Como se da el Control de la cámara Térmica ESPEC-ECT-3

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de instrumentos, haciendo posible el traslado de los datos obtenidos fuera del laboratorio. Por último, la implementación de este proyec- to requiere de un proceso de validación de su funcionamiento, lo que permitirá su optimiza- ción y mejora, debido a que el programa desa- rrollado es espec ́ıfico para cámaras térmicas que estén equipadas con el controlador F4S de la marca Watlow.

2. Métodos

Esta investigación es cuantitativa experimen- tal, puesto que se observó un problema en la creación, edición y lectura de perfiles de tem- peratura al manipular manualmente la cáma- ra térmica ESPEC ECT-3, por lo cual, se au- tomatizó el manejo de dicho instrumento a través de un esquema de control basado en los buses de comunicación GPIB y RS-232. Ense- guida, se creó una aplicación gráfica en Visual Basic 6.0 tomando bibliotecas proporcionadas por ICS Electronics. En la primera etapa de implementación, se dise ̃naron los esquemas de control haciendo uso de dichos buses en el módulo 4899A y el controlador Watlow F4S. Con la información recabada, en la segunda etapa se procedió al dise ̃no y programación de la interfaz gráfica de usuario, evaluando su desempe ̃no en pruebas térmicas reales. Para esto, se utilizó el equipamiento perteneciente al laboratorio de comunicaciones de radiofre- cuencia y fibra óptica del INAOE.

2.1. Equipamiento

A continuación, se describe el equipamiento necesario para el desarrollo de este proyec- to. La figura 11 muestra a la cámara térmi- ca ESPEC modelo ECT-3 Criterion. El mo- delo ECT-3, que pertenece a la organización

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Imagen tomada del [Extracto de Productos ESPEC]. ES- PEC Product Digest, Pág. 11

Figura 1: Cámara Térmica ESPEC ECT-3

El controlador Watlow de la serie F4S es un instrumento industrial para el control de perfiles que contengan rampas de tiempo y temperatura (véase Figura 2). Este controla- dor cuenta con un display de 4 l ́ıneas que in- dica la temperatura al interior de la cámara, número y tipo de paso en un perfil. Además, cuenta con un microprocesador de 16 bits que puede manejar un total de 256 pasos distribui- dos en los 40 perfiles de prueba que puede al- macenar. Es posible configurar 6 tipos de pa- sos de forma manual en el controlador, inclu- yendo: Inicio Automático o Autostart, Rampa de Tiempo o Ramp Time, Rampa de Tempe- ratura o Ramp Rate, Sostenimiento o Soak, Salto de Paso o Jump y Fin de Perfil o End. Por último, para su comunicación, el controla- dor cuenta con una interfaz RS-232C hembra convertible a RS-485.

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ESPEC de Norte América, permite realizar una amplia variedad de pruebas de tempera- tura en un rango de -68◦C a 180◦C gracias al empleo de un sensor tipo T. Este sensor es utilizado en bajas temperaturas, principal- mente negativas, ya que su rango de opera- ción es de -180◦C a 300◦C (Sánchez, 2006). En particular, el modelo ECT-3 presenta un volumen interior de 33726 cm3 y un puerto de propósito general de 4 pulgadas de diámetro para permitir la conexión externa de disposi- tivos, lo cual es ideal para realizar pruebas de temperatura a nivel de componentes, módu- los o subsistemas electrónicos (ESPEC North America, sf).

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Figura 2: Controlador Watlow F4S y F4D

La Figura 3 muestra al módulo 4899A de ICS Electronics. Este instrumento utiliza co- mandos en formato ASCCI y tiene como pro- pósito principal convertir el protocolo de co- municación paralelo GPIB al protocolo serie RS-232, espec ́ıficamente en modo Modbus. Pa- ra generar un mensaje Modbus completo hace uso de un chequeo de ciclo redundante (CRC). Todo esto, bajo las especificaciones de la IEEE- 488.2/GPIB. El modelo 4899A puede comu- nicarse en la modalidad RS-232 o RS-485 con un conector de 25 pines hembra (DB-25S) a través de la configuración m ́ınima de módem nulo; transmisor, receptor y tierra, para el control de dispositivos esclavos. En esta co- municación, la velocidad de transmisión serial (Baud Rate) es seleccionada a través de Co- mandos Estándares para Instrumentos Pro- gramables o Standard Commands for Program- mable Instruments (SCPI) establecidos en el estándar IEEE 488.2.

Figura 3: Módulo 4899A de ICS Electronics

2.2. Protocolos de Comunicación

GPIB y RS-232

El propósito de la comunicación es la trans- misión de información o datos de manera co- dificada. Halsall (1998) indica que las organi- zaciones asociadas a la industria de las tele- comunicaciones como ISO, IEEE e ITU, han establecido un conjunto de protocolos o nor- mas estandarizadas para garantizar el inter- cambio de información entre diferentes dispo- sitivos o sistemas de control. En el proceso de comunicación del controlador Watlow F4S, el módulo 4899A y la computadora es necesa- rio el uso de estos estándares. En este caso se utilizaron dos tipos de interfaces f ́ısicas de comunicación, GPIB y RS-232.

Para la comunicación con el ordenador, se utilizó una interfaz f ́ısica GPIB comercial que consta de dos terminales con un conector de 26 pines. Dicha interfaz GPIB es una inter- faz estándar IEEE-488, conocida como la In- terfaz de Bus de Propósito General y ofrece un método estandarizado para la transmisión paralela de información. Este modo de trans- misión utiliza n l ́ıneas para enviar n bits de manera simultánea (Forouzan, 2007). Su em- pleo es indispensable para la comunicación en red de instrumentos y el control remoto de los controladores.

Por otro lado, la interfaz f ́ısica RS-232 ne- cesaria para el desarrollo de este proyecto, consta de 3 hilos (Tx, Rx y GND) y dos conec- tores (DB9 macho y DB25 macho) para la co- municación serie entre el controlador Watlow F4S y el módulo 4899A de ICS. El uso de di- cha interfaz de comunicación es posible ya que como Stallings (2004) establece, en la trans- misión serie los bits son enviados uno a uno a través de una l ́ınea. Este cable fue elaborado bajo el concepto de cable cruzado para evitar el uso de adaptadores que puedan perjudicar el traslado información (se ̃nales eléctricas).

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