico la señal RTS es ignorada por el modem. La señal CTS se mantiene siempre activa.
A) Recepción de llamadas
Cuando el modem detecta el tono de timbrado en la linea telefónica activa la señal RL El modem descuelga
entonces el teléfono para contestar la llamada enviando el respectivo conjunto de tonos de "handshake" al modem
que llama. Una vez que la conexión ha sido establecida, el modem activa las señales DCD y DSR, estableciéndose
la comunicación.
B) Generación de llamadas
El modem descuelga el teléfono y marca el número con el que quiere conectarse. Una vez marcado el número,
espera la respuesta del modem remoto. Cuando la conexión queda establecida, el modem activa las señales DCD y
DSR.
1.3.2.3. Control y manejo de los modems telefónicos para PC
Los modems telefónicos para PC son conectados a un puerto serial, ya sea de manera externa, de manera interna, o
a través de un slot PCMCIA. Una vez instalados, estos modems pueden utilizar el mismo puerto serial de
comunicaciones para enviar o recibir datos o para recibir comandos o instrucciones del usuario. Esta última opción
es posible por medio de los denominados comandos AT.
Los comandos AT son un conjunto de instrucciones creadas para controlar la operación de modems telefónicos
diseñados para computadores personales. El creador original de este conjunto de comandos fue la compañía Hayes
Microcomputer Products de Estados Unidos, y hoy es ampliamente utilizado en modems de otros fabricantes.
Como ya se indicó anteriormente, estas instrucciones pueden ser enviadas hacia el modem por el mismo puerto
serial que se utiliza para transmisión y recepción de datos. El formato de las mismas es es el siguiente :
29
Capitulo 1. Generalidades
AT[instruccÍón]<CR>
Donde:
AT es el prefijo que siempre debe preceder a cualquier instrucción
[instrucción] es el espacio donde se coloca la respectiva instrucción
<CR> es el carácter carriage return.
Existen tres tipos de instrucciones AT: las estándar, las extendidas y las V.42b¡s. En nuestro trabajo, las
instrucciones que se van a usar con mayor frecuencia son las tipo estándar básicas.
Existe un conjunto de instrucciones AT estándar básicas que se aplican a la generalidad de modems telefónicos
para PC. Sin embargo, cada fabricante puede agregar sus propias instrucciones. A continuación se presenta un
listado en orden alfabético y clasificado por bloques con la respectiva descripción de las instrucciones AT estándar
más comunes para la mayoría de modems.
A) Contestación de llamadas.
A Ordena al modem responder manualmente a la llamada entrante.
B) Repetición de último comando.
A/ Repite automáticamente la última instrucción ejecutada. Este comando se efectúa SIN COLOCAR EL
PREFIJO AT.
C) Modo de comunicación con estándar Bell.
Cualquiera de estas instrucciones obligan al modem a utilizar velocidades de transmisión de datos bajas.
BO Modo CCITT @ 1200 bps.
Bl Modo Bell @ 300/1200 bps
D) Modo de marcado.
D... Modo de marcado y/o ejecución de marcado
Dentro del modo de marcado, los puntos suspensivos pueden ser reemplazados pon
30
Capitulo 1. Generalidades
P marcado por pulsos
R originar llamadas en modo de contestación
T marcado por tonos
W esperar el tono de marcado
pausa
@ esperar por silencio
! flash
; volver al modo de instrucciones después de marcar
Dentro del modo de ejecución de marcado, los puntos suspensivos pueden ser reemplazados por
desde el O al 9
desde la A hasta la D
Cuando se marca un número, el modem automáticamente se "descuelga".
DS=n Marcar uno de los 4 teléfonos (n = O a 3) almacenados en la memoria del MODEM.
E) Eco de instrucciones.
Cuando se envía una instrucción hacia el modem, ésta devuelve la cadena de caracteres ingresada, como un modo
de monítorear si la instrucción fue ingresada correctamente. Esto es lo que se conoce como eco de instrucción.
EO Eco de instrucciones deshabilitada.
El Eco de instrucciones habilitada.
F) Transferencia entre transmisión de datos y recepción de comandos.
Una vez que el modem responde o genera una llamada, y la conexión se ha establecido correctamente, ya no es
posible ingresar instrucciones AT, pues el puerto se encuentra ocupado con el proceso de transmisión y recepción
de datos. La única manera de poder ingresar instrucciones al modem una vez que la conexión ya fue establecida es
enviando al mismo tres veces consecutivas un carácter ASCH que por defecto es el " + ". Este proceso se denomina
transferencia de modo de datos a modo de instrucciones.
+-H- Cambiar de modo de transferencia de datos a modo de instrucciones. Los tres signos + NO deben terminar
con el carácter <CR>.
31
Capítulo 1. Generalidades
G) Colgar/descolgar.
HO Colgar.
Hl Descolgar.
H) Diagnóstico del modem.
10 Código de fábrica del MODEM.
11 Versión del firmware del MODEM.
12 Prueba de la memoria ROM del MODEM.
13 Identificación del MODEM.
I) Volumen de altavoz.
LO Volumen de altavoz en bajo.
Ll Volumen de altavoz en bajo.
L2 Volumen de altavoz en medio.
L3 Volumen de altavoz en alto.
MO Altavoz siempre apagado.
MI Altavoz encendido hasta que se detecta portadora.
M2 AJtavoz siempre encendido.
M3 Altavoz apagado mientras se está marcando, y encendido hasta que se detecta la portadora.
J) Velocidad de transmisión.
NO Conectar solo a la velocidad de transmisión del DTE.
NI Negociación automática de la velocidad de transmisión.
32
Capitula 1. Generalidades
K) Retomo a! modo de dalos.
Cuando se ha realizado un transferencia de modo de datos a modo de instrucciones, y luego se quiere volver al
modo de datos se debe enviar cualquiera de estas dos instrucciones.
OO Retomar al modo de transferencia de datos.
Oí Iniciar un reciclaje de ecualización y regresar al modo de transferencia de datos.
L) Modo de marcado.
P Marcado por pulsos (similar a ATDP).
kí) Respuesta dtil modcm.
Cuando el modem recibe comandos, o trata de establecer comunicación con algún dispositivo remoto, envía hacia el
usuario mensajes de monítoreo de la operación que está realizando. Esta instrucción permite visualizar o no esos
mensajes de retorno del modem. Más adelante se darán detalles sobre este tema.
QO Habilitar retorno de códigos de respuestas del MODEM.
Ql Deshabilitar retorno de códigos de respuestas del MODEM.
N) Registros.
Los registros son localidades dentro de la memoria interna del modem en donde se almacenan valores que
configuran las diferentes funciones del mismo. Más adelante se detallarán algunos de estos registros.
Sr? Mostrar el valor almacenado en el registro Sr (r = O a 109).
Sr=n Almacenar el valorn (n = O a 255) en el registro Sr (r= O a 109).
O) Modo de marcado.
T Marcado por tonos (similar a ATDT).
P) Fórmalo de respuestas de! modem
Los mensajes de retorno del modem pueden ser enviados en un formato numérico o en un formato de texto.
33
Capitulo 1. Generalidades
VO Muestra respuestas del MODEM en formato numérico.
VI Muestra respuestas del MODEM en formato de caracteres (palabras).
O) Modo de operación,
XO Compatibilidad con HA YES Smartmodem 300. (blind díaling)
XI Similar a XO además de mostrar todos los mensajes CONNECT.
X2 Similar a XI además de detección de tono de invitación a marcar.
X3 Similar a XI además de detección de tono de ocupado.
X4 Reúne todas las características de XI, X2 y X3.
Por defecto, los moderas telefónicos se configuran de tal manera que antes de realizar una llamada para conectarse
a un sistema remoto deben sensar el tono de invitación a marcar de la línea telefónica. Si el tono no aparece, el
modem no marca. Sin embargo, es posible forzar al modem para marcar aun cuando no haya el respectivo tono de
invitación. A esta operación es lo que se conoce como blind dialing,
R) Conexión/desconexión remota.
YO Deshabilitación de desconexión a larga distancia.
Yl Habilitación de desconexión a larga distancia.
S) Resel.
ZO Reinicializar y recuperar perfil de usuario # 1.
Zl Reinicializar y recuperar perfil de usuario #2,
Como se indicó anteriormente, las instrucciones AT también pueden ser extendidas o del tipo V.42bis. Si el lector
desea conocer estos tipos adicionales de instrucciones se le recomienda consultar cualquier manual de modems
telefónicos para computadores personales.
A continuación, se presentan algunos ejemplos para visualizar mejor el uso de las instrucciones AT:
34
Capítulo 1. Generalidades
ATDT413414<CR>
Esta instrucción ordena al modem marcar con sistema de tonos el número de teléfono 413414
(2)
ATXOS7=27EODP516914<CR>
Esta instrucción configura al modem para realizar blind dialing, carga el registro que almacena el tiempo de espera
de portadora remota en 27 segundos, ordena que no haya eco de comandos y por último ordena al modera marcar
con sistema de pulsos el número 516914.
(3)
ATL(KCR>
Esta instrucción ordena al modem colocar el volumen de altavoz en el mínimo nivel audible.
1.3.2.4. Registros
En la sección anterior, al hablar del comando S se definió lo que era un registro. En esta sección se van a detallar
algunos de ellos. En este caso, cada fabricante puede deñnir su propio conjunto de registros, sin embargo, y
afortunadamente, existe un grupo de ellos que puede considerarse común para todos los modelos de moderas
telefónicos para PC.
50 Número de timbradas que debe esperar el modem antes de contestar autoraáti cara ente. El rango de este
registro es de O a 255. Si se escoge el valor O, el modem no responderá automáticamente.
51 En este registro, el modem almacena el número de timbradas del teléfono que ha detectado. A partir del
valor definido en SI, el modem irá incrementándolo de uno en uno. El rango de este registro es de O a
255.
52 Código ASCH (decimal) del carácter de escape que se utiliza para el proceso de transferencia de modo de
datos a modo de comandos explicado en la sección anterior. Este registro define cuál va a ser el carácter
que se va a enviar. El rango de este registro es de O a 127.
35
Capítido 1. Generalidades
53 En este registro se define el carácter ASCH(en decimal) al que se le asigna la función de carriage return
<CR>. Por defecto, el carácter asignado es el número 13. El rango de este registro es de O a 127.
54 En este registro se define el carácter ASCH(en decimal) al que se le asigna la función de line feed <LF>.
Por defecto, el carácter asignado es el número 10. El rango de este registro es de O a 127.
55 En este registro se define el carácter ASCH(en decimal) al que se le asigna la función de espacio hacia
atrás. Por defecto, el carácter asignado es el número 8. El rango de este registro es de O a 32 o 127.
56 En este registro se define el tiempo en segundos que el modem esperará para detectar el tono de marcado,
El rango del registro es de O a 255.
57 En este registro se define el tiempo en segundos que el modem esperará para detectar la portadora remota.
El rango del registro es de O a 255.
58 En el comando de marcado del modem (ATD) existe una extensión simbolizada por una coma " ,", la cual
define un tiempo de espera de ejecución entre instrucciones. Este registro define el tiempo en segundos
que deberá durar esa espera. Su rango está entre O y 255.
Sff Define el tiempo en el que el modem esperará después de haber detectado una portadora remota para
asegurarse de que la señal detectada es realmente la portadora esperada. El tiempo está definido de O a
255 décimas de segundo.
SI O Define el tiempo en el que el modem esperará después de haber detectado la desaparición de la portadora
remota antes de desconectarse de la linea telefónica. El tiempo está definido de O a 255 décimas de
segundo.
SJ1 Define el tiempo de duración de los tonos de marcado (diferenciar bien entre tonos de marcado y pulsos
de marcado). El tiempo está definido de 50 a 255 milésimas de segundo.
512 Define el tiempo que debe haber entre los caracteres de escape de transferencia de modo de datos a modo
de instrucciones. El tiempo se define de O a 255 lapsos de 0.02 segundos.
513 Reservado.
514 En este registro se almacenan valores definidos internamente por los comandos D, E, Q, V, W,
&Y(extendido).
515 Reservado.
36
Capitulo 1. Generalidades
SI 6 Este registro almacena valores internamente generados por el comando extendido &.T.
S17 Reservado.
S!8 Define el tiempo en segundos que el modem tomará para realizar pruebas de diagnóstico interno. El rango
de este registro es de O a 255.
519 Reservado.
520 Reservado.
521 Este registro almacena valores internamente generados por el comando estándar Y, y los comandos
extendidos &D, &L, &R y &S.
522 Este registro almacena valores internamente generados por los comandos estándar L, M y X.
523 Este registro permite controlar procesos de prueba remota del modem, paridad, velocidad de transmisión y
tono de guardia. A menos que se desee realizar un control muy especializado del modem no es
recomendable entrar a este registro pues se genera automáticamente por el mismo sistema.
524 Reservado.
575 Determina el tiempo mínimo que el modem debe esperar para tomar en cuenta cualquier variación de la
señal DTR desde el DTE (computador). El rango de este registro es de O a 100 segundos.
526 Determina el tiempo mínimo que el modem debe esperar para tomar en cuenta cualquier variación de las
señales RTS y GTS. El rango de este registro es de O a 255 intervalos de una centésima de segundo.
527 Este registro almacena valores internamente generados por el comando estándar B y los comandos
extendidos &Q y &X.
528 Reservado.
529 Reservado.
1.3.2.5. Mensajes
Como ya se mencionó en la sección anterior, el modem envía mensajes de monitoreo para determinar el estado del
mismo. Las siguientes listas muestran los mensajes que puede enviar el modem a través del puerto serial hacia el
37
CapítuJo 1. Generalidades
usuario. Primero se tiene el formato de texto y al frente se coloca el formato numérico. Aquí se debe hacer una
aclaración. Con excepción de los mensajes que estén marcados con un asterisco (*), el resto de los que se indican
no son estándar para todos los modems telefónicos para PC. La lista que se presenta pertenece a una tarjeta fax-
modem estándar de 14400 bps. Sin embargo, ¡os mensajes aquí presentados pueden servir como referencia si se
desean interpretar textos enviados por otras marcas y modelos de modems.
A) Mensajes de establecimiento de. conexión.
CONNECT* 1
CONNECT 1200* 5
CONNECT 2400* 10
CONNECT 4800* 11
CONNECT 7200* 12
CONNECT 9600* 14
CONNECT 12000* 16
CONNECT 14400- 17
CONNECT 300/REL 22
CONNECT 1200/REL 24
CONNECT 2400/REL 25
CONNECT ASOO/REL 26
CONNECT 7200/REL 27
CONNECT 9600/REL 28
CONNECT 12000/REL 29
CONNECT 14400/REL 30
CONNECT 300/REL-MNP 32
CONNECT 1200/REL-MNP 34
CONNECT 2400/REL-MNP 35
CONNECT 4SOO/REL-MNP 36
CONNECT 7200/REL-MNP 37
CONNECT 9600/REL-MNP 38
CONNECT 12000/REL-MNP 3 9
CONNECT 14400/REL-MNP 40
CONNECT 300/REL-MNP 5 42
CONNECT 1200/REL-MNP 5 44
CONNECT 2400/REL-MNP 5 45
CONNECT 4 SOO/REL-MNP 5 46
CONNECT 7200/REL-MNP 5 47
CONNECT 9600/REL-MNP 5 4S
CONNECT 12000/REL-MNP 5 49
CONNECT 14400/REL-MNP 5 50
CONNECT 1200/REL-LAPM 54
CONNECT 2400/REL-LAPM 55
CONNECT 4800/REL-LAPM 56
CONNECT 7200/REL-LAPM 57
CONNECT 9600/REL-LAPM 58
CONNECT 12000/REL-LAPM 59
CONNECT 14400/REL-LAPM 60
CONNECT 1200/REL-LAPM V.42BIS 64
CONNECT 2400/REL-LAPM V.42BIS 65
CONNECT 4800/REL-LAPM V.42BIS 66
CONNECT 7200/REL-LAPM V.42BTS 67
CONNECT 9600/REL-LAPM V.42BIS 6S
CONNECT 12000/REL-LAPM V.42BIS 69
CONNECT 14400/REL-LAPM V.42BIS 70
Donde;
300, 1200, 2400, 4800, 7200, 9600, 12000, 14400, es la velocidad de transmisión de datos en bps.
REL significa que la conexión está correctamente establecida y es confiable.
MNP son las siglas de Microcom Nehvorking Protocol, que es un protocolo de detección y compresión de datos.
MNP 5 es uno de los niveles del protocolo MNP y que establece justamente la compresión de datos.
38
Capítulo 1. Generalidad es
• LAPM son las siglas de Link Access Procedure for Modems que es un protocolo de control primario de errores
en transmisión punto a punto.
• V.42BIS es el estándar CCUT para compresión y correción de errores en modems telefónicos.
B) Mensajes estándar.
Cuando un comando ha sido enviado correctamente hacia el modem y éste lo ha obedecido aparecerá el mensaje:
OK* O
Si el modem detecta el tono de timbrado enviará el mensaje:
RING* 2
Si después de un tiempo definido no se puede conectar con el modem, ya sea porque no contesta o porque hubo una
falla en la conexión se presentará el mensaje:
NO CARRIER* 3
Si se ha producido algún error en el envío de comandos al modem aparecerá el mensaje:
ERROR* 4
Si no hay tono de marcado, y sí el modem está configurado para detectarlo aparecerá el mensaje:
NO DIALTONE* 6
Si el modem marca, pero la línea está ocupada aparecerá el mensaje:
BUSY* 7
1.4. Presentación del sistema localizador de vehículos por medio deGPS y usando la red de telefonía celular
Los sistemas de localización (tracking) de vehículos no son nuevos. En países industrializados como Estados
Unidos o los países europeos ya se utilizan sistemas de rastreo satelital para una gran cantidad de aplicaciones.
En Ecuador, los sistemas de rastreo vía satélite ya existen pero no tienen una gran penetración en el mercado
debido fundamentalmente a su alto costo. Estos sistemas se enfocan fundamentalmente al rastreo y recuperación de
vehículos robados. Y es que el robo de vehículos en nuestro país ha tomado características alarmantes. Para el año
de 1997 los reportes policiales dan cuenta de que solo en la ciudad de Quito se roban en promedio de 4 a 5
vehículos diarios, con una efectividad de recuperación de los mismos que está entre el 30 y 40%. Los vehículos no
39
Capítulo 1. Generalidades
recuperados salen del país o simplemente son desarmados en talleres clandestinos dentro o fuera de la ciudad de
donde son robados.
Esta triste realidad ha hecho que en los últimos años aparezcan en el mercado una gran cantidad de dispositivos
electrónicos de seguridad de vehículos. La efectividad de estos dispositivos es variable debido fundamentalmente a
que protegen a los automotores de robos "pasivos", es decir, protegen en el caso de que el vehículo sea robado
estando parqueado. Sin embargo, la gran mayoría de dispositivos no protegen al automotor, y sobre todo, a la vida
de los propietarios cuando el vehículo es robado por medio de un asalto (que desgraciadamente es una técnica muy
utilizada en nuestro país).
La conveniencia de tener un sistema en el que el vehículo esté permanentemente monitoreado el momento en que se
produce el robo del mismo es muy evidente. Por un lado se garantiza la recuperación del vehículo en prácticamente
un 100%, y por otro se garantiza la integridad del propietario pues éste no tiene ningún poder para desactivar el
sistema como ocurre en los dispositivos de seguridad comunes.
Aunque el sistema que se va a diseñar en este trabajo puede tener aplicaciones muy variadas que más adelante se
van a mencionar, está justamente enfocado para servir como un sistema de rastreo de vehículos en caso de robo.
1.4.1. Estructura.
BLOQUE HOVTL BLOQUE FIJO
\***yGPSi
HODEH —
14/*
Telce
I 1 Tarjeta decont-rol
25
y0
36yf
éfonc.u-Lar
J
14
7*
2
5
80
3
6
3
í
HODEH \
1 -Teléfono PC compatible
Figura 1-6. Esquema de la estructura de! sistema de localizarían propuesto para este trabajo
El sistema que se propone en este trabajo (Figura 1-6 )está compuesto por dos bloques:
• Bloque móvil; que consiste en todo el equipo que se va a instalar en el vehículo.
• Bloque fijo: que consiste en el equipo que se va a instalar en la estación de rastreo o estación de vigilancia.
40
Capítulo 1. Generalidades
El bloque móvil estará compuesto por:
• Un receptor GPS.
• Un teléfono celular.
• Uu modem telefónico para PC.
• Una tarjeta de interfaz y control entre el modem, el receptor GPS y el teléfono celular.
El bloque fijo estará compuesto pon
• Una línea telefónica normal.
• Un modem.
• Un computador personal IBM compatible.
1.4,2. Funcionamiento
La localización del auto robado puede darse en dos modalidades:
En la primera modalidad, a la cual se la puede denominar "pasiva", la persona estaciona o deja su vehículo. Al
volver descubre que el auto ya no está. En ese caso el dueño hace una llamada a la central de vigilancia reportando
el robo del vehículo. Una vez reportado el robo, la central de vigilancia "llama" al vehículo robado marcando el
número del teléfono celular instalado en el dispositivo localizador. Cuando el teléfono celular timbra, el circuito
que sirve de interfaz entre el GPS y el celular se activa contestando la llamada. Una vez que el sistema responde,
desde la central de vigilancia se envían las instrucciones para que el GPS se active y empiece a enviar datos de
posición del vehículo a través del modem.
En la segunda modalidad, a la cual se le puede denominar "violenta", la persona es asaltada en su vehículo. En este
caso se pueden presentar dos opciones :
• La persona asaltada activa por medio de un control remoto o un "botón de pánico" el sistema localizador. En
este caso, el interfaz GPS-celular se activa y llama por teléfono a la central de vigilancia. Cuando la central de
vigilancia contesta, el sistema envía ¡as instrucciones o mensajes que indiquen que se está produciendo una
emergencia de robo y se está iniciando el envío de datos de posición del vehículo.
• El segundo caso es el mismo que el visto en la modalidad pasiva. Es decir, la persona robada reporta el robo a
la central de vigilancia.
41
Capitulo 1. Generalidades
1.4.3. Ventajas y aplicaciones
a) Ventajas
La ventaja fundamental de este tipo de equipo radica en el hecho de que se utiliza un GPS como determinador de
posición y la red de telefonía celular como medio de transmisión de los datos, lo que hace que el sistema
1 localizador tenga prácticamente una cobertura nacional, las 24 horas del día.
Esta ventaja puede ser altamente útil en los siguientes aspectos :
• Aun cuando el vehículo robado fuera llevado a las afueras de la ciudad o incluso a cualquier lugar dentro del
país, seguiría siendo localizable.
• El sistema puede funcionar aun cuando el vehículo fuera robado en otra ciudad que no fuera Quito o Guayaquil.
Por ejemplo un vehículo robado en Cuenca o en Ambato podría ser reportado a la central de vigilancia sin
ningún problema y ésta de igual manera podría localizarlo. Esto permite que exista una sola central de control a
nivel nacional, localizada en cualquier ciudad, pueblo o posición donde exista cobertura de telefonía celular o
cobertura de red de telefonía pública.
• La posición, velocidad y dirección del vehículo son completamente conocidas en intervalos de algunos
segundos, Eventüalmente, se podría diseñar una base de datos gráfica en la que se tengan mapas digitalizados
del país, para de esa manera visualizar de manera aun más fácil la posición del vehículo.
b) Aplicaciones.
El sistema no solo puede ser utilizado para localización de vehículos robados sino para:
• Seguimiento de vehículos de transporte de valores.
• Seguimiento de unidades de transporte de pasajeros o carga a través de rutas cubiertas por servicio de telefonía
celular.
- • Seguimiento y apoyo de vehículos policiales o de emergencia.
42
Capítulo 2.Hardware de la tarjeta de interfazy controldel bloque móvil
43
Capítulo 2. Hardware de tarjeta de inlerfaz y control
2.1. Elementos de la tarjeta de interfaz y control
EÜ el capítulo I se definió lo que era el bloque móvil del sistema localizador, y se indicaron los cuatro elementos
que lo conforman: el GPS, el teléfono celular, el modem y la tarjeta de interfaz y control../ •
La tarjeta de interfaz y control (TIC) es la encargada de recoger los datos del GPS y enviarlos al bloque fijo del
sistema localizador usando el teléfono celular y el modem; adicionalrnente, se encarga de manejar de manera
automática los equipos antes mencionados. Para desarrollar estas funciones, la TIC va a estar compuesta por los
siguientes bloques de hardware:
• Sistema microprocesado.
• Interfaz con el teléfono celular
• Detector de alarmas.
• Hardware de comunicaciones.
• Fuentes de energía.
2.2. Sistema microprocesado
La TIC basa todo su funcionamiento en un microcontrolador INTEL 8051, el cual presenta como características
más importantes las siguientes:
• Capacidad de memoria de programación de 64 KB.
• Capacidad de memoria RAM externa de 64 KB para datos y/o manejo de periféricos.
• Un puerto serial para recepción y transmisión de datos.
• Un puerto de 8 bits para entrada/salida de datos.
• Dos interrupciones externas.
Para su funcionamiento, el microcontrolador 8051de Intel tiene que instalarse con una configuración básica, a partir
de la cual se puede desarrollar cualquier aplicación. En la Figura 2-1 se presenta la configuración básica que se va a
utilizar en el trabajo que se va a desarrollar. La configuración presentada está compuesta por el microcontrolador,
un "latch" TTL 74373 y una memoria EPROM de 64KB tipo 2764. A estos elementos básicos se deben agregar un
circuito de RESET y un cristal para la generación de señales de reloj que en nuestro caso será de 7.3728 MHz.
En las siguientes secciones se describirán con detalle todas las conexiones y adecuaciones que se hagan a partir de
esta configuración básica.
44
Capítulo 2. Hardware de tarjeta de foiterfaz y control
2.3. Interfaz con el teléfono celular
2.3.1. Tipo de teléfono
En el mercado existe una gran cantidad de modelos de teléfonos celulares. Sin embargo, se pueden clasificar los
diferentes modelos en dos grandes bloques: los teléfonos portátiles, y las unidades ñjas.
Los teléfonos portátiles son unidades pequeñas con una potencia de transmisión máxima de 0.6W. La ventaja de
este tipo de aparatos es su facilidad de transportación por su tamaño.
Las unidades fijas son teléfonos celulares que manejan potencias de transmisión de 3W. Este tipo de teléfonos no
tienen la misma facilidad de transportación que los portátiles, pues su tamaño es casi el mismo que el de un
teléfono común y corriente. Sin embargo, esa desventaja se compensa por el hecho de que este tipo de unidades
tienen un alcance mucho mayor al de las unidades portátiles.
Para este trabajo se va a utilizar una unidad fija UKUDEN CP1700. En la Figura 2-2 se muestra una vista frontal de
este teléfono. De aquí en adelante, todas las especificaciones de hardware que se mencionen en esta sección y en el
resto del trabajo van a ser aplicables a este tipo de teléfono celular.
2.3.2. Control del teléfono celular
Como ya se discutió anteriormente, el objetivo del sistema que se está desarrollando, y en particular de la TIC, es
establecer de manera AUTOMÁTICA un enlace de datos entre el vehículo que se quiere localizar y un terminal
remoto.
Dentro de los diferentes procesos automáticos que la TIC debe desarrollar está el manejo del teléfono celular. Este
manejo implica realizar los siguientes procesos básicos:
• Detectar llamadas entrantes.
• Contestar llamadas entrantes.
• Realizar llamadas a un número específico.
• Transferir llamadas entrantes y salientes al modem instalado en el vehículo.
Para que la tarjeta de interfaz y control pueda realizar todos estos procesos de manera automática, se deben elaborar
los interfaces adecuados entre el teléfono y la tarjeta; y para diseñar estos interfaces, se deben conocer en detalle
qué señales eléctricas del teléfono celular pueden ser utilizadas para el efecto.
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Capítulo 2. Hardware de tarjeta de interfaz y control
auricular
display
ocaoooooooooooo
teclado
Figura 2-2. Vista frontal del teléfono UNIDEN CP1700
2.3.2.1. Señales de control del teléfono celular.
La unidad CP1700 permite manejar 10 señales de control diferentes. El acceso a estas señales se puede realizar a
través de dos puntos. El primero es un zócalo instalado internamente en el circuito impreso principal del teléfono y
el segundo punto de acceso es a través de un conectar RJ45 que normalmente sirve para conectar el auricular al
teléfono. En la Figura 2-3 se muestran en detalle este par de puntos de acceso y la distribución de las señales que se
pueden manejar en los mismos.
Las señales de control indicadas en la Figura 2-3 son las siguientes:
P.SW:
GND:
CRD:
Esta es una señal que viene desde el teclado del celular, y que se encarga de sensar el estado del
bolón de encendido y apagado (PWR) del teléfono. Cuando el botón PWR del teclado no está
presionado, esta señal presenta O VDC, mientras que cuando el botón PWR es presionado
presenta 5 VDC.
Es la tierra de señal, común para todo el hardware del teléfono celular.
Esta es una sefíal TTL que proviene del teclado del teléfono. Se encarga de enviar toda la
información que identifica a cualquier botón que sea presionado en el teclado. Un poco más
47
Capitulo 2. Hardware de tarjeta de ínterfai y control
nnnnnnnnn
P.SW
GND
•fSVDC
CRD
CTD
RSO
+5VDC
SPOUT
GNDAU
(A)
É ~ 6 S ¿
i
:
J
i 2 ] 1 Audio (in)(celular Rx)
2 GND3 NC4 Audio (out)
(celular Tx)5 HOOK (out)6 +8 VDC (in)
8 CRD (out)
(B)
Figura 2-3. Distribución depines en los accesos a señales del teléfono celular : (A) en el zócalo de accesoal teclado del teléfono celular, (B) en el conectar RJ45
adelante se dará una descripción detallada de esta señal, pues es fundamental para realizar
prácticamente todos los procesos de manejo automático de teléfono celular que se describieron
anteriormente.
CTD: A] igual que CRD, esta es una señal TIL. Transporta información de las condiciones de
recepción del teléfono celular hacia un display que se encuentra en el teclado. Además sirve
como "espejo" de la señal CRD enviando la información de identificación de una tecla
presionada hacia el display del teclado del teléfono.
RSO: Reservado.
SPOUT: Esta señal es la salida de audio del parlante del teléfono celular que se utiliza como "timbre". La
señal de timbrado está compuesta por la suma de dos señales alternas con frecuencias de 941 Hz
y 1477 Hz, y voltajes pico regulables por el usuario entre 2V y 5V. Como se verá más adelante
en este mismo capítulo, esta señal va a ser utilizada por la tarjeta de interfaz y control para
detectar una llamada entrante en el celular.
GNDAu: Es la tierra de señal de audio del teléfono. Es común a la tierra de señal GND,
HOOK; Esta es una señal TTL que se encarga de sensar el estado del auricular del teléfono. Si el
auricular está colgado presenta O VDC, mientras que si el auricular está descolgado presenta 5
VDC.
Rx: Es la salida de la señal de audio hacia el auricular del teléfono celular y que en una
conversación normal llega al oído de la persona.
Capitulo 2. Hardware de tarjeta dt ínterfaz jp control
Tx: Es la entrada de la señal de audio desde el auricular hacia el teléfono celular. En una
conversación normal es la seña] de voz generada por la persona que está hablando.
+5VDC
+8VDC Son señales de polarización que tienen diferentes usos internos en el teléfono.
Señal CEP
Como ya se indicó anteriormente, la señal CRD transporta la información de identificación de un botón presionado
en el teclado del teléfono celular. Cada tecla genera un patrón único de niveles lógicos de esta señal TTL. Cuando
no hay ninguna tecla presionada, la señal CRD se mantiene en 1 lógico (4-5VDC)
Las teclas disponibles en la unidad CP1700 son las siguientes:
Teclas de función: SEND, END, STO, CLR, RCL, flecha arriba, flecha abajo.
Teclas alfanuméricas: 0,1,2, 3,4, 5, 6, 7, 8, 9, O, #, *
A continuación se detalla la estructura de la señal CRD para dos de las teclas del teléfono celular. En el anexo 1 de
este trabajo se muestran los fomatos de las señales CRD para todas las teclas.
Tiempos de estados lógicos para latecla SEND en milisegundos'?*, '^-ytrlt 'Sy,'.,"'' '- ' tetítet'SEND- ''-/-'' ,'•<<'>
, . ' # , ' ' " , ', S ' ' ' ' ' '," ' f / > f
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1.73.43.41.77.41.7
Figura '2-4
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Tiempos de estados lógicos para latecla END en milisemindos
3.41.71.73.41.76.8
figura 2-5
49
Capítulo 2. Hardware de tarjeta de interfaz y control
2.3.2.2. Interfaz con el sistema microprocesado
A) Interfaz para detección de llamada entrante.
Para detectar una llamada entrante se debe sensar la señal de timbrado del celular. Más adelante, en la sección
denominada "Detector de alarmas", se describirá en detalle la elaboración de este interfaz.
B) Interfaz para contestar llamadas entrantes
Supongamos una persona que recibe una llamada en el teléfono celular. Después de escuchar el timbre,
simplemente descuelga el teléfono y empieza a hablar. El momento en que la persona desea cortar la llamada
cuelga el teléfono.
Recordemos ahora que existe una señal de control del teléfono denominada HOOK. que se encarga de sensar cuando
el auricular del teléfono es descolgado. Desde un punto de vista eléctrico, cuando una persona recibe la llamada
activa la señal HOOK (+5VDC) al descolgar el teléfono, estableciendo la comunicación. El momento en que la
llamada es terminada, la persona desactiva la señal HOOK (OVDC) colgando el auricular.
Con la descripción anterior se puede determinar cómo deberá actuar la tarjeta de interfaz y control cuando detecte
una llamada entrante. Entonces, una vez que el timbrado del teléfono es detectado, la tarjeta simplemente deberá
activar la señal HOOK para contestar 3a llamada, y cuando la tarjeta necesite cortar la comunicación deberá
desactivar la señal HOOK.
Debido a que la señal HOOK es compatible con niveles TTL, el control de la misma se puede realizar vía software
a través de un puerto del microcontrolador. Por Convención, se va a asignar al puerto Pl.O la tarea de controlar la
señal de HOOK.
C) Interfaz para realizar llamadas.
Como en el caso anterior, supongamos que una persona desea realizar una llamada desde el teléfono celular.
Primero deberá levantar el auricular, luego marcar el numeró al que desea comunicarse y después iniciar la llamada
presionando la tecla SEND. Cuando la persona desea finalizar la llamada, simplemente cuelga el teléfono.
Nuevamente, desde un punto de vista eléctrico, cuando una persona marca un número específico e inicia la llamada
por medio de la tecla SEND envía secuencias especiales de bits a través de la señal CRD. Entonces, cuando la
tarjeta de interfaz y control desee realizar una llamada deberá simular las secuencias de bits CRD y enviarlas hacia
el teléfono. Debe recordarse que la señal CRD también es compatible con niveles TTL, por tanto, se la puede
generar por software en el microcontrolador y enviarla a través de un puerto del mismo. Por Convención, se va a
asignar al puerto P1.1 la tarea de controlar la señal de CRD.
50
Capítulo 2. Hardware de tarjeta de Interfaz y control
D) Interfazpara transferencia llamadas entrantes y salientes del modem
El interfaz para este caso se describirá con detalle en la siguiente sección denominada "circuito híbrido".
2.3.2.3. Circuito híbrido
El teléfono celular se comporta como un sistema de cuatro hilos, pues la transmisión y la recepción de audio se
realiza por canales separados. Por otro lado, el modem telefónico para PC al que se va a adaptar el celular para la
transmisión de datos tiene solamente un canal de dos hilos. Por tanto, para realizar la conexión entre el celular
(cuatro hilos) y el modem (dos hilos) se debe utilizar un circuito híbrido.
La Figura 2-6 muestra el diagrama de bloques del circuito híbrido que se propone para este trabajo.
H <=-x(^Q => y(t)OS
audioODT
audioIHl/H£x(t)- i-y(t) }
Figura 2-6. Diagrama de bloques de! circuito híbrido MODEM-celular
O
c^
Cuando una persona usa un teléfono normal, recibe la información a través del auricular, y envía la información a la
persona que está hablando a través del micrófono del teléfono. Para el caso del prototipo que se está desarrollando,
la comunicación no es entre personas sino entre modems. En la Figura 2-6, el bloque denominado audio OUT es la
señal de audio que se transmite hacia el auricular y que el modem va a "escuchar" ; en el teléfono celular viene a
ser la señal Rx descrita anteriormente. En cambio el bloque denominado audio IN es la señal de audio que el
modem envía a través del micrófono del teléfono hacia el modem remoto con el que está "conversando", en el
teléfono celular viene a ser la señal Tx descrita con anterioridad.
Para describir el runcionamiento del diagrama de bloques de la Figura 2-6 se definen dos señales importantes:
x(t) es la señal de audio que transporta la información hacia el modem.
y(t) es la señal de audio que genera el modem.
51
Capítulo 2. Hardware de tarjeta de Interfaz y control
El circuito híbrido propuesto trabaja de la siguiente manera: la señal x(t) que proviene del bloque audio OUT del
celular debe pasar hacia el modem a través del transformador. Nótese que por la relación de transformación,
cualquier señal que entra al primario Pl se amplifica en el secundario S en un factor N. Esta amplificación puede
ser perjudicial, pues si la señal que entra a Pies de gran amplitud, una amplificación adicional puede provocar
distorsiones. Para anular este efecto se coloca el amplificador inversor reductor A con una ganancia 1/N antes de
entrar al bobinado Pl. De esa manera, en el primario Pl se tiene la señal:
Ny por tanto, en el secundario S la señal que se tendrá será:
Como se puede ver, ahora en el secundario se tiene la misma señal x(t) a pesar del efecto de amplificación del
transformador. El signo negativo aparece debido a la acción del amplificador inversor. El cambio de fase de la señal
no altera en nada a la información que va hacia el modem.
Por otro lado, la señal y(t) se aplica al bobinado secundario S induciéndose en el bobinado del primario P2. Por el
mismo efecto de número de vueltas del transformador, en el primario P2 ya no se tiene y(t) sino:
xoN
Nótese el siguiente fenómeno: cuando la señal -x(t)/N se aplica a Pl, aparece en S la señal -x(t), tal como se
describió anteriormente. La señal -x(t) que aparece en S induce a su vez una señal -x(t)/N en P2, haciendo que
parte de la señal x(t) vuelva a ser transmitida a su fuente de origen. Se produce entonces una realimentación de
x(t). Por tanto, en el bobinado del primario P2 la señal resultante será la suma de dos señales:
N NNótese que debido a que la referencia en el primario se encuentra localizada en el tab central del transformador, la
señal inducida en P2 por la realimentación de x(t) es x(t)/N y no -x(t)/N.
La atenuación de y(t) a >'(t)/N tampoco nos es conveniente ya que una disminución en la magnitud de la señal que
transporta la información se agrega a todas las atenuaciones que pueden presentarse en el canal de transmisión^
haciendo que en el punto de llegada sea muy difícil recuperar la información original. Se debe entonces restaurar la
señal y(t) pasando por un amplificador, que a la vez es un sumador.
El amplificador sumador tiene dos funciones:
« Restaurar la señal y(t) atenuada por el transformador, y
« Disminuir al máximo el fenómeno de realimentación de la señal x(t). En este caso, el sumador actúa de la
siguiente manera: si se observa la Figura 2-6, a la entrada del amplificador se va a tener la señal y(t)/N + x(t)/N
que viene del bobinado primario P2. En el amplificador se hace la suma de la señal proveniente de P2 con la
52
Capítulo 2. Hardware de tarjeta de tnterfaz y control
señal -x(t)/N que sale del amplificador A , anulándose las componentes de x(t), y quedando solamente y(t).
Como un sumador se comporta como un amplificador inversor, la señal de salida no va a ser y(t) sino -y(t), sin
embargo, la inversión de fase de y(t) no altera la información que transporta.
El amplificador inversor A, cumple también dos funciones:
• Acondicionar la señal x(t) para su paso por el transformador, y,
• Actuar como una barrera para la señal de salida del modem y(t), impidiendo que ésta genere un conflicto con la
señal x(t) a la salida del bloque audio OUT.
A) Diseño de amplificadores
Una vez que ya se sabe cómo se quiere que funcione el circuito híbrido, se puede realizar el diseño de los
amplificadores que se van a usar en el mismo. Para los diseños se va a utilizar el amplificador operacional LM348.
Se ha escogido este modelo debido a que el circuito integrado contiene 4 operacionales independientes, y además,
porque permite un manejo sencillo de señales alternas debido a que se puede polarizar con 2 fuentes de voltaje, una
positiva y otra negativa.
Para la elaboración de este trabajo se emplearán los siguientes datos generales de diseño:
• Se va a utilizar un transformador con una relación N = 2; lo que quiere decir que de cada bobinado del primario
al secundario ha)' un factor de amplificación de 2.
• Como fuentes de polarización se usarán voltajes de +9VDC y -9VDC.
Diseño del amplificador inversor.
R2
-Vcc
Figura 2-7
Como ya se discutió en el análisis de la Figura 2-6,
el amplificador inversor debe reducir la señal de
salida de audio del celular x(t) en un factor de 2
para compensar la relación de transformación.
Entonces la ganancia de este amplificador debe ser
0.5.
La Figura 2-7 presenta el circuito general. La señal
x(t) que se va a procesar, ingresa a este
amplificador por el punto etiquetado como Vin. La
señal atenuada sale por el punto Vout.
Los datos de diseño para este caso son los siguientes:
53
Capítulo 2. Hardware de tarjeta de interfaz y control
frecuencia de trabajo:
Voltaje de entrada:
Ganancia;
IKHz
1.5 Vpico max
0.5
El valor del voltaje de entrada pico máximo se lo obtuvo de mediciones de laboratorio de las señales de salida de
audio del celular.
Cálculo de resistencias para la ganancia requerida:
R,R,
Datos de cálculo: Rl
G
15 K (asumido)
0.5 (dato)
Resultado: R2 30 K
Voltaje de salida pico máximo: Voutp = Vinp • 0.5 = (1.5 V) • 0.5 = 0.75 V
El resultado confirma que el voltaje de salida pico si es compatible con las fuentes de polarización asumidas como
datos.
En la Figura 2-8 se muestra el circuito real con valores de elementos definitivos después de realizar las pruebas
respectivas. !
15KEl potenciómetro de 50 K se encarga de
realizar un ajuste fino de la ganancia del
amplificador.
54
Capitulo 2. Hardware de turjctu de Intcrfaz y control
Diseño del Sumador.
El circuito general del sumador se presenta en la Figura 2-9. En el punto denominado Vin2 entra la señal desde el
primario P2 del transformador:
R3 viril ~ 0.5r(0
mientras que en el punto Vinl entra la señal
proveniente del amplificador:
VÍnl — 0.5x(0
La salida del sumador viene dada por la
expresión:
R3_ R3
~R1 "" Rl Vin2
Antes de realizar el diseño se debe poner
atención al siguiente fenómeno: cuando se
acopla el modem al circuito híbrido, se produce un efecto de carga que hace que la señal de salida del modem se
atenúe incluso antes de entrar al bobinado S del secundario del transformador. Si se observa de nuevo la Figura 2-6,
cuando la señal del modem pasa al bobinado P2 ya no solo que va a estar atenuada por efecto, del transformador,
sino que se verá afectada por una reducción adicional por el efecto de carga del circuito híbrido al modem. Por este
efecto, el diseño de] amplificador sumador se va a realizar de tal manera que la componente x(t) va a ser anulada, y
la señal de salida del modem y(t) va a ser amplificada por un factor de 2, es decir, a la salida del sumador se va a
tener:
voni = 1y(t)
Nótese que la función básica del sumador aun se cumple, pues anula la componente realimentada de la señal x(t),
pero ahora, la señal y(t) que viene desde el modem ya no solo que es restaurada sino que es amplificada, justamente
para contrarrestar el efecto de carga del circuito híbrido.
Datos de diseño: Frecuencia de trabajo:
Voltajes de entrada:
IKHz
.Vinl = 0.75 Vpico max
Vin2 = 1.5 Vpico max
Para que las condiciones planteadas se cumplan, la relación de resistencias del sumador debe ser la siguiente:
R3 R3
Datos de cálculo : Rl = 15 K (asumido)
R2 = 15 K (asumido)
R2 Rl
Resultado: R3 = 60 K
55
Capítulo 2. Hardware de tarjeta de Lnterfaz y control
Voltaje de salida pico máximo: 2y(t) = 2-(1.5) = 3 Vpmax
El voltaje de salida máximo es compatible con las fuentes de polarización asumidas para el diseño.
En la Figura 2-10 se muestra el circuito probado en el laboratorio, con los valores reales de los elementos a usarse.
5GK En este circuito real se ha medido una atenuación
de 30 dB de la señal realimentada de x(t) a una
frecuencia de 1 KHz.
En la Figura 2-11 se presenta el circuito híbrido
completo con los valores definitivos.
-3VDC
Figura 2-10
2.4. Detector de alarmas.
Como se vio en el capítulo 1, el sistema localizador empieza su trabajo en cualquiera de los siguientes casos:
• Cuando recibe una señal de timbrado del teléfono celular (llamada entrante)
• Cuando recibe una señal de emergencia activada por el usuario.
Se tiene entonces que diseñar un hardware que permita detectar y procesar estas señales.
2,4,1. Definición de términos
En esta sección hay algunos términos que van a ser utilizados con frecuencia y que deben ser conocidos bien para
comprender el funcionamiento del sistema detector de alarmas.
a) Terminal remoto.
Se conocerá como terminal remoto al sitio donde se encuentra el bloque fijo descrito en el capitulo 1 de este
trabajo, es decir, es el sitio a donde se envían los datos desde el vehículo a través del teléfono celular.
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Capitulo 2. Hardware de la tarjeta de Intürfaz y control
b) Botón de pánico.
Este término es muy utilizado en los sistemas antiatraco de vehículos para describir a un interruptor que permite
activar de manera manual un sistema de seguridad tal corno una alarma.
c) Alarma de llamada.
Se va a conocer como alarma de llamada al timbrado del teléfono celular (llamada entrante), que se produce cuando
el terminal remoto llama a la tarjeta de interfaz y control instalada en el vehículo.
d) Alarma de emergencia.
Es la señal enviada desde el botón de pánico.
e) Alarma de activación.
Cualquiera de las dos alarmas descritas, sea la alarma de llamada o la alarma de emergencia, generará lo que se
conoce como la alarma de activación.
2.4.2. Constitución del sistema detector de alarmas
Las partes que conforman el detector de alarmas son :
• Detector de alarma de llamada.
• Detector de alarma de emergencia.
• Circuito lógico.
2.4.2.1. Detector de alarma de llamada
En una sección anterior se indicó que la señal de control SPCXJT del celular era la generadora del timbre de aviso
de una llamada entrante al teléfono. En esta sección se va a describir en detalle el interfaz requerido para detectar
esta señal de timbrado.
Como ya se vio anteriormente, el timbre del teléfono celular es la suma de dos señales alternas que generan una
señal resultante de voltaje pico máximo 5 V.
La Figura 2-12 presenta el circuito propuesto como detector de alarma de llamada. Para aprovechar las fuentes de
polarización ya establecidas, se van a utilizar voltajes de 9VDC y -9VDC.
58
Capítulo 2. Hardware de la tarjeta de inlerfaz y control
El circuito detector funciona de la siguiente manera: cuando la señal de timbrado se presenta, ésta es rectificada en
su ciclo positivo por el diodo D2. La señal rectificada pasa al capacitor polarizado Cl, el cual se carga al voltaje
pico de timbrado de 5V.
Por otro lado, el divisor de voltaje conformado por las resistencias Rl y R2 genera un voltaje de referencia para el
comparador no inversor realizado con el operacíonal LM348. Esta referencia de voltaje se va a fijar en l.OV.
Dado que la señal de alarma debe entrar a un circuito TTL, la salida del operacional debe ser adaptada a ese nivel,
para lo cual se utiliza un diodo zener de 4.7V. Cuando hay timbrado, la salida del comparador es +9VDC,
polarizando inversamente al zener, haciendo que a la salida se tenga un voltaje de +4.7VDC. Cuando no hay señal
de timbrado, la salida
del comparador es -
9VDC, polarizando
directamente al diodo y
dando a la salida un
voltaje de 0.7VDC, el
cual es considerado
-t-VCC
Rl
-VCC
1 amada~>-
RS
como cero lógico en
niveles TTL. La
resistencia R3 sirve
como limitadora de
corriente del zener.
Figura 2-12. Circuito detector de alarma de llamada
A) Cálculo de divisor de voltaje-
Voltaje de referencia requerido Vd= l.QVDC
Voltaje de alimentación del divisor Vcc = 9.0V DC
= Vcc(y
'R2
De donde:
dVcc -Va
Asumiendo un valor Rl = 5.6 KQ, y puesto que Vd = 1 .OV y Vcc = 9.0V, se tiene que R2 = 700 Q.
59
Capitulo 2. Hardware de la tarjeta de Interfazy control
B) Cálculo del limitador de corriente para e! Zener
En la Figura 2-12 se puede ver que, si se desprecia la corriente que circula por la salida del circuito detector de
alarma, la corriente que circula por el zener viene dada por la expresión:
Vcc-VzIz — -
R3
De donde:
n Vcc-VzR3 = -
IzSi se asume una corriente zener de 10 mA, y si se toman los datos Vcc = 9V y Vz = 4.7V, entonces, R3 = 430 D.
Con una corriente de lOmA, a un voltaje zener de 4. TV, la potencia manejada por el zener será:
Pz = k*VzDe donde Pz = 0.047W. Para esta aplicación, nos basta entonces con utilizar un zener de i4 vatio de potencia.
C) Cálculo del capacitor de filtrado
Tomando como referencia la Figura 2-12 nuevamente, se asume que el capacitor Cl se encuentra descargado
inicialmente. Entonces, cuando la señal de timbrado aparece, el diodo D2 se polarizará directamente, dejando paso
directo hacia el capacitor Cl, haciendo que el voltaje en el mismo sea:
Vf. = V.el in
donde vci es el voltaje del capacitor y v¡n es el voltaje de la señal de timbrado.
Cuando vin alcanza su valor pico y empieza de nuevo a bajar, el capacitor Cl se cargará también al valor pico,
polarizando inversamente a D2 y empezando a descargarse por la impedancia de entrada del amplificador
operacíonal. El voltaje de carga en el capacitor será entonces :
Donde vc es el voltaje en el capacitor, Vp es el voltaje pico de carga, y Z es la impedancia de entrada del
amplificador operacional.
Dado que la impedancia de entrada del amplificador operacional es sumamente alta, la velocidad de descarga del
capacitor será muy baja. El tiempo de descarga del capacitor vendrá dado pon
V~ Z • Cl • Ln(—)
De donde:
60
Capítulo 2. Hardware de la tarjeta de ínterfazy control
Cl =t
Z •!«(—)
Para calcular Cl se plantea la siguiente condición: el voltaje del capacitor, 0.5 segundos después de que inicia su
proceso de descarga, debe ser el 80% del voltaje pico original. Esta condición es completamente arbitraria y tiene
como único fin el que la alarma de llamada se mantenga activa el tiempo suficiente para que sea reconocida por el
comparador no inversor del circuito. Con los datos planteados: t = 0.5 seg, Vp/vc = 1/0.8, y con una impedancia de
entrada del amplificador operacional de 1 MD, se tiene que Cl = 2uF.
D) Circuito definitivo
En la Figura 2-13 se presenta el circuito definitivo después de haber calculado el valor de los diferentes elementos.
+3VDC-SVDC
S.SK
700
alarmade 11 amada !>
Figura 2-13. Circuito detector de alarma de llamada con valores de elementos calculados
2.4.2.2. Detector de alarma de emergencia
+SVDC
ü• pulsante N/ft
de
3K
Figura 2-14. Circuito generador de alarma deemergencia
Para generar la señal de alarma de emergencia se utiliza
un botón de pánico que es un pulsante normalmente
abierto, tal como se muestra en la Figura 2-14.
Cuando el pulsante está abierto (no hay alarma de
emergencia), el voltaje de salida es OV. Cuando el
pulsante se cierra (se genera alarma de emergencia), el
voltaje de salida es de 5V.
61
Capitulo!. Hardware déla tarjeta delnterfazy control
La resistencia limitadora se ha dirnensionado para que el momento en que el pulsante se cierra circule una corriente
de5V/3KQ= 1.66 mA.
2.4.2.3. Circuito lógico
Tanto el detector de alarma de llamada como el detector de alarma de emergencia tienen una salida TTL con la
siguiente configuración:
0 (OV) no se detecta alarma
1 (5V) alarma detectada
Es importante para el sistema tener claramente identificado el tipo de alarma que se ha generado, por tanto es
necesario asignar un número para cada salida digital de los detectores de alarma. No importa el orden en el que los
números sean asignados, sin embargo, es muy importante que una vez que se haga la asignación ésta sea respetada
hasta el final del trabajo.
Se va a convenir entonces la siguiente asignación:
salida del detector de alarma de llamada = alarma O
salida del detector de alarma de emergencia = alarma 1
Además de saber qué tipo de alarma se ha detectado es necesario hacer notar de alguna manera que la alarma se ha
producido, sin importar si ésta ha sido de llamada o de emergencia. Se tiene entonces que crear una señal de salida
a la que se denominará señal de alarma detectada. Para generar esta señal se necesitan dos entradas que son las
señales de salida de los detectores de alarma. En la Tabla 1-1 se muestra cuál debe ser el comportamiento de la
señal de alarma detectada.
Alarma dellamada
0011
Alarma deemergencia
010 ,1
Alarma di
0111
Tabla 1-1, Tabla de verdad de la señal de alarma detectada
En la Tabla 1-1 se nota claramente que la señal de salida no es más que la aplicación de una compuerta OR a las
señales de entrada.
La señal de alarma detectada se va a utilizar como interrupción externa del microcontrolador. Dado que las
interrupciones externas son activadas por transiciones o estados negativos, y la señal de alarma detectada actúa de
62
Capítulo 2, Hardware de la tarjeta de interfaz y control
manera contraria, se debe invertir la salida de alarma detectada. Es decir, en lugar de aplicar una función OR a las
señales de alarma, se debe aplicar una función ÑOR.
Por razones prácticas de diseño, la función ÑOR será simulada por una función AND de dos entradas negadas, tal
como se muestra en la Figura 2-15.
[ajar-ma de_l lanada.
|alai~i-na de emei—genc i a
alanma detectada
7-404
Figura 2-15, Circuito generador de señal de alarma detectada
2.4.2.4. Resumen
Señal detimbrado delteléfonocelular
Señal deemergencia
DETECTORDE ALARMAS
-Alarma detectada (AD)
Alarma de llamadaAlarma O (AO)
Alarma de emergenciaAlarma 1 (Al)
Figura 2-16. Diagrama de caja negra del detector de alarmas
SÍ se considera al detector de alarmas como una caja negra con entradas y salidas, se lo podría representar
esquemáticamente por el diagrama de la Figura 2-16.
Para visualizar mejor cada una de las partes constitutivas del detector de alarmas y su posición en el sistema, se
puede ver el diagrama de bloques de la Figura 2-17 .
2.4.2.5. Implementación del detector de. alarmas en el sistema microprocesado.
Como ya se vio anteriormente, el detector de alarmas puede ser considerado como una caja negra que tiene dos
entradas analógicas y tres salidas digitales.
Las tres salidas digitales del detector de alarmas son :
63
Capitulo!. Hardware di< la tarjeta de Intcrfazy control
AD : alarma detectada
AO : alarma O
Al : alarma 1
Se vio que la señal AD pasa del estado alto (uno lógico) a] bajo (cero lógico) cuando una alarma, cualquiera que
ésta sea, es detectada. Esta señal debe entrar al microcontrolador a través de una interrupción externa. Como se
sabe, el MCS8051 tiene dos entradas para interrupciones externas: 10 e II, de las cuales se puede escoger
cualquiera para ingresar la señal AD. En este trabajo se considera que la interrupción que va a recibir la señal AD
va a ser la interrupción O (10),
Circuitológico
Detector dealarma dellamada
Alarmadetectada
(AD)
Alarma dellamada(AO)
Alarma deemergencia
"(Al)
Figura 2-17. Diagrama de bloques del delector de alarmas
Las señales AO y Al son también importantes pues son las que determinan el tipo de alarma que se ha producido.
Se debe recordar que la tarjeta de interfaz y control debe actuar de diferente manera dependiendo si la alarma
recibida es una alarma de llamada o una alarma de emergencia. Estas señales deberán ser LEÍDAS una vez que se
haya conocido la interrupción dada por AD. Es conveniente entonces considerar a AO y Al como dos bits de datos
de memoria extema del microcontrolador. De esta manera, una vez que la señal AD sea detectada, el
microcontrolador, vía software, lee de la memoria RAM externa las señales AO y Alque identifica el tipo de alarma
generada.
Se debe asignar una localidad de memoria RAM externa para la lectura de las alarmas AO y Al. Para hacer esto, se
va a usar solamente el bit O del bus de direcciones del sistema mícroprocesado y por convención se asume lo
siguiente: si este bit es O, entonces se accederá a la localidad de menoría externa que contiene los valores de AO y
Al. Nótese que los 15 bits restantes de la capacidad tolal del bus de direcciones no tienen importancia, por lo que
la dirección en memoria externa de los bits de tipo de alarma es XXXOH. La localidad XXXOH de memoria RAM
externa contendrá entonces un byte con el formato presentado en la Tabla 2-2. Nótese que se han asignado las
posiciones de los bits de tal manera que el número de la alarma corresponda a su posición en el byte.
64
Capítulo 2. Hardware de la tarjeta de Interfaz y control
B7LIBRE
b6LIBRE
b5LIBRE
MLIBRE
b3LIBRE
b2LIBRE
blAl
alarma de emergencia
bOAO
alarma de llamada
Tabla 2-2, Estructura del byte de la memoria externa de datos para lectura del tipo de alarma detectada
En la Figura 2-18 se tiene e] circuito formado por el sistema microprocesado y las señales de salida del detector de
alarmas consideradas como memoria RAM externa,
Funcionamiento del circuito.
Cuando se produce una alarma, la señal AD conectada a la interrupción externa O realiza una transición negativa,
entonces, por software, se da la orden de leer el tipo de alarma desde la memoria RAM externa. Cuando esto
sucede, la señal RD (Read)del microcontrolador (pin 17) se coloca en cero lógico. A su vez, el bit O del bus de
direcciones (pin 2 en el latch 74373) también se coloca en cero.
La señal RD y el bit O del bus de direcciones pasan por sendos inversores 7404. Cuando ambas señales están en
cero, los inversores cambian el nivel a 1 lógico. Las señales invertidas entran a una compuerta AND. Dado que
ambas entradas están en 1 lógico, a la salida de la compuerta AND también se tendrá un 1 lógico, el cual es
invertido por otra 7404 y habilita el buffer 74244. Una vez activado el buffer, los datos de tipo de alarma que están
conectadas a los pines 2 y 4 del mismo se transmiten a los bits O y 1 del bus de datos del sistema microprocesado
bajo el fonnato establecido en la Tabla 2-2. Nótese que los bits de alarma solo pueden ser leídos cuando se cumplen
al mismo tiempo dos condiciones :
• La memoria RAM externa está direccionada en XXXOH
• Se ha dado la orden de leer desde la memoria RAM externa (RD activo)
SÍ una de estas dos condiciones no se cumple, no puede darse la lectura de datos.
2.5. Hardware de comunicaciones.
La tarjeta de interfaz y control debe manejar los siguientes procesos de comunicación de datos:
• Recepción de datos desde el GPS.
• Envío de instrucciones hacia el GPS.
• Envío de comandos de control hacia el modem.
• Envío de datos hacia el modem.
• Recepción de datos desde el modem.
65
Capitulo 2. Hardware de la tarjeta de interfaz y control
Figura 2-19. Diagrama de bloques del hardware de comunicación de datos de la tarjeta de interfaz y control
Se debe elaborar un diseño que permita realizar todas estas operaciones tomando en cuenta dos aspectos
importantes:
• Solo se dispone de un puerto serial para transmisión y recepción de datos.
• El interfaz de datos del GPS y del modem utiliza niveles eléctricos dados por el estándar RS232, mientras que
el interfaz de datos de la tarjeta de interfaz y control utiliza niveles TTL.
En la Figura 2-19 se propone un diagrama de bloques del hardware de comunicaciones para la tarjeta de interfaz y
control.
El microcontrolador puede recibir datos desde dos fuentes diferentes: el modem y el GPS. Como se puede ver en la
Figura 2-19, las salidas de datos (Tx) tanto del GPS como del modem pasan por conversores RS232 a TTL y se
conectan al multiplexor marcado como "mux 1" . Este multiplexor se encargará de organizar el paso de datos hacia
el microcontrolador dependiendo de cual de las fuentes se requiere leer datos.
Por otro ladof el microcontrolador puede enviar datos a dos puntos distintos: el modem y el GPS. En la Figura 2-19,
el deraultiplexor marcado como "demux" reparte los datos a cualquiera de los puntos mencionados dependiendo de
los requerimientos del microcontrolador. Nótese que la línea de datos del demultiplexor al modem es directa,
mientras que la línea de datos del demultiplexor al GPS pasa primero por otro multiplexor denominado "mux 2".
Esta "parada" de la línea de datos hacia el GPS se va a explicar en el siguiente párrafo. Dado que el demultiplexor
67
Capitulo 2. Hardware de la tarjeta de Inlerfaz y control
va a trabajar con niveles TTL es necesario pasar los datos por un conversor
puntos denominados Rx en el modem o en el GPS.
a RS232 antes de entrar a los
La existencia del multiplexor "mux 2" se debe a que el sistema se va a diseñar de tal manera que el GPS esté
capacitado para recibir datos de dos maneras: directamente desde el modem o a través del microcontrolador. Esta
opción será útil cuando se necesite configurar el GPS enviando instrucciones (tal como se vio en el capítulo 1), ya
sea desde el terminal remoto o de manera automática desde el microcontrolador.
2.5.1. Multiplexores y demulíiplexores
Como analizó en la discusión de la Figura 2-19, el sistema de comunicaciones que se va a construir requiere dos
multiplexores 3' un demultiplexor.
2.5.1.1. MuUiplexor mux 1.
El multiplexor mux 1 debe manejar dos entradas de datos: los que provenien del modem y los que pertenecen al
GPS, y debe canalizarlos hacia el puerto de recepción del microcontrolador. Por lo tanto, el multiplexor deberá ser
2 a 1. Con dos entradas, la señal de control del mux será de un solo bit.
Se debe asignar números a las entradas del multiplexor. Por convención se asume:
Datos desde el GPS:
Datos desde el modem:
entrada O
entrada 1
Datos desde elGPS
Datos desde el MODEM-
10
II
mux 1 outHacia el
uC
Señal de controldel multiplexor
Figura 2-20. Diagrama de bloques del muitiplexor I (mtíx 1)
Entonces, cuando la señal de control esté en bajo (cero lógico) pasarán datos del GPS; y cuando la señal esté en
alto (uno lógico) pasarán datos desde el modem. En la Figura 2-20 se muestra un diagrama de bloques que resume
la estructura del multiplexor mux 1.
Capítulo 2. Hardware de la tarjeta de interfaz y control
2.5.1.2. Miilíiplexor mux 2.
Como ya se explicó anteriormente, el rrmltiplexor mux 2 maneja dos entradas: los datos que van hacia el GPS y que
provienen del puerto de transmisión del microcontrolador, y los datos que van hacia el GPS y que vienen
directamente desde el modem. Al igual que en el caso de mux 1, el multiplexor mux 2 será 2 a 1, y usará una señal
de control de un bit.
Para este caso se asignan los siguientes números a las entradas:
Datos desde el microcontrolador: entrada O
Datos desde el modem: entrada 1
De esta manera, cuando la señal de control esté en bajo (cero lógico) pasarán datos desde el microcontrolador hacia
el GPS ; y cuando la señal esté en alto (uno lógico) pasarán datos desde el modem hacia el GPS. En la Figura 2-21
se muestra un diagrama de bloques que resume la estructura del multiplexor mux 2.
Datos desde el n
microcontrolador *"
Datos desde el MODEM-
mux 2
II
Hacia el
Señal de controldel multiplexor
Figura 2-21. Diagrama de bloques del multiplexor 2 (mux 2)
2.5.1.3. Demuhiplexación de transmisión.
El demultiplexor toma un canal de datos proveniente del puerto de transmisión del microcontrolador y lo reparte a
dos salidas: hacia el modem y hacia el GPS. En este caso, e] demultiplexor deberá ser 2 a 1. Con dos salidas y una
entrada, la señal de control del demultiplexor será de un bit.
Se asigna números a las salidas del multiplexor.
Datos hacia el GPS: salida O
Datos hacia el modem: salida 1
69
Capitulo 2. Hardware déla tarjeta deínterfazy control
Desde eluC
Out O
demux
Out 1
Datos hacia elGPS
.Datos hacia el MODEM
Señal de controldel demultiplexor
Figura 2-22. Diagrama de bloques del demultiplexor
Cuando la señal de control esté en bajo (cero lógico) pasarán datos hacia el GPS; y cuando la señal esté en alto
(uno lógico) pasarán datos hacia el modem. En la Figura 2-22 se muestra un diagrama de bloques que resume la
estructura del demultiplexor.
2.5.1.4. El circuito CD40S3.
El CD4053 es un multiplexor/demultiplexor analógico que puede actuar en tres modos diferentes:
• Como un solo multiplexor/demultiplexor de 8 canales.
• Como dos multiplexores/dernultiplexores independientes de 4 canales.
• Como tres mulíiplexores/demultiplexores independientes de 2 canales.
Por todo lo que se ha analizado anteriormente en esta sección, se va a usar al CD4053 en el tercer modo, es decir,
como tres multiplexores/demultiplexores independientes de 2 canales. La Figura 2-23 muestra al C04053 en la
configuración escogida.
se-nal
sena]
1 , « .-» "-W
<s-<alida 1 canal B
en t r-=ada 0 cana 1 C>en tr-ada 1 cana 1 O
contrr-o i cana 1 A ">
contno 1 cana 1 C >
G
B'
BY C'
CXCY
A
C
4053
1 J"~l — <Centi~ ada canal B
— -^— |sa 1 ida canal C >•
Figura 2-23. Circuito de multiplexores/demultiplexores con el CD4053
En la Figura 2-23 cada multiplexor está marcado por una letra. Se va a hacer la siguiente asignación:
70
Capítulo 2. Hardware de la (arjefa de Interfaz y control
terminal remoto. Para hacer este sensado de la señal DCD del modem se va a utilizar el puerto P1.2 del
micTocontrolador.
2.6. Activación del GPS, señalización y fuentes de energía
2.6.1. Activación del GPS
En la sección anterior se indicó que el bit 2 del byte de comunicaciones controlaba el apagado y encendido del GPS.
Este control se lo realiza de la siguiente manera:
bit 2 = O => GPS apagado
.bit 2= 1
+12VDC
=> GPS encendido
GPS>
Para lograr esto, se conecta el bit 2 del bus de datos a
la entrada de control de un relé, tal como se muestra
en la Figura 2-25 (etiqueta "bit 2" ) y en la Figura 2-
27 (etiqueta "activación del GPS").
<bit 2
con ± i-o 1
Figura 2-25. Relé activado por bit 2 del byte decomunicaciones
2.6.2. Señalización
2.6.2,1. GPSON
+12VDC
1K
GPS ON
Este es un LED de color rojo que se enciende solo si el GPS
está energizado. La fuente de esta señalización es el punto de
salida marcado como "al Vcc del GPS" en la Figura 2-26.
Figura 2-26. Circuito de señalización GPS ON
15
Cip
Hu
ki 1.
H.n
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7.
Ho
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76
Capítulo 2. Hardware de la tarjeta de üiterfaz y control
2.6.2.2, Tarjeta ON.
Vccrn i ct~o procesador— C+SVDC 3
330
Tarjeta ON
Figura 2-28. Circuito de señalizaciónde Tarjeta ON
2.6.2.3. Stand-By.
+5VDC
Este es un LED de color rojo que se enciende solo si la fuente de
polarización del microcontrolador está activada. La fuente de esta
señalización es el pin 40 (-4-5VDC) del 8051.
!pugr-to Pl. 3 2N390-4
330
STOND-BY
Es un LED de color verde que se enciende si la tarjeta de
interfaz y control se halla en modo STAND-BY. Para una
completa descripción de este modo de operación por favor
refiérase a la discusión del software de la tarjeta de interfaz y
control en el capítulo 3 de este trabajo. La fuente de esta
señalización va a ser el bit 3 del puerto 1 del microcontrolador,
que trabaja con niveles Til,. Nótese en la Figura 2-29, que a
diferencia de los dos circuitos de señalización anteriores, se
necesita usar un transistor NPN en modo de corte y conducción
como buffer de comente del puerto Pl del microcontrolador,
pues este no puede manejar por sí solo la corriente necesaria
Figura 2-29. Circuito de señalización de para hacer funcionar al LED.STAND-BY
2.6.2.4. Rastreo.
Es un LED de color verde que se enciende si la tarjeta de interfaz y control se halla en modo de rastreo. Para una
completa descripción de este modo de operación por favor refiérase a la discusión del software de la tarjeta de
interfaz y control en el capítulo 3 de este trabajo. La fuente de esta señalización va a ser el bit 4 del puerto 1 del
microcontrolador. El circuito de señalización para este caso es exactamente el mismo que el mostrado en la Figura
2-29.
77
Capítulo 2. Hardware de la tarjeta de Interfaz y control
2,6.2.5. Posición válida.
Es un LED de color verde que se enciende si la tarjeta de interfaz y control se halla en modo de recolección de
datos de posición válida. Para una completa descripción de este modo de operación por favor refiérase a la
discusión del software de la tarjeta de interfaz y control en el capítulo 3 de este trabajo. La fuente de esta
señalización va a ser el bit 5 del puerto 1 del microcontrolador, y el circuito respectivo es también el mismo que el
mostrado en la Figura 2-29.
2.6.3. Fuentes de energía.
Se sebe ahora dimensíonar las fuentes de poder que se van a requerir para no solo alimentar a la tarjeta de interfaz
y control, sino a todo el bloque móvil del sistema localizador.
2.6.3.1. Requerimientos eléctricos
Antes de diseñar cualquier fuente de energía, es necesario identificar completamente todas las necesidades de
alimentación eléctrica que se tienen en el bloque móvil. Se tiene entonces que;
• El teléfono celular funciona con un voltaje de alimentación no regulado de 12VDC y una corriente máxima de
1A.
• El modem telefónico para PC funciona con un voltaje de alimentación regulado de 9VAC y una corriente
máxima de 0.5 A.
• El GPS funciona con un voltaje de alimentación no regulado de 12VDC, y una corriente máxima de 150 mA.
• La tarjeta de interfaz y control funciona con voltajes regulados de 5VDC, 9VDC y -9VDC, con una comente
máxima total de 500 mA.
2.6.3.2. Sistema de aumentación
Con todos los requerimientos de energía identificados, se puede proponer un sistema de alimentación eléctrica, tal
como se muestra en el diagrama de bloques de la Figura 2-30.
La base de todo el sistema de alimentación es la batería de 12VDC del vehículo en el que se va a instalar el bloque
móvil. A partir de la batería se tienen dos conexiones:
• Una línea directa de 12V para el_GPS y el teléfono celular. En este caso, la conexión con la batería es directa
pues los voltajes de alimentación de estos dos equipos pueden ser no regulados.
78
Capitulo 2. Hardware de la tarjeta de ¡nterfaz y control
• Una conexión a un conversor DC-AC. El conversor va a tomar los 12VDC de la batería y los va a transformar
en 120VAC. Los equipos comerciales de baja capacidad permiten manejar potencias de 100VA como mínimo,
lo cual es suficiente para la aplicación que se está desarrollando.
Como se puede observar en la Figura 2-30 , a partir del inversor se tienen dos conexiones adicionales:
• Una conexión hacia el modero, pasando por un adaptador de 120VAC a 9VAC.
• Una conexión hacia la tarjeta de interfaz y control, pasando por un transformador, un rectificador y un grupo de
fuentes reguladas.
En esta sección se van a dimensionar las fuentes de voltaje de +5, +9 y -9 VDC. No se va a realizar el diseño del
inversor, los adaptadores de voltaje AC y el rectificador, pues estos elementos pueden adquirirse ya construidos.
Figura 2-30. Sistema de alimentación eléctrica del bloque móvil
2.6.3.3. Fuente de +5KDC
Esta fuente va a ser utilizada para la alimentación de todos los circuitos de la tarjeta de interfaz y control que
trabajan con niveles TTL, entre ellos se tiene: el microcontrolador, la memoria ROM, las compuertas lógicas AND
y OR, latches, multiplexores y demultíplexor, conversores RS232/TTL, etc.
79
Capítulo 2. Hardware déla tarjeta de inferfaz y control
f o \ •L
23
VinGNDVout
1 2 3
En las pruebas de la tarjeta de interfaz y control realizadas en
el laboratorio se midió 0.5 A como máxima corriente de
operación del circuito a +5VDC. Por esta razón, se va a
considerar como adecuada para esta aplicación a una fuente
fija de +5VDC con una capacidad máxima de 1A. La fuente
que cumple con este requerimiento es la LM7805 (ECG 960),
que se muestra en la Figura 2-31.
En la Figura 2-32 se muestra el circuito de funcionamiento de
„. - • - , . - , , . , . ,. , f j . esta fuente regulada. Nótese que no se requiere de nineúnFigura 2-jl, Vista de la fuente de voltaje ° i -i t.regulada ECG 960 elemento extemo, salvo los dos capacitores de luF que se
utilizan para mejorar la estabilidad del voltaje de salida. Se va
a asumir un voltaje de entrada de 12V.
.**• ^ luF
ECG9G0
Vin Vout
GNDJr^ 1UF
Figura 2-32. Configuración de operación para la fuente regulada ECG960
2.6.3.4. Fuente de+9VDC.
/ O \ Adj2 Vout3 Vin
1 2 3
Figura 2-33. Vista de ¡a fuente de • voltajeregulada ECG 956
que en la Figura 2-34 se muestra el circuito de operación de la fuente regulada.
Esta fuente va a ser utilizada para la alimentación de los
amplificadores operacionales utilizados para el circuito híbrido
y el detector de alarma de llamada.
Para este caso se va a utilizar el circuito LM317 (ECG 956),
que es una fuente regulada variable que va a ser ajustada al
valor de +9VDC. En este caso, la corriente de operación de los
circuitos que va a alimentar esta fuente es despreciable, por
tanto no es necesario tomarla en cuenta para el
dimensionamiento de la fuente. En la Figura 2-33 se tiene una
vista frontal y la distribución de pines del circuito, mientras
80
Capítulo 2. Hardware de la tarjeta de inrcrfoz y control
-12VDC
0. luF*
120
luF
Figura 2-34. Circuito de operación de la fuente regulada ECG956
En este caso, como elementos externos a la fuente se requieren capacitores de O.luF y luF para mayor estabilidad
del circuito, y un potenciómetro y una resistencia para calibración del voltaje de salida, el cual es calculado con la
siguiente expresión1:
, R2,voiít = 1.25(1+• •)v 12CT
En donde vout está en voltios y R2 está en ohmios.
Para un valor de 9VDC, la resistencia R2 va a ser de 744 Ohmios, valor que se puede obtener con un potenciómetro
delK.
Fuente tfe-í»í/Z)C
123
ACÍ;JVinVout
Como en el caso anterior, esta fuente va a ser utilizada para la
alimentación de los amplificadores operacionales utilizados
para el circuito híbrido y el detector de alarma de llamada.
Para este caso se va a utilizar el circuito LM137 (ECG 957),
que es una fuente regulada variable negativa que va a ser
ajustada al valor de -9VDC, usando un voltaje de entrada de -
12VDC. Tampoco es necesario tomar en cuenta en este caso la
corriente de operación del circuito pues es muy baja y por lo
tanto puede considerarse despreciable. En la Figura 2-35 se
Figura 2-35. Vista de la fuente de voltaje tiene una vista frontal y la distribución de púies del circuito,
re£^ a mientras que en la Figura 2-36 se muestra el circuito de
operación de la fuente regulada.
2 3
81
Capítulo 2. Hardware de la tarjeta de inlerfaz y control
Se puede ver que el circuito de operación de esta fuente es idéntico al utilizado para la ECG956. La diferencia está
en los capacitores de estabilización, que en este caso son ambos de luF, y en la polarización de los mismos respecto
a tierra. Por lo demás, la MAGNITUD del voltaje de salida se calcula con la misma expresión de la fuente anterior3:
/ X2,vout = 1.25(1 + )V 120'
Dado que la magnitud del voltaje de salida también va a ser 9VDC, la resistencia R2 también va a tener el valor de
744 Ohmios.
luF luF
Figura 2-36. Circuito de operación de lo fuente regulada ECG957
2.7. Construcción final
Todos los diseños,discutidos anteriormente se han instalado en una tarjeta armada con la técnica de wire-up. En la
figura 2-37 se muestra la distribución de los elementos reales en la tarjeta.
2.7.1. Salidas y entradas
El diagrama de la figura 2-37 nos permite visualizar las siguientes salidas y entradas de energía:
• Dos entradas de voltaje de 12VDC y -12VDC no reguladas, que se encargarán de toda la alimentación eléctrica
de la tarjeta.
• Una salida de 12VDC para conectar el GPS.
Además existen cuatro puertos de entrada y salida de señales y datos:
1 Hoja de datos del LM 317. Anexo 4
82
Capítulo 2. Hardware de la tarjeta de interfaz y control
• Un conector DB-9 macho para el GPS.
• Un conector DB25 macho para el modem.
• Un jack RJ11 para el cable telefónico del modem.
• Un zócalo que permite la interconexión con el teléfono celular a través de un conector RJ45
Por último se tienen dos accesos adicionales a la tarjeta que son:
• Botón de RESET.
• Botón de pánico.
2.7.2. Operación
La operación de la tarjeta es completamente automática y se la realiza mediante el software que se va a diseñar en
el siguiente capítulo. Las únicas oportunidades en las que se va a requerir de la interacción con un usuario externo
serán:
• Cuando se requiera enviar una alarma de emergencia con el botón de pánico.
• Cuando se requiera realizar un RESET déla tarjeta
• Las alimentaciones eléctricas.
• Los conectares del modem, el GPS y el teléfono celular.
2.7.3, Circuito Final
El circuito final de la tarjeta de interfaz y control se muestra en la Figura 2-38, donde se muestra el circuito casi
completo pues no se indican los capacitores que configuran el conversor MAX232, ni tampoco están indicados los
circuitos de las fuentes de voltaje; sin embargo, estos elementas están completamente descritos en los respectivos
diseños dentro de este capítulo.
' Hoja de datos del LM137. Anexo 2
83
Cap
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2. H
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Capítulo 3.Software
86
Cüpítulo 3. Software de coniimiran<nifí
3.1. Software de la tarjeta de interfaz y control
3,1.1. Criterios generales
a) Lenguaje de programación
Para la programación en assembler de la tarjeta de interfaz y control se va a utilizar el conjunto de instrucciones del
microcontrolador 8051.
b) Formato de tranxm'isión da dalos
Como se vio en el capítulo 1, el protocolo de comunicaciones utilizado por el GPS se basa en el estándar NMEA
0183 versión 2.1, el cual establece los siguientes parámetros de transmisión de datos:
Tipo de transmisión : serial
Velocidad de transmisión : 1200 bps
Bits de datos : 8
Bits de parada : 1
Bits de paridad : ninguno
Todo el software relacionado con las comunicaciones de la tarjeta de interfaz y control debe sujetarse a estos
parámetros.
c) Determinación déla velocidad de transmisión de datos por el puerto serial
Para fijar la velocidad de transmisión y recepción de datos por el puerto serial se configura al Tañer 1 como
temporizador de 8 bits con recarga automática. En este modo, el registro TH1 se debe cargar con un valor dado por
la expresión :
J ose= 256-'384v
donde : f^ = frecuencia del oscilador del microcontrolador
v = velocidad de transmisión de datos
Para una frecuencia de oscilador de fose = 7.372S MHz y una velocidad de transmisión de datos de 1200 bps, TH1
toma el valor de 240 (FOh).
87
Capítulo 3. Software de comunJraciones
d) Transmisión/recepción de datos.
El sofhvore del sistema localizador debe manejar en repetidas ocasiones procesos de transmisión y recepción de
datos.
d.l) Transmisión de datos.
Para transmitir un byte por el puerto serial del microcontrolador deben darse los siguientes pasos:
• Escribir en el registro SBUF del microcontrolador.
• Crear un lazo indefinido sobre el mismo punto hasta
detectar el bit de fin de transmisión TI.
• Encerar el bit de fin de transmisión.
En la Figura 3-1 se muestra el diagrama de flujo del proceso
de transmisión serial de un byte.
d.2) Recepción de dalos.
Figura 3-1. Diagrama de flujo del proceso de
Cuando un carácter es recibido por el puerto serial deben transmisión de wi byte por el puerto serial
seguirse estos pasos:
Encerar el bit TI
fin
• Leer el registro SBUF del microcontrolador.
• Crear un lazo indefinido sobre el mismo punto hasta
detectar el bit de fin de recepción RI.
• Encerar el bit de fin de recepción.
En la Figura 3-2 se muestra el diagrama de flujo de] proceso
de recepción de un bytc por el puerto serial.
d.3) Recepción y transmisión simultánea.
Leer el registro SBUF
Encerar el bit Rl
fin
Existe una operación que va a ser muy usual dentro del
software de comunicaciones de la tarjeta de intcrfaz y Fígllni s.2. Diagrama de flujo del proceso de
control, y consiste en recibir un byte desde el GPS y recepción de un byíe por d puerto serial
transmitirlo de manera inmediata hacia el modcm.
88
Capítulo 3. Software de comunicaciones
Un error muy fácil de cometer es pensar que
simplemente hay que colocar uno tras otro los procesos
individuales de recepción y transmisión que se describió
antes. Si bien esto es lógico, hay que tener cuidado pues
hay una diferencia muy sutil. El procedimiento que debe
seguirse para este caso es:
• Leer el registro SBUF.
• Escribir en el registro SBUF.
• Detectar bit de fin de recepción.
• Detectar bit de fin de transmisión.
La diferencia de la que se habla es que una vez que se
recibe el bjte no se espera el bit de fin de recepción sino
que de manera inmediata se ordena la transmisión del
byte leído. Una vez que la recepción y transmisión se
realizan, se pueden sensar los bits de finalización de
estos procesos.
inicio
Leer el registro SBUF
Escribir en el registro SBUF
Encerar el bit RI
Encerar el bit TI
f in '
Figura 5-3. Diagrama da flujo del proceso de recepcióny Transmisión simultánea de un byie por e! puerto serial
En este proceso hay que tener cuidado de almacenar el carácter leído antes de transmirlo nuevamente, pues si no se
hace esto, el byte se pierde para cualquier operación posterior con el mismo. En la Figura 3-3 se muestra el
diagrama de flujo del proceso que se ha descrito.
3.1.2. Descripción del programa
E) programa permite a la tarjeta de tnterfaz y control operar en dos modos diferentes:
inicio
_yActivare! GPS
Obtener posición válida
desactivar el GPS
* Modo Stand-By
• Modo de rastreo
a) Modo STAND-BY
Este modo, que ocupa e] espacio de programa principal
dentro de la memoria de programa del microcontrolador,
es el estado permanente en el que se encuentra la tarjeta
de interfaz y control cuando no recibe ninguna alarma. El
programa del microcontrolador en este estado debe Figura 3-4. Diagrama da flujo del modo STAND-BY de!.. , . . sistema localizador
realizar los siguientes pasos :
Esperar 30 minutos
fin
89
Capitulo 3. Software de comunica clones
1. Activar el GPS.
2. Obtener la posición VALIDA del vehículo.
3. Desactivar el GPS.
4. Esperar 30 minutos después de haber desactivado el GPS.
5. Cumplidos los 30 minutos regresar al paso 1.
En la Figura 3-4 se puede observar el diagrama de flujo del estado de STAND-BY del sistema localizador.
a. 1) Determinación de posición válida
En el capítulo 1, cuando se estudiaron los diferentes bloques de Información que el GPS puede transmitir, vimos
que el bloque SGPGGA nos permitía determinar la posición geográfica calculada por el instrumento.
El formato del bloque SGPGGA era :
$GPGGA,<l>,<2>,<3>,<4><5>,<6>,<7>,<8>,<9>,M)<10>,M,<ll>,<12>*hh<CRxLF>
Donde el campo #6 podía ser:
0 = no hay dato válido de localización
1 - dato válido de localización con técnica GPS no diferencial
2 = dalo válido de localización con técnica GPS diferencial
Se define como posición válida del vehículo a la posición entregada por el GPS cuando el campo número 6 del
bloque GPGGA toma el valor de 1.
Nótese el campo #6 se encuentra a 6 comas de "distancia" del bloque SGPGGA. Esta característica va a ser
imperante para determinar si el GPS ha logrado encontrar una posición válida. El procedimiento, cuyo diagrama de
flujo se muestra en la Figura 3-5,es el siguiente:
1. Activar el GPS.
2. Detectar la cadena de caracteres "SGPGGA".
3. Contar 6 comas a partir del final de la cadena SGPGGA.
4. Determinar si el siguiente carácter después de la sexta coma es un "1"
5. Si es "1", ya se llene posición válida, si no, se debe "atrapar" otro bloque del tipo "SGPGGA".
Se debe recordar una característica importante. Cuando el GPS determina una posición válida, éste almacena los
datos en su memoria interna. La próxima vez que e] GPS es encrgizado, hasta encontrar la nueva posición, el
bloque SGPGGA muestra los datos de la última posición válida almacenada. Esto es una gran ventaja, pues no se
necesita utilizar la memoria interna del rnícrocontrolador para almacenar el dato de última posición válida.
90
Capitulo 3. Software de corrí única clon es
Recibir bloque de caracteres del puertoserial
(CREC)
Recibir carácter delpuerto serial
fCRECl
Asignar el valor de 1 al contador de comasCONTCOMAS=1
Recibir carácter del puerto serial (CREC)
ncrementar en 1 CONTCOMAS
Recibir carácter del puerto serial (CREC)
Figura 5-5. Diagrama de flujo de! proceso de determinación de ¡aposición válida
a.2) Espera de 30 minutos
Para la generación del tiempo de espera de 30 minutos requerido en el modo de stand-by se utiliza el íiraer O, el
cual trabaja con dos registros de conteo THO y TLO, que forman un solo contador que incrementa su valor cada ciclo
de máquina del microcontrolador (1CM).
Cada ciclo de máquina corresponde a 12 períodos del reloj :
91
CnpituJo 3. Software de c o muñí cutí oí íes
donde: 1CM = Un ciclo de máquina
Trc]0j = periodo de reloj
Cae = frecuencia del oscilador del microcontrolador
En este diseño se está utilizando un oscilador con frecuencia fwc = 7.3728 MHz, entonces 1CM = 1.628 useg.
Un periodo de 30 minutos equivale a 1SOO segundos. Entonces, el número de ciclos de máquina necesarios para
contar los 30 minutos es :
lSOOseg/1,628 useg = 1105,92 x 106CM
La máxima capacidad de conteo del tímer O es de 16 bits, lo que representa :
2Í6 = 65536 CM
Evidentemente, un solo ciclo de conteo del timer O no es suficiente para cubrir los 30 minutos de espera que se
requieren. Es necesario entonces determinar cuántos ciclos de conteo de 16 bits se necesitan para cubrir el tiempo
establecido. Entonces:
1105,92 x 10tí 765536= 16875 ciclos de conteo de 16 bits
Con estos datos ya se tiene una guia de cómo determinar los 30 minutos de espera que se necesitan en el modo
stand-by para realizar la actualización de datos. Así entonces el procedimiento sería el siguiente:
1. Utilizar el timer O como temporizador de 16 bits a su máxima capacidad.
2. Establecer un contador de 16 bits-que incremente su valor con cada ciclo del temporizador hasta 16875 =
41EBh.
En la Figura 3-6 se muestra el diagrama de flujo del proceso de espera de 30 minutos.
b) ¡Modo de rastreo
El modo de rastreo se inicia cuando la tarjeta de interfaz y control detecta una alarma a través de la interrupción
externa O del microcontrolador. El procedimiento (descrito en la Figura 3-7) que se seguirá en este caso es:
1. Deshabilitar la interrupción externa 0.
2. Configurar los multiplexores para enviar y recibir datos por el modem.
3. Leer el tipo de alarma desde RAM externa: alarma de llamada o alarma de emergencia.
92
Capítulo 3. Software de comunicaciones
b. 1) Alarma de llamada
En el caso de que la alarma detectada sea de llamada se seguirán los siguientes pasos:
1. Contestar el teléfono celular. Recuérdese que esto se hace a través del puerto Pl.O del microcontrolador.
2. Enviar por el puerto serial del microcontrolador la orden de contestar al modem.
3. Dejar correr el tiempo de espera para detección de portadora. Una vez que el modera empieza a contestílr, el
microcontrolador activa el timer O, pero esta vez con un tiempo de 30 a 60 segundos de espera hasta que se
determine a través del puerto P1.2 que la señal CarrierDetect se ha activado y por ende la comunicación entre
modems se ha establecido.
4. Si la señal de CarrierDetect se activa (P1.2 = 0), iniciar el proceso de recibir datos desde el GPS y transmitirlos
por el modem.
5. Si se pasa tiempo de detección y no se ha detectado portadora, cortar la llamada y volver al modo Stand-by.
b.2) Alarma de emergencia
En el caso de que la alarma detectada sea de emergencia se establece el siguiente procedimiento:
inicio
Configurar el TIMER O como contador de16 bits
Encerar contador de ciclos del TIMER OC30 = 0
Inicíalizar registros del TIMER O paramáxima capacidad THO=TLO=0
Incrementaren 1 elcontador C30
Figura 3-6. Diagrama de flujo del proceso de espera de 30 mimaos
93
Cnpítu)o3. Software de comunlrncInnc'.N
inicio
Deshabilitar interrupción ext,O
Multíplexores;recibir y transmitir datos por
p| mndem
Leer tipo de alarma desdeRAM externa
1. Marcar el número del terminal
remoto en el teléfono celular.
2. Ordenar blínd-dialing del
modem. El "blind-dialmg" (que
ya fue definido en el capítulo 1)
se utiliza debido a que el modem
no va a "escuchar" el tono de
invitación de marcado que
normalmente se tiene en un
teléfono de la red pública, debido
a que en este caso se conecta a un
teléfono celular.
3. Dejar correr tiempo de espera de
la señal de Carrier Detect.
4. Si la señal de Carrier Detect se
activa, configurar los
rnuUiplexores para recibir datos
desde el GPS y transmitirlos por
el modem.
5. Si se pasa el tiempo de
delección, volver intentar el
proceso desde el paso I. Los
reintentos deben ser limitados a
unas 10 a 20 veces,
b.3) Transmisión de dalos
Nótese en la Figura 3-7 que el
proceso de adquirir los datos desde el
GPS y transmitirlos a través del Figura 3-7. Diagrama de flujo de! modo de rastreo
pueno serial debe estar dentro de un subprosrama de repetición indefinida hasta que se detecte la desactivación de
la señal de Carrier Detect.
Nodetectado Muríiplexores:
recibir datos desde el GPS ytransmitirlos por el modem
vdetectado
Activar el GPS
Proceso de transferenciadatos
fin
3.1.3. Programa.
El listado del programa instalado en el microcontrolador de la tarjeta de interfaz y control se presenta en el anexo 3
de este trabajo.
94
Capítulo 3. Software de comunicaciones
3.2. Software del equipo terminal remoto
3.2.1. Criterios generales
a) Lenguaje de programación
El software del terminal remoto está realizado en Quick Basic versión DOS. Este lenguaje de alto nivel es
suficiente para permitir el manejo de la comunicación de datos por los puertos seriales COM 1 y COM 2 de un
computador IBM compatible.
b) Apertura del puerto de comunicaciones
QuicBasic dispone de una instrucción que es básica para el desarrollo de todo el software de comunicaciones del
terminal remoto. Esta instrucción es OPEN COM, y se encarga de abrir e inicializar el puerto serial de
comunicaciones del computador para manejar información de entrada y salida. El formato es el siguiente:
OPEN "COMn: listaopl Iistaop2" [FORmodo] AS [#]numarch% [LEN=reclen%]
donde :
es el puerto de comunicaciones que será abierto (1=COM1, 2=COM2)
listaopl son los parámetros de comunicación que se utilizan con mayor frecuencia:
[baudios] [.[paridad] [,[datos] [,[paro]]]]
baudios, es la velocidad de transmisión en bps:
75, 110, 150, 300, 600, 1200,2400,4SOO, 9600.
paridad, es el método para verificar la paridad:
N (ninguno), E (par), O (impar), S (espacio), M (marca), PE (activar verif/errores).
datos, es el número de bits de datos por byte:
5, 6, 7, 8.
paro, es el número de bits de parada:
1,1.5,2.
95
Capítulo 3. Software de comunicaciones
lista op2
Modo
reclen%
Si ninguno de los parámetros son llenados, los valores predeterminados son;
baudios = 300, paridad = par, 7 bits de datos, 1 bit de parada.
Lista de parámetros usados con menor frecuencia, separados con comas:
Opción
ASC
BIN
CD[m]
CS[m]
DS[m]
LF
OP[m]
RB[n]
RS
TB[n]
Descripción
Abre el dispositivo en modo ASCH.
Abre el dispositivo en modo binario.
Define el tiempo de espera (en milisegundos) en la linea Data Carríer Detect
(DCD).
Define el tiempo de espera (en milisegundos) en la linea Clear to Send
(CTS).
Define el tiempo de espera (en milisegundos) en la línea Data Sel Rcady
(DS).
Envía un carácter de salto de línea después de un retorno de carro.
Especifica cuánto tiempo (en milisegundos) OPEN COM esperará la
apertura de todas las lineas de comunicaciones.
Define el tamaño (en bytes) del buffer receptor.
Suprime la detección de Petición de Envío (RTS).
Define el tamaño (en bytes) del búfer de transmisión.
INPUT, OUTPUT o RANDOM (predeterminado).
ntimarch% Un número entre 1 y 255 que identifica el canal de comunicaciones mientras esté abierto.
Tamaño del huficr de modo de acceso aleatorio (el valor predeterminado es de 12S bytes).
En este caso, la comunicación se realiza a la velocidad de 1200 bps por el puerto serial 2 (COM 2) en base al
protocolo del estándar NMEA 01S3 que ya se explicó en un capitulo anterior. Además, la comunicación se realiza
sin control de flujo por hardware, así que :
OPEN "COM2:1200,N,8,1 ,CDO,CSO,DSO,OPO,RS,TB2048JRB204811 FOR RANDOM AS # 1
Por defecto, esta instrucción realiza transferencias de datos seríales utilizando un control de flujo por hardware
(RTS/CTS).
96
CüpÍHiln 3. Software tic com uní cáelo ncs
3.2.2. Manejo del software de terminal remoto
a) Programa
El nombre del programa de comunicaciones para el terminal remoto tiene el nombre de TERM.BAS.\ PaníalLa inicial
Esta pantalla (Figura 3-8) aparece siempre al inicio del programa y es el punto de partida desde el cual se puede
acceder a cualquiera de las opciones del mismo. Está dividida en dos secciones:
• La barra de opciones.
• La pantalla de datos.
j Barro de opciones
\a de datos i
Figura 3-8. Panlalla inicia!
b.l) Barra de opciones
En esta barra se tienen 4 opciones a las cuales se puede acceder con ¡as teclas Fl, F2, F3 y escape.
97
Capítulo 3. Software de comunicaciones
Tecla <F1> Enviar comandos.. Cuando se presiona esta tecla se ingresa a un bloque del programa que
permite enviar datos desde el terminal remoto hacia el GPS instalado en la tarjeta de interfaz y
control.
Tecla <F2> Llamar. Cuando se presiona esta tecla, se ordena al modem que establezca comunicación con el
modem del bloque móvil.
Tecla <F3> Contestar llamada. Cuando se presiona esta tecla, se ordena al modem contestar una llamada
telefónica generada desde la tarjeta de interfaz y control.
Tecla <esO Terminar el programa.
b.2) Pantalla de dalos
En esta pantalla se muestran los datos recibidos desde el GPS después que se ha establecido conexión entre los
modems de los bloques fijo y móvil del sistema localizador.
Cuando no hay conexión, la pantalla se mantiene en blanco, a menos que se detecte una llamada entrante, en cuyo
caso aparecerá el mensaje "PJNG". En la Figura 3-8 se muestra un hipotético caso en el que inicialmente se detectó
un timbrado de llamada entrante (nótese el texto "RING"), que luego de ser contestada dio paso a los datos
transmitidos por el GPS.
c) Pantalla de envío de comandos
La pantalla de envío de comandos (Figura 3-9), a la cual se accede después de presionar Fl en la pantalla inicial,
se divide en tres secciones :'
• La barra de título.
• La pantalla de menú.
• La barra de guía.
c.l) Barra de lindo
En esta barra se indica e! tipo de operación que se está realizando. En este caso, se está enviando comandos hacia el
GPS.
c,2) Pantalla de menú
Muestra las cuatro opciones de envió de comandos que se pueden realizar;
98
Capítulo 3. Software de comimícaciones
i Barra de título i
Envía datos de configuración hacia el GPS
Figura 3-9. Pantalla de envío de comandos
ESC -
Colgar Desconectar la comunicación entre los modems del terminal remoto y el bloque móvil.
PGRMC Permite enviar datos de configuración hacia el GPS.
PGRMI Permite enviar datos de inicialización hacia el GPS.
PGRMO Permite enviar instrucciones de habilitación y/o deshabilitación de mensajes enviados por el
GPS.
Para moverse dentro del menú se deberán presionar las teclas de-flechas hacia la izquierda o hacia la derecha. La
opción escogida es la que se muestra en texto resaltado y para entrar simplemente se presiona ENTER,
c.3) Barra de guia
En esía barra se muestra una breve explicación de la función que tiene la opción escogida.
d) Pantallas de llamada y de contestación
A las pantallas de llamada y contestación se accede después de presionar F2 y F3 respectivamente en la pantalla
inicial.
99
' Cupílulo 3. Software de c o mímica clon es
En estas dos pantallas, el computador muestra el estado en el que se encuentran los procesos de establecimiento de
comunicación entre el terminal remoto y el bloque moví! del sistema localizador, ya sea en el caso que el terminal
remoto llame a la tarjeta de interfaz y control o viceversa. El momento en que la conexión queda completamente
establecida, la pantalla se cierra automáticamente y vuelve a la pantalla inicial. Mientras no se establezca la
comunicación, el proceso de llamada o contestación puede ser cancelado con la tecla <ESO.
La Figura 3-10 muestra la pantalla de llamada a vehículo. El formato de esta pantalla, que es exactamente el misino
para la pantalla de contestación, es el siguiente:
• Barra de titulo.
• Pantalla de progreso.
d.l) Barra de titulo
Indica la operación que se está realizando, que en este caso es llamar al vehículo en el que se encuentra el bloque
móvil del sistema localizador.
Barra de iítulo
Figura 3-10. Panto Ha de llamada a vehículo
100
Capitulo 3, Software de común]raciones '
d.2) Pantalla de progreso
Muestra los mensajes que indican en qué estado se encuentra el proceso de enlace entre los raodcms del bloque
móvil del sistema localizador}' el terminal remoto. Cuando la conexión queda establecida, aparece el mensaje;
"ENLACE LISTO"
Una vez que se ha contestado o se ha realizado una llamada, las funciones F2 y F3 de la pantalla inicial quedan
deshabilitadas. Solo volverán a habilitarse el momento en que se ordene el fin del enlace entre e] terminal remoto y
el vehículo.
e) Pantalla Colgar
A esta pantalla (Figura 3-11) se accede desde el menú de la pantalla de envío de comandos. Está dividida en dos
partes :
• La barra de título.
• La pantalla de diálogo.
i Borro de título
Enviarcomandos
Figura J-/7. Pantalla Colgar
101
Capítulo 3. Software de comunicaciones
e. 1) Barra de título
Corno en los casos anteriores, muestra el tipo de operación que se está realizando.
e.2) Pantalla de diálogo
Aquí se pide al usuario que confirme si quiere terminar la conexión entre el terminal remoto y el bloque móvil del
sistema localizador. Para hacerlo deberá presiona "S" o "N" y luego <ENTER>.
Sea que se confirme o no la desconexión, siempre se regresa a la pantalla de envió de comandos.
j) Pantalla PGRAfC
Se puede acceder a esta pantalla (Figura 3-12) desde el menú de la pantalla de envío de comandos.
Los elementos de esta pantalla son :
• La barra de título.
• La pantalla de datos.
• La barra de texto transmitido.
• Botón de transmisión (Fl).
f.l) Barra de titulo
Muestra el tipo de operación que se está realizando,
f.3) Pantalla de datos
Aquí se presenta un menú en el que se tienen todos los datos que deben ser introducidos por el usuario para enviar
la instrucción PGRMC hacia el sistema localizador.
Para desplazarse en el menú de datos se utilizan las flechas hacia arriba o hacia abajo. La opción escogida se
muestra en texto resaltado. En cada opción del menú se presenta una breve descripción del tipo de dato a definirse
acompañada de una guía del formato en el que se deberá ingresar el mismo.
102
Capífulu 3. Sofhviire de comunicaciones
Para ingresar en una opción determinada se presiona <ENT£R>. En esc caso aparece una barra de color resallado
en el que se ingresarán los datos respetando el formato indicado en el estándar NMEA 0183. Una vez ingresado el
dato se vuelve a presionar ENTER, quedando impreso en color normal.
f,3) Barra de texto transmitido
En este elemento de la pantalla se muestra el bloque de datos en formato NMEA 01S3 que va a ser transmitido
hacia el GPS, El texto en esta barra irá cambiando a medida que se van definiendo los parámelros en la pantalla de
datos.
f.4) Barra de guía
Muestra una breve descripción, ejemplos o valores recomendados de la opción señalada.
f.5) Bolón de transmisión
Para enviar los datos hacia el GPS una vez que estos ya han sido definidos en la pantalla respectiva se debe
presionar Fl. Después de enviar los datos se regresa a la misma pantalla PGRMC.
I Barro de iííulo
Modo de fijación d
Altitud sobre el nivel
Enviar instrucción
De O a 107. Recomendado 83 u 84 para Ecuador
SPGRMC,A,2600.0,83,,,,,,A,4,1*73<CR><LF>
Barra de gufa
Barra de iextotransmitido
Figura 3-12. Pantalla PGR&tC
103
Capítulo 3. Software de comunicaciones
figuracióninformación
Modo de f i jación de posición ( A , 2 , 3 )
Altitud sobre el nivel del mar(-1500al8000.OJ
Modo diferencial ( A , D )
Baud Rate ¡1,2,3,AFiltro de velocidad [I/ 2 a 255)
$PGRMC,A,ERROR, 93, 1*73<CRXLF>
Figura 3-33. Pantalla PGRh-fC en el casia de errores en los datos
f.6) Dalos iniciales y control de errores
Cuando se entra por primera vez a la pantalla PGRMC aparecerá en cada casillero de datos una o varias "x". Esto
significa que no hay datos iniciales para transmitir. Cuando los datos ya se ingresan, éstos permanecerán
almacenados mientras el programa esté corriendo.
Si un dato en la pantalla no es llenado correctamente, aparecerá en la casilla respectiva el mensaje "ERROR". Para
corregirlo simplemente se deberá ingresar nuevamente el dato.
Si se intenta transmitir una instrucción y algún casillero de datos aun tiene "x", o un error aun no ha sido corregido,
aparecerá porun breve momento, en lugar del botón de transmisión, el mensaje "Bloquefs) ilc datos incorrectu(.v).
No se puede transmit ir instrucción".
En la Figura 3-13 se muestra la pantalla PGRMC en el caso de transmisión de bloques con errores.
g) Pantallas PGRAJIy PGRMO
En la Figura 3-15 y la Figura 3-14 se muestran las pantallas para los comandos PGRMI y PGRMO. Nótese que para
la pantalla PGRMI, el formato es idéntico al mostrado en el caso PGRMC.
104
Cu pitillo 3. Software de comunicíicioiu'.s
Enviar PGRMOhabilitación/deshabilitación de bloques
GPALM (Visualización de a lmanaque)
GPGGA (datos de posición geográf ica)
(satelices visibles){transferencia GPS/TRANSIT)[Velocidad y curso)[Posición geográfica con LORAN ID)
(Velocidad y curso)
( In formac ión de error estimado)(Posición geográfica)
(Condiciones de func ionamien to)[Datos de velocidad)
GPGSVGPRMCGPVTGLCGGL
LCVTG
PGRMEPGRMFPGRHTPGRMV
Enviar instrucción
Ver dilución de posición y satélites activos
Figura 3-!5. Pamalla PGRbIO
La pantalla PGRMO es ligeramente diferente; al presionar <ENTER> en la opción escogida aparecerá a la derecha
de la misma la palabra "on" (habilitado). Si se vuelve a presionar <ENTER> en la misma opción desaparecerá esa
palabra y solo quedará un espacio en blanco (dcshabilitado). Existe una diferencia adicional y es que en esta
pantalla no existe barra de texto transmitido como en los anteriores casos.
Enviar PGRMIinformación de inicialigación ESC = salir
Lat i tud {ggmm.mmm)
Hemisfer io Latitud ( U / S )'¿^^f.yjffjKaft^^^-'^>^-tsw^''^^&K^Awiy»^fa'K
Hemisferio Longitud (W/S)
Fecha UTC (ddnimaa)
Hora UTC [hhrnmss)
Reset de adquisición ( A / R )
Enviar instrucción
Figura 3-1J. Pamalla PGRMI
105
Capiíuln 3. S«frmiíT de
h) Resumen defunciones del programa de comunicaciones del terminal remota
A continuación se resumen las funciones que pueden realizarse con el programa de comunicaciones. Se especillca ¡a
í unción a desarroparse y el "patri" que hay que seguir para realizarla.
Tabla 3-1. Resumen defunciones del programa de comunicaciones de! ¡ermiual remólo
FunciónLlamar al vehículo que se quiere rastrearContestar llamada desde vehículoTerminar conexión can e] vehículoEnviar información de inicialización al GPS*Enviar información de configuración al GPS"Habilitar visualización de bloques de información delGPS*Ver datos enviados por el GPSSalir del programa a DOS
pathpantalla inicial <F2>pantalla inicial <F3>pantalla inicial <Fl>/opción colgarpantalla inicial <Fl>/opción PGRMJpantalla inicial <Fl>/opc¡ón PGRMCpantalla inicial <Fl>/opción PGRMO
pantalla inicialpantalla inicial <ESC>
* Para mayor información sobre las instrucciones PGRMC, PGRMI y PGRMO refiérase al capítulo 1 de esíetrabajo.
3.2.3. Listado del programa
El listado del programa de comunicaciones en QuickBasi'c se encuentra listado en el anexo 3 de este trabajo.
106
Capítulo 4Resultados
107
i» 4. Resultad »s
4.1. Introducción
Este último capitulo está dividido en dos secciones. En la primera sección se muestran diferentes vistas de los
elementos que conforman el bloque móvil del sistema localizador construido. La segunda sección muestra los
resultados de las pruebas realizadas para verificar el funcionamiento de todo el sistema localizador, estos resultados
están debidamente respaldados por fotografías, figuras, y sobre todo, por capturas de pantallas del terminal remoto,
en donde se muestran los datos enviados desde el bloque móvil del sistema.
4.2. Fotografías del bloque móvil
4.2.1. Fotografías de los elementos periféricos a la tarjeta de interfaz y control del bloque
móvil
Fotografía 4-2. Modent ickfónico MOTOROLA Fasi TalkII
Fotografía •/-/. Teléfono celular UNIDENCP1700
La Fotografía 4-3 muestra el GPS Gannin 35 TracPalc.
Nótese que este tipo de receptor GPS incluye un conector
DB9 para la transmisión serial de los datos de posición.
Fotografía 4-3. Receptor GPS Garnñn 35 TracPak
JOS
4.2.2. Fotografías del bloque móvil.
4-4, Vista n 1 del bloque móvil con todos sos elementos
Fotografía 4-5. Visia de ¡a larfeta de ¡merfazy conirol
Fotografía 4-6. la caja c,ue contiene a la tarjeta de ¡merfazy control
La Fotografía 4^3 muestra una
vista completa del bloque móvil
con todas las conexiones entre la
tarjeta de intcrfaz y control (que
en este caso está fuera de la caja
que la contiene), el GPS, el
teléfono celular y el modem para
PC.
La Fotografía 4-5 presenta una
vista superior de la tarjeta de
interfaz y control instalada dentro
de la caja que la va a contener.
En la Fotografía 4-6 se muestra
la vista superior de la caja que
contiene a la tarjeta de intcrfaz y
control. En el extremo inferior
derecho de la misma se
encuentran los cinco LEDs
utilizados para señalización
La Fotografía 4-7 muestra la
vista lateral izquierda de la caja
que contiene a la tarjeta de
imerfaz y control. En esta
fotografía se aprecia el interfaz
de datos (DB25) y el analógico
(RJ1I) de] modem con la tarjeta.
En la Fotografía 4-8 se aprecia la
vista frontal de la caja que
contiene a la tarjeta de interfaz y
control. Aquí se puede apreciar
el interfaz de datos (DB9) del
GPS y el cable que conduce las
señales de control desde la
J09
Capítulo 4. Resultados
tarjeta hacia el teléfono celular y viceversa (interfaz celular-tarjeta).
Fotografía 4-7. Vista lateral izquierda de la tarjeta deinierfazy comrol
Fotografía 4-8. Vista frontal de la tarjeta de interfaz y control
La Fotografía 4-9 muestra la vista lateral derecha de la caja que contiene a la tarjeta de interfaz y control. Se
aprecia el botón de pánico y las conexiones de energía eléctrica, las cuales son (de izquierda a derecha): salida de
+12 VDC hacia el GPS, entrada de -12 VDC hacia la tarjeta de interfaz y control, entrada +12 VDC hacía la tarjeta
de interfaz y control.
La Fotografía 4-10 muestra una vista completa del bloque móvil con todas las conexiones entre la tarjeta de
interfaz y control (ahora ya dentro de la caja que la contiene), el GPS, el teléfono celular y e! modem para PC.
Fotografía 4-9, Vista lateral derecha de la tárjela de interfaz ycontrol
110
C:ipítulo -4. Rc.sultüdo.s
Fotografía 4-10. Vista Ü2del bloque móvil del sisi'unía localizador
4.3. Prueba de funcionamiento del sistema.
4.3.1. Fotografías del sistema de señalización de la tarjeta de interfaz y control
En la Fotografía 4-11 se muestra a la tarjeta de inlcrfaz y control funcionando en modo Stand-By y buscando una
posición válida. Nótese que en este caso, los LEDs denominados "GPS on", "Tarjeta On", "Sland-by" y "Pos,
Válida" están encendidos.
Fotografía 4-1L Funcionamiento en Sland-by (H¡) Fotografía 4-12. Funcionamiento en Srand-by (82)
En la Fotografía 4-12 se muestra a la tarjeta de inlcrfaz y control funcionando en modo Sland-By con posición
válida ya adquirida. En este caso, los LEDs "GPS on" y "Pos. Válida" se apagan, quedando encendidos solamente
los LEDs "Tarjeta On" y "Stand-by".
111
Capitulo 4. RcsuJüidos
La Fotografía 4-13 muestra la tarjeta de interfaz y control funcionando en modo de rastreo. Como se recordará de lo
visto en capítulos anteriores, a este modo se accede después de que cualquiera de ¡as dos alarmas de activación de
Fotografía -1-13. Funcionamiento cu modo de rastreo
la tarjeta de interfaz y control son delectadas. En este caso, los LEDs "GPS on", "Tarjeta On", y "Rastreando" se
mantienen encendidos,
4.3.2. Prueba de funcionamiento del sistema en modo de rastreo
Fotografía 4-16. Vista $2 de equipo instalado en eivehículo de prueba
Fotografía 4-15. Vista #1 de equipo instalado en elvehículo de prueba
Fotografía 4-14, Vista genera! de! vehículo de prueba
112
Cupltulo 4. Resultados
a) Tipo de vehículo
El sistema está diseñado para operar en cualquier tipo de vehículo. Sin embargo, para las pruebas se utilizó un
automóvil San Remo, año 1993, con placas PND 377.
b) Instalación del bloque móvil en el vehículo
En la Fotografía 4-14 y la Fotografía 4-15 se muestran los elementos del bloque móvil instalados en la parte posterior
del automóvil San Remo usado para las pruebas. Nótese que el GPS va fijado con un sistema de ventosas al
parabrisas del vehículo con el fin de poder captar de la mejor manera las señales de los satélites de posicionamiento.
La Fotografía 4-16 muestra una vista más genera] de] automóvil de pruebas con el equipo instalado en su parte
posterior.
c) Equipo utilizado en el terminal remoto
Para las pruebas se utilizó como terminal remoto un computador DTK Pentium 100 MHz, con una tarjeta fax-modem
de 14400 bps.
c) Prueba 3-1.
Esta primera prucbíi tiene como objetivo comprobar el correcto funcionamiento de los dos tipos de alarmas de
activación del sistema de localización, y además, comprobar la adecuada transmisión y exactitud de los datos de
posición enviados por el GPS desde el vehículo.
Figura 4-1. Detección de llamada entrante por mensaje "RING" en el terminal remoto
113
Capítulo -í. Resultados
Se simuló el caso de robo del automóvil de pruebas en los dos modos especificados en el capítulo 1 de este trabajo.
El sistema de localización es entonces activado por medio de una alarma de emergencia generada por el botón de
pánico y por medio de una alarma de llamada desde el terminal remoto.
Figura 4-2. Pantalla da contestación de llamada mitrante en al terminal remoto
Figura 4-3. Pantalla de generación da alarma da llamada desde el ¡erninal remoto
114
C'upítuln -1. Ki'.suJtii d its
En la Figura 4-1 y la Figura 4-2 se muestran las pantallas del terminal remoto en las que se visualiza el proceso de
detección y contestación de la llamada generada desde el automóvil robado después de que el sistema se ha activado
por una alarma de emergencia. La Figura 4-1 muestra el momento en que se detecla una llamada entrante al terminal
remoto por medio del mensaje "RING". Por otro lado, nótese en la Figura 4-2 que la velocidad de transmisión a la
que se enlazan los modems de terminal remoto y bloque móvil es de 1200 bps.
En la Figura 4-3 se muestra la pantalla del terminal remoto, cuando se desea hacer una activación del sistema por
medio de una alarma de llamada.
Una vez comprobado el correcto funcionamiento de las dos alarmas de activación del sistema, se pueden recibir los
datos de posición desde el vehículo. Se eligió entonces un punto de partida desde e! cual se desarrollará el proceso de
rastreo. El punto escogido es la tribuna de la Avenida de los Shyris en la ciudad de Quito. A partir de este lugar se
realizará el siguiente recorrido:
• Desde la tribuna de la Avenida de los Slryris, hacia el sur-este hasta el panidero a Tumbaco (inicio de la Vía
Interoceánica), cubriendo una distancia aproximada de 2 Km.
• Desde el partidcro a Tumbaco hacia e¡ Esle, hasta el iiHercambiador con la nueva vía oriental (4 Km.
aproxímadamen te).
• Desde el mencionado intercambiador hacia el Este por la Via Interoceánica aproximadamente 13 Km hasta
llegar a la entrada de la vía al balneario de Cunuyacu.
• Desde la mencionada entrada hasta el balneario de Cunuyacu (4 Km. aproximadamente).
La distancia cubierta por el automóvil en esta prueba es de aproximadamente 23 Km. A lo largo de todo este
recorrido está garantizada la cobertura del servicio de telefonía celular.
Para comprobar la exactitud de los datos recibidos en e! termina! remoto, se eligieron seis puntos de referencia o
puntos de prueba, cuyas coordenas geográficas han sido determinadas previamente en el mapa de la Figura 4-4. La
Tabla 4-1 muestra esos puntos de referencia, y sus respectivas coordenadas geográficas.
Punto de prueba1
2
3
4
5
6
Referencia | Coordenadas en mapaTribuna de la Avenida de los Shyris
Partidero a Tumbaco
Intercambia dor Nueva Oriental y VíaInteroceánica (vía a Tumbaco)Entrada a Cumbayá
Intersección Via Interoceánica y camino abalneario de CunuvacuBalneario de Cunuyacu
Lat: 0° 10.76 minLon: 78° 29. 11 minLat: 0" 11.22 minLon: 7S° 29.0 minLat: 0(tI1.22miriLon: 78" 27.84 minLat: 0° 11.67 minLon: 7S°27.]2minLat: 0° 12.44 minLon: 7S°26.1SminLat: 0° 1 3.51 minLon: 7S°26.17min
Tabla 4-1. Puntos da pnieba asilados y sus coordenadas según el mapa de la zona
115
Capilulo 4. Resultados
Horizontales:Verticales:
DATOS
Escala: 1:50000cuadro = 1 Km = 0.4054 minutos de arco de longitud
1 cuadro = 1 Km = 0.5435 minutos de arco de latitud
Figura 4-4. Mapa de ruta seguida para prueba da rastreo
A continuación se muestran los resultados del seguimiento del vehículo a lo largo de la ruta especificada. Para
visualizar los resultados de la prueba, se presentan las pantallas capturadas en el terminal remoto, en las cuales se van
a apreciar los bloques de datos transmitidos por el GPS desde el vehículo de pruebas. Se recomienda en este punto
repasar el formato del bloque de datos GPGGA, descrito en detalle en el capítulo 1 de este trabajo.
116
Ciipítulo 4. Resultados
c. I ) Conjunto de datos capturados en el punto de prueba
1C, 0010.9331,5, 07 i: í:.':Í:íjS,Kf l f i13,001».?j^?,5,07¿;fc'.íi9fe",'.í,l,'14 , i - - I ' , . í ' j - • ,J , . / í^_r t . : ,c,¿, i?,- . : , i- f i
?a l 4, 5,
ÍGPGGA, 132354, ooio. í'30y, 5,07 ej!5GFGGA,132355,0010.9307,5, 07S2Í$GPG'3A, 132356,0010. 9306, 3,07$2]i3GPG3A,132357,0010.9305,3,07í:¡í GFG3A, 132358,0010.9504,?, O"7 S-1'SGTj'jA, 13r:35C', 0010.9?.':2,5,07.-/:¡
"5,1-.3,177l.5,n,13,..">,i.i,:'?7':-.i,M,i3.':ó, 1. ;, C,7"•'j..'',¡], 1 3..•*,i.-,-".-.l,;!,li.,"i, i. 3 ,_ ' : ' ' j.
• 4 . 4,1-1,1 a. 3,M,,•4.?,M,-13.3,J1,-,'r..3,!l,13.3,:t,.
. **7í., w, 1,06,1-. 3, ¿777 .3,1!, 13.3,H,, •, 8979, W, l.,0¡), 1. 3,2777.6,H,13.:3,M,, •89AÍ-; 1-1,1,06,1.3,2778.4,1-1,13.3,1-1,, •
, 8562, W, 1,06,1.3,2779. b,M¿ 13.3,11,, •. í 983,W, 1,06,1,3,-.77^.3,H,13.3,M,,', ó9íj4,K, 1, 06,1. 3,:77Í. 5,H,13.-3,M, , •.v9$6,V¡;i,06,1.3,:779.7,M,13.3rM,,'
'Tr2ft.t.1?37,I1,l,Oi -5,^7FO-.-,M,13.3,H,
Figura -1-5. Pamaüa de ¡emiinal remólo con los dalos deposición del pimío de prueba
La recolección de los datos de esta pantalla se realizó con el vehículo
detenido en el punto de prueba. Sin embargo, la posición geográfica
reportada por el GPS varia constantemente en milésimas y
diezmilésímas de minuto. Esta oscilación de los valores de posición,
que se va a presentar en los demás puntos de prueba, se debe a la
tolerancia de los cálculos realizados por el GPS. Nótese por otro lado
que los valores de latitud y longitud se mantienen fijos en grados y
décimas y centésimas de minuto. Por tanto, para la determinación de
la posición del vehículo, solo se lomarán en cuenta dos cifras
decimales de minutos. Por lo tanto, las coordenadas del automóvil,
reportadas por el GPS del sistema localizador son:
Latitud: 00 grados, 10.93 minutos, Sur
Longitud: 078 grados, 28.S9 minutos, Oeste
El error en la posición calculada por el GPS, respecto a la posiciónFotografía 4-17. Visualizarían del punto de calculada en el mapa es:prueba 8J
Latitud: 00° 10.76' - 00° 10.93' = 0.17
Longitud; 07S°29.11' - 07S°2S.S9' = 0.22'
117
Capitulo 4. Resultados
c.2) Conjunto de datos capturados en el punto de pruebaj.
comandos vehículoContestarllamada proarama
•runi-iA, i á . j n i ' i , i.11 "i i . i /•.'.•,;--ÍOI iJGA, 1 j.í £»_ '_ , '.'.'I 1. ,S •"••-, oÍGIG'JA, 1 j.i'ji.'ií 001 j . '-."••'.-",,;ÍGÍ'G.!/-., U J£0"-í, ' /O] 1. ¿~v", JÍGE-'JuA, 133505, ú' '>ll. 37*7, j:S'j?'3'3A,133505,0011.,37ÍP,3
'J^ '. . 3 .', j » ' • , - , • ',...,-
: ,!! , i3.1,l-! , ,*7£í (!¡ ,13.1, ! ! , , * -&- , ! ! , 1 3 . 1 , M , , - 7 l
,!!,; 3 .1 ,M f
5GPGGA, 133510,0011-3"?^, , 0~ =Ü 71 JÓ/-J, I,'"?, 1. _ ,3GFG'1A, 133511, 0011. J":-"1, f O"*-*.1^ ¿ó. Vi, 1, i id , 1 .1,5GPGGA, 133512,0031. 37?-7, , C'"1-:$.'7i;~,I-;, l,"í, 1.:,fGE-GGA, 133513,0011. 37«7, , 07616.7l¿r fW, l,"7f 1 .j.
..7,11,13.:,
Figura 4-6. Pantalla de termina! remólo con los datos deposición del punto de prueba #2
í-í Las coordenadas del automóvil reportadas por el GPS del sistema
localizador son entonces:
Latitud:
Longitud:
00 grados, 11.37 minutos, Sur
078 grados, 28.71 minutos, Oeste
El error en la posición calculada por el GPS, respecto a la posición
calculada en el mapa es:
Latitud:
Longitud:
Fotografía 4-18, Visualizadór¡ del puntode prueba #2
00011.221-00011.37I = 0.15'
078029.0'-078°28.7r-0.29'
118
Cupítulo 4. Resultados
c.3") Coníunlo de datos capturados en el punto de prueha 3
SGF'Soñ, i ¿jjí'ss oúi i. j &••<•,.;, (,.7.-..íGE'SiSAíiajosSfOoii.j ' /^ivyr"..í ÍMoA, 1 .Í3í-íi7, .y-1 i . 4 *.-¡r,, ¿, ,->- -.í'Jí-G'SA, 1 J3?0ítf'.""'1Í.4Í7 jf ¿, .;-7 '..?GE G3Af 133S5'?, 0011. -¡ 5"^C',o, 'Pc-J$GfO;,5A, 134 000, OOil .4 r . - ' íYf o,07--.;ÍGÍ-G'^ñ, 1340"l,l-'l l.-10->S,^r""'.-.SG&3GA,13400;,Ovll.JEíS3,2rO"y:ÍGt'G'jA, 1340ú3,OC'll. J5'J1,S, C'7rJ;GFGGA, 134004, oci i. -i ES?, .?, o~¿:5GPGGA, 134005, O'Jl 1.4 S-b7, í, •_•''¿15GFG-3A, 134005, 0011.45S5,3, -I1" r.3GPGGA,134007,0011.-I653,Í,070.$C-£'G'3A,13400ií,0:ill.-15rJl,JF0"7.v.COF-GGA, 13400?, 0011.45Je,3, O^i.-SGE-G'3A, 134010, 0011.4E-Í-;,;--, O7?-OOFGOA, 134011, 0011. -1C4.I,.', 0^-v.ÍGPGGA, 13401^,0011. 4 Ü 4 J , 3, 07.;;.
>j?2,w,i ,<:•?,V " J , ; •, 11 '. '.' r
u . '.•,!!, 13.1,1-1,
.,-.': -1-1.6,11,13.1,
Figura 4-7. Pantalla da terminal remólo con datos de posición del pimío de prueba 83
Las coordenadas del automóvil reportadas por el GPS del sistema
localizador son entonces:
'•Ji-'M Latitud: 00 grados, 11.45 minutos. Sur
07S grados, 27.30 minutos, Oeste»5 Longitud:«íí&a
El error en la posición calculada por el GPS, respecto a la posición
calculada en el mapa es:
Latitud: 00° 11.22' - 00° 11.45' - 0.23'
Longitud: 07S° 27.84' - 078° 27.30' = 0.54'
Fotografía 4-19. Visualizado/i ríe!punto deprueba $3
19
Cujiftulo 4, Resultados
c.4") Conjunto de datos capturados en el punto de prueba 4.
.;;'.;E-I-.ÍA,iJ4'í'i:i, i:...í'jtG-jA, I---I'"?-'1}, . . I I . ~ . ., :jE 3!J."., 1 J J i'j'." , . •_ 11. ...$.5r'.3-iA,i.i4ó'.•:,- • :i.-..;,"í¿.~.-^S. 1 , i/;f .-i .-. -,- •
SGPGGA,13J7r!úr,-.;,i1.M;CGE-GGA, 134701,'; .ai. -.?GPG-3A, 134 7 oj, •:••:•:!.•<.3GÍ'GGA,l¿47.j.í,.•.,!!. :.$GFGGA, 134704,' ".¡11. .«.SGr-3GA,1347(i^<>:.ll.e.SGE-GGA, 134706,0-11. ÍJ9GPG5A, 134707,0.Mi.?:
.3,1-1,1 a.
rj,ü, 1 j1,11, lo.
i'i,M, 13.9,11,13.
Í- -MS.:,
Figura -j-$. Pauíalla de terminal remolo con dalos de posición d til punto de prueba $4
Las coordenadas del automóvil reportadas por el GPS del sistema
| localizador son entonces:
Latitud: 00 grados, 11.S2 minutos, Sur
Longitud: 07S grados, 26.2S minutos, Oeste
El error en la posición calculada por el GPS, respecto a la
posición calculada en el mapa es:
Latitud: 00° 11.67 - 00° 11.S21 = 0.15'
Longitud: 078° 27.12' - 078° 26.2S1 = 0.84'
Fotografía 4-20, fiscalización del punto deprueba #•/
120
Capitulo 4. Rc.sultsitios
c.5) Conjunto dejdatos capturados en el punto_depjT.icha 5
comandos vehículo llamada oroarama
.13^4-1'C-,"01^.6444,5,
•Jt '3'j."., 1 jrj4l 'J( '.••. 1 _'JE'j ' iAí 13541 o,1'- vi-•3P'3'3AtlJE417(v.-i:•ar'^^.^» ] 3vj41-•,<.'"'",'3.
?GE'3GA,13S4_3,v,Ml. 0461',.?,'íGPG3A,13E,4^4,';"M_.6-S'.''>, 5,1
Olí ' .6474,3, '
¡,!-:,13..2,1-1,,* /e!.i:,13.±,IÍ,, '77I,M,13.:,!!,,»7*:,M,13.;i,M,,'7?i,11,33.1',«.."•'A
Figura -/-P. Pantalla de termianl remoto con dalos de posición de!punió dcpnicba £
Fotografía 4-21. Visualización del punió de prueba #5
Las coordenadas del automóvil
reportadas por el GPS del
sistema localizador son:
Latitud:
00 grados, 12,64 minutos, Sur
Longitud:
078 grados, 25.20 minutos,
Oeste
El error en la posición calculada
por el GPS, respecto a la
posición calculada en el mapa es:
Latiiud; 00° 12.44' - 00° 12.64' = 0.20'
Longitud: 078" 26.18' - 078° 25.2' = 0.9S1
121
Capítulo'4. Resultados
c.6) Conjunto de datos capturados en el punto de prueba 6
comandos
i, 14uJl-,
_•• j: o j."., 1 -i'
4 Jl'-r.V-., 14-
vehiculoContestarllamada "or carama
,..,. 3 .-,'.,
, • • * - - • - * ' • « t:• - M . -• :-
t ., .. . - i . ,, ,
:•/:, • . . : , I I , ,*T4-,::, , . : , i : , ,-"4,¡i,¡.3. ..,;i,, - v i
.-,::,I í .~, \ ' ¡ , , '~ -!;.-> '••¡,^,./7--o.
•! .-i.-'! '-'i^.
5rit 3'jAi í •»•'." "i-t"'. 1.:, .*?r" i,.:, " ' ••-';..í'-íi'^'JA, I -!v "-.•..-.,'. '! .•.•'.--•'•'., o, ' • - • .ÍGÍ-G-jA, 14•'.' '•• 14,'.Oí ;.';-. í':;,í. O""_r. .
Í.JK;.'¡Ar:403si>,"..'l.:.íj--:-^ffc?,"''r_í;.
'• '» ; -f - » • ' - » - '* '•' " ..s 1• •••i' r ' - • » • •
» • • » ! - " - - » > • » » *
,:i,:.i.:.,nf , *
Figura 4-]Q. Pantalla de terminal remoto con datos de posición de! punto de prueba #6
Fotografía 4-22. Visualizados del punto de prueba #6
Las coordenadas del
automóvil reportadas por el
GPS del sistema localizador
son:
Latitud:
00 grados, 13.68 minutos.
Sur
Longitud:
078 grados, 25.77 minutos,
Oeste
El error en la posición calculada por el GPS, respecto a la posición calculada en el mapa es:
Latitud: 00° 13.51'-00° 13.68'= 0.17
Longitud: 078° 26.17 - 078° 25.77 ~ 0.4'
122
Capitulo 4i Resultados
d) Prueba #2
La segunda prueba consistió en configurar remotamente al GPS.
En la prueba anterior, el GPS solo envía datos de posición geográfica con el bloque GPGGA. Ahora se ordena desde
el terminal remoto al GPS enviar datos de posición con el bloque GPGGA y de curso y velocidad con e] bloque
PGVTG.
Enviar PGRMOhabilitación/deshabilitación de blooues
GPALM (Visualización de almanaque
GPGGA (datos de posición geográfica
GPGSV
GPRMCGPVTG
LCGGL
LCVTG
PGRME
PGRMF
PGRMT
PGRMV
(transferencia GPS/TRANSIT)
[Velocidad y
(Información
[Condiciones funcionamiento)
Enviar instrucción
Figura 4-12. Pantalla de terminal remoto para habilitación de mensajes de salida del GPS
Figura 4-11, Pantalla de terminal remoto con datos de posición, velocidad y curso del vehículo de prueba, en untramo comprendido entre los puntos #5 y #6
123
Capítulo 4, Resultados
Para comprobar la utilidad de este comando que se ha habilitado de manera remota, se toma como ejemplo el
recorrido realizado entre los puntos de referencia 5 y 6 especificados anteriormente. La Figura 4-11 muestra la
pantalla de datos capturada en el terminal remoto, en la que se pueden ahora visualizar no solamente los datos de
posición geográfica, sino también, los datos de velocidad y dirección de movimiento. Nótese que cada segundo, la
posición, velocidad y curso del vehículo varían. Solo como ejemplo, se interpretan los datos obtenidos por el tercer
bloque GPGGA y GPVTG de la pantalla de datos:
SGPGGA,135646,0012.6610,3,07825.1841, W, 1,08,1.7,2361.7,M,13.2,M,,*77
$GPVTG,117.7,T,118.0,M,15.9,N,29.4,K*44
Hora: 13h 56m 46s UTO = 08h 56m 46s Ecuador
Posición geográfica del vehículo: Latitud: 00 grados, 12.6610 minutos, Sur
Longitud: 078 grados, 25.1841 minutos, Oeste
Curso verdadero del vehículo: 117.7 grados
Curso magnético del vehículo: 118.0 grados
Velocidad del vehículo: 15.9 nudos
Velocidad del vehículo: 29.4 Km/h
4.3.3. Conclusiones de las pruebas
a) La tarjeta de interfaz y control desarrolla sin problemas las funciones de marcado del teléfono celular en el caso
de detección de una alarma de emergencia, y la respuesta a una llamada entrante en el caso de alarma de
llamada.
b) La transmisión de datos desde el GPS hacia el terminal remoto se realiza sin problemas a una velocidad de 1200
bps.
c) La configuración remota del GPS, desde el terminal remoto, funciona a la misma velocidad de transmisión de
datos: 1200 bps.
d) Es importante insistir en que todos los datos fueron adquiridos de manera remota mientras el vehículo estaba en
movimiento. Esto muestra la gran ventaja del sistema, pues el automóvil de prueba estuvo todo el tiempo
completamente monitoreado en sus parámetros de posición y velocidad.
e) La posición calculada por el GPS es excelente. Los errores respecto al mapa no fueron nunca mayores a un
minuto de arco terrestre.
124
Conclusiones y recomendaciones
El costo del sistema localizador es atractivo para una posible implementación comercial del mismo. El bloque
móvil, que es el equipo que un usuario comercial adquiriría, tiene un costo aproximado de 700 USD, incluyendo el
teléfono celular, el modero, un GPS de 12 canales y todo el hardware de la tarjeta de interfaz y control. Hay que
aclarar que este es el costo de un prototipo, por lo que en el caso de una fabricación en serie del mismo puede
reducirse aun más. Para hacer una comparación, se ha calculado en un estudio de factibílidad1 que el costo de un
equipo comercial de localización basado en GPS es de 2305 USD ya instalado en el vehículo, casi 3 veces más que
el costo del equipo desarrollado en este trabajo.
La ventaja de implementar el rastreo de vehículos en base al prototipo diseñado en este trabajo, es que el potencial
operador del sistema solo requiere hacer una inversión en los equipos a instalarse en el terminal remoto y en los
vehículos, y en la adquisición de líneas celulares, sin preocuparse por diseñar y construir costosos sistemas de
mantenimiento y control de enlaces de radiofrecuencia, ya que los mismos ya están hechos y están operando con
cualquiera de las dos proveedoras de servicio celular que ha}' en el país.
El uso de un canal celular para transmisión permanente de datos es muy costoso. Sin embargo, con el sistema
diseñado en este trabajo no se tiene ese problema debido a que el uso del canal no es continuo, sino que solo se lo
hace por tiempos limitados.
Con la introducción de la tecnología digital en la telefonía celular sería posible prescindir del modem en el bloque
móvil del sistema localizador, ya que se podría transmistir los datos directamente hacia un teléfono celular digital
Se recomienda perfeccionar el software de comunicaciones del terminal remoto creando una base de datos gráfica
con mapas de ciudades y regiones del Ecuador, para que éstos interactúen con los datos recibidos desde el GPS. De
esa manera se aumentará la eficacia del sistema, pues la determinación de la posición del vehículo rastreado seria
más rápida y fácil.
En este trabajo, con el modem telefónico para PC comercial, se alcanzó una velocidad de transmisión de datos muy
baja: 1200 bps. A mayores velocidades, el enlace era extremadamente inestable, debido fundamentalmente a que se
utilizó un modem de línea física para enviar datos por un medio de transmisión no guiado. Si se deseara transmitir
los datos a mayor velocidad sería recomendable utilizar modems que manejen técnicas de modulación y control y
corrección de errores para transmisión de datos por un canal celular.
Romo, Muñoz ', Factíbilidad para instalar una red de localización automática de vehículos...; pag 205
125
Aunque la máxima velocidad de transmisión de datos es muy baja (1200 bps), es suficiente para transmitir los datos
desde el GPS hacia el terminal remota. Queda demostrado que el canal celular es adecuado como medio de
transmisión de datos de este sistema localizador.
Para acceder al canal celular solo se requiere de un hardware de generación y recepción de llamadas. Otras
características como el teclado, displays, auricular, micrófono, etc. no son necesarias en este trabajo. Por lo tanto, el
teléfono celular puede ser reemplazado por un equipo más simple y compacto, reduciendo tamaños y costos del
bloque móvil del sistema localizador.
El software de comunicaciones del terminal remoto utiliza instrucciones básicas de control del modem, por lo que el
mismo puede ser utilizado para realizar la conexión con el vehículo a través de un modem externo, una tarjeta fax-
modem o un modem PCMCIA de cualquier fabricante.
La tarjeta de interfaz y control puede ser ampliada para darle mayores funciones, ya sea a través de los puntos que
quedan libres en el puerto Pl del microcontrolador 8051, o ya sea a través de memoria RAM externa.
Es recomendable mejorar el diseño de la tarjeta de interfaz y control utilizando un microcontrolador S052 en lugar
del 8051, debido a que el primero dispone de funciones de ahorro de energía. El cambio no afecta en nada al resto
de hardware o software de operación que ya se ha diseñado para la tarjeta, pues ambos microcontroladores son
compatibles.
El botón de pánico no es el único medio de generar una alarma de emergencia. Se podría utilizar un control remoto,
que transmita una señal de radio u óptica para generarla.
El transformador del circuito híbrido usado en este trabajo como interfaz entre el teléfono celular y el modem no es
propio para acoplamiento telefónico. Esto causó pérdidas en la transferencia de señales desde el modem. hacia el
teléfono. Sin embargo, estas pérdidas fueron compensadas por el uso de amplificadores instalados en el primario
del transformador de audio.
El detector de alarma de llamada fue diseñado en base a una comparación de la señal de timbrado rectificada con
un voltaje de referencia. Otra técnica para hacer esto sería utilizar detectores de tonos que permitan sensar las
frecuencias que componen la señal de timbrado. De los dos métodos (que no son los únicos), el más sencillo de
implementar es el primero, pues solo se requiere de una pequeña calibración del voltaje de referencia de un
comparador. En cambio, la calibración en los detectores de tonos es más difícil, pues además de tener que ajustar el
circuito a una frecuencia central, hay que ajustar también el ancho de banda que rodea a ¡a misma,
La disipasión de calor de la fuente regulada de +5 VDC es crítica, pues ésta debe manejar prácticamente toda la
carga generada por la tarjeta de interfaz y control. Es por eso que el disipador usado para esta fuente debe ser lo
más grande posible.
126
El diseño de la tarjeta de interfaz y control contempla el uso de das fuentes de alimentación de 12 VDC, una
positiva y otra negativa. La generación del voltaje positivo no es ningún problema, pues éste proviene directamente
de la batería del vehículo. No ocurre lo mismo con el voltaje de -12 VDC. Sin embargo, debido a que se va a usar la
batería combinada con un inversor como fuente genera] de energía, los -12 VDC son fácilmente obtenibles por una
rectificación negativa del voltaje AC proveniente del inversor. Lo ideal sería que todo el sistema trabajara única y
directamente con el voltaje continuo de 12 V de la batería del vehículo. Para ello se recomiendan dos pasos:
• Utilizar un modem telefónico para PC que opere únicamente con voltaje continuo. Un ejemplo de este tipo de
modems es el ACEEX DM2814 pocket modem.
• Implementar en la tarjeta de interfaz y control una fuente s\\dtching como la LM78S40, que permite obtener
voltajes continuos negativos a partir de un voltaje continuo positivo.
La conexión entre la tarjeta de interfaz y control y el modem debe contemplar el control de flujo datos por hardware
(RTS/CTS). Esto implica que la tarjeta de interfaz y control enviar hacia el modem las señales DTR (Data Terminal
Ready) y RTS (Request To Send). El diseño contempla una generación "no inteligente" de estas señales, es decir,
no son generadas a voluntad por el software del microcontrolador sino que están permanentemente activadas por
medio de una conexión directa entre la fuente negativa (-9 VDC) de la tarjeta de interfaz y control y los respectivos
pines del conectorDB25 del modem.
127
Anexo 1Formatos de la señal CRD
A-l
Anexo í. Formatos de la señal CRD
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Tiempos de estados lógicos para latecla 1 en milisegundos
1.71.78.47.4
Figura A1-3
A-2
Anexo 1. Formatos de la señal CRD
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Tiempos de estados lógicos para latecla 2 en milisegundos
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Tiempos de estados lógicos para latecla 4 en milisegundos
5.11.75.17.6
A-3
Anexo 1. Formatos de la seña] CRD
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Tiempos de estados lógicos para la
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Tiempos de estados lógicos para latecla 6 en milisegundos
5.13.41.72.63.43.4
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Tiempos de estados lógicos para latecla 7 en milisegundos
5.17.41.75.1
Anexo 1. Formatos de la señal CRD
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Tiempos de estados lógicos para latecla 8 en milisegundos
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Tiempos de estados lógicos para latecla 9 en milisegundos
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Tiempos de estados lógicos para latecla 0 en milisegundos
Figura Al-12
A-5
Anexo 1. Formatos de la señal CRD
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A-6
Anexo 1. Formatos de la señal CRD
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Tiempos de estados lógicos para latecla STO en mílisegundos
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Tiempos de estados lógicos para latecla arriba
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Figura Al-] 8
A-7
Anexo 1. Formatos de la señal CRD
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Tiempos de estados lógicos para la tecla
7.63.45.13.4
Figura A1-19
Anexo 2Hoja de costos de elementos del bloque móvildel sistema localizador
A-9
Anexo 2. Hoja de costos de elementos del bloque móvil del sistema localizador
Cotización dólar:
a) Tarjeta d& interfazy control
1 1 ipo de elemento
Microcontrolador
mux/demux
amplificador operac.
Fuente regulada fija -J-5V
Fuente regulada variable (pos)
Fuente regulada variable (neg)
Data latch
Inversor
Compuerta AND
Bufler
Memoria EPROM
Conversor RS232/TTL Maxim
Cristal
Resistencia 1/2 W
Capacitor
Zener
Diodo de señal
LED
Transformador a lidio
Relé
Pulsante
Conector DB9
Conector DB2 5
Juego plug/jack para energía
Roseta de conector RJ 11
Total
b) Elementos periféricos
1 1 ipo de elemento
Teléfono celular
Modern
GPS
S/3950
Tipo Modelo l'r
8051
CD4053
LM348
ECG960
ECG956
ECG957
74373
7404
7408
74245
2764
MAX232
7.3728 MHz
Diferentes valores
Diferentes valores
4.7 V
1N4002
Diferentes colores
Relación 1:2
5 V tipo chip
N/A
macho
macho
Tipo Modelo
UNIDEN CP1700
Motorola Fast Talk
Garmin 35 TracPak
cciol murió (S )
33500
4400
3900
3500
3900
5000
4000
2500
2500
4400
24000
21000
6500
250
400
1000
800
400
10000
12000
1700
4000
4000
3000
1500
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90
110
460
Cunluhil
1
1
1
1
1
1
2
1
1
1
1
2
1
20
15
1
1
5
1
1
2
1
1
3
1
Cantidad
1
1
1
Total( S )
33500
4400
3900
3500
3900
5000
8000
2500
2500
4400
24000
42000
6500
5000
6000
1000
SOO
2000
10000
12000
3400
4000
4000
9000
1500
202800
Total (S )
355500
434500
1817000
Total l'SD •
8,48
1.11
0.99
0.89
0.99
1.27
2.03
0.63
0.63
1.11
6,08
10.63
1.65
1.27
1.52
0.25
0.20
0,51
2.53
3.04
0.86
1.01
1.01
2.28
0.38
51.34
Tnial l'SO •
90.00
110.00
460.00
Total 2607000 660.00
Total del bloque móvil (u+b) 2809800 sucres 711.34 dólares
A-IO
Anexo 3Listado de programas
A-ll
Anexo 3. Lisiado de programas.
a) Programa del microcontrolador
$APDEFSEG RSTSEG,CLASS=CODE,START=RESET,ABSOLUTEDEFSEG INTERO, CI-ASS=CODE, START=0003H, ABSOLUTEDEFSEG USRSEG,CLASS=CODE,START=0050H,ABSOLUTE
;DESCRIPCIÓN DE SUBPROGRAMAS:
;El subprograma ESPERA se encarga de establecer un tiempo de espera de;segundos o minutos ajustable.
;£1 subprograma TRANS transmite un byte hacia el puerto serial, conoce la;interrupción de transmisión y la encera.
; El subprograma REC recibe un byte desde el puerto serial, conoce la;interrupción de recepción y la encera.
;E1 subprograma FD efectúa la operación de recibir y transmitir inmediatamente uncarácter desde el GPS hacia el modein
;El subprograma RETARDO genera un tiempo de espera equivalente a 2U ciclos de máquina0.10666 seg
; Los subprogramas tl_7, t3_jj y t7_4 generan tiempos de retardo de 1.7, 3.4 y "7.4milisegundos respectivamente.
;DEFINICIÓN DE ETIQUETAS
; Localidades de memoria para valores de tiempo de esperaLIMMASS EQU 43HLIMMENS EQU 44H
«•Velocidad de transmisiónVELOCIDAD EQU
1200 bpsOFOH
;Intervalo de tiempo para recolección de datos válidos (30 min)DATOVALID EQU 41EBH
¡Tiempo de espera de portadora remota = 30 seg.TCD EQU 011AH
; SEGMENTO DE SERVICIO DE LA INTERRUPCIÓN EXTERNA OSEG INTEROAJMP SERVINTO
¡SEGMENTO DE RESETSEGLJMP PROGP
RSTSEG;Salta al programa principal
5EGMENTO DE USUARIO DEL PROGRAMA PRINCIPALSEG USRSEG
PROGP;inicio del stackMOV SP ,#2FH
¡preparación del puerto PlSETB 'Pl.lCLR Pl.O
VUE
¡prueba de señalizaciónSETB P1.3SETB P1.4MOV R7 , ff O
CALLINCCJNE
RETARDO
R7R7,S10,VUE
A-12
Aneio 3. Listado de programas
CLR P1.3CLR P l .4
¡inicializar banderasCLR 2 0 H . O
¡configuración de los TIMERS .;TIMER O => 16 bits;TIMER 1 => 8 bits con autorecarga [comunicación serial]MOV TMOD,ffOOlOOOOlB
;configuración de interrupciones;* interrupciones externas actúan por flanco negativo;* en el RESET, solo la interrupción externa O está; habilitadaMOV TCON,#00000101BMOV IE, #10000001B
;configuración para comunicaciones;comunicaciones en modo 1¡revisar velocidad de transmisión/recepción en el bloque;de etiquetas¡asumimos frecuencia de reloj de 7.3728 MHzMOV " SCON,#011100006MOV PCON,#0MOV TH1,#VELOCIDAD
¡arrancamos el timer 1 para comunicación serialSETB TR1
;Modo STAND-BY
¡configurar rnultiplexores para recibir desde el GPS y¡enviar hacia el modem. NO Activar el GPS todavía.MOV DPTR,S7F1HMOV A,#000010108MOVX @ D P T R , A
¡inicializar modem (AT&C1S7=27<CR>JMOV A,#41HLCALL TRANSMOV A , # 5 4 HLCALL TRANSMOV A , # 2 6 HLCALL TRANSMOV A , # 4 3 HLCALL TRANSMOV A f # 3 1 HLCALL TRANSMOV A,#53HLCALL TRANSMOV A,#37HLCALL TRANSMOV A , # 3 D HLCALL TRANSMOV A,S32HLCALL TRANSMOV A,#37HLCALL TRANSMOV A , # O D HLCALL TRANS
¡configurar rnultiplexores para recibir desde el GPS y¡enviar hacia el modem. AHORA Activar el GPS.MOV DPTR, #7F1HMOV ' A,#000011108MOVX 8DPTR,A
LSB1¡activación de señalización de stand-bySETB P1.3
A-13
Anexo 3. Lutado de programas
LSB2
¡obtener los datos de posición VALIDA del vehículo¡activar señalización búsqueda de posición válidaSETB Pl.5
LCALLCJNELCALLCJNELCALLCJNELCALLCJNELCALLCJNELCALLCJNE
LCALLCJNEINCMOVCJNEMOVLCALLCJNE
RECA, #24H,LSB1RECA,ÍM7H,LSB1RECA, Ü50H,LSB1RECA, ÍM7H,LSB1RECA, #OH,LSB1RECA, #41H,LSB1
RECA, )Í2CH,LSB24 2 HR 2 , 4 2 HR 2 , f f 6 , L S B 24 2 H , # 0RECA, ¡f31H,LS81
¡desactivar el GPSMOV DPTR, #07F1HMOV A,fi00001010BMOVX gDPTR,A¡desactivar señalización de búsqueda de posición válidaCLR Pl.5
¡inicializar TIMER O para conteo de 30 minutos;una vez cumplidos los 30 minutos, activar el GPS y actualizar;la posición del vehículo con datos VALIDOS¡configurar de nuevo el timer para 30 minutos y repetir¡indefinidamente la operación de actualización de datosMOV DPTR, ff DATOVALIDMOV LIMMASS,DPHMOV LIMMENS,DPLLCALL ESPERA
;configurar multiplexores para recibir desde el GPS y¡enviar hacia el modem. Activar el GPSMOV DPTR,ff07FlHMOV A, #000011106MOVX eDPTR,A
LJMP LSB1
SJMP
¡interrupción externa OSERVINTO
¡deshabilitar la interrupción externa OMOV IE,#10000000B
¡desactivar señalización de stand-byCLR Pl.3
¡almacenar información originalPUSH THOPUSH TLOPUSH TCON
LCALL
PUSHPUSHPUSHPUSH
RETARDO
ACC
SCONPSW
A-I4
Anexo 3, Listado de programas
;configurar los rnultiplexores para enviar hacia y recibir desde; el rnodem'MOV DPTR,#0"ÍF1HMOV A,#000010118MOVX @DPTR,A
;leer el tipo de alarma desde RAM externaMOV DPTR,#Q7FOHMOVX A,SDPTRANL ñ, ífOOOOOOllB
SIHT01
SINT02
• ;j,es alarma de timbrado? o ¿es alarma de emergencia?CJNE A,ÜO,SINTQ1LJMP SALINTO
CJNE A,#1 ,SINTQ2LJMP LLAMADA
CJNE A , £ 2,LLAMADALJMP EMERGENCIA
;manejo de alarma de llamadaLLAMADA
¡activar HOOK ( + 5V)SETB Pl.O
¡ordenar contestar al modem (ATA<CR>)MOVLCALLMOVLCALLMOVLCALLMOVLCALL
ñ,#41HTRANSA,'#54HTRANSA,#41HTRANSA,#ODHTRANS
;sensar CD =MOVMOVMOVLCALLJBLJMP
0DPTR,STCDLIMMASS,DPHLIMMENS,DPLESPERA20H.O, ENVIARSALINTO
;manejo de alarma de emergenciaEMERGENCIA
;activar HOOK (+SV)SETB Pl. O
¡ordenar blind dialing al modem(ATX1DTKCR>)MOVLCALLMOVLCALLMOVLCALLMOVLCALLMOVLCALLMOVLCALLMOVLCALLMOVLCALL
A, iMlHTRANSA, JÍ54HTRANSA,#58HTRANSA, #31HTRANS
TRAHS'A, #54 HTRANSA, jf31HTRANSA, í fODHTRANS
¡enviar señal SEND al celularMOV R 0 , # 0
SENDCPL Pl.l
A-15
Anexo 3. Listado de programas
LCALLCPLLCALLCPLLCALL"CPLLCALLCPLLCALLCPLLCALLINCCJNESETB
tl_7Pl.ltl_7Pl.lt3_4Pl.lt3_4Pl.ltlJ7Pl.lt7_4RORO,if06H,SENDPl.l
;detectarMOVMOVMOVLCALLJBCLRMOV
•~w-f£.
LCALLINCCJNELJMP
CD = 0DPTR, #TCDLIMMASS, DPHLIHHENS,DPLESPERA20H.O, ENVIARPl.OR0,#0
RETARDORORO,#19HfRTD02EMERGENCIA
ENVIAR;configurar los niultiplexores para recibir desde el GPS y;transmitir hacia el modem. Además, activar el GPSMOV , DPTR,#07F1HMOV A, #000011108MOVX §DPTR,A
¡activar señalización de rastreoSETB P1.4
ENVIAR 1LCALL
. ************«•***•>•***FD
••r*-*-*-**-**-*•**-***** + + *********
¡hacer lazo con ENVIAR1 hasta determinar CD = 1JNB P1.2,Et4VIARl
; fin de servicio a la interrupciónSALINTO
; desactivar HOOK (OV)CLR Pl . O
** ********* ****?**
¡regresa al modo STAND-BY; rehabilita la interrupción OMOV I B . f f l O O O O O O l B
;reconfigura los multiplexores para recibir desde el GPS;y enviar hacia el modem pero deja conectado el GPSMOV D P T R , j f 0 7 F l HMOV A,#00001110BMOVX eDPTR,A
; recuperar informaciónPOP PSWPOP SCONPOP BPOP ACCPOP TCONPOP TLOPOP THO
¡desactivar señalización de rastreo
A-16
Anexo 3. Listado de procromns
CLR Pl.ASETB Pl.l
RETÍ
;subprograma de espera de segundos o minutosESPERA
CLR 20H.O
;inicializamos el contador de ciclos del timer OMOV 4 OH,SOMOV 41H,'P0
L152;inicializamos los registros del timer OMOV THO,#0MOV TLO,flO
;arrancamos el timer OSETB TRO
L1S1;esperamos a que se complete un ciclo del timer OJNB TFO,L151
S151.•detenemos el tirner O y enceramos su bandera de sobrepasamientoCLR TROCLR TFO
;incrementamos•en 1 el byte menos significativo del;contador de ciclos del timer. Almacenamos el carry del.•incrementoINC 41HMOV A,41H
;si el byte menos significativo sobrepasa el valor FFH¡incrementa en 1 el byte más significativoCJUE A,SO,5152INC 4 OH
S152;verifica si el byte m s significativo del contador ya llegó;al valor fijadoMOV A, 4 OHCJíJE A,LIMMASS,S153
;verifica si el byte menos significativo del contador ya;llegó al valor fijadoMOV . A,41HC JNE A,LIMMEMS,S153CLR 20H.OSJMP S15-3
S153JB P1.2,L152SETB 20H.O
S154RET
;subprograma de transmisión de byte por el puerto serialTRAHS
;el dato a ser transmitido DEBE estar almacenado en el;acumulador
;escribimos el dato en el puerto serialMOV SBUF,A
LT1JNB TI,LT1CLR TIRET
;subprograraa de recepción de byte por el puerto serialREC
;el dato recibido se almacena en el acumuladorMOV A,SBUF
A-17
Anexo 3. Listado de prognunos
LR1JNBCLRRET
RI,LR1RI
¡subprograma para recibir un dato por el puerto serial e inmediatamente;transmitirlo por el mismo puertoFD
MOV A , S B U F'MOV B,A
FD1
FD2
MOV
JNBCLR
JNBCLRMOVRET
SBUF,A
RI,FD1RI
TI ,FD2TIA,B
RETARDO
CIRC
MOVMOVSETB
JNBCLRCLR
THO,0TLO,0TRO
TFO,CIRCTFOTRO
RET
ti 7
LñZOl 1
MOVMOVSETB
JNBCLRCLR
THO,í(OFBHT L O . Ü O E C HTRO
TFO,LAZ01 7TROTFO
RET
t3
LAZO3
MOVMOVSETB
JNBCLRCLR
THO,ÍOF7HTLO, # O D 7 HTRO
TFO,LAZ03_4TROTFO
RET
t7 4
LAZ07 A
MOVMOVSETB
JNBCLRCLR
RET
THO,KOEEHTLO,^03DHTRO
•TFO,LAZ07_4TROTFO
END ;Fin del prog principal
A-18
Anexo 3. Listado de programas
b) Programa en Quick Basic para el terminal remoto
1 PROGRAMA DE COMUNICACIONES ENTRE EL TERMINAL REMOTO Y LA TARJETA DE INTERFAZ'Y CONTROL
'ESPECIFICACIONES.
'Terminal remoto
'Puerto de comunicaciones:'Baud cate:'Paridad:'Bits de datos:'Número de bits de parada:'Control de flujo:
'GPS del sistema localizador
'Estándar de comunicaciones'Versión:'Modelo GPS:
COM 21200ninguna81ninguno
NMEA 01832.1Garrnin 35 TracPak'
'Programa elaborado por Juan Carlos Valencia Ruiz'última revisión: junio de 1997
DECLARE SUB TRAMPA (pantallas, tramp$, opción!, result$)DECLARE SUB LINEA2 []DECLARE SUB TRANS2 (prev3$)DECLARE SUB RECEPCIÓN [valorchksum$, bchk!, GYE2$)DECLARE SUB CONTESTAR [contest)DECLARE SUB TRFTR (llamada, contest)DECLARE SUB LLAMAR (llamada)DECLARE SUB LINEA [)DECLARE SUB MARCO [)DECLARE SUB PGRMI ()DECLARE SUB TRANS (ENT$)DECLARE SUB PGRMC ()DECLARE SUB PGRMO ()DECLARE SUB ESPECIFICO (salida$)DECLARE SUB ACTIVAR (tempS, out$)DECLARE FUNCTION CHKSUMS [a$)DECLARE SUB EWVGPS (aS, llamada, contest)DECLARE SUB RECARCH (a$)DECLARE SUB BLANQUEAR ()DECLARE SUB TITULO (tl$, t2$)DECLARE SUB PARÁMETROS (aS, COM$)DECLARE SUB RECGPS (a$, COM$)
DIM SHARED rmi$(7), rmc$[6], rmo[12)rmi$(l)rmiS(2¡rmi$[3)rmiS(4)rmiS[5)rroiS¡6)
rmc$(l) = "x"rmcS(2) = "x.x"rmc$(3) = "x"rmc$(4) = "x"rmcS(5) = "x"rmc$(6) = "jí"
FOR a = 1 TO 12rmo(a) = 0NEXT a
CLSSCREEN O
CALL RECGPS(a$, COMS)
A-19
Anexo 3. Listado de programas
COLOR 1, OCLSPRINT "Programa de comunicación de terminal remoto"PRINT "Copyright S1997, Juan Carlos Valencia Ruiz"PRINTEND
SUB BLANQUEAR
1subrutina de blanqueo de pantalla de datos
FOR a = 5 TO 22LÓCATE a, 2PRINT "NEXT a
SND SUB
FUNCTION CHKSUMS [aS)
'esta función toma una cadena de caracteres, contenida en la variable de'entrada a$, y obtiene el valor de checksum definido por el estándar'NMEA 0183 2.1
i M__ , . ,__„—,..„««..»..,___„.____,
'toma el primer carácter de la cadena y obtiene su código ASCII en decimal
iniciáis = MID${a$, 1, 1]inicial = ASC(inicialS)
'torna CADA UNO de los demás caracteres, obtiene su cCdigo ASCII en decimal'y aplica un XOR con el valor ASCII anterior
FOR a = 2 TO LEN(a$)
c$ = MID$[aS, a, 1)c = ASC(c$)d = inicial XOR cinicial = d
NEXT a
'saca el valor final de la función, que es la aplicaciín de XOR a todos los'caracteres de la cadena (Checksum de la cadena)
CHKSUMS = HEXS[inicial)
END FUNCTION
SUB CONTESTAR [ contest)
'este subprograma se encarga de contestar'a una llamada desde el sistema localiaador
CLSCALL MARCO
tlS = "Contestando"t2$ = "Llamada"CALL TITULO(tlí, t2$)
A-20
Anexa 3. Listado de programas
LÓCATE 3, 64: PRINT "
COLOR 7, OLÓCATE 5, 3: PRINT "Contestando..."
'configurar al modem para contestarPRINT ffl, "ATL1A" + CHRS(IO)
DO'cancelación de la contestaciónteclaS = INKEYSSELECT CASE tecla$
CASE CHRS[27)PRINT SI, teclaS;ban = 1contest = OLÓCATE 6, 3PRINT "OperaciCn cancelada"EXIT DO
END SELECT
IF NOT EOF(l) THEN
'lectura de mensajes de conexión del modemINGRESOS = INPUT$[1, #1)IF INGRESOS = "N" OR INGRESOS = "C" THEH
PROVS = INGRESO$
INPUT #1, aSporcionS = LEFTS[a$, 3)LÓCATE 6, 3: PRINT PROVS 4- a$
SELECT CASE porcionS
CASE "O C"'ARRIER [NO CARRIER)men$ = "Conexión fallida"ban = 1contest = O
CASE "ONN'"ECT (CONNECT)menS = "Conectado con el sistema localizador'ban = 1contest = 1
END SELECT
END IF
END IF
LOOP UNTIL ban = 1
LÓCATE 8, 3PRINT menSSLEEP 2
END SUB
SUB ENVGPS [a$, llamada, contest)
'este subprograma determina la o las instrucciones que van a ser enviadas'al GPS por medio del puerto serial'Las instrucciones son elegidas en un menú horizontal
'menú de opciones
A-21
Ane\ 3. Lisiado de programas
DIM MENUS(3¡: DIM mS(3)opcionesMENUS(O)MENUS(l)M£NUS{2)MENUS(3)
menS * "
<= 3= "Colgar"= " PGRMI":>= " PGRMC" := "PGRMO":
: n S ( O JmS(l)m S [ 2 )m S [ 3 )
• "Fin de transmisión desde el localizador""Información de inicialización"Información de configuración"Habilitación/deshabilitación de bloques de datos
bandera = O
posin » 3: opción = Oprovl - posin: prov2 = opción
DO
COLOR 1, OCLS
CALL MARCOCALL LINEA
tl$ -= "enviar": t2S = "instrucciones"CALL TITULOftlS, t2$)LÓCATE 2, 65: PRINT "< > = menú"
posmen 3: delta - LEN{menS) -i- 1: poscad = LEH(menS) / 2 - 2
COLOR O, 7FOR a = O TO opcionesLÓCATE 5, posmen + a * delta: PRINT menSLÓCATE 5, posmen + a - delta -f poscad: PRINT MENUS(a)HEXT a
COLOR 7, 9LÓCATE 5, posin: PRINT men$LÓCATE S, [posin + poscad): PRINT MENUS(opción)
COLOR 7, OLÓCATE 22, 3: PRINT mS(opCÍon!
DO
teclaS - INKEYSIF teclaS O "" THEN
SELECT CASE teclaS
CASE CHRS(O) -f CHRSÍ77)provl = posin: prov2 = opciónposin = posin -f deltaopción = opción + 1
CASE CHR$(0) -f CHRS(75)provl •= posin: prov2 = opciónposin c posin - deltaopción = opción - 1
CASE CHRS[27)bandera = 1EXIT DO
CASE CHR$(13)SELECT CASE opción
CASE OCALL TRETRUlamada, contest)bandera = OEXIT DO
CASE I'CALL PGRMIbandera - OEXIT DO
A-22
Anexo 3. Lbtado de programas
CASE 2CALL PGRMCbandera = OEXIT DO
CASE 3CALL PGRMObandera = OEXIT DO
END SELECT
END SELECT
IF posin > (posmen -í- opciones * delta) THENposin = posmenopción = O
END IF
IF posin < posmen THENposin = posrnen -t- opciones *• deltaopción = opciones
END IF
COLOR O, 7LÓCATE 5, provl: PRINT menSLÓCATE 5, ¡provl + poscad): PRINT MENU$(prov2¡
COLOR 7, 9LÓCATE 5, posin: PRINT men$LÓCATE 5f (posin -í- pescad): PRINT MENUS (opción)
COLOR 1, OLÓCATE 22, 3: PRINT mS(opción)
END IFLOOP
LOOP UNTIL bandera = 1
END SUB
SUB LINEA
'Este subprograma genera lineas verticales en la posición 21 de la'pantalla
FOR a = 1 TO 80LÓCATE 21, a: PRINT C H R $ ( 1 9 6 )NEXT a
LÓCATE 21, 1: PRINT CHRS(195)LÓCATE 21, 80: PRINT CHR$(180)
END SUB
SUB LINEA2
'Este subprograma genera lineas verticales en la posición 19 de la'pantalla
FOR a = 1 TO 80LÓCATE 19, a: PRINT CHR$[196)NEXT a
A-23
Anexo 3. Listado de programas
LÓCATE 19, 1: PRINT CHRS(195)LÓCATE 19, 80: PRINT C H R S ( I B O )
END SUB
SUB LLAMAR ( l lamada)
'este subprograma se encarga de llamar'a la tarjeta de interfaz y control
CLSCALL MARCO
tlS = "Llamando a"t2S - "sistema localizador"
CALL TITULO(tl5, t2S)
'conf igurando el modem para llamar
COLOR 7, OLÓCATE 5, 3: PRINT "Marcando "configS •= "ATX4S7=15S25=5DT09<Í6664BT
confS - configS + CHRS[10]PRINT SI, confS
'configuración del modem
DO'operación de cancelación de llamada
tecla$ = INKEYSSELECT CASE teclaS
CASE CHRSI27)PRINT *'l, teclaS;ban = 1llamada = OLÓCATE 6, 3PRINT "Operación cancelada"EXIT DO
END SELECT
'lectura de mensajes de conexión del modem
IF NOT EOF(l) THEN
INGRESOS = IMPUTSU, SI)
IF INGRESOS = "N" OR INGRESOS = "B" OR INGRESOS = "C" THEN
PROVS = INGRESOS
INPUT iíl, aSporción? - LEFTS(aS, 3)LÓCATE 6, 3: PRINT PROV$ -f aS
SELECT CASE porcionSCASE "O D"'IALTONE (NO DIALTONE)
• men$ - "No hay sefial de marcado, revise si la linea funcionacorrectamente"
ban •= 1llamada = O
CASE "O C"'ARRIER (NO CARRIER)menS - "No hay respuesta, reintente la llamada"ban - 1llamada = O
CASE "USY" 1 (BUSYJ
A-24
Anexo 3. Listado de programas
men$ = "El teléfono al que llama está ocupado, intente lallamada más tarde"
ban = 1llamada = O
CASE "ONN"'ECT (COHNECT)rnenS = "Conectado con el vehiculo"ban - 1llamada = 1
END SELECT
END IF
END IF
LOOP UNTIL ban = 1
LÓCATE 8, 3PRINT menSSLEEP 3
END SUS
SUB MARCO
'este subprograma genera un maceo en la pantalla
FOR a = 1 TO BOLÓCATE 1, a; PRINT CHRS{196)LÓCATE 23, a: PRINT CHR$(196)LÓCATE A, a: PRINT CHRSI196)NEXT a
FOR a - 2 TO 22LÓCATE a, 1: PRINT CHR$(179)LÓCATE a, 60: PRINT CHR$(119)NEX.T a
LÓCATE 1,LÓCATE 1,LÓCATE 23LÓCATE 23LÓCATE 4,LÓCATE 4,
END SÜB
1: PRINT CHRS(218]80: PRINT CHR${191)
. l: PRINT CHRS(192¡80: PRINT CHR$[217)
1: PRINT CHR$(195)80: PRINT CHR$[180)
SUB PGRMC
'este subprograma construye la instrucción PGRMC para enviarla al GPS
'la instrucción PGRMC es utilizada para cargar en el GPS datos de1 configuración
'menú vertical de configuración PGRMC
DIM m e n l $ ( 6 ) : DIM d $ [ 6 J : DIH gu i aS (6 )"Modo de fijación de posición [A/2/3)"Altura sobre el nivel del mar [-1500.0 a 18000.0 m) "Daco de tierra (Earth datum) (83/0.3 Ecuador)"Modo diferencial ( A / D ) "
menlS(5) = "Baud Rate [1/2/3/4)"men!S(6) = "Filtro de velocidad ¡1/2 a 255)"
r n e n l $ ( 2 )men!5[3)
A-25
Anexo 3. Listado de programas
guiaSd) = "A - automático, 2 = siempre dos dimensiones, 3 = siempre tres dimensionesguiaS(2) = "De -1500.0 a 18000.0 metros sobre el nivel del marguia$(3) = "De O a 107. Recomendado 83 u 8-3 para EcuadorguiaS(4) = "A = automático, D = siempre diferencialguia$(5) » "1 - 1200, 2 = 2400, 3 = 4800, 4 = 9600 baudguia${6) = "1 - automático, 2 a 255
'cargar últimos datosFOR a - 1 TO 6
dS(a) = rmcS(a)NEXT a
ibandera = Opantallas = "PGRMC"t - O
DO
COLOR 1, OCLSCALL MARCOCALL LINEACALL L1NEA2tlS •= "enviar PGRMC": t2S = "datos de configuración"CALL TITULOItlS, t2S)
esplS *= " "esp2S - " "COLOR O, 7FOR a = 5 TO 10LÓCATE a, 3: PRINT esplSLÓCATE a, 4: PRINT menlS[a - 4)LÓCATE a, 58: PRINT esp2SLÓCATE a, 59: PRINT d$(a - 4)NEXT a
posin = 5: opción = 1provl = posin: prov2 = opción
COLOR 7, 9LÓCATE posin, 3: PRINT espl$LÓCATE posin, 4: PRINT menlS(opción)
LÓCATE 16, 3: PRINT " Fl "COLOR O, 7: LÓCATE 16, 7: PRINT " transmitir instrucción "
DO
prevlS = "PGRMC" + "," + dS(l) + "," + d$[2) + "," + dS(3) -i- ",,,,,," + dS H) -f "," +dS(5) + "," -t- dS(6)
PREV2S - CHKSUMSIprevlS)prev3$ = "5" -f prevlS -f "-" + PREV2S
COLOR 7, OLÓCATE 22, 3: PRINT prevSS + "LÓCATE 20, 3: PRINT guiaS[opciónJ
teclaS = INKEYS
IF teclaS <> "" THEN
SELECT CASE teclaS
CASE CHRSI27)bandera = 1EXIT DO
CASE CHRS(O) + CHRS[S9]FOR f = 1 TO 6
inxsS = dS(f)IF inxsS •= "ERROR" OR LEFTS(inxsS, 1} = "y." THEN t -
NEXT fIF t - 1 THEN
A-26
Anexo 3. l.btiidu de procrannis
LÓCATE 16, 3PRINT "Bloque(s) de datos incorrecto(s), no se puede
transmitir instrucción"SLEEP 2
ELSECALL TRANS(prev3$)
END IFbandera = OEXIT DO
CASE CHRS¡0) + CHRS[80)provl = posin: provZ = opciónposin = posin + 1: opción = opción -t- 1
CASE CHRS(O) + CHR$[72)provl = posin: prov2 = opciónposin «* posin - 1: opción - opción - 1
CASE CHRSÍ13)COLOR O, 3: LÓCATE posin, 58: PRINT esp2SLÓCATE posin, 59INPUT "", dS(opción)trampS - dS(opción)CALL TRAMPAtpantallaS, tramp?, opción, resultS)dS(opcion) = result$COLOR O, 7: LÓCATE posin, 58: PRINT esp2SLÓCATE posin, 59: PRINT dS(opcion)
END SELECT
IF opción > 6 THENposin = 5: opción = 1END IF
IF opción < 1 THENposin = 10: opción = 6END IF
COLOR O, 1LÓCATE provl, 3: PRINT esplSLÓCATE provl, 4: PRINT menlS(prov2)
COLOR 1, 9LÓCATE posin, 3: PRINT esplSLÓCATE posin, 4: PRINT menlS(opción)
END IF
LOOP
LOOP UNTIL bandera = 1
1 guardar datosFOR a = 1 TO 6
rmcS(a) « d$(a)NEXT a
END SUB
SUB PGRMI
'este subprograma define la instrucción PGRMI para enviarla al GPS
'la instrucción PGRMI es utilizada para cargar en el GPS datos de'inicializaciín con el fin de facilitar y agilitar el rastreo de satélites'y cálculo de posición
'menú de configuración PGRMI
A-27
Anexo 3. Listado de programas
DIM m e n l $ ( 7 ) : DIM d $ ( 7 ) : DIM g u i a S ( 7 )menlS ( 1 3 = "Latitud (ggmm.mtmn)"m e n l S [ 2 ) = "Hemisferio latitud ( N / S J "menlS ¡3) = "Longitud (gggmm.mrnm)"m e n l $ ( 4 ] = "Hemisferio longitud [ E / W J "rnenl$(5) = "Fecha UTC (ddmmaa)"rnenl$(6) = "Hora UTC [hhmmss]"m e n l $ ( 7 ) = "Reset de adquisición ( A / R ) "
gu iaS( l ) = "Ejemplo: 00 grados 12.234 minutos = 0012.234g u i a S [ 2 ] = "N = norte, S = surguia$[3) = "Ejemplo: 078 grados 34.567 minutos = 07834.567g u i a $ ( 4 ) = "E = este, W = oesteguiaS(S) = "Ejemplo: 16 de julio de 1997 = 160797guiaS(6) = "Ejemplo: 14 horas 12 minutos 6 segundos - 141206guia$(7] = "A = iniciar autolocalizaclón, R = reiniciar adquisición de posición
'cargar últimos datosFOR a = 1 TO 7
d$(a) = rmiS(a)NEXT a
pantallas = "PGRMI"bandera = Ot = O
DO
COLOR 7, OCLSCALL MARCOCALL LINEACALL LINEA2tlS = "enviar PGRMI":CALL TITULO(tl$, t25)
esplS = "esp2$ = "COLOR O, 7FOR a = 5 TO 11LÓCATELÓCATELÓCATE
t2$ = "datos de inicialización1
LÓCATENEXT a
3: PRINT esplS4: PRINT menl$[a - 4]35: PRINT esp2$36: PRINT dS[a - 4)
posin = 5: opción = 1provl = posin: prov2 = opción
COLOR 1, 9LÓCATE posin, 3: PRINT espl$LÓCATE posin, 4: PRINT menl$(opción)
LÓCATE 16, 3: PRINT " FlCOLOR O, 7: LÓCATE 16, 7: PRINT transmitir instrucción
DO
prevlS = "PGRMI" -f "," 4- d$(l) + "," -f d$(2) -f ",""," 4- dS(6) 4- "," + d$(7)
PREV2$ = CHKSUM$(prevl$)prev3S = "S" + prevlS + "*" 4- PREV2S
COLOR 1, OLÓCATE 22, 3: PRINT prevSS -f "LÓCATE 20, 3: PRINT guia$[opción]
tecla$ = IHKEYS
IF teclaS <> "" THEN
d$(3) "," -t- d$[S)
A-28
Anexo 3. Listado de programas
EHD IF
SELECT CASE teclaS
CASE C H R S ( 2 7 )bandera = 1EXIT DO
CASE C H R S ( 0 ] + C H R S ( 5 9 )FOR f = 1 TO 7
soundgardenS = dS(opcion¡IF soundgardenS = "ERROR" OR LEFTS[soundgardenS, 1) ="x" THEN t = 1
NEXT fIF t = 1 THEN
LÓCATE 16, 3PRIHT "Bloque(s) de datos incorrecto(s). No se puede
transmitir instrucción"SLEEP 2
ELSECALL TRANS(prev3S)
END IFbandera = OEXIT DO
CASE CHRS(O) + CHRS(SO)provl = posin: prov2 = opciónposin = posin -f 1: opción = opción + 1
CASE CHRSiO] + CHR$[72]provl = posin: prov2 = opciónposin = posin -- 1: opción = opción - 1
CASE CHRS{13)COLOR O, 3: LÓCATE posin, 35: PRIHT esp2SLÓCATE posin, 36INPUT "", dS(opción)trampS = dS(opción)CALL TRAMPA(pantalla$, trarnpS, opción, resultS)d$(opción) = resultSCOLOR O, 7: LÓCATE posin, 35: PRINT esp2SLÓCATE posin, 36: PRIHT dS(opción)
EHD SELECT
IF opción > 1 THENposin = 5: opción = 1END IF
IF opción < 1 THENposin = 11: opción = 1END IF
COLOR O, 7LÓCATE provl, 3: PRINT esplSLÓCATE provl, 4: PRINT menl$(prov2J
COLOR 1,9LÓCATE posin, 3: PRINT esplSLÓCATE posin, 4: PRINT menlS(opción)
LOOP
LOOP UNTIL bandera = i
1 guardar datosFOR a = 1 TO 7
rmiS(a) = d$(a;NEXT a
END SUB
A-29
. Listado de programas
SUB PGRMO
'este subprograma define la instrucción PGRMO para enviarla al GPS •
'la instrucciCn PGRMO es utilizada para habilitar o deshabilitar la1visualización de diferentes bloques de datos que pueden ser enviados'desde el GPS
'menú de configuración PGRMO
DIM menlS (12) : DIM -menl$(DmenlS ( 2 )menlS [3)menlS ( 4 )menlS(5)menlS 16)menlS [7 )menlS ( 8 )menlS ( 9 )menas (10)menas (11)menas (12)
= "GPALM":= "GPGGA":= "GPGSA":= "GPGSV":= "GPRMC":= "GPVTG":= "LCGGL":= "LCVTG":= "PGRME":
= "PGRMF"= 1:PGRÍ-1T"= "PGRMV"
d ( 1 2 ) : DIM d$(12) : DIM guiaS(12)d S [ l ) =d S [ 2 ) f=dS(3) -d $ [ 4 ) =d $ ( 5 ) =d S ( 6 ) -d$¡7) =d $ ( B ] -dSO) =
: d S ( l O ): dS( l l ): dS(12)
"GPALM""GPGGA""GPGSA""GPGSV""GPRMC""GPVTG""LCGGL""LCVTG"" PGRME"- " PGRMF"- "PGRMT"•= "PGRMV"
guiaS(l) = "Ver almanaque de satélitesguiaS(2) = "Ver información de posición geográficaguia$(3) = "Ver diluciín de posición e información sobre satélites activosguiaS(4) = "Ver información sobre satélites visiblesguiaS(5) = "Ver datos de transferencia GPS/TRANSITguiaS(6) = "Ver velocidad y cursoguia$(7J = "Ver datos de posición geográfica con talker ID tipo LORANguIaS[8) = "Ver datos de velocidad y curso con talher ID tipo LORANguiaS{9) = "Ver información de error estimado de cálculoguia?(10) = "Ver posición geográfica con formato de propietario de Garminguia$(ll) = "Ver condiciones de funcionamiento del GPSguiaS(12) = "Ver datos de velocidad en formato de propietario de Garmin
'cargar últimos datosFOR a = 1 TO 12d {a ) = rmo (a JNEXT a
bandera = 0: ity - O
DO
COLOR 7, OCLSCALL MARCOCALL LINEAtl$ = "enviar PGRMO":CALL TITULO(tlS, t2S)
esplS - "esp2S « "COLOR O,FOR a = 5LÓCATE a,LÓCATE a,LÓCATE a,IF d(aMEXT a
t2S = "habilitación/deshabilitación de bloques1
TO 163: PRINT esplS4: PRINT menl$(a70: PRINT esp2S4) TREN LÓCATE a,
- 4
73: PRINT "on'
posinprovl
S: opción -= 1posin: prov2 = opción
COLOR 7, 9LÓCATE posin, 3: PRINT esplSLÓCATE posin, 4: PRINT menlS¡opción]
A-30
Anexo 3. Listado de programas
LÓCATE IB, 3: PRINT " Fl "COLOR O, 7: LÓCATE 18, 1: PRINT " transmitir instrucción "
DOCOLOR 1, OLÓCATE 22, 3: PRINT gUiaS[opción)
tecla$ = INKEYS
IF teclaS <> "" THEN
SELECT CASE tecla$
CASE CHRS[27)bandera = 1EXIT DO
CASE CHR$[0) + CHRS[59]resul = -1: resu2 = OFOR a = 1 TO 12
resul = resul AND d[a)resu2 = resu2 OR d(a]
NEXT a
IF resul = -1 THENprevlS = "PGRMO,,3"PREV2S = CHKSUM(prevl$)prev3S = "S" + prevl$ + "+" + PREV2Sity = O
ELSEIF resu2 = O THEN
prevl$ = "PGRMO,,2"PREV2$ = CHKSUM(prevlS)prev3$ = "S" -f prevlS +ity = O
ELSEity = 1
END IF
-" -i- PREV2S
END IF
SELECT CASE ityCASE OCOLOR 7, OLÓCATE 22, 3: PRINT "Enviando:CALL TRANS[prev3$)
PRINT prev3$
CASE 1FOR a = 1 TO 12
SELECT CASE d[a)CASE OprevlS = "PGRMO," -i- dS[a) + 0
CASE -1prevl$ = "PGRMO," + dS(a] -f ",1"
END SELECTPREV2S = CHKSUM(prevlS)prev3S = "S" -f prevl$ -f "*" + PREV23COLOR' 7, oLÓCATE 22, 3: PRINT "Enviando: "; : PRINT prev3$CALL TRANS2[prev3S)
NEKT a
END SELECT. bandera - OEXIT DO
CASE CHR$(0) + CHRS[BO)provl = posin: prov2 = opciónposin = posin + 1 : opción = opción + 1
CASE CHRS(O) + CHRS(72)provl = posin: prov2 = opción
- posin = posin - 1: opción = opción - 1
A-31
Anexo 3. Listado de programas
CASE CHR$(13)d(opcion) = NOT d(opcion)IF d(opcíon) THEN
COLOR O, 7: LÓCATE posin, 70: PRINT esp2SLÓCATE posin, 73: PRINT "on"
ELSECOLOR O, 7: LÓCATE posin, 70: PRINT esp2S
END IF
EHD SELECT
IF opción > 12 THENposin = 5: opción = 1EHD IF
IF opción < 1 THEHposin = 16: opción = 12END IF
COLOR O, 7LÓCATE provl, 3: PRINT esplSLÓCATE provl, 4: PRINT menlS[prov2J
COLOR 7, 9
END IF
COLOR 7, 9LÓCATE posin, 3: PRINT esplSLÓCATE posin, 4: PRINT menl$(opción!
LOOP
LOOP UNTIL bandera = 1
'guardar datosFOR a = 1 TO 12rmo (a ) = d (a)NEXT a
END SUB
SUB RECGPS (a$, COMS }
'Esta subrutina contiene la pantalla inicial del programa
band = Ollamada = Ocontest = O
DO
CLSCOLOR 7, OCLS
CALL MARCO
'definición del menú
COLOR 7, 9LÓCATE 2, 3: PRINT " Fl "LÓCATE 3, 3: PRINT "LÓCATE 2, 23: PRINT " F2 "LÓCATE 3, 23: PRINT "LÓCATE 2, 42: PRINT " F3 "LÓCATE 3, 42: PRINT "LÓCATE 2, 61: PRINT " esc "LÓCATE 3, 61: PRINT "
COLOR O, 7LÓCATE 2, 7: PRINT " comandos
A-32
Anexo 3. Listado de programas
LÓCATE 3, 1: PRINT "LÓCATE 2, 27: PRINT " llamar aLÓCATE 3, 27: PRINT " vehículoLÓCATE 2, 46:' PRINT " constestarLÓCATE 3, 46: PRINT " llamada
LÓCATE 2, 66: PRINT " salir deLÓCATE 3, 66: PRINT " programa
COLOR 7, O
primfila = 5primcol = 3
fila2 = primilla: co!2 = primcol
'Apertura del puerto para recepción de datos desde el GPS
OPEN "COM2:1200,N,8,1" FOR RANDOM AS #1
DOTEC$ = INKEY$
SELECT CASE TEC$
CASE CHR$[27)band = 1EXIT DO
CASE CHR$(0) + CHR$(59)CALL EHVGPS(aS, llamada, contest]band = OEXIT DO
CASE C H R $ ( 0 ) + C H R S I 6 0 )IF llamada = O AND contest = O THEN
CALL LLAMAR(llamada)ELSEband = OEND IFEXIT DO
CASE C H R S [ 0 ) + CHRSI61JIF l lamada = O AND contest = O THEN
CALL CONTESTAR(contest)ELSE .band = OEND IFEXIT DO
END SELECT
'Visualización de los datos que entran al computador
IF NOT EOF( l ) THEN
ENTS = INPUT$[1, #1)
IF ENTS O CHR3[13) AND ENT$ O CHR$(10¡ THEN
LÓCATE fila2f co!2
PRINT ENTS;
co!2 = C012 -f 1
ELSEIF ENT$ = CHR$[13) THEN co!2 = co!2 -f 1IF ENTS = C H R S ( I O ) THEN
co!2 = primcol
A-33
Anexo 3. Listado de programas
fila2 = fila2-END IF
EHD IF
IF co!2 > 80 THENfila2 = fila2 + 1co!2 = 1
END IFIF fila2 > 22 THEN
LÓCATE primilla, 1CALL BLANQUEARco!2 = primcol:- fila2 = primfila
END IF
END IF
LOOP
GLOSE
LOOP UNTIL band = 1
END SUB
SUB TITULO [tlS, t2SJ
'Esta subrutina genera los encabezados de cada pantalla
COLOR 7, 9LÓCATE 2, 3: PRINT "LÓCATE 3, 3: PRINT "
COLOR O, 7LÓCATE 2, 7: PRINT "
LÓCATE 3, 7: PRINT "
LÓCATE 2, 8: PRINT tl$LÓCATE 3, 8: PRINT t2$LÓCATE 3, 64: PRINT " ESC
END SUB
= salir
SUB TRAMPA (pantalla^, trampS, opción, resultS)
'Este subprograma es una trampa de errores para las pantallas PGRMC y PGRMI
e$ = "ERROR"SELECT CASE pantalla^
CASE "PGRMC"SELECT CASE opción
CASE 1IF tramp$ = "A" OR trampS = "2" OR trampS =
resultS = tramp$ELSE
IF trampS = "a" THENresultS = "A"
ELSEresultS = e$
END IFEND IF
3" THEN
A-34
Anexo 3. Listado de programas
CASE 2u2S = RIGHTS[trampS, 2)depecheS = LEFT3(u23, 1)IF depeche$ = "." THEN
tramp = VAL( t r ampS)IF tramp >= -1500! AND tramp <= 18000! THEN
resultS = trampSELSE
resultS = e$END IF
ELSEresultS = eS
END IE
CASE 3tramp = VAL(trampS)IF tramp >= O AND tramp <= 107 THEN
IF tramp = O AND trampS O "O" THENresultS = eS
ELSEresultS = trampS
END IFIF tramp = 96 THEN resultS = "84"
ELSEresultS = eS
END IF
CASE 4IF trampS = "A" OR trampS = "D" THEN
resultS = trampSELSE
IF trampS = "a" THENresultS = "A"
ELSEIF trampS = "d" THEN
resultS = "D"ELSE
resultS = e$END IF
END IFEND IF
CASE 5tramp = VAL(trampS)IF tramp >= 1 AND tramp <= 4 THEN
resultS = tramp$ELSE
resultS = eSEND IF
CASE 6tramp = VAL[trampS)IF tramp >= 1 AND tramp <= 255 THEN
resultS = trampSELSE
resultS = eSEND IF
END SELECT
CASE "PGRMI"SELECT CASE opción
CASE 1-IF LEN(trampS) <> 8 THEN
resultS = eSELSE
ggS = LEFTS(tramp$, 2)mmS = RIGHTSILEFTS(t rampS, 4 ) , 2]mmm$ = RIGHTS(trampS, 3]ptoS = LEFTS(RIGHTS(tramp$, 4), 1)gg = VAL (ggS ) : mrn = VAL [ mrnS) : mnun = VAL (mmmS !
IF VAL(trampS) = O AND trampS <> "O" THEN
A-35
Anexo 3. Listado de
result$ = eSELSE
IF (gg >= O AND gg <= 90) AND (mm >= O AND mm <=59) AND (miran >= O AND mmm <= 999) AND ptoS - "."THEN
resultS = trampSELSE
resultS = eSEND IF
END IFEND IF
CASE 2IF trampS - "tí" OR tcampS = "S" THEN
resultS = trampSELSE
IF trampS = "n" THENresult$ - "N"
ELSEIF trampS = "s" THEN
result$ - "S"ELSE
resultS •= eSEND IF
END IFEND IF
CASE 3IF LEN(tiramp$) <> 9 THEN
resultS = eSELSE
gggS = LEFT5(trampS, 3)mmS = RIGHTS(LEFT5[ t ramp$, 5), 2 )mmmS = RIGHTS[trampS, 3)ptoS = LEFTS[RIGHTS(trampS, A), 1)ggg = VAL(gggS): mm = V A L ( m m S ) : mmm = VAL(mmmS)
IF VAL(trampS) = O AND trampS O "O" THENresultS = eS
ELSEIF [ggg >= O AHD ggg <= 180) AND (mm >= O AND mm<= 59) AND [mmm >= O AND mmm <= 999) AND ptoS ="." THEN
resultS = trampSELSE
resultS = eSEND IF
END IFEND IF
CASE 4IF trampS = "W OR trampS = "E" THEN
resultS = trampSELSS
IF trampS = "w" THENresiíltS = "W"
ELSEIF trampS = "e" THEN
resultS = "E"ELSE
resultS - eSEND IF
EHD IFEND IF
CASE 5diaS = LEFTS(trampS, 2)mesS = RIGHTS[LEFTS(trampS, 4], 2)anS = RIGHTS(trampS, 2)día = V A L ( d i a S ) : mes = VAL(mesS): an = VAL[sgS)IF LEN(trampS) <> 6 THEN
resultS = e$ELSE
IF VAL(trampS) =• O AND trampS O "O" THEN
A-3Ó
Anexo 3. IJstiido de programas
resultS = eSELGE
IF (dia >= 1 AND dia <= 31) AND [mes >= 1 AND mes <= 12)AND í a n >= O AtJD an <= 99} THEN
resultS = trarnpSELSE
resultS = eSEND IF
END IFEND IF
CASE 6horS = LEFTS (trarnpS, 2)mlnS = RIGHTS(LEFTS(trampS, 4 ) , 2 )sgS = RIGHTS( t rampS, 2)hor = VAL(hor$) : min = V A L ( m i n S ) : sg = VAL(sgS)IF L E N ( t r a m p S ) O 6 THEN
resultS = eSELSE
IF VALttirampS) - O AHD trampS <> "O" THENresultS - eS
ELSEIF (hor >= O AND hor <= 23) AtJD ¡min >= O AND min <- 59)
AND (sg >*= O AND sg <= 59) THENresultS = trarnpS
ELSEresultS = eS
END IFEND IF
END IF
CASE 7IF trampS = "A" OR trampS = "R" THEN
resultS = trampSELSE
IF trampS = "a" THENresultS = "A"
ELSEIF trampS = "r" THEN
resultS = "R"ELSE
resultS = "ERROR"END IF
END IFEND IF
END SELECT
END SELECT
END SUB
SUB TRANS (ENTS)
'este subprograma se encarga de transmitir hacia el GPS un bloque de datos1 con el formato final: entS<CRXLF>
'El bloque de datos a transmitirse viene en la variable de entrada entS
datoS = ENTS -i- CHR$[13) + CHRS[10)
COLOR O, 1LÓCATE 20, 3: PRINT " ENVIANDO "
PRINT tfl, datoS
COLOR 1, O
END SUB
A-37
Anexo 3. Listado de programas
SUB TRANS2 (prev3S)
esS = " "
LÓCATE 17, 3: PRINT es?: LÓCATE 17, 3: PRINT "Enviando instrucciones "CALL TRANS¡prev3$)
END SUB
SUB TRFTR (llamada, contest)
'Esta subrutina se encarga de colgar el modem
DOCALL BLANQUEARLÓCATE 5, 3COLOR 1, 9PRINT " Colgar modem "COLOR 1, O
LÓCATE 5, 22: PRINT "LÓCATE 7, 3: PRINT "
LÓCATE 7, 3: INPUT ""Confirma que desea colgar? (S/N): ", confS
IF conf$ = "S" OR confS = "s" THEN'colgar modem
llamada = Ocontest = OCLOSE íflLÓCATE 9, 3PRINT "Colgando ---- "SLEEP 5EXIT DO
END IF
IF conf$ = "N" OR conf$ = "n" THEN EXIT DO
LOOP
END SUB
A-38
Anexo 4Hojas de datos de elementos
A-39
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i;.-r >í".r-1 .CONDITIONS
Load Regulaiion.•í 11- • , •:- -. •••!••
Thgrmal Regulalion .
Aajustmen: Pin Current .' ' '
Load Regularon •'';
MinimuinXuad Cmreni
Curreni Limh
flMS Ouiput Naise, % of VQUT
ftippfs Reiecunn Ratiof- , .
Long-Term Srability
Thermal Reiisiance, JuncTion to Case
(Noie2) . .W. I íi::r¿,-tj":;'" i'1'1;-1
TA'-:25'*C. 20 mi Pulse
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l'P < f MAX '
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"•y íy °.vr. 5..15y¿v---' -j ?sr : •;1 v K andTPackige .ÍIV'"'!! *. «-i1 jSátf.
H and- P Packaoe--
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Ha"d PPackage
H Package
K Package
T Psck»ge
P Package
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Note 1: UnlMi atnervvue joecified. Ihsje SDecificstiDm aoolv: -65'' C < T¡ < f150'-C-for the~LM1 17,.-_2Í C < T¡ <r-15Ó°C lor me LM217°"c £ TÍ S. -t-125'C lor itie LM317. YlfJ~VoUT *.sv¡an°i!oUT" O.TA.for tne.TO^S antJTO.202 c'ack^et *nd IQUT'T 0-?X."for the TO-2 p«9» anfl TO-220 csckag*. AlIOougn oow*r d!mo»Di>n ii.im»mally llmlted, tneie tp«ciÍicat¡oniare»o(iÜC3hlB.¡Qr omver düipÜtionsof 2VJ forTD-5 andTO.202and 2DW for Iht TO-3 ano TO-220. lfjijo< i* 1.5A for tfw-TO-3 snd TOJ220 pacfcage^d O.SAJor The;TC>S;ajid TO.202 pact
Nott 2: Hegulstian is rneitiurea at coniant ¡imciion tcmorsTure, uiing 'pul» tísting ivith a tow butY cycle. Chsngei-lrt.rajlnm voltag» ajn«»ting cffects sr? covered undef the specifialiDn'for ihpnnal rígulation.' •, • i. !. '"._„., * - - ' > - "^* '*-. .. '_,' 'í'íít-*" -• • "* "l",
Noi« 3; Stlecitd bevices wllfi tiflhieno Iol««rrc« irfírence voltB9«»vaií«bl«. .-'* '- f*3?;. -.•"•.". ' , -'"•.;• 'il •'• ". -J¿¡ '..'.'MS'sí ,' -" i. '',.".*
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Typica! Performance Characteristics [K
Curtenl Limil A0|tiiimem Curruní
ie a 10 4oINTUÍ UUIfllI UlfFtHlHI IAl . IV)
Drupuul Voll
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IlMi-maiuiu i ct
Mintnium Opi¡rJiina Curronl
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I£MPIHA]UK( I O
ID 20 311 30
I/.CUI -UUF/'lJ] DlFÍ[Hf/niAL |V|
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N-
COApplication Hints
ln Qperatíon, trie LM117 develops a nominal 1.25Vteierence voltage, VR£F. between the output andadjustmem terminal, The (eietence voltaye is irnpressed¡tcross proyram resistor Rl and, strieu iliu volugtj is can-stam. a constant currem I] then flows ihrough ttieoutput set resistor R2, giving an outpui voltage of
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FIGURE 1.
Since the IQQ^A current ¡rom the ad¡usiment terminalrepresen'ts an error turro, ihe LM117 was dusjgned tominimize 'ADJ antl rnake il very constan: with uneand load changes. To do this, all quiescem operatingcurrent ¡s reiurned to the output establishing a míni-mum load curten! requiremem. If there ¡s insufficientload on the output, tht: output will rise.
External Capacitor!
An input bypass capacitor ¡s recommended. A O.lpFdisc or IfjF salid tantalum on the ¡npui is suitable inpulbypassíng ¡or atmost all applicatiom. The device is moresensítive lo the absence o( input bypassirig whun ad¡ust-ment or outpui'capacitotí are usad bui the above valúeswi]| elimínate the possibility ai problems.
The adjustment terminal can be bypassed to ground onihe LM117 to ¡mprove ripple re¡tction. This bypasscapacitor prevenís ripple ¡rom beíng amplttied as thec-Jiput voltaye ¡s ¡ncreased. With a-10f jF bypass capa-_citor 80 dB ripple rejectíon is obtainable ai any outputlevel. Increases over IDpF do noi apprtícíably improvethe ripple rejection at ftequencies above 120 Hz. II ihebypass capaciior ¡i used, it ¡s someiinies necessary 10includfc protectíon diodes to pisveni ihe capacitorfrom discharglng through mierrial low curíeni pathsand damagíng the device,
¡n general, the besi type oi capacitor! to use are solidtantalum. Solid tantalum capacitors have low impedanceeven at high ífequencíe;, Depending upun capacitorconstruction, ii takes about 25^F ¡n alumíriurn electro-lytic to equat IfjF solid tantalurn ai high írequencies.Ceramic capaciiort are alio good at high frcquenctes;but iome type: hai/e a large decrease ¡n capacitünce at(requeridas around 0,5 MH2. For this reason, D.Ol^íFdisc may'seem to work beuer than a O.lf/F disc asa bypass.
Although tlití LMH7 ¡s stable with no output capa-citors, llke any feedback circuit, certain valúes oíexieina! cajiachauce can cuuse BXCKISÍVC r'mging. Thisocuuis witli valúes beiweufi 500 pF nnú 5000 pF.A \fif solid tamolum (or 25fiF aluminum tílecirolytic)on the output swamps this eflect and insures stability.
Load Rcyulütion
The LM117 is capable oí pioviding extrumuly good loadttígulaiion but a few precauíions are needjd lo obtdinmáximum performance. The cutrent sei resistor con-neclüd bciwuen tlte adjusiment terminal anü Uit ouiputiL'rminal (usually 240flJ should be lied cürucily to iheoutput oj the regulaior rather than near ihe load. Thistílirninates une drop: from appearing efl^cively in serieswith the reference and degrading regulaiion. For exam-plu, a 15V jugulalur with O.Q5ÍÍ íeststaiice btítweu» tliereyuíator and load will have a load regulation du= toliiib resistance oí 0,05fi X 1^, lí the sat resistor is con-nected near the load the eftective line resisiance will beO.OBÍl (1 + R2/H1) or in this case, 11,5 times vjorse.
Figure 2 shows the effect ot resistance beiween the regu-latur and 240fl set resistor.
FIGURE 2. HetjuMoi wilh Lln* Roiiiunceín Ouipm Load
With. iba TO-3 packnge, il is casy to rnininiize tliü resis-tance f(om ihe case to t!i& set resistor, by using twosepárate ieads to the case. However, v/ith the TO-5package, care should be taken ID minimizo tht wirelength o¡ ihe ouiput lead. The ground of R2 can beretuined near tht: ground of the load to prcwide femóteground sansíng and improve load regulaiion.
Prottction Diodes
Wtien exiernal capacitor; are used with any !C regulatorit is sometimos necessary to add protection diodes toprevent the capacitors from discharging through lowcurren: poims into the regulator. Most lOpF capacitorshave low enough internal series resistance to Oelivar20A spikes when shorted. Although the surge ¡s shon,there ¡s enough energy to damage parts of the IC.
When an output capacitor ¡s connected to a regulatorand the inpui is shorted, the output capacitar willdíscharge into the outpui of the tegul'ator. The dischsrge
1-18
Application HinisLuiit'itl diíjH'iiils on tliu valúa u¡ the capacito!, ihuOUIKUI volidytí oí ihe ruyulaior, arici Ihü raw o'f decnjastu! V|[j. ln tlic LM117, iliis discharije paili ís ihruughj Ijiyc junctioEi ilioi is abltí to iusiain 1 5A iurge witti nopioblem. Thi> ii 1101 tfui; oí othtü JviJiü of poiíiivuicguiaiurs. Fui ouipui cupaciiors oí 25^iF ot less, ihertf'11 nú iicuil iu USL-
The bypasstluuugíi
mi ihü adjusimt;nt imiiiinal canlow curren! junciiuri, Dist-'haiye
oucuis vvíiun úitlttir tlic iiipin or uulput is sliorttid.Inicrnal m thc LM117 ís a 5üSJ rusistoi which linnu ihupuüK discharye cuírcni. No protuciion ií neetíed foiouipul votiüyes oí 25V or less and lO^F cj pací unce.Fii/Lirc 3 liiuws an LM1 17 wiih pioiucnotí diodosincluduü lor use vyiili oui[mis gie^itii tlun 25V andlnijli vJuus oí
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Schemaíic Diagram
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FIGURE 3. RcuulJIü! wiih Prtílocuun Diad
1-19
LM11
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LM31
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Applications (Cantinued)
Amplll> Lu« CoH 3A Snl
JllJIil
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iih O-eilüdd ?roiceliun
•Cuie-AíiiulU A-2E41GB-2GO lulni
Solid Tamalum
"CoiL- Amold Á'2£J 163-2 60 lurm
n. -'oul'
•0.811 < Rl < 1201!
i.íttL Curien! Límilet
Etiott circuli curien! U üppro-:imaiH!y 600 mV/R3, oí 120 mA(comt)íired 10 LM117H'v 1 Jmp«rc cuntni liinlt!Ai 50 nÍA oulput only 3/4V oí diop occurs l(i R3 ¿na1 R4
v,uli Smglt Cu.iiruf
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Vtti ' "oui 1 — '•"oul1 vt« — ••IF, V01/1
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*AII üJipuLs wiihin - lOÜ mV'Mínimum loaU-10 mA
1-21
b-có Typical Applications
AdjuiUbU
R2\i ouipui impiidánctt u! ch-irger 2QUT * Rg 11 i — I
Uie ül RS fllluwi luv. churymy "ules willi lally \l /
50 mA Conili.ni Cununí B-tltiy
Connéction Diagrams
(TO-3 StB.
Motil Cao P=tTO-391
Ordur Numbar:LM117K STEELLM217K STEELLM317KSTEEI.
Sae NSP»cka^ K02A
Cuncnl Limited GV Cha
tw.HJ
•Se» pesV. curí&m (Q.6A ¡or 1 £1)
" 'IODO j/F ii [ecomnittndBd to (ilieroui óny input ttunsitnts, •
ITO-220)Plitlic pjck
ITO-202IPUntc P*ckai
O
l-FlONI Vlt.
Ord.r Humb.rl_ .LM317MP
_S»8 NS Püct.B(, P03A
TAS Fotmoii Davie.sLM317MPTB
S-a NS f-kckuau P03E
1-22
en00
N-CO(N
NationalSemiconductor
Voltage Regulators
LM137/LM237/LM337 3-TerminaI AdjustableNegativa RegulatorsGeneral Description
The LM137/LM237/LM337 are adjustable 3-ierminalnegativa voltage regulators capable of suppiying in excessof — 1.5A ouer an outpui voltage ranye oí — 1.2V IQ-37V. Thesi; regulstors are exceptionally easy tu apply,repuiring only 2 exteriial resisiors u> itít ihe ouiputvoliage and 1 output capacjior íor Irequency compensa-lion. The c'ircuit ciesign has been opiiniized for excelleniregulation and lo/.' therma! iransierus. Furihwf, tlltí.LMl37 ieiies features initrnal cucrent limiiiny, inetnia!shutdown and sale-atKa compi:nsai¡on, makiny themviriually blüwoin-pioof ayainsí ovtrloads,
The LM137/LM237/LM337 servu a wide variety ofapplicaiions includjng local on-card regulation. program-rnable-ouipui voliage regulaiion or ptecision currentreQ>ilai¡on. The LM137/LM237/LW1337 ate ¡Oe l comple-msnts 10 the LM117/LM217/LM317 adjuiíable
Line regulation lypically 0.01%/V
Load tegulaiion typically 0.3%Excüllenl thermal regulation, 0.002%/W
77 dB ripple ry)ection'Excelleni ri¡¡eciion of thermal transíenu
50 ppmrc temperaiuie coífiicient
Ti¡iii[)ijraturfiiidepe(Kl¡ínt current limit
Inifiínal mermal ovetloacl protection
100% ekciiical burn-in
Standard 3-luad transistor packagK
LM137 Sarius Piekoyai and Powor Cajuí
Features» Ouiput voltage ¿destable from -1.2V tu -37V
• 1.5 A output current guaranleecl, -55° C to •
DEVICE
LM1371.M237LM337LM337TLM337M
PACKAGE
TO-3
TO-39
TD-220TO-202
RATEOPOWER
DISStPATION
20VJ
3W
15W7.5W
DES1CNLOAD
CURRENT
1.5A
0.5 A
1.5A
Q.SA
Typical Applications
AdjuiUblu Moudiivo Vallado Ruyul
-VIH
x-~^U
VIH
ADJ
LM137/LM337
<<
VOUT
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• -VOUT
•-1.2EV 1R2__
120Í1
1 C1 - 1 iif solid Kinlülum oí 10 ¡if aluminum eluctrolvtic líquiftd for stabil'C2 - 1 ^F solicl tanialum ¡i [iquiíeü nnly H ínyulaiot ic moie than 4" írcm
powcr-supply ¡ilier capacirur
1-56
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LM13
7/LM
237/
LM33
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Schematic Diagram
Thermal RegulationVJhcn powtsr is diísi|íalKd in an 1C, y luinperatuit;Siudieiuoccurí acioií tliu IC clii|i alfíiciinu ihe indi vidualI C circuí tcomponcnu. With .m IC riüjutjtur, Um uradinmcan bb especjally sswiíiü sincc powtr disiipaiiou is lanju.Thurmal (egululion is toe effect oi iheje TeniparaWíegradJL-uu on output voltaye (in ptirconiagc o uiput changc)pur Watt of powur chaiigu ¡11 a s[wdiied timí;. Tliunnalleyulation error is incluptntltírit of tluctricjl ruyulaiion ortemperaiure coaff ícient. and occurs vmhiii 5 ms to 50 nisaíter a ciíangc in povver d¡ss¡p3iion. Ttiütrnal rugulatiünduptíndí on IC layoui a; welt as eleeirical dssign. Thethetmal reutilation oi a voliügü reyulator is duiinud as ttiepeiceniage change of VoUT- Ptíl V^att, vmhin thc- íirst10 ms afier a ste í of po\ver is appliud. The LMl37's
i; 0.02%/W, max.
In Fiyurt: 7, a iypical LM137'i ouiput (Jrifu only 3 mV(or 0,03% oí VQUT - -10V] ••vhcn a 10W pulse i:ijjjpliud lor 10 itii. Thii purioftiiuncu ii Thus v;tll iniídeilit spL-qiíiuation litntt oí 0.02%/W * 10W = 0.2% nmx.When the 10W pulsu is ünded, ihe ihetmal regulationagain shows a 3 rnV step as the LM137 chip coqlsoff. Mote thal ihe load reijulütíon error of about 8 mV(0.08%) is additianal to the thermal regulaiian enor.In Figure 2, when the 10W pulse is applitíd for 100 ms,Uie outpLJi driíts only slightly beyond th¿ driíl in. thefirsl 10 ms, and ihe thermal error siayv v/ell within
-.(LLá. uU.Ir. i ..--i- - - i : . : ; .n,. j.n,..- r i • ' i • : • < • • ! ' . °'1'/1 Til
T^B^PÍ"?3 :ifií '.v., |>l i.1'-.«í íV —*• r - - - ' '
t-M137.VOuT,-"lOV
• ¿MiS&©J£&:
Vertical seiisiiivit'/, 5 n|FIGURE!
V,N-VOUT»~40V
IL-OA- D.2SA-QAHorüanial Scfisiiiviiy, "20 ms/Uiu
FIGURE 2
1-56
Connection Diagrams TQ.220PJjilic Puckagu
T0.3 TD-39Muul Can Packags
OnJ.t Nutnbor:LM137K STEELLM237K STEEL.LM-J37K STEEL
Order Number:t-M137HLM237HLM337H
S. tJS P-ckjge |-;Q2A See NS f-ack^ue HQ3A
Typical Applications
Adjunablo Lab Vollag
"Thi: 10 (Jp cspacitors are oplional \ improve ripple i6¡ucliün
Currenl RcHutator
"Whdfi CL Is laiger than 2D (iF, DI oroiecuthe L.M137 in case the inpui lupply ]¡ snortccl
"Wfien C2 i: lartjor ihan lD(iFünd -VOUT is
larger Itian -25V, D2 Píot.icts Itio LM137 Incase ihe ütpui \í ;horttd
Ofileí NumburiLM337MP
¿P03A
a, UuinL.r:
P03E
-5.2V Rtyulaior v-¡th Elocitonií Shutdown'
IILCDUlliUL
"Mínimum outiJut a —1.3V v.tim central ¡riput it IQ
High Suhüiiy -r-lÜV Reaul
T
1-59
(Oco
CO
N-coco
coCM
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Typica! Performance Characteristics (K SIU¿H.KC and T
OJLo.a, R
-JS-íJ-iS o l£ til 76 1011 Uí ISO
TEMfEHATUHEl'E)
Hipple Rujoction
V I I Í - V Ü Ü T - Í VI L - S U S ™ Ai - ni HIT.-IÍ-C
_i l I-10 -20 -30
OltTflíIVCUAGEiVl
H ion lt, lúk
FHEOUENCYlHil
INfUI-ÜUTfUIUlFFEHtNTiALIVI
r.Lu(« Sloli'llity
- IJSU
-)¡ -bí -IS í IS SU ¡í 100 US 1ÍO
TEMCíHATUftE l'Cl
Uinc TfJiitiint Resptinwi
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55-,
tl -SíraA• T L - 2 S - C
g 10 20 ID tu
TIME U!
-7Í- ÍD-2S O ií 5iJ 7Í IDO Uí 150
ID 20
1NPUT-OUTHJT DIFFERENTIAt lV|
Ripplt Rc¡uciion
cAD]-ii!,F
VIK.-ISIÍVUUT'-HVI - 120 Hi
0.01 0.1 1
. UimUTCUHRtHllA]
SfU-CAUJ.^? f t -
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•VIN.-IW.VOUT—IÍV,IhL-iOnJ-
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LM78
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VOLT
AKE
iv¡
NationalSemiconductor
Operational Ampliíiers/Buffersr-
LM148, LM149 Series Quad 741 Op'AmpsLM148/LM248/LM348 quad 741 op ampsLM149/L.M249/LM349 wíde band decompensated ¡AVIMIN] = 5)
General DescriptionThe LM14B seiies is a trus quad 741. It conststs oí fourindependen!, high gain, ¡memally compensated, lowpower opcrational amplifiers which nave been designedW prouide functional characteristícs Idéntica! tu trióse of - 'the familiar 741 operatbnal amplifier. In additíon thiitotat supply current ¡or all iour amplifiers is comparableto the supply current oí a single 741 ^ype op amp.Other feaiures include ínpui offset currems and inputbías currem which ate much tessthan ihose of i standard741. Alsd, excelltíni ísolínion betwten amptifiers hasbeen achieved by independently biasiny each ampliüiírand usina layout technlyues which minirnize thermalcoupling. The LM149 series has the same featuies asthe LM148 plus a gaín bandwidth product of 1 MHz at again of B Or greatur.
The LM148 can be used anywhere múltiple 741 or 1558lype amplifiers are being used and ¡n applications whereamplifier matching or higi} packing densíty is requíred.
Fea tu res» -741 op amp operating cliaracteiistic;
« Low supply current drain 0.6 mA/AmpÜfinr
• Class AB output staga—no crossover distortion
. • Pin compatible withthE LM124
« Low input offset voltaye _ 1 mV
• Low ¡nput offset current 4 nA
« Low input bias current , 30 nA
• Gaín'bandwídth productLM148 (unity gain)LM149 (Av > 5]
• High degree of isolation batweenamplifiers
• Overload protectíon íor inputs antl outputs
CD
CVOCD
ro'
1.0 MHz4 MHz
120 dB
Schematic and'Connecíion Diagrams
uui i i» i IK r
Ord»i Numbuf LMI-ieJ, LM21BJ, LM14&J,LM1-19J, LM249J Qr LM34&J
SooNSP¿ckaeu J14AOrder Humbar LM34BH or LN1349N'
StíB NSPackaiíS NlflA
3-147
A1$jííjti$fe'i'& 'S1
'Vq
1Í
_0)
OJ(/>en•?2E__i„
CO•<$•
" 1
i. .
Absolute Máximum Ratings
. Supply Voliüye
Dilltrential InpUi Voltage
Inpui VoHage
QutpuiShort Circuit Duwiion (Noie 1]
pDv-er D¡;s¡pai¡ün IP0 ai 25"C) andThermal Rcsiilance \B¡^]. [Note 21
Moltíeii DtP |N] Pn
0,A
Cavity DIP (J) Pd
V
Máximum Junctioii Ternpeíawri; lT)MAx)
Operaiing Temperatura Range.
Siorw Temperan»* ffenne
lad Temuerauíre (Solücring, 00 icccinds}
v LM14S/LM149
±22V
Í44V
, 122V-
CominuDuj
—
' . -
900 mW100°C/W
15D°C
-.55°C<TA gilSS^C
-G5t'C lo +150,UC
30UJC
LM24«/LM249
IlUV
Í36V
11 8V
Coiuintious
.—
-
9DOmWioo"c/w
no'c-25°CSTA<-fBS''C
-C5°C tu +15QSC'
300" C
LMWa/LMMÜ
iiav
n36V
I1BV
ConiinuQUi
500 mW150UC/W _
90Q rnW100'C/W
100"C
DSC<TA<170'¡C
-fi5 C lo T1EJOUC
300"C
Electrical Characteristics
PARAMETER
Inpot OHw VDlliflC
Inpul OlÍKl Cuirent
Inpoc Bia¡ Curitnt
Inpul Retiítanee
Supply Girrcnt Mí Amplílieii
Urgt S^nal Voltigc G.in
Amplifitr ID Amplifict
Coupling
Small Serial EinawiDih
Pn"tMi'9Ín
Slcw Rut
Dutput Shott Ciccuil Curren!
Inpul Qil»i Voliagt
Input OIIKI Currem
Inpul BÍJI Cuucnl
Lirge S¡gn¿l Vohige din
Oulpul Vnttiyc Swing
Input VfjLN^e R^n i:
CoínínQn'Wode ñejeciJofi
Ruio
Supply Vpk*jo ficjeciion
CONDITlONS
T**2S"C,RsSlí)Ml
TA.2B"C
TA - 25"C
TA - 25UC
TA -25'C. V.¡-í15V
Circuil
Tf t-2E'C "-'•''""""
T*'2ffICÜ¡H9«,r«t^-5¡
„ LM14Bte(¡eí(Au - 1)
A LMHSstiit»'(Av "51
T^ - 25"C
R,<10k!l
V., -±15V,VQUI.110V,
RL>2kí l
V L ^115V.R L - lükíí.
V S -±15V
ft^íOM!
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LM14S/LM149
MIM
O.fi
50
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TYP
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GO
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MAX
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LM24H/LM249
MI U
O.B
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TYP
1.0
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-110
1.04,0
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MAX
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300
-1.5
7.5
125
500
LM34B/LM349
MIN
O.B
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15
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±10
112
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TVP
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160
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. 1.04.0
60
60
0,52.0
25
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K
MAX
6.0
60
200
4.5
7.£
10)
4CO
Note 1. Any of ;hu amplifiur outpuii can be than«Cl to 8 round indefinitalv; howavar, mote ihan ana ihould no I bo iimullanaoully ihai iinwxlmum |uncilon lumporaiuro *v¡ll bu onc»«aed.Not« 2: The ituximurn pow«t diiiipalían lor ihese devicas must bn Oeraiad al tlevatBd temparaluret and Is dlciamd by TIM/^X< "I-1- "ambiunl lemperüturt, Tf^.'ítm máximum availablo powur dissipaiiori ai any icmp*rawrH is Pj - lTi|viA,X —TA!'SJA or lnn 2o*C PaMAi *evar ii ItK.Non 3: ThBte speciücatiDni apply íor Vs - ±15V and over ih« abiolute máximum operatina larnparaiurs ranee !TL < T/^ < T^l unUu o»inotod.
3-148
Typical Performance Characteristícs
SupplyCuir-nt Inpui BUt Curront VoltoQB Swing
1Q 15- la
SUPfLV V O L T f t G E i i V j
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Poihivo CurronI Limil Negativo Cuirnnt Limít
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FREQUEHCV |ni|
Bod. Plol LM14B
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Bod. Pial LM149.
R-ípon» (LM14H) R»pon» ILM149)
FREQUEncvium)
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í Application HintsThe I.M148 series are quad low power 741 op amps.In the proliferation of quad op amps, tríese are the JirstID ofíer the corwenifince oí familiar, easy to use operatingch¿racteristics of the 741 op amp. In those applicatioriswhere 741 op amps have been employed, the LM148«¡ríes op amps can be employed directly whh no changain circuí! performance..
The LM149 series ha: the same characteristics as theLM14B except it has been decompensated to prqvide awid&r bandwidth. As a result the parí requires a rnini-mumgain oí S. •
^
The package pín-outs are such that the inverting inputof each amplifíer is adjacfcnt to its output. In additíon,Uie ampÜfíer outputs are located !n the corners of thepackage which simplifics PC board layout and minimíiespáckage related capacitiva ctiupling between arnplüiers.
The input characieristics of tríese amptifiers allowdiffutontiiil Inpui vulidyti which cuo excuecl tliu ;upplyvoltages. In üddhion, íf nither oí the input voltsges iswithin the operating common-mode range, the phase oíthe output remains correct. If the negative limit oí theoperating common-mode tange is exceeded at bothinputs, the output voltage w¡tl be positive. For input¿oltages which greatly exceed the ijiaximum supplyvoltages, either differentially or common-mode, resistorsihould be placed in series whh the inputs to limitine current.'
Like the LM741. these amplífiers can easily drive a100 pF capacitivo |o3d throughout the entire dynamícoutpui voltage and current range. Howuvar, if very largecspücitive' loads musí be driven by a non^ínveriingunity gain ampliüer, a resistor should be placed between
Typical Applications — LM148Oí» Dic.il> Luw Duiorl-a.. Smuw.v. G»...r»l
the output (and íeedback conncction) and the capact-tance lo reduce the phase shift resuiting írom the. capa-citiva loadtng.
The output currem of each amplifier in the package islimiied. Short circuits íiom an ouiput to either groundor the power supplies wilt nol destroy the unií. Hüwever,¡f muitiple output shons occur sirnultanéously, the timeduration should be short to prevant thü unii from beingdestroyed as a result of excessíue power d¡s:ipation inthe IC chip.
As with most amplifiers, care should be taken with leaddress, componeni placement and supply decoupling inorder ta ensure st'jbiüty. For example, resistors from theoutput to an input should be placed with the body cióseto the input to minimíze "pickup" and maxiinize theírequency oí the ¡eednacl: pele vjhich capacitance fromthe input to ground créales.
A íéedback pole ¡s created when lile ieedback arounüany ampíiíier ¡s resistive. The paratM resistancü and capa-citance frorn thfe input of the deuíce (usudlly theinverting input) to ac graund set the fíequency of thepole. In many instances the frequency of tliis pole ismuch greater than the expected 3 dB frequency of theclosed loop gain and consequently theie is negligibleeffect on stability margm. However, if the feedback poleis less thari approximately six times the expected 3 dBfrequency a lead capacitor should be placed Irom tliüoutput to the input of ihe op amp. The valué of theadded capacitor should be such thal the RC lime con-stant oí ibis cap^citoi aud me resístance ít parallelsis greaiur than or equal to the originii] feedbáck poietime constant.
Vs- i lSV
R ^ R2, irim R2 10 boosi CMfiR
i.THD <0.03%
*.l - lüOkDol.,Cl -0.0047jiF,C2- rj.uljiF.C3 - O.lpF, R2 - R6 - H7 ' 1M,*J-E.lk, R4- 12f!. R5-.240H, Q -IJSS102. DI - 1 N914, D2 - 3.6V avalancfie+**. |.x. LM1Q3),VE- il5V« «mplif vtrilon ^Jith samo disiorlion aagradaiion at híah freQuanciei can bu
•~mx &y uiing Al ai o limpia invoriing smpliíier. and by punina back to baek
IMI in Uw luutíback loop of A3.
3-151
CD
C/)ct>nCD"U)
LM14
9 S
erie
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I Typlcal Applications — LM148(Continuodj
A 1 kHl 4 Polo Butt.rworth
USB general equationi, and tune aacti seclion
Q1ílS£CTtON " °-s<l1. Q2ndSECT10N ° 1-
Ttid [Bsponsa shoulcl haue O dB peakina
A 3 Amplifiur Bi-Qujd Hotcít Filia'
• INOTCH-2n -7 R3H5R7C1C2
1 RlconOllion íor noten; —
H6 R4R7
Ex: ÍNOTCH "3 kHi,O-E,Rl -JTOk. RZ- R3-20k.R4 -27k, RS-=20k,R6 - H8- 10k,R7 - lOOk.Cl - C2 - O.OOl^F
B«tio( noise paffotmanco thin ths itata-spóee apptoach
tnO)
(Ü
O)«CT
Typical Applications — LMl48(Cominued)A 4th Ocd.r 1 kHi Elliptic Fili.r (4 Polst, 4 Z
- 1 kHz, ¡s'2 kHi, fp - 0.543,12 * 2.14. Q " O.B41. í'P *• 0.9B7, ('7 ^4.92, Q' -4.403. ñor mal tindío fipple BW
Typical Applications — LM149
Mínimum Gdln to Iruurn LM149 Subility Tha LM149 ai i Unity Guiri Invurter -
* *s vosM ta O
Rimar BW-40kHi
Small Sional BW - G BW/5
Small iianal BW - G BW/5
3-154
i-í-
Typical Applications — LM149(cpntifiucd)fJon-invortinB'ln loara lor Bindpau Filtur
coc^<D
Fur sUiíliiy purpcists: R7 -- R6/4 . 10RG - RG, Cc - 10C
1 H5 . 1 HQ H5'— . , Q ' —
RC H
0^;, 10
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HQ-
H|N
Btíiief Q ssniiliviiy w¡lh rcspcci to optn loop eain variuijons Ihan Ihesiaic Vüfíible lilier.R7, Ce aciflcd [uj compensa i ¡un
Active Ton» CoiiHol wilh pulí Oulput Swing INo Sln« LimitlnH al 20 kHí)
, K * R2/R-2, <25VÍVT " V~, Vs - 11 5V
- RMS,
'MAX '20kHi.THD< 1%Duplicóle ihc alioíi; ciicuil !nr steroo
1 1<H * • _ , '• • (HB" '
2ir(RI t 2R7JC3
Ma* Basi Gam 2 1R1 "R2I/R I
ManTicbleGaini (Rl + 2R71/R5
ai thown; IL - 32 Hi, ÍLB j 32Ü Hi
, ÍH= u fcHz. IHB B '.' H¡
J~LTL
USÉ LM125 lor 115V supplyThe circuii can be uietJ as ¿ low fraquency V/F lor piocesi control.
Q1.Q3: K£4393,Q2,Q'J: P108.7E. D1-D-) • 1N914
3-155
ft*
coO)'CO)
O)
Typical SimulatíonLMH8, LM11B, LM741 M.cromocM for
T
T
Tfi01-11= ' Is-B-ICT16
Ín2 - 144 "C2-6pF lor LM149
—Por muía deuiU, lee IEEE Jouinal oí Solid'SiCiccuiu,yD].SC-3, No. 6, Decumher 19?4
3-156
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TYPES SN54LS245, SN74LÍS24OCTAL BUS "RANSCE1VERS WITH 3-5TATE OUTPl
CURRENT] CURRENT)SN54LS245 12 mA -12 mA
5rJ74L£245 2A mA -15 mA
description
These octal DUE transceivers are neskjrted for asyn-
chronous twc~way comrnunicetion between data
Duses. The control function imc4eir>entation rtimimiies
externa! lirning reauírements.
The devrces allow daia transmission from tne A bus 101 ihe B bus oí from tne 3 bus ID the A bus deponoingupon the loe'c levei_at the d-iYection corriml iDIRJ inout.The enaole mput [G) can be used to disaCle trie deviceso that the buses are efréctiveíy isolatec.
TNí SN54LS245 is criamcteozed for ooerarion over the(ull milfiary Temoerature rang« ot -55;C to I2S=C. TheSN74LS245 rs characterized for ooeration from 6C ro70=C.
schematic: cf ínputs and outputs
EQUIVALEfVT OF EACH INPUT TYPICAL OF ALL OUTPUTS
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• PNP Inpurs Reduce D-C Loadíng on Bu* Linas
• Hysraresis at Bus Inputs Improva Noísa
Margina
• Typical Propagatíon Delay Times,
Port-to-Pon . . . 8 ns
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"' •»" ?f"«<:u loo*r utt ttraii oí tBj« t
rrífltí Pfoaociian Dínc*itf i.cinít Tilrnn oí ill D
TEXAS¡NSTRUMENTS
TYPES SN54LE245, SN74LS245OCTAL BUS TRAN3CE1VERS V/TTH 3-STATE OUTPUTS
[ion jr? ID' DV.
logicdiagram (positive logic)
131 __ i ,_A2 • Ü
16! >AS • hj
17)
* -1 "IA7 *-
(191 ^
üh-U^-B.
<^u
<Hl113)
<^u^xj
00B6 111
O
>LLI
B7 D
i '"' BS
3DSOÍUTS m3s:mutr. raiing; ovsr oDeraíinc f-ss-íir Temctírc:ure ranoí ivinless oinsrwise noted)
M,,
, TEXAS INSTRUMENTS
TYPES SN54LS245, SN741S245OCTAL BUS TRANSCE1VERS WITH 3-STATE OUTPUTS
conditions
PARAMETERMIN NOM MAX I MIN NOM MAX
SuDOIV VDIISSc 4,5 5 5,5 4.75 5.25 I V |nipn-i-vl OJSLiicuircni. lQh ¡ _ ]2
L^ — l«v-i txjttii;! íuftni. ÍQL
Ararme !,«.*„ wr.tu.:. TA
-15 j
12 I 24 |
mA
mA
-55 125 ¡ 0 70 | X
elecirical-characTeristics ovar recommended operating free-aír temperatura range (unlen othen-viie notat
PARAMETER TESTCONDITIONEt
V li, Migfi-i«rvpl mpui «OltKte
V( j_ Lo-^.vílmcwivoU**
V,K inoun:l«T.D.onwf
Hvitfrijín IV-j-. — V-j-_)A or S inoui
-OH nign"-v:l OHJIDUT uoliao*
• OL Lov-Jirvri OJtDut íOlraaí
Oli-ititc oonJiiT cutrent,
Gifftii* conuí curren 1.ío^l- ilov-'evBl voliíioe ooolmc
Inoul cumni H A or B
maíimum IHD^Í vciiao? DIR or G
MH Hipn-ff/Fl Inoni curreni
SN54LS245 SW74LS4E 1
MIN TYP: MAX MIN TYP: MAX Í L"JIT
2 r ! v "| Q.7 ¡ O.B i V
VEC r MIN 'i • -IHmA
Vc~-M¡fJ
Vf*r* ' MÍN,
VIH • 2 Vvl. ' VIL ÍI%ax
Vi. - V , ma-
VCC -MAX.
Oat2 V
V C C - M A X .
-1.5 -1.5 | V0.2 0> 1 0.2 0.4 ! V
IQ^ • -3 mA¡ 2.4 3.4 2A 3A \t ~" fr^^X
í = !
• 2L l ISTIA) 0.4 j o." j
'G. " 24 mA
VQ " 2.7 V
VQ • 0.4 V
0,5 ¡
20 ; 30 i
-?CO -200 ¡
vi - 5.5 V | 0.1 i 0,1 !v. • 7 V
VCG • "*x VIH • 2.7 vU^ LD- -IÍ ÍI inout nir'tni • Vcc*f'<a'"> V iL - 0 .4V
'05 Shori-citcu'l WUDUI currenl* VCC - MA>.
Total, DIJCHÍIÍ nicn I
•CC SuoDly tairtfnl Total. OUIDUB io>~ VCC-UA* Ouioun coen
C.i 0,1 | "'Mro ; 20 1 HA
-0.; ! -0.2 1 mA
-10 -225 -JO -225 i n>A¿3 1Q . 43 70 152 90 , 52 90 i rnA
H-ír—Om<OmO)
f>~ y?
ílN pr "AX
JtVc= - s V T A -25 'C
switching characterisTic:, VQ^ = 5 V, i - 25'C
PARAMETER rEST CONDITIONS ! MIN TYP MAX | UNIT
!_l=ZL
I m?.
C. * ¿S =• í7 í!, SesNolt 2
unaoi- IIITIC ID loyv i-vtf
12 í ni
- 65" Í7 Stre.Note '
3-S2S TEXASÍNSTRUMENTS
TYPES SN54246 THRU SN54249, SN54LS247 THRU SN54LS249• SN74246 THRU SN74249, SN74LS247 THRU SN74LS249
3CD-TO-SEVEN-SEGMENTDECODERS/DRÍVERSRE VISE? DECEMBEI 1033
'246. '247. 'LS247fe ature
O pan-Coi lector OutputiOive IndicHiors Directiy
Lamp-Test Provisión
-l_8»dÍng/Trailing ZeroSuppressjon
'248. 'LS24Sfeature
Interna! Pull-Ups ElimínateNaed for Externa! Resiitorc
Lamp-Test Provisión
Lftading/TraiHngSuppression
Qpen-Collector Outputs
Lamp-Ten Pro/ision
Leading/Trailing ZeroSuppression
All Circuit Types F««tur« Lamp fnt&nwty Modulaticxi CapabilitY
TYFE
SN5Í346
SN6*2*7
SNS424B
SN54249
SNS4LS247
SNÍ-1LS2-J9
SN74246
SM 7*247
SN7424E
ShJ7-I249
SfJ74LS247
SN74LS24B
SN74LS249
ACTIVE
LEVEU
ln«
lo-
fl'Dfl
hion
w
.119IdW
low
hr^n
n.gh
low
híflíl
nrgn
DRrVER OU1
ouTnrrCONRGURATltX
oc»n-c&«:or
«H -CtX-C^
2-Uí oon-uo
COW-CtXIKtW
oc*r™>i -c-r<
DD»n-COI»CtDf
OOfllV-CCUitCIQÍ
2-kH oclK*
00«l-COll*CTOf
ooen-cdtrcro.
2-fcíi pul»-»
coen-co'ircio'
•PUTS
SINK
CUHRENT
40 mA
tOmA
6,-ímA
10mA
'""
im*
40 mA
40 mA
6.4 mA10mA
34 mA
6mA
BmA
MAX
VOLT AGE
30 V
15 V
5.5 V
5.5 V
15 V
55 V
= 5 V
30 V
15 V
5.5 V
5.5 V
15 V
S.5V
E. 5 V
TYPICAL
POWER
DISStPATION
320 mW
320rr,W
265 mW
265 íflrf
25 m*
4QÍT1W
320 mW
320 mw
265 inW
265 mW
35 mW
125 rnW
40 mW
PftCKAtjES
J, W
J.V,'
J.W
J W
J.W
J. WJ.N
J.N
J.N
J.N
J.N
J. N
J t.
;i7 THRU SN54LS24S . ' . J OR W PACXAGESN7121* THRU SN7«ag I OR N PACX.AGE
SN74LS247 THRU SN7*LS249 , . . D. J OR N PACJÍAGE
fTOPVIEWI
. FKPAtlHAGESN741.S24.7 THBU SN74LS249 . . . FN PAfJCAGE
(TOPVlEWI
UU sj
O ce Z > ^
3 2 1 20 19 \g
ifiONC
C/lOíÜ>LUQ_j1-
\ 'O
N7.W6¿. iN5á-7A/3r;7-¿7í¡ ana^ --f¿ -r.e 'LS?¿7 anc 'L32¿8 are
Sr:7-:LS4a. .-esoeciiveiv. ano nayen 3;íve^: ai iviun; aenons 'o oíier
1EXAS *INSTRUMENTS
TYPES SN54LS373, SN54LS374, SN54S373, SN54S374',SN74LS373, SN74LS374, SN74S373, SN74S374
OC7AL D-TYPE TRANSPAREN7 LATCHES AND EDGE-TRIGGERED FLIP-FLCPS
Choics of £ Latche: or 6 D-Typa rlip-
!n a Single Package
3-Staie Bus-Driving Outputs
Full Parallet-Accesí for Loading
Buffered Conrrol Inputs
Clock/Hnable Input Has HvsTeresis to
Improve Noise Rejeclion ('S373 and '
P-N-P Inputs Reduce D-C Loading on
Data Unes |'S373 and 'S37d|
•LS373. 'S373FUNCT1ON TABLE
SN5-lLS37a. SNS4LS374, SNS-ÍS372.
OUTPUT
ENABLE
L
L
L
H
| ENABLE
\H
1 H
1 H
t L1 X
D
H
\_
X
OUTPUT
H
L
OQX 1 Z
FUNCTION TABLE
OUTPUT
ENABUE
1L
H
CLOCK
TL
X
1D OUTPUT .
H H ¡
L L
X 1 QO
description
These 8-bit registers feature tfiree-state OUIDUIS
desigriüd soecificallv ior Oriving nighly-caDaciiive or
felaiiveiy iow-imD&dance loacs. The niqrvimpeoance
third State ana mcreasee) higfvlogic-level ünve orovioe
these registers witn the capabiluy o1 beiog conneínec
direcily ID ana anving me bus Imes in a nus-organi;ec
syste.T wlinoui need )ot imertace ot cull-uc coni-
oonents. Thev are pamctilanv anraciive iot tmoiemerv
ing nuher registeis i 'O oans. Diotreciians: Dus Snvers
and worKing legisiers.
The eigni laicnes oi ;ne "LS372 ano '5372 ¿rs
itansoaient 0-ivne latc.ies mtian'ng mal Ainiíe ?ne
enaoie .C. 15 r.tgr. tne Q OUIDUIS wnl foHow tne sata 'D'inouts, Wnen tne enaole is ¡g^sn iov. in& ouiaui «di De
latcnea ai me IEV&Í oi tne asía ;nai was sei UD
d. SN7*ÍÍ373,SN'74337-fl . . . DW. J OR N PACK.AGE
tTOP VtEWI
SN6JLS373. 5NS'U.S374. SN5-ÍS373.SN54537J . . . FK P&CKAGE
SN741.S373. SfJ7-U.S37a. SN7ÍS373.SN74S371 . .. FN PACKAGt
| 3 2 1 20 19 N^
20 D4 1S Ü SD
2QÜ5 17Ü7D
3Qt]6 1 G Q 7 Q
3D&7 1SQ6Q
V 9 10 11 12 13 /
i-
1 EXASINSTRUMENTS
TYPES SN54LS373, SN54LS374, SN54S373, SN54S374.SN74LS373, SN74LS374, SN74S373, SN74S374OCTAL D'TYPE TRANSPAR5NT LATCHES AND EDGE-7RÍGGERED FL1F-FLOP5
riRtion Iccnlinucd) •
The -."ütir fliu-floos oí rhe 'LS374 and 'S374 are edpe'tnggereo O-'voe Mío i/onr. On me Dosmvt? traisinon o! the clock.
ouiü-üs will De sel to toe logie states tha¡ weie seiüp at lie D inouis
Scrifnt; ingger Duftefed mputs at me enable/dock lirves oí the 'S3T3 and 'S37- aevices. arnjjlifv syslem oesion as ac annoise reteciion B improvec by typieally 4QQ ,-nV aue to me inpul nvsieiesis A bunerea outout coniíoi maul can ne used
place me eight ouiputs m ennei a normal 'ogic state ih>gri or low logre lev«isi o' a nipíi-irnotícance siaie. li the fiit
imoeOance state me outouts nenner load noi Orive me DUS Imes significantly. :
The Dutput control aoes nol aflect me interna1 opuration of ihe latcnes oí llip'Hoos. That rs.'tfie ola data can pe tetained or
new cata can be emeiea even wnile the OUIDUIS are off
logíc diagrams'LS373, 'S373
TRAN5PARENT LATCHES'LS374. 'S374
POSITIVE.EDGE.TRIGGgHED FUP-FLOPS
lo. '3373 anlv
*/'TEXAS ^*INSTRUMENTS
TYPES SN54LS373. SN54LS374, SN74LS373. SN74LS374OCTAL D-TYPE TRANSPARENT UTCHES AND
EDGE-TRIGGERED F'JP-FLOPS
ic ar inputs and outputi
EQUIVALEN! QF DATA ¡NPUTS EQUIVALEN! OF ENABLE AWDOUTPUT CONTROL INPUTS
VCC
TVPICAL O f ALL OUTPUTE
EQUIVALEN! OFDATA IMPUTS
-r^—?
EQUIVALEN! OF CLDCKAND OUTPUT CONTROL INPUTS
TYPiCAL OF ALL OUTPUTS
«— y ce 00LJJO
>LUQ
,INSTRUMENTS
JW3 '?!':5
B?
! r J
Hj—
Cm<Omen
TYPES SN54LS373, SN54LS374, SN74LS373, SN74LS374OCTAL D-TYPE TRANSPARENT UTCHES ANDEDGE-.nlGGERED FÜP-FLOPS
absoluto EraxiiwJn; ratina: over operating fietí-air tcmparature range (unless atberwise noieaí
Suopív voltaga, V^r- (see Note 1)Inpu; vaitageOfí-staie CRJtout vot'agtODeratir>g free-air temperaturí range: SNS^LS' . . . — 5 5 " C t o l 2
SN74LS' 0'Cto70=C:Siorageiemperaiure rang« ~65CC lo ]50EC '
recommended operating conditions
11 MIN
VCC SuMtvvolisje ¡ 4.5
VQH riigo-f«v«t OUIDUI i/clisqe t
SNS-lLS
NOM
5
MAX
5.5
5.5
l
1 MIN
! ^.75
SW7ÍLS
NOM5
1
MAX '
5.25 :
5.5 >
UNIT
V
V
! IQI-I Hian-icvel OUIDUI currrní
'_o—le»el ooicui cuf'rní
Puiie ourCLK l
' 20'
Dan nolC lime
i:& ; o
D*iow ID WHJ. O. 1 O MI: «IDUIO un
elecirical characteristics over recommended operating free-air temperature range [unies oTherwise noted)
PARAMETER TEST CON01TIONS'MAX | MIN TYPI MAX ¡
H«ih-l-vei tfoui voJIa ! 2
vlt.
' VCC-
iai-iKvcl nurcut voliacr;VCC • M¡N,
V [ t_ * V|i_f«s
.itV-l OillDUT VOtlaOí• Vcc ' MlfJ V | H * 2 ^ i lQ|_ '12-nA
OH-slaie OUÍDUT
Olt.(i?íE DulDU-.iiur vcc * '•'•"X VIHVD «s ¿ '
-20
•iaui curr^nl si
TEXASINSTRUMENTS
TYPES SN54LS373. SNS4LS374, SN74LS373/SN74LS374OCTAL Í--TYPE TRAHSPARENT UTCHES AND
5DGE-TRIGGERED FUF-FLOPS
-,a¿,.-..1--~l
"~ ' — -..
r !=LH"~ ¡3UL
~~ :sLH
j~~ ¡PHL
r IPZHf" -DZLI —
| ¡PLZ
-jo^=s r. Mr bf
eqOM
IWPLfTl
Clocn or
«nadeOUIDLJI
Conirol
OUIDUI
Coniroi
Control
""GT"sTaM°.cn"
TO
IOUTPUV]
AnvO
trwu«ncv iim»t<on SíCIio
SN5J
CL - 5oF RL " 0672 SN7JSee Noie 3
InEa-J -virn fll DUID^n loaa*<3.
ID' IOÍO CITU-T^ Jrva wDílíQC yvavfíOrn
'LS373
MIN TYP MAX
\2 1212 1920 30IB 3015 2825 36IB 3215 25
12 20
•L5374
MIN TYP MAX35 50
•5 23'•$ 2820 26
23 33l£ 2S
;2 20
MHr
ns
ns
coLUO
>LLJQ
f-
TEXASINSTRUMENTS
TYPES SN5AS373, SN54S374, SN74S373, SN74S374OCTAL D-TYPE TRANSPARENT LATCHES ANDEDGE-TRIGGERED FLIP-FLOPS
COUIVALENT QF EACH INPUT
IMPUT.
m m
TYPICAL DF ALL OUTFUT5
absoluta máximum ratmgs over operating free-air Temperature range [uniess otherwise noted}
H-ir*arn<Omoo
SuDoly volisge, VQ^ (sen Noie 11Inoui uot;ageOít-siats outDLn voijage . . . . .Ooeraiing íree-aír temueraiure range. SN54S'
Siorage ternperaiur- range
^'O"rE ' Vci!»0» vjiu.i >r. «itri I«ID«C;
. . . . TV '-ffl
. . . 5.5 V 13
. . . 5 .5 v :.g~55'C:o 125'C -^. 0=C m 70'C -^—55"C 10 I50"C
recominended operating condítions
•JOM MAX MIN »JOM MAX
S-JOCI" vOiiaqC. V--
el sujour voiwcí. V
•J3-* -• -r'^e- •tucHt Duis*
, TEXASINSTRUMEN
«35=^3
afcfejsra
TYPES SN54S373. 3N54S37-1. SN74S273 SN74S374CCIAL D-TYPE TBANSPARENT UTCHES AND
EDGE-TñlGGERED FUP-FLOPS
:¡¿-;ric:ii chüraciensuc; uver recommendsd oKf3ling rres-aír :einperdiere ranee iunless orn^rwise notad)
THST CONamCNS1 | MIN TY"I MAX | UfJIT
VC C- MIN, V14 - ? X . \.L - O.B V. !OH • MAX' 2 -i 3 T
Vcc- WIN, V|W - ; V. U,, - 0.3 V.
vcc • MAX, Vi • 5.S v 1 ! mA |
vcc- MAX, 50 UA
r- MAX. Vr - 0.5 V
- 100 i mA
QOIDUII man ISO
190
OUÍOJlS IÜV-
switchíng characteristícs, Vcc = 5 V, T A = 25'C
FROM j TO ¡ -S373
flNPUT) | (OUTPUTI ' 1 MIN TYPj 1 j
1PHL 1 : 7
*-PHL j eriflDlí 1 ^2
TR2L Camrol i - 1
= PH2 1 Outixjt 1 ^ a C L - 5 D ^ . RL.2B01t. • 6
'°U- 1 Conirol 1 i 5ec Hale 3 . 5
...7-S 2 ^.^^d^^^ncv,,^.,^.^,,^,,^^.
MAX
12
17
1-1
13
15
18a
::
"S374
;MIN TYP
75 100
B
2
11
5
r
' IIMITMAX ! | j
t MHr |
1
. " 1
15 • |
'• t1 5 - j
18 '
9 ' !12 ! ' '
PS$BB3KB
C/)
o
O
-r ^»TEXAS *INSTRUMENTS
TYPES SN54LS373, SN54LS374, SN54S373, SN54S374.SN74LS373, SN74LS374, SN74S373, SN74S374OCTAL D-TYPE.TRANSPARENT LATCHES AND EDGE-TRIGGERED FLiP-FLOP;!
QUÍPUTCONTROL 1
BIDIRECTIONñt.DATA BUS i
jv.
CLOCK 1
TYPICAL APPLICATION DATA
3IDIRÉCTIONAL BUS DHlVER
Jil
J 1tj 1í l l ' l
i t ( 1 ' i' ! 1 ! í ; ¡
2030¿o 'LS37a
SD °R
60 ca70
2G Cf<
13D
isaJ70
Jso
ÍD3DI-
SDf-
6D^7DÍ-
3DÍ-
¡ ' I
8IDIRECTIONAUDATA BUS 2
OUTPUTCONTROL 2
H
CLOCK 1 H
BUSSXCHAWGECLOCK
CLOCK2 H
CLDCK CIRCUIT FOH BUS EXCHANGÍ
Om<gi uC/3
1/2 5N71L31S9OR SN7-IS139
J-WORD^Y-B-BIT GENERAL REGISTERI
~í. 1 me
*;.I- _ •*'<!TEXAS *
ÍNSTRL'MENTS
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