informe de proyecto realizado durante pasantias en la empresa redtv. agosto 2008

RED DE TRANSMISIONES DE VENEZUELA (REDTV), C.A Código: F-GEN-0014 Edición: 01

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Agosto 2008

Informe

Propuesta de Telemetría Para las

Estaciones de Radio Nacional de Venezuela

Marco D. Rivera Zambrano C.I: 16934567 Richard L. Sánchez Espinoza C.I: 17663745 Estudiantes 9º semestre de Ingeniería Eléctrica ULA-VENEZUELA

Informe de proyecto realizado durante las pasantías en la empresa




Introducción Debido a que las estaciones de Radio Nacional no son estaciones asistidas, con esto se entiende que no son estaciones en las cuales se encuentra personal de dicha empresa las 24 horas del día al tanto de lo que pueda pasar con la señal difundida en cada región, se crea una inquietud la cual conlleva al problema de poder saber en todo momento el estado de los transmisores en cada estación del país. Todo esto como consecuencia de que la mayoría de las fallas en las cuales la emisora salía del aire, la señal de aviso o la forma en que la gente encargada de esas estaciones se enteraban del problema era por medio de operadores de otras estaciones, como por ejemplo estaciones de televisión como VTV cuyos operadores se acercaban a los transmisores de Radio Nacional y advertían el problema todo esto cuando la estación se encontraba de inquilina en las instalaciones de las televisoras. La otra forma o vía de enterarse del problema y el peor de los casos, era por medio de los mismos oyentes que no escuchaban por varios días la emisora y decidían llamar a preguntar la causa del problema. Este problema de no saber a cada momento el estado de los transmisores genero una búsqueda inmediata de soluciones para este problema, proponiendo así un sistema de telemetría el cual estaría constantemente testeando el estado del transmisor y en caso de alguna falla bien sea de potencia, señal RF, energía o alguna falla interna avisar de forma inmediata por medio de un mensaje de texto o repique debida y anticipadamente programado. Todo esto dio inicio a un proyecto por demás interesante el cual necesito de mucha documentación, recolección de información y bastantes pruebas de diseño y programación que continúan aun, para cumplir todos los objetivos. Objetivo Principal

• Diseñar y construir un dispositivo, por medio del cual se pueda monitorear, en tiempo real, el estado en que se encuentran los transmisores de Radio Nacional. Bien sea presencia o ausencia de Señal RF, es decir si se encuentra al aire, como también nivel de potencia de dicha señal y algún tipo de falla de los componentes del transmisor.

Objetivos Secundarios

• Diseñar y construir el dispositivo de monitoreo en corto tiempo. • Diseñar y construir un dispositivo practico, fácil de implementar y en el mejor de los casos

económico. • Implementar el dispositivo en las estaciones de Radio Nacional inicialmente y dependiendo de su

eficiencia incorporarlo a las radios comunitarias así como también a las estaciones de televisión que actualmente se encuentran bajo la responsabilidad de Red TV.




Resumen

La propuesta de telemetría planteada constituye el diseño de un circuito de control, ubicado en cada estación, que se encargue de comprobar las 24 horas del día la condición de transmisión de RF. En caso de ocurrir una ausencia definitiva o momentánea de niveles RF, el sistema es capaz de detectarla e informar el hecho por medio del envío de un mensaje de texto a un número telefónico predeterminado el cual puede ser procesado y mostrado de distintas maneras mediante una interfaz grafica.




Documentación

Punto bastante importante para poder desarrollar el proyecto. La parte principal del proyecto es

como transmitir la información que se le extrae al transmisor hasta la central para procesar toda la información y construir un mapa de las fallas que se encuentren en el sistema. Por ejemplo el transmisor de una estación determinada sale del aire, el problema principal es comunicar esta información a la central, las opciones mas razonables para cumplir todos los objetivos (Rapidez y economía) se basan en usar una plataforma de comunicación ya establecida, entre ellas esta la plataforma de las operadoras de telefonía celular o la plataforma de internet. Una vez descartadas otras posibles vías de comunicación se procedió a estudiar los pro y los contras de cada una de ellas, en medio de este proceso y en busca de las distintas formas por medio de las cuales se pudiesen usar estas plataformas y a su vez terminar por descartar una de las dos, Se estudiaron los comandos AT (Comandos de Atención), comandos usados por las empresas de telefonía celular para acceder y controlar al teléfono celular o Módems GSM. Por medio de un teléfono celular si se le aplicaban los comandos adecuados se puede mandar un mensaje o varios mensajes de aviso dependiendo de la programación y advertir el problema o simplemente dar un aviso o reporte diario del estado del transmisor. Esto elimina el utilizar una computadora para el internet o un modem de internet.

Fig. Ejemplos de aplicación del proyecto planteado Para el proyecto entonces solo se necesitan un conjunto de comandos sencillos y un teléfono

celular que, obviando la interfaz o la parte de control que siempre estaría presente fuese cual fuese la vía de comunicación, disminuye notablemente los costos.

La documentación comienza con la recopilación de los distintos comandos AT y su forma de

emplearlos, para esto se recurre a los manuales de las compañías fabricantes, en este proyecto se utiliza manuales de la Nokia, dichos manuales exponen una serie de comandos que van desde conocer el estado




de la batería hasta realizar una llamada, pasando por el comando de mandar mensajes de texto. Se utilizan dos formas de controlar el celular, una por medio de los comandos AT y la otra por medio de Tramas PUD. A se vez se encuentran dos formas de introducir estos comandos o tramas, una por medio de cable de data y la otra a través de los Pinouts, conjunto de puntos en la tarjeta de circuitos del celular, visibles al quitar la batería de este mismo. La forma final usada en el proyecto es por medio de cable de data y utilizando comandos AT. Para comprobar si el teléfono celular acepta comandos AT se le envía el siguiente comando: AT+CMGF=1.

Fig. Módem inalámbrico utilizado en la ejecución del proyecto También una fase importante de la documentación es la forma como introducir estos comandos,

para ello se usa la hyperterminal de Windows, proceso inicial antes de programar la rutina en el PIC (Circuito Integrado programable).

Fig. Interacción de los diferentes módulos en red GSM




Por parte del transmisor, los transmisores usados por Radio Nacional (Transmisores OMB), posee una opción, por así decirlo, para realizar un monitoreo. Esta opción es un puerto paralelo representado por un conector DB-9 (8 pines) el cual posee la siguiente configuración.

PIN DESCRIPCIÓN 1 Tierra 2 Una tensión de 12V indica presencia de potencia de RF 3 Una Tensión entre (0 y 5) V establece el nivel de potencia entregado 4 - 5 Tierra 6 Normalmente en 12V, un cortocircuito a Tierra desactiva la salida de señal de RF 7 Normalmente en 12V, tensión baja indica una señal de alarma. 8 Tierra

Este conector facilita de gran forma la etapa que va del transmisor al circuito de control ya que

la señal que sirve de control para desarrollar la rutina de los comandos AT, era un alto o bajo.




Ejecución En la ejecución del proyecto se realizaron o probaron antes de llegar al diseño final (prototipo 1),

3 diseños o dispositivos. Por medio de la documentación se observo que una de las formas de conectarse con el teléfono celular e introducirle comandos AT era por medio de los Pinouts, pequeños puntos que se encuentran en la tarjeta del circuito del teléfono, allí se presenta el primer diseño. Un nokia 2600, a este teléfono celular se le fabrico un conector que constaba de un cable plano al que se le soldaron unos puntos que hacían contacto con los pinouts y un plástico o goma que mantenía en su sitio el cable presionado por la batería. Estos pinouts constaban normalmente de 6 pines, en realidad se usan 4 solamente: tierra, RxFBUS, TxFBUS, MBUS. Estos últimos indicaban el protocolo a usar para la comunicación, se puede usar el protocolo MBUS que es bidireccional o el FBUS que consta de un receptor y un transmisor. Luego de construir el cable se construyó la interfaz, basada en un circuito cuyo elemento principal era el integrado max232 que ajustaba los voltajes de 12V aproximadamente usados por el puerto serial (RS-232) a 2.7V usados por el teléfono celular, se configura el hyperterminal a una velocidad de 9600 Bits por segundo, 8 Bits de datos, 1 Bit de parada, sin parida y un control de flujo Xon/Xoff, esta manera es la recomendada por los manuales consultados sobre los comandos AT para una mejor comunicación con el teléfono celular. Con este primer diseño no se logro la comunicación.

El segundo dispositivo utilizado fue un celular Motorola por medio del cable de data. Luego de

conectarlo se observo que la computadora estaba reconociendo como modem al celular y le asignaba un nombre al puerto en el que estaba conectado (COM15). Por medio de la hyperterminal se mandaron comandos AT y el teléfono acepto el primer comando pero no era apto para mandar mensajes ya que no era GSM sino CDMA, esto es un punto importante ya que el teléfono o Modem debe esta basado en la tecnología GSM, así como el celular Motorola se probo con otros celulares CDMA sin éxito, reafirmando la teoría que descarta los celulares CDMA para este tipo de utilidad.

El tercer dispositivo usado y el que llevo al éxito del proyecto fue el Módems GSM usados en la

telemetría de las estaciones de VIVE TV. Se decidió probar con los módems e introducirle los comandos AT, el Modem fue reconocido por la PC y también acepto todos los comandos de mandar mensajes y llamar. Luego de la fase de pruebas y de verificar que se puede controlar el modem desde la PC se procede a conectar un celular GSM. Ya con la claridad de que era necesario usar la plataforma GSM se logro la comunicación, lo que indica que el proyecto no se limita al uso del modem.

Por ultimo se procedió a la construcción del diseño de la tarjeta con el PIC que tendría

programado una rutina para enviar un mensaje de texto advirtiendo el estado del transmisor y que este mismo seria controlado con la información extraída del puerto de control del transmisor. Aquí se presenta otro problema el hecho de comunicar el teléfono con el PIC; en este caso se utilizó para las pruebas iníciales de comunicación la conexión en serie de computador, PIC y módem; esto con el objeto de poder observar en el computador el desarrollo de toda la rutina cargada en el PIC, y poder evaluar problemas y solventarlos eficientemente.

Luego de establecer una correcta comunicación entre PIC y módem se procedió a retirar la

computadora de la conexión y dejar el sistema funcionando para iniciar las pruebas de envío de mensajes y evaluar la respuesta del sistema.

Para el diseño se utilizó el microcontrolador 16F877A de la familia MICROCHIP. Este PIC

posee vía de comunicación en forma serial, esta característica fue lo que permitió el desarrollo de la




propuesta de monitoreo. La comunicación entre PIC y Módem requirió el uso de una interfaz que permitiera ajustar los niveles lógicos manejados por el PIC (lógica TTL) a los manejados por el puerto serial del Módem, para ello fue necesario el uso del circuito integrado MAX232.

Programación. El microcontrolador fue programado utilizando el compilador CCS que tiene un ambiente de

desarrollo en lenguaje C. En este ambiente de desarrolló una primera rutina en la que solamente se monitorea la salida del transmisor que permite saber si hay presencia de señal RF. Entonces la propuesta es capaz de detectar la falla y reportarla vía SMS a un número telefónico predeterminado.




Programación del Microcontrolador El programa inicial es bastante sencillo con la finalidad de mostrar que es viable el desarrollo a

futuro de la propuesta planteada como solución de monitoreo no solo para transmisores de RNV sino que se puede desarrollar un sistema robusto que pueda ser instalado en las estaciones con transmisores de VTV, VIVE TVES, para que la empresa REDTV tenga la posibilidad de conocer a la brevedad posible alguna eventualidad ocurrida para tomar las medidas pertinentes.

También se pudo conocer que por medio de los comandos AT se puede establecer estrategias de

gestión a distancia, esto con el objetivo hacer ajustes en los equipos remotos desde la comodidad del centro de monitoreo de la empresa.

La programación realizada fue grabada en el PIC utilizando el programador UNIVERSAL V.7, el

cual fue adquirido mediante la compra a un sitio del internet. Este programador usa el software WINPIC800.

A continuación se muestra el programa ejecutado por el microcontrolador durante las pruebas

realizadas ante la gerencia de mantenimiento de la empresa. #include "C:\proyecto_telemetria\PROGRAMA2.h" #include <math.h> #include <stdio.h> #use fast_io(d) char mensaje1[50]="Transmisor fuera del aire.\r Estacion: Aleton"; char mensaje2[50]=" Flike\r Estacion: Aleton"; char mensaje3[50]="Transmisor al aire.\r Estacion: Aleton"; char conf_sms[30]="AT+CMGS=+584163755330"; int i=0; #int_EXT void EXT_isr() { delay_ms(5000); if(input(PIN_B0)) { printf("AT\r"); // output_high(PIN_D2); delay_ms(1000); output_high(PIN_D3); delay_ms(1000); puts(conf_sms); output_high(PIN_D4); delay_ms(1000); printf(mensaje2); output_high(PIN_D5);




delay_ms(1000); putc(0x1A); output_high(PIN_D6); delay_ms(1000); } else { printf("AT\r"); // output_high(PIN_D2); delay_ms(1000); output_high(PIN_D3); delay_ms(1000); puts(conf_sms); //printf("AT+CMGS=+584163755330\r"); output_high(PIN_D4); delay_ms(1000); printf(mensaje1); output_high(PIN_D5); delay_ms(1000); putc(0x1A); output_high(PIN_D6); delay_ms(1000); } i=1; } // cierre interrupcion void main() { setup_adc_ports(NO_ANALOGS); setup_adc(ADC_OFF); setup_psp(PSP_DISABLED); setup_spi(FALSE); setup_timer_0(RTCC_INTERNAL|RTCC_DIV_1); setup_timer_1(T1_DISABLED); setup_timer_2(T2_DISABLED,0,1); setup_comparator(NC_NC_NC_NC); setup_vref(FALSE); enable_interrupts(INT_EXT); ext_int_edge( H_TO_L ); enable_interrupts(GLOBAL); set_tris_d(0x00); set_tris_b(0x01); for(;;) { output_d(0); if(i==1)




{ i=0; if(input(PIN_B0)) { printf("AT\r"); // output_high(PIN_D2); delay_ms(1000); output_high(PIN_D3); delay_ms(1000); puts(conf_sms); //printf("AT+CMGS=+584163755330\r"); output_high(PIN_D4); delay_ms(1000); printf(mensaje3); output_high(PIN_D5); delay_ms(1000); putc(0x1A); output_high(PIN_D6); delay_ms(1000); } } } }




Diagramas Circuitales El diseño del sistema de monitoreo fue realizado por etapas simulado en el programa PROTEUS

Fig. Diagrama de conexión del sistema de monitoreo. En el diagrama se puede observar la conexión de los diferentes dispositivos que intervienen. Los puertos hacen alusión de la conexión del módem y el transmisor de RNV. Se debe destacar que este diagrama no muestra la conexión de los periféricos adicionales que requiere el PIC como lo son la etapa de alimentación y el cristal oscilador.




Conclusión

Al examinar los objetivos propuestos encontramos que la gran mayoría fueron cumplidos casi en su totalidad, ya que se logro diseñar un dispositivo capaz de realizar el monitoreo en tiempo real de las estaciones de Radio Nacional en su forma mas básica, esto es porque el programa se encuentra desarrollado a menos del 10% de la capacidad del PIC. Analizando por los momentos solo la presencia de señal RF. Todo esto indica que se abre un mundo de posibilidades para nuevos diseños y mejoras del presente prototipo. La propuesta inicial hablaba de un sistema capaz de monitorear presencia o ausencia de señal RF, en ese momento no se tomo en cuenta los demás parámetros o información que se le puede extraer al transmisor. Esta meta fue cumplida a cabalidad, lo demás será agregar nueva programación al PIC para lograr un prototipo final lo suficientemente robusto como para ser implementado en las distintas estaciones de RNV, así como también aprovecharlo para las estaciones comunitarias y las televisoras del estado.




Bibliografía

Busqueda a través de Google: http://www.forosdeelectronica.com/about15551.html http://www.forosdeelectronica.com/about2.html http://www.forosdeelectronica.com/about38.html. Son páginas relativas a foros de electrónica donde se comenta información respecto a trabajos realizados sobre equipos de telefonía celular

informe de proyecto realizado durante pasantias en la empresa redtv. agosto 2008

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