🧐 ADQUISICIÓN de DATOS ELECTRÓNICOS

Adquisición de datos en electrónica y mecatrónica

El término adquisición de datos, o DAQ, describe el proceso que consiste en tomar datos de los sensores e introducirlos en un ordenador para procesarlos. Los sensores están conectados, por lo general después de algún acondicionamiento de señal, a una tarjeta de adquisición de datos conectada

en la parte posterior de un ordenador (lo vemos en la siguiente 👇 figura en el apartado a)).  

Sistema DAQ

💢  La adquisición de datos DAQ es una tarjeta de circuito impreso para entradas analógicas, que cuenta con circuitos para realızar funciones de multiplexión, amplificación, conversión analógica a

digital, registro y control, a fin de alimentar las señales digitales muestreadas al sistema de computación. En el apartado b) de la figura anterior se presentan los elementos básicos de estas tablillas.

Control en la adquisición de datos

El software de la computadora controla la adquisición de datos a través de la tarjeta DAQ. Cuando el programa requiere la entrada de un sensor en particular, activa la tablilla enviando una palabra de control al registro de control y estado. En esta palabra se especifica el tipo de operación que debe realizar la tarjeta. Esta conmuta al multiplexor con el canal de entrada respectivo. La entrada del sensor conectada al canal de entrada en cuestión pasa por un amplificador y llega al convertidor analógico a digital. Después de la conversión, la señal digital obtenida pasa al registro de datos y la palabra que se encuentra en el registro de control y estado se modifica para indicar la llegada de la señal. A contınuación la computadora envía una señal para que se lean los datos y se introduzcan en la computadora para su procesamiento. Esta señal es necesaria para asegurar que la computadora no estará en espera sin hacer nada mientras la tarjeta realiza su adquisición de datos, sino que la use para indicar a la computadora en qué momento concluye una adquisición; la computadora puede interrumpir los programas que esté implantado, leer los datos del DAQ y continuar con sus programas. En sistemas más rápidos la computadora no se utiliza en la transferencia de los datos a la memoria, sino que pasan directamente de la tarjeta a la memoria sin la intervención de la computadora. Esto se conoce como

direccionamiento directo de memoria (DMA).  😀

Las especificaciones de una tablilla de DAQ incluyen la tasa de muestreo de las entradas analógicas, que puede ser 100 kS/s (100 000 muestras por segundo). El criterio Nyquist para muestreo indica que la frecuencia máxima de una señal analógica que se puede muestrear con este tipo de tarjeta es

50 kHz; la tasa de muestreo debe ser el doble de la frecuencia máxima.

Tarjeta de adquisición de datos

💪   Además de esas funciones básicas de la tarjeta de DAQ, también pueden proporcionar salidas analógicas, temporizadores y contadores que se utilizan como disparadores del sistema sensor.

Como ejemplo de una tarjeta de bajo costo con varias funciones que se puede utilizar con una computadora, la figura siguiente presenta la estructura básica de la DAQ PC-LPM-16 de National Instruments. 

Tarjeta de adquisición de datos PC-LPM-16

💥   Esta tarjeta tiene 16 canales para entradas analógicas, una tasa de muestreo de 50 kS/s, una entrada digital de 8 bits y una salida digital de 8 bits, así como un contador/temporizador que también puede entregar salidas. Los canales se pueden explorar en secuencia, haciendo una lectura por cada canal en turno, o explorando en forma continua un solo canal.

Precisión de datos

Una ventaja del procesamiento de señal digital es que dos rangos de voltaje se usan en lugar de los dos niveles de voltaje exactos para distinguir entre los dos estados binarios para cada bit. De esta forma, la precisión de datos es menos afectada por el ruido, deriva, tolerancias de componentes y otros factores que provocan las fluctuaciones en voltajes que podrían ser críticos para la transmisión como voltajes analógicos. Por ejemplo, en un sistema 5 V, la diferencia entre los dos estados binarios es por lo general un mínimo de 3 V. De manera que dos señales podrían ser 0 y 5 V o l V y 4 V y aun ser distinguidas como 0 y 1.

Escrito por Archie Tecnology