controlador de balizamiento para turbinas...

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Controlador de balizamiento para turbinas eólicas

Carrera de Especialización en Sistemas EmbebidosPresentación del Trabajo FinalAutor Ing. Agustín Curcio Berardi Jurados Esp. Ing. Edgardo Comas (CITEDEF)

Director Mg. Ing. Eric Pernia (UNQ, FIUBA) Mg. Ing. Ramiro Alonso (FIUBA)

Dr. Ing. Mariano Llamedo Soria (UTN-FRBA, FIUBA)

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Introducción

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IntroducciónMotivación

• Empresa Radiosistemas S.R.L.

• Controlador RTCH864P.

• Necesidad de modernizarlo.

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IntroducciónMotivación

• Organismos internacionales (OACI y FAA)

• Organismos nacionales (ANAC).

• Requerimientos especiales.

• Destello de forma sincronizada.

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IntroducciónMotivación

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IntroducciónMotivación

Modelo FTS 370d CIP400-X RTCH864P

Fabricante Flash Technology Orga BV Radiosistemas S.R.L.

Alarmas Contacto seco, Modbus Contacto seco, Modbus Contacto seco

Sincronismo GPS GPS GPS

Conectividad WiFi, Ethernet, LTE Ethernet N/A

Interfaz LCD de caracteres LCD de caracteres LCD de caracteres

Monitoreo Servidor web Servidor web N/A

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IntroducciónObjetivos y alcance

• Diseñar una nueva placa controladora.

• Desarrollar el software.

• Fabricar un prototipo funcional.

• Validar el hardware y software.

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IntroducciónRequerimientos

Microcontroladory RTOS

Receptor GPS

Alimentación de 3,3 VDC

Interfaces Ethernet y RS-485

Servidor webembebido

Salidas de alarma

Pantallagráfica

Retro compatibilidad

Diseño modular

Teclado mínimo

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Diseño e implementación

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Diseño e implementaciónDiagrama en bloques del sistema

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Diseño e implementaciónSubsistema de monitoreo y control

• Enciende y apaga la baliza a una frecuencia determinada.

• Monitorea el sistema y genera alarmas de ser necesario.

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Diseño e implementaciónSubsistema de comunicación

• Interactúa con el usuario a través del teclado.

• Presenta información a través de servidor web y pantalla gráfica.

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Diseño e implementaciónSubsistema de sincronismo

• Genera la señal de sincronismo.

• Procesa las tramas NMEA 0183 y señal PPS.

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Diseño e implementaciónRTOS

• Administra las tareas a ejecutar (scheduling).

• Proporciona mecanismos de comunicación entre tareas.

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Diseño e implementaciónArquitectura de hardware

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Diseño e implementaciónPlaca terminada

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Diseño e implementaciónArquitectura de software

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Diseño e implementaciónTareas del sistema

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Diseño e implementaciónServidor web

• HTTP 2.0.

• SSI.

• AJAX.

• CGI.

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Diseño e implementaciónServidor web

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trabajo tiene fines comerciales.

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Ensayos y resultados

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Ensayos y resultadosPruebas de hardware• Se probaron de forma independiente los módulos de hardware.

• Se identificó un problema durante el reinicio de la PHY.

• Conectar “nRST” del LAN8720A con “RSTOUT” del LPC1769.

• tpurstd = 25 ms

• trstia = 100 μs

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Ensayos y resultadosPruebas de software

• Se realizaron análisis estáticos utilizando Ceedling.

• Se ejecutaron pruebas de cobertura usando Gcov.

• Se probaron únicamente las tareas críticas del sistema.

Pruebas estáticas

Tarea Pruebas Exitosas Fallidas

vParserTask 2 2 0

vBeaconTask 3 3 0

Análisis de cobertura

Tarea Líneas ejecutadas Saltos ejecutados

vParserTask 7/7 (100%) 5/6 (83,3%)

vBeaconTask 9/9 (100%) 2/2 (100%)

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Ensayos y resultadosEstabilidad del servidor

60,06% asignado; sin conexión HTTP activa

60,06% asignado; sin conexión HTTP activa

60,06% asignado; con conexión HTTP activa

t = 0

t = 10

t = 20

t = 30

t = 40

t = 50

t = 60

60,06% asignado; con conexión HTTP activa

60,06% asignado; con conexión HTTP activa

60,06% asignado; sin conexión HTTP activa

60,06% asignado; sin conexión HTTP activa

Utilización de heap

Tiem

po [m

inut

os]

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Ensayos y resultadosPruebas de retro compatibilidad (1/6)

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Ensayos y resultadosPruebas de retro compatibilidad (2/6)

A

B

PPS SYNCA B

• Se midieron las señales PPS y SYNC.

• TON (A) = 200 milisegundos / TON (B) = 1 segundo.

• Freq (A) = 1 Hz / Freq (B) = 0,5 Hz.

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Ensayos y resultadosPruebas de retro compatibilidad (3/6)

A

B

A

C

D

PPS (Nuevo) B SYNC (Nuevo) PPS (Actual)C D SYNC (Actual)

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Ensayos y resultadosPruebas de retro compatibilidad (4/6)

• Aproximadamente 30 ms de diferencia entre B y D.

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Ensayos y resultadosPruebas de retro compatibilidad (5/6)

• Aproximadamente 50 ms de diferencia entre A y B.

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Ensayos y resultadosPruebas de retro compatibilidad (6/6)

• Aproximadamente 16 μs de diferencia entre A y B.

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Conclusiones

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ConclusionesTrabajo realizado

• Múltiples procesos con un único microcontrolador.

• Prototipo funcional que requiere pocas modificaciones.

• Requerimientos de hardware y software satisfechos.

• Nuevo proceso de desarrollo adaptable a nuevos productos.

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ConclusionesTrabajo futuro

Hardware

• Solucionar el problema de reset del chip de PHY.

• Incrementar área de cobre debajo de dicho circuito integrado.

• Reacomodar pistas cercanas a agujeros.

Software

• Actualizar la biblioteca FreeRTOS a su última versión.

• Implementar un watchdog.

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¡Muchas gracias!

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