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ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL
ESCUELA DE INGENIERÍA
ACOPLAMIENTO DE UN SINTONIZADOR AMSAT AMCBSPM A
UN EUROMETER
PROYECTO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TITULO DE INGENIERO EN
ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES
HENRY PATRICIO GUERRERO LOOR
DIRECTOR: ING. RAMIRO MOREJON
QUITO, NOVIEMBRE DEL 2001
DECLARACIÓN
Yo, Henry Patricio Guerrero Loor, declaro que el presente trabajo aquí descrito es
de mi autoría; que no ha sido previamente presentado para ningún grado o
calificación profesional; y, que he consultado las referencias bibliográficas que se
incluyen en este documento.
La Escuela Politécnica Nacional, puede hacer uso de los derechos
correspondientes a este trabajo, según lo establecido en la Ley, Reglamento de
Propiedad Intelectual y por la normatividad institucional vigente
H. Patricio Guerrero L.
CERTIFICACIÓN
Certifico que el presente trabajo fue desarrollado por Henry Patricio Guerrero
Loor, bajo mi supervisión.
Ing. Ramiro
1Í1
DEDICATORIA
A Mercedes, Pao/a, Vicente y Femando por el apoyo, amor, confianza y compañía
que siempre me han dado.
iv
AGRADECIMIENTO
A todas las personas que directa e indirectamente colaboraron con el desarrollo
de este documento, especialmente a la empresa IBOPE TIME ECUADOR y a su
personal.
Tabla de Contenido
RESUMEN 1
1. FUNDAMENTOS TEÓRICOS 41 1 EL MEDIDOR ELECTRÓNICO DE AUDIENCIA EUROMETER 41.2 PROGRAMACIÓN DE CANALES EN EL EUROMETER... 121.3 EL RECEPTOR SUPERHETERODINO 131.4 BUSI2C 161.5 CARACTERÍSTICAS DE LA TRANSMISIÓN DE TELEVISIÓN 201.6 SINTONIZADOR DEL EUROMETER 20
1.6.1 FUNCIONAMIENTO DEL SINTONIZADOR DEL EUROMETER 201.6.2 DIAGRAMA DE BLOQUES 221.6.3 PRINCIPALES PROBLEMAS 231.6.4 PROPUESTA..... -.24
2. DISEÑO DEL HARDWARE Y SOFTWARE DEL INTERFAZ...... 272.1 SINTONIZADOR DEL EUROMETER 27
2.1.1 SEÑALES DE CONTROL EN EL SINTONIZADOR DEL EUROMETER 292.1.2 PROCESO DE SINTONÍA EN EL SINTONIZADOR DEL EUROMETER 34
2.2 SINTONIZADOR AMSAT 352.2.1 SEÑALES DE CONTROL EN EL SINTONIZADOR AMSAT 362.2.2 PROCESO DE SINTONÍA EN EL SINTONIZADOR AMSAT 36
2.3 DISEÑO DEL HARDWARE 372.3.1 HARDWARE DEL INTERFAZ 372.3.2 DISEÑO DEL CIRCUITO DE PRUEBA 42
2.4 DISEÑO DEL SOFTWARE 432.4.1 VARIABLES 432.4.2 DIAGRAMAS DE FLUJOS 44
3. IMPLEMENTACION Y PRUEBAS DEL INTERFAZ „ 533.1 IMPLEMENTACION 53
3.1.1 CIRCUITO PRINCIPAL 533.1.2 CIRCUITO DE PRUEBA 60
3.2 PRUEBAS 623.2.1 BARRIDO DE CANALES 633.2.2 ESTABILIDAD DE LA SINTONÍA 643.2.3 PRUEBAS EN CAMPO 64
4. ANÁLISIS ECONÓMICO... 674.1 COSTOS DE DESARROLLO 674.2 COSTOS DE PRODUCCIÓN 704.3 UTILIDAD .754.4 PLAN DE COMERCIALIZACIÓN.... 774.5 ANÁLISIS DE TASA INTERNA DE RETORNO 78
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES... 80CONCLUSIONES 80RECOMENDACIONES 84
VI
BIBLIOGRAFÍA .86
ANEXOS 87TABLA DE FRECUENCIAS DE TELEVISIÓN 88CIRCUITO ESQUEMÁTICO DE LA CONEXIÓN DEL SINTONIZADOR DEL EUROMETER...104
Vil
índice de Ilustraciones
Figura 1-1. Vista frontal del Eurometer.. 5
Figura 1-2. Vista Posterior del Eurometer... 5
Figura 1-3. Diagrama de bloques del Eurometer.. 7
Figura 1-4. Control Remoto del Eurometer 11
Figura 1-5. Configuración 1 TV ....12
Figura 1-6. Receptor Superheterodino 13
Figura 1-7. Proceso de Superheterodinización 14
Figura 1-8. Bus I2C: Condiciones de Inicio y Fin..... 18
Figura 1-9. Bus I2C: Estructura de Datos....... 18
Figura 1-10. Comunicación del sintonizador Eurometer 22
Figura 1-11. Diagrama de Bloques Sintonizador del Eurometer 23
Figura 2-1. Diagrama de Bloques Sintonizador Eurometer 27
Figura 2-2. Diagrama de Bloques Mezclador 29
Figura 2-3. Secuencia de Bytes I2C del Eurometer 30
Figura 2-4. Sintonizador AMSAT 36
Figura 2-5. Diagrama de bloques del hardware 38
Figura 2-6. Acoplamiento DAC-PIC .40
Figura 2-7. Selección de voltaje del Operacional..... 41
Figura 2-8. Jumpers del modo prueba 41
Figura 2-9. Circuito de Prueba 42
Figura 2-10. Configuración de BANDERA 43
Figura 2-11. Diagrama de flujo principal 44
Figura 2-12Diagrama de flujo detallado 47
Figura 2-13. Diagrama de flujo del modo Test 50
Figura 3-1 Circuito principal 54
Figura 3-2. Distribución física del sintonizador del Eurometer 57
Figura 3-3. Acoplamiento del interfaz 57
Figura 3-4. Distribución física del AMSAT en el Eurometer 58
Figura 3-5.PCB del interfaz 58
Figura 3-6. Interconexión tarjeta de prueba 61
Figura 3-7 PCB de la tarjeta de prueba 61
Figura 4-1. Cronograma del proyecto 68
Figura 4-2. Costos de producción 75
Figura 4-3. Precio de venta 76
Figura 4-4. Costos vs Precio 77
VIH
índice de Tablas
Tabla 1-1. Bus I2C: Características Eléctricas 19Tabla 2-1. Frecuencias de Salida del sintonizador del Eurometer 29Tabla 2-2. Bus I2C Eurometer: Secuencia de bytes 30Tabla 2-3. Bus I2C. Bits de Programación de Direccionamiento 31Tabla 2-4. I2C: Programación del divisor de Frecuencia 32Tabla 2-5. Desviación de Frecuencia del sintonizador del Eurometer 33Tabla 2-6. Bus I2C: Corriente de Drenaje 33Tabla 2-7. Bus I2C: Configuración de puertos de salida 34Tabla 2-8. Bus I2C: Configuración del Eurometer (1) ..34Tabla 2-9. Bus I2C: Configuración del Eurometer (2) 34Tabla 2-10. Canales a sintonizaren el AMSAT 35Tabla 2-11. Sintonizador AMSAT: Descripción de pines 36Tabla 2-12. Sintonizador AMSAT: Voltajes asociados a cada frecuencia 37Tabla 2-13. PIC16F84: Conexión de pines 39Tabla 2-14. Configuración de BANDERA ....43Tabla 2-15. Tabla de datos para canales.......... 48Tabla 3-1. Descripción de conectores del interfaz 53Tabla 3-2. Distribución de pines de conectores.... 55Tabla 3-3. Descripción de Jumpers 56Tabla 3-4. Tarjeta principal: Descripción de elementos 59Tabla 3-5. Programación de puerto RA 60Tabla 3-6.Tarjeta de prueba: descripción de elementos 62Tabla 3-7. Voltajes del DAC para diferentes polarizaciones 63Tabla 3-8. Sensibilidad del Interfaz 63Tabla 3-9. Estabilidad de la sintonía 64Tabla 4-1. Costos de desarrollo: materiales 68Tabla 4-2. Costos de desarrollo: compra de equipos 69Tabla 4-3. Costos de desarrollo: venta de equipos 69Tabla 4-4. Costos de desarrollo: equipos y materiales 69Tabla 4-5. Costos de desarrollo totales 70Tabla 4-6. Requerimientos del mercado 71Tabla 4-7. Costos de producción: materiales 71Tabla 4-8. Costos de producción: volumen y peso de materiales 72Tabla 4-9. Costos de producción: transporte de material 72Tabla 4-10. Costos de producción: importación de material 73Tabla 4-11. Costos de producción: tiempos de producción 73Tabla 4-12. Costos de producción totales 74Tabla 4-13. Plan de producción 77Tabla 4-14. Análisis TIR 79
La compañía IBOPE-TIME DEL ECUADOR proveedora de información para
medios y mercadeo, presente en varios países alrededor del mundo, inicia sus
operaciones en el Ecuador en 1995, con un sistema electrónico innovador para la
medición de audiencia en televisión, rompiendo el esquema tradicional que se
utilizaba para dicha medición.
La utilización de un sistema electrónico de medición permite una recolección y
procesamiento de la información mucho más rápida y confiable dando como
resultado un producto con un alto grado de aceptación y confiabilidad en el medio.
El sistema electrónico de medición utiliza un People Meter, modelo Eurometer,
que es un aparato electrónico que permite medir la audiencia de televisión, el cual
va conectado de manera externa a los aparatos de televisión de un determinado
panel de hogares encuestados.
El Eurometer tiene como partes constitutivas: una computadora con display, una
fuente de poder y una unidad de control remoto que registra automáticamente el
encendido y el cambio de canal.
El Euromeíer posee un sintonizador que tiene entrada y salida RF tipo PAL1, a la
entrada se conecta la fuente de señal RF y de la salida va al televisor. El modelo
de sintonizador que dispone actualmente el Eurometer es un sistema que no
posee Sintonía Fina Automática (AFT, por sus siglas en inglés), la calidad de
recepción es de menor calidad, comparada con los sintonizadores actuales,
posee partes que no son comerciales y su costo es mucho mayor que los
sintonizadores comerciales. A esto hay que añadir el hecho de que la casa
fabricante discontinuó la fabricación del modelo antes citado.
1 PAL (Phase Altérnate Lines JSistema de televisión usado ampliamente en Europa.
Se plantea, en este proyecto de tesis, el reemplazo del sintonizador del
Eurometer por uno comercial, se propone el AMSATAMCBSPM. Para este
propósito deberá desarrollarse interfaz que sirva de comunicación entre el
Eurometer y el AMSAT. >/
CAPITULO I
FUNDAMENTOS TEÓRICOS
1. FUNDAMENTOS TEÓRICOS
Este capitulo presenta la descripción dei Sistema de medición de Audiencia
Electrónica; además como parte constitutiva del sistema, se realiza la descripción
del Medidor de audiencia electrónico cuya información se puede encontrar de
manera similar en el tema y temario del proyecto "INTERFAZ PARA EL
MEDIDOR DE AUDIENCIA ELECTRÓNICO NTSC EUROMETER, QUE
PERMITA LA MEDICIÓN Y MONITOREO DE LAS FUNCIONES DE OPERACIÓN
DE EQUIPOS DE AUDIO Y VÍDEO ANALÓGICOS"2.
Adicionalmeníe se da una descripción del receptor superheterodino, del bus I2C y
de ia transmisión de televisión. Estos puntos conforman la base teórica del trabajo
presentado a continuación.
1.1 EL MEDIDOR ELECTRÓNICO DE AUDIENCIA EUROMETER
IBOPE TIME ECUADOR emplea el Medidor Electrónico de Audiencias People
Meter modelo Eurometer, este equipo fue desarrollado por la casa Mitron en
Finlandia3, fue diseñado en el año de 1992 y su última actualización de hardware
fue en 1994. La última actualización del sistema operativo fue realizada en el año
de 1998.
En Ecuador existen dos tipos de Eurometers; el MIAMETER y el OSFMETER. La
estructura de ambos es la misma, la diferencia radica en el tipo de elementos
empleados, el MIAMETER emplea elementos de montaje superficial y el
OSFMETER tipo DIP4. Además los MIAMETER tienen la fuente de voltaje interna,
a diferencia del OSFMETER, que es externa al Eurometer. En Ecuador se tiene
un 75% de MIAMETERS y 25% de OSFMETERS.
2 Francisco Javier Mera Mera, diciembre 2001, Quito - Ecuador. Para una descripción máscompleta acerca del sistema de medición de audiencias, referirse al documento mencionado.3 Actualmente el Eurometer se encuentra fuera de producción4 Dual Line In Package
En la figura 1.1, se muestra la unidad básica Eurometer, en su parte frontal, se
puede apreciar el display. En la figura 1.2, se muestran los puertos de
comunicación del Eurometer, el sintonizador y el conector del sensor
Figura 1-1. Vista frontal del Eurometer
1.-TERMINAL ENTRADA SINTONIZADOR2.- TERMINAL SALIDA SINTONIZADOR3.- SENSOR APAGADO/ENCENDIDO TELEVISOR4.- PÓRTICO ENTRADA/SALIDA SWITCH(SCART)5.- PÓRTICO ENTRADA/SALIDA RS-232(PC)6.- PÓRTICO ENTRADA/SALIDA SUB7.- PÓRTICO ENTRADA/SALIDA INTERFAZ (SITE)8.- MODEMTELEFÓNICO
Figura 1-2. Vista Posterior del Eurometer
El Eurometer hace un registro de eventos en su memoria, un evento puede ser
cualquiera de las siguientes acciones:
• Encendido/Apagado del Televisor
• Cambio de canal en el meter
• Registro de ingreso y salida de Personas
• Encendido/Apagado de VCR5
• Cambio de Canal en el VCR
• Cambio en el TVA/TR del VCR
• Modo Grabación en el VCR
o Modo Reproducción en el VCR
• Encendido/Apagado en el Decodificador Analógico de Cable
• Cambio de Canal en el Decodifícador Analógico de Cable
• Selección de Video Game, DVD6 o Antena en el switch
El sistema Eurometer está compuesto por:
. MICROCONTROLADOR PRINCIPAL 78C10
• MICROCONTROLADOR DEL SINTONIZADOR 68C11
• EPROM
• EEPROM
• RAM
• RELOJ
o DISPLAY
• SENSOR DE ENCENDIDO/APAGADO DEL TELEVISOR
• MODEM PARA ENTRADA/SALIDA: LINEA TELEFÓNICA
• PUERTO DE ENTRADA/SALIDA: RS-232
• PUERTO DE ENTRADA/SALIDA: COMUNICACIÓN DE SUBUNIDADES
• PUERTO DE ENTRADA/SALIDA: DISPOSITIVO FAD
• PUERTO DE ENTRADA: SWITCH
• CONTROL REMOTO
• SINTONIZADOR
Video Cassete Recorder, Grabadora de Casetes de Vídeo, puede ser una unidad de VHS oBetamax6 Digital Video Disk, Disco de Vídeo Digital
La íníerrelación entre cada uno de ellos de puede apreciar en la figura 1.3.
Diagrama de Bloques del
Figura 1-3. Diagrama de bloques del Eurometer
A continuación vamos a dar una descripción breve de las partes que conforman el
Eurometer.
MICROCONTROLADOR PRINCIPAL 78C10
Es el circuito integrado que comanda las funciones del Eurometer, este tipo posee
varios niveles de interrupciones, puede manejar hasta 128k de Memoria externa y
64k de Memoria de Programa. El microcontrolador maneja las comunicaciones
con los periféricos de Entrada/Salida, direcciona la Memoria para grabar los
registros, efectúa chequeos del Eurometer y graba los resultados en la Memoria.
El 78C10 es un microcontrolador de 8 bits con convertidor A/D incluido fue
desarrollado por la casa NEC y actualmente se encuentra descontinuado.
MICROCONTROLADOR DEL SINTONIZADOR 68C11
Este registra las funciones del control remoto y también del teclado opcional. Se
comunica con el microcontrolador principal por medio de interrupciones.
EPROM
Es donde se graba el programa del Eurometer el tipo de memoria utilizada es
UVEPROM de 64k (kilobytes)
EEPROM
Es donde se graba la configuración de cómo están interconectados los equipos en
el hogar, e información relativa a los miembros del hogar, tiene una capacidad de
2k.
RAM
Es donde se graban los eventos que se efectúan sobre ios equipos que están
interconectados, esta memoria está respaldada por una batería, en caso de que
se suspenda el suministro de energía eléctrica a la unidad, se prevé que para un
hogar promedio, el Eurometer es capaz de almacenar hasta 30 días de
información. El Eurometer puede direccionar hasta 128k de RAM, pero solo se
encuentra habilitada 32k.
RELOJ
Es un circuito integrado que permite saber ia hora en que se produce un evento,
la computadora que hace la colecta lo iguala todos los días. Este circuito es
alimentado por la batería, para que en caso de falla del suministro eléctrico, la
referencia de la hora sea correcta.
DISPLAY
Es una pantalla de 20 caracteres, en donde se presenta información sobre la
hora, el canal que está sintonizando el Eurometer, las personas que están
registradas y algunas funciones de chequeo del equipo
SENSOR DE ENCENDIDO/APAGADO
Es un sensor de campo magnético que envía una interrupción al microcontrolador
principal cuando el televisor se enciende o apaga.
MODEM PARA ENTRADA/SALIDA: LINEA TELEFÓNICA
La información del Eurometer se envía hacia la computadora central a través del
módem, se comunica a 300 baudios.
PUERTO DE ENTRADA/SALIDA: RS-232
El Eurometer se pude comunicar con un PC a través de este puerto, se pueden
enviar y recibir archivos de texto. Estos archivos contienen información acerca de
los canales que están calibrados7 en la unidad, las personas que están
registradas como pertenecientes al hogar, su nombre afectivo, mes y día de
nacimiento, configuración del equipo, equipo al cual reporta (en caso de ser
Eurometer esclavo), dispositivos que están interconectados a él. Existe un
software propio de los fabricantes del equipo, que sirve para transferencia de
estos archivos.
7 Canales que están habilitados para ser sintonizados
10
PUERTO DE ENTRADA SALIDA: COMUNICACIONES SUBLIMIDADES
Por medio de este puerto se pueden conectar 2 Eurometers, por cable físico RJ-
45, o por una unidad de Enlace por RF. Cuando se emplea la unidad RF, se
pueden interconectar 2 o más equipos simultáneamente, las unidades RF se
comunican en la frecuencia de 433 MHz, tienen una potencia de 0.125 W, lo que
permite la comunicación en la mayoría de los casos.
PUERTO DE ENTRADA/SALIDA: DISPOSITIVO FAD
Para registrar los eventos de un Dispositivo Generador de Sintonía (DGS)8 se
necesita de un dispositivo adicional llamado FAD, este se conecta al Eurometer
en este puerto y envía la información del equipo al cual sensa.
PUERTO DE ENTRADA: SWITCH
Existen dispositivos que no pueden sintonizar frecuencias de televisión, pero que
se conectan al televisor y generan audiencia, tal es el caso de los Vídeo Juegos y
DVDs; en este caso se emplea un switch especial cuya función es detectar cual
equipo ha sido seleccionado. Este switch se conecta ai puerto del Eurometer,
existen switchs para RF y para señal de vídeo/
CONTROL REMOTO
Sirve para hacer el registro/des registro de las personas, posee 16 botones para
identificar a los miembros del hogar y posibles visitantes. También se utiliza para
cambiar de canales, alterar el brillo del display, hacer un ajuste manual de
sintonía, entrar al modo test del módem, revisar status de las unidades
configuradas y programar los canales. El control remoto es el medio por el cual se
registran las personas e invitados en el Eurometer, cuando se trata de un invitado
hay que ingresar la edad y el sexo de la persona. Para los miembros del hogar no
Son los equipo que pueden sintonizar emisoras de televisión y se pueden conectar al televisor,como son VCR, Convertidores de Cable, Decodificadores de Cable
es necesario esto, ya que se tiene en el sistema de procesamiento de ratings la
información sobre la persona, y solo se necesita conocer la letra que tiene
asignada la persona para saber sus características .
Control Remoto
A Ic^ c=]
B Jc^3 c=nC K
CT3 1=1D L
C=D tnE Men 1=1F N
i=n ñuG O
CZn dZD
H P
1 6r 'i r~" "i
2 7L I [ 1
3 8
4 9!=i 1=3
5 O
SINTONÍA AUSEH[=i =3 cu [=1+ 1T -
Oen 1=1
= *
FUNaONES
A-P : Registros de Personas1-6: Selección de canal- , --: Modo de Selección de canal
1 dígito (-) o dos dígitos (--)H : Channel Up, Selección de sexo
masculino para InvitadoM : Channel Down, Selecíón de sexo
femenino para InvitadoESC:Cancela la AcciónRET:Ejecuta la Acción+,0,-: Sintonía Fina ManualAUSEN: Registro de Hogar Ausente
: Control de brillo del display>,~>*:Teclas de programación
Figura 1-4. Control Remoto del Eurometer
SINTONIZADOR
El sintonizador del Eurometer está compuesto de tres partes: el sintonizador
propiamente dicho (tuner), el circuito de control automático de ganancia (AGC) y
el mezclador. El tanto el mezclador como el tuner son módulos y el circuito de
AGC es una tarjeta en donde se conectan estos módulos.
12
1.2 PROGRAMACIÓN DE CANALES EN EL EUROMETER
La conexión típica de un Euromeíer se indica en la figura 1.5., como se nota es
una conexión en serie con el televisor El Eurometer tiene una entrada de RF para
la antena y una salida RF en Sa frecuencia de canal 3, el televisor por lo tanto
debe de estar en este canal para que pueda captar la señal del Eurometer.
Como se debe tratar de mantener en todo momento las condiciones finales del
hogar ¡gua! a las condiciones iniciales, se tienen que programar en cada
Eurometer sólo los canales que el televisor es capaz de recibir inicialmeníe. En
este criterio hay que tener el cuidado de programar solo los canales que el
televisor sintoniza en ese momento, no los que puede recibir
L.T.
Figura 1-5. Configuración 1 TV
La programación de canales en el Eurometer se la realiza a través de un software
que se comunica con el Eurometer a través de una interfaz RS-232. Este software
guarda en una base de datos los canales programados de todos los televisores
del hogar e ingresa esta información a la EEPROM del Eurometer. Para este
propósito, los técnicos instaladores poseen un Laptop en donde tienen cargado el
software de programación de canales del Eurometer, se crea una tabla en donde
se habilitan los canales que se desea ingresar al Eurometer y esta tabla se le
envía a través del interfaz RS-232 para que se grabe en la EEPROM.
1.3 EL RECEPTOR SUPERHETERODINO
El proceso de sintonía de emisoras de televisión se lo realiza por medio de un
receptor superheterodino, la figura 1.6. muestra la estructura de un receptor
superheterodino. La característica básica de estos receptores es la traslación de
frecuencia de entrada a una frecuencia intermedia (Mezclador), donde existe un
único filtro de altas prestaciones limitado en banda (IF FILT). El oscilador local
(LO) proporciona la frecuencia de mezcla y se ajusta en paralelo con la etapa
preselectora. Mediante esta traslación se logra simplificar el sistema ya que en
otro caso sería necesario un filtro para cada canal de entrada, aumentando el
número de filtros a cuantos canales existan. Convirtiéndose en un sistema de
complejidad enorme, no solo por la inclusión por canal, sino por la dificultad de
realizar físicamente filtros de altas prestaciones a tan alta frecuencia.
Filtro deEntrada
AmplificadorIF
OsciladorLocal
Figura 1-6. Receptor Superheterodino
Existen dos tipo de amplificadores en estos receptores: El amplificador de RF o
preselector, el cual se sintoniza a la frecuencia del canal deseado. El amplificador
de frecuencia intermedia IF (IFAMP), de sintonía fija, ganancia elevada y gran
selectividad. En muchos de los receptores prácticos, se reducen a uno, ya que la
entrada de los sistemas receptores posee una alta sensibilidad, sustituyendo el
primer amplificador de RF por un filtro de preselección, atacando directamente a
la etapa mezcladora.
14
En la figura 1.7. Se muestra todo el proceso de heterodinación de una señal de
RF que llega hasta la antena.
El mezclador se puede expresar como un elemento que multiplica dos señales de
entrada, tal como muestra las expresiones
(a) S¡ (t) = A. cos(WLOt) ; señal de entrada de LO
(b) S2 (O = B. cos(WRFt) ; señal de entrada RF
(c) m(t) = A. cos(JVLOt).B. cos(WRFt) ; salida del mezclador en función del tiempo
(d) MFI (/) = ̂ (fw + fuf ) + 8 (fio - fgp- ) ; salida del mezclador en función de la frecuencia
, jj. ^ BT
f0 fgg
(a)«— 2fn — *
F
] ÍLÜ fRF Í.O ^LO + ^RF
(b)
— J l_ BEP
7 \ i0 fn-fl .Q-fRF fFI ' fLO+fRF
Ce)
— *• ^k-^T
_^ fI I
0 fFI = f LO- f EF
w
Figura 1-7. Proceso de Superheterodinización
Examinando atentamente la expresión (d) se observa que pueden existir dos
frecuencias diferentes que resultan sobre una misma RF, están son f¡_o± ÍRF. La
respuesta del amplificador de RF más el mezclador es como se muestra en la
figura 1.7.b, a la frecuencia />/ = /OL+ fe se la conoce como frecuencia imagen.
15
El objeto de la etapa de RF, cuya respuesta se muestra en la figura 1.7.c. es,
rechazar la frecuencia imagen antes de que llegue a! mezclador Se puede
apreciar que el amplificador de RF necesita tener un ancho de banda no más
estrecho que dos veces la Fl. Por otra parte, el ancho de banda del amplificador
de Fl se debe ajustar lo máximo posible a! ancho de banda de la señal modulada
(67), para rechazar las portadoras en la vecindad inmediata de la señal deseada,
es decir la etapa de Fl proporciona rechazo de canal imagen. Usualmente, la
frecuencia RF se sintoniza a la portadora deseada, mientras que el oscilador
local se ajusta a 4o = fep + fpi para que la diferencia de frecuencias correcta
fRF - fio = fpi se obtenga en la salida del mezclador. La figura 1.7.d. muestra la
respuesta del receptor obtenida de la multiplicación de las figuras 1.7.b y 1.7.c.
El filtro de entrada puede ser balanceado o unipolar y permite el acoplamiento de
impedancias entre la señal de entrada y la entrada del mezclador.
El propósito de los filtros IF, como ya se comentó anteriormente, es el de aislar la
señal de información del resto de canales adyacentes. Para ello se debe construir
un filtro de corte muy pronunciado y banda pasante muy ajustada a la señal de
información. De este modo, el ancho de banda del filtro lo determina la señal
recibida o señal emitida. Es lógico, ya que se está intentando recuperar aquello
que el emisor ha enviado.
El amplificador tiene la misión de adaptar los niveles de voltaje de la señal
mezclada a la entrada del detector de frecuencia. En caso de modulaciones en
amplitud, la ganancia de estos amplificadores está en concordancia con el método
de detección, pero en caso de modulaciones en frecuencia la ganancia suele ser
superior a 100dB. El efecto que provoca, es que esta señal amplificada más un
limitador de voltaje de pico, produce una señal cuadrada de amplitud constante y
frecuencia variable, evitando de ese modo los efectos nocivos de la variación de
amplitud en los detectores de FM o FSK.
16
1.4 BUS I2C
El Sintonizador del Eurometer posee un bus llamado I2C por medio del cual se
controla la frecuencia a sintonizar El I2C Bus (ínter Integrated Circuit Bus) fue
desarrollado en principios de los 80's por Philips Semiconductors. Su propósito
fue proveer una manera fácil de conectar a un CPU los circuitos periféricos en un
aparato de televisión.
El empleo de este bus reduce la interferencia por EMC9 y ESD10 ya que emplea
solo dos líneas para la transmisión de datos.
El bus consiste físicamente de 2 líneas activas y una tierra de referencia. Las
líneas activas, SDA (Serial Data) y SCL (Serial Clock), son ambas direccionales.
Donde SDA es la línea Serial de Datos y SCL es la línea Serial de Reloj.
Cada componente del bus tiene una única dirección, cada uno de estos circuitos
puede ser receptor y/o transmisor, dependiendo de su funcionabilidad. Se define
como Chip Master11 a aquel circuito que envía los comandos en el bus, es el
circuito integrado que inicializa la transferencia de datos, los demás circuitos son
considerados Chips Esclavos.
El Bus I2C es considerado un Bus Master Múltiple, es decir más de un circuito
tiene la capacidad de poder ser Master. Para ilustrar mejor el funcionamiento del
protocolo, consideremos el siguiente ejemplo:
El CPU enviará una condición de INICIO, que actúa como una señal de
ATENCIÓN para todos los dispositivos conectados al bus.
9 Compatibilidad Electromagnética10 Descarga Electrostática11 En nuestro caso el 78C10
17
Luego el CPU envía la dirección del integrado al cual quiere conectarse, esto
toma 8 pulsos de reloj, aquí es donde cada integrado compara su dirección con la
del bus, sino son diferentes, el integrado no hace nada y espera que el bus sea
liberado por ia condición de FIN. Si el integrado reconoce la dirección como suya,
modifica la señal de CONOCIMIENTO del bus, para esto manda la señal del bus
a un nivel lógico Bajo. Esta es una indicación al chip Master de que existe el chip
al cual desea comunicarse.
En este momento el CPU puede enviar o recibir datos, cuando haya finalizado el
CPU envía una condición de FIN. Esta señal indica que el bus ha sido liberado y
que los integrados del bus pueden esperar una condición de INICIO en cualquier
momento.
Dos aspectos interesantes del bus son:
1. El Master es e! dispositivo que comienza el mensaje, y controla la señal de
reloj, ésta es generada siempre por el Master.
2. Las líneas de SDA y SCL sólo pueden ser llevadas a nivel Bajo, no pueden ser
llevadas a Alto. Para poner un nivel lógico alto, solo se libera la línea, para
esto se debe configura un Pull-up a la salida de la señal.
Condición de INICIO y FIN
La condición de Inicio la envía el Chip Master, el cual pone en bajo la línea de
datos (SDA) y luego pone en bajo la línea de reloj (SCL). Para la condición de Fin
el chip Master primero libera la señal de reloj y luego la señal de datos. Como se
puede apreciar en la figura 1.8
18
SDA H
SCL H
L
H SDA
H SCL
L
Figura 1-8. Bus I2C: Condiciones de Inicio y Fin.
Escritura de Datos en el Bus
El Chip Master libera primero la señal de reloj, luego pone el dato, vuelve a bajo la
señal de reloj y envía a bajo la señal de datos, como se muestra en la figura 1.9
Figura 1-9. Bus I2C: Estructura de Datos
Esto es necesario debido a que no todos los chips en el bus son activados por
flanco. El dato debe permanecer válido durante el nivel alto del pulso de reloj. La
única condición donde se permite cambiar de estado a la línea de datos durante el
estado alto del reloj, es en el Inicio y el Fin.
Una ventaja de este sistema es que no se necesita un reloj con un periodo
constante, esto es sumamente útil cuando se trabaja con interrupciones, y esta se
da en la mitad de un ciclo de reloj, el CPU puede atender la interrupción y luego
continuar con la transmisión en el bus.
19
Direccionando un Chip
Cada Byte que se pone en el bus debe tener 8 bits de longitud, un byte se envía
siempre con el MSB primero.
No existe restricción en el número de bytes que pueden ser transmitidos. Sin
embargo la transmisión puede ser concluida en cualquier momento, solo enviando
una condición de Fin.
Transmitiendo Datos
Después que el dispositivo ha respondido con un AKNOWLEDGE, el Master
envía 8 bits y espera una señal de Confirmación, y así sucesivamente hasta que
el Master genere una condición de Fin.
Especificaciones Eléctricas
Todos los integrados diseñados para el bus I2C deben cumplir con las siguientes
especificaciones:
Voltaje Mínimo de Entrada.
Referido a Vdd
Voltaje Máximo de Entrada.
Referido a Vdd
Voltaje de salida Nivel Bajo
@3mA
@6mA
Corriente de entrada de los
pines del bus
Capacitancia de Pin
SÍMBOLO
Vn.
VIH
V0,i
ll
e.
UNIDAD
V
V
V
t¿A
PF
MiN
-0.5
-0.5
3.0
0.7Vdd
0
0
-10
-
Max
1.5
O.SVdd
VDD + 0.5V
VDD + 0.5V
0.4
0.6
10
10
Tabla 1-1. Bus I2C: Características Eléctricas
20
1.5 CARACTERÍSTICAS DE LA TRANSMISIÓN DE TELEVISIÓN
Vamos a definir ciertas características de la transmisión de televisión.
Tipos de Modulación Básicamente para transmitir ¡a información de video se usa
una modulación VSB12 y la información del audio se transmite por medio de FM.
Ancho de Banda Tomando en cuenta la señal de sincronismo y una modulación
VSB, se requiere de un mínimo de ancho de banda de 4 Mhz para transmitir u
arreglo de imágenes por televisión. Si se usa modulación DSB13 se requeriría un
ancho de banda de 8 MHz por canal.
Por lo tanto, si consideramos que la banda lateral inferior de la transmisión de
vídeo se atenúa abajo de 0.75 MHz y está completamente limitada abajo de 1.25
MHz, y si también consideramos ia información del audio que está centrada a 4.5
MHz arriba de la portadora de video, tenemos pues que el ancho de banda
requerido es de 6 MHz para transmisión de un canal de televisión.
Se asume que la frecuencia máxima de audio es de 15 kHz, usando la regla de
Carson14, para modulación FM, da como resultado un ancho de banda de 80 kHz
para el canal de sonido de un receptor de televisión.
1.6 SINTONIZADOR DEL EUROMETER
1.6.1 FUNCIONAMIENTO DEL SINTONIZADOR DEL EUROMETER
La señal de televisión se transmite en una determinada frecuencia. Cada estación
de TV tiene asignado un canal cuya anchura es de 6 MHz, con una determinada
frecuencia portadora, en el anexo 1 se indican las frecuencias de cada canal para
12 Modulación en Banda Lateral Vestigial13 Modulación en Doble Banda lateral14BT = 2fm(p+1)
los diversos sistemas de televisión en el mundo, aquí podemos observar que en
Ecuador se emplea el sistema NTSC de Estados Unidos. Se puede observar la
tabla de frecuencias para televisión ubre y para cable. Fp es la frecuencia de la
portadora de video y Fs ¡a frecuencia de la portadora de sonido. Como se puede
apreciar la frecuencia intermedia para este sistema se muestra en la parte inferior,
tanto para audio como para video.
Existen tres bandas dentro de la televisión y son:
VHF-L:Canales2a6
VHF-H: Canales 7 a 13
UHF: Canales 14 a 83
El sintonizador del Eurometer es un sistema que consta de un sintonizador
propiamente dicho, y un mezclador, el cual procesa la señal de RF y la modula en
la portadora de canal 3 o 2. El sintonizador del Eurometer tiene voltajes de
polarización de +5V, +12V y +33V y la señal de control la provee el
microcontrolador principal del Eurometer, el NEC 78C10, a través del bus I2C.
El sintonizador tiene asociado un microcontrolador Motorola 68HC11E2, este
microcontrolador recibe la señal del receptor infrarrojo del control remoto y
también del teclado, como se puede observaren la figura 1.10
22
Sintonizador Eurometer
78C10
Clock
INT68C11
Teclado
Data Seria!
Receptor IR
Figura 1-10. Comunicación del sintonizador Eurometer
Cada vez que se presiona una tecla del control remoto o del teclado se genera
una interrupción en el 68C11, el cual va interpretando la secuencia, y según ésta,
determina una acción. Cuando el 68C11 ha interpretado una secuencia correcta
de una instrucción, envía una interrupción al 78C10, junto con una señal de datos
de la instrucción. El 78C10 interpreta la instrucción, y en el caso de cambio de
canal, envía la señal de datos sincronizada con la señal de reloj hacia ei
sintonizador.
1.6.2 DIAGRAMA DE BLOQUES
El sintonizador consta de los siguientes bloques.
23
O ANT
78C10
SDA
SCL
VT
IF
Figura 1-11. Diagrama de Bloques Sintonizador del Eurometer
Como se ve en la figura 1.11, el sintonizador del Eurometer es un sistema
bastante simple. La señal de RF ingresa al sintonizador y el microcontrolador
principal del Eurometer (78C10), envía una señal de datos sincronizada con una
señal de reloj. Como parte constitutiva del sintonizador existe un Control
Automático de Ganancia, AGC (Automatic Ganancy control), pero este se fija
manualmente por medio de un potenciómetro, una vez que la señal del canal que
se quiere sintonizar es extraída, se envía en Frecuencia Intermedia hacia el
Mezclador, en donde se modula en la frecuencia de canal 2 o 3.
1.6.3 PRINCIPALES PROBLEMAS
El hecho de que el sintonizador no posea un control Automático de Sintonía Fina,
AFT (Automatic Fine Tunning), es una desventaja, pues el corrimiento de la
portadora es algo, que dentro de los parámetros normales de funcionamiento,
suele ocurrir.
Otro punto importante es la calidad del sintonizador del equipo, hay que tomar en
cuenta que el Eurometer fue diseñado hace dos décadas, y desde entonces no ha
tenido modificaciones en hardware.
24
El sintonizador del Eurometer está constituido por elementos no comerciales, es
fabricado por la empresa Mitron de Finlandia, especialmente para ACNielsen. Por
el tiempo transcurrido, ya no se fabrican más sintonizadores, existiendo al
momento solo un stock de repuestos, muchos elemento de estos repuestos no se
consiguen en el mercado15, como es el caso de los cristales de 100 Mhz y 94.15
Mhz y el mezclador El hecho de depender de un solo proveedor, nos obliga a
aceptar las variaciones en el precio de los elementos, lo cual influye en los costos
de reparación del equipo.
El Eurometer posee varios circuitos osciladores, los cuales generan armónicos
que se filtran especialmente en Sa frecuencia de canal 2; esto genera un ruido,
que en condiciones críticas, es perceptible al Televidente.
1.6.4 PROPUESTA
Se plantea desarrollar una ínterfaz que permita acoplar un sintonizador comercial,
que se pueda conseguir en el mercado nacional o extranjero, de bajo costo y
buena resolución. Para desarrollar la interfaz se decidió trabajar con un
microcontrolador, debido a que se debe procesar la señal enviada por el
microcontrolador del Eurometer y transducirla hacia el sintonizador que se desea
acoplar. Dicho sintonizador deberá poseer un Control Automático de Sintonía Fina
y acoplarse en el interior del case del Eurometer.
El sintonizador podrá ser reemplazado, en caso de falla, de manera sencilla por
un técnico calificado.
Se escogerán partes y elementos que aseguren una existencia de al menos 5
años en el mercado, que es el tiempo de depreciación del equipo.
15 Se han hecho averiguaciones al respecto en Panamá y Estados Unidos, sin resultadospositivos.
25
El circuito desarrollado debe ser capaz de poder adaptarse a los modelos
comerciales de sintonizadores existentes en el mercado, por lo que se requiere
de un desarrollo abierto y flexible.
26
CAPITULO II
DISEÑO DEL HARDWARE Y
SOFTWARE DEL INTERFAZ
27
2. DISEÑO DEL HARDWARE Y SOFTWARE DEL
INTERFAZ
En este capitulo se va a detallar el proceso de diseño, tanto del hardware como
del software. Se va a analizar los circuitos principales del hardware y su
funcionamiento, así como los diagramas de flujo del software a desarrollar.
2.1 SINTONIZADOR DEL EUROMETER
En esta sección vamos a detallar el funcionamiento del sintonizador del
Eurometer, sus señales de control y la manera en que realiza la selección del
canal.
El sintonizador del Eurometer se compone del sintonizador propiamente dicho y
del mezclador. El diagrama de bloques del sintonizador se muestra en la figura
1.11, por facilidad se lo ha vuelto a reproducir en este capítulo.
78C10
SDA
SOL
TSA5512
VHFL
VHFH
UHF
VT
Q ANT
•V
IDA 5630
IF^
Figura 2-1. Diagrama de Bloques Sintonizador Eurometer
28
Como se puede observar en la figura 2.1, el tuner del sintonizador del Eurometer
se compone básicamente de dos circuitos integrados: TSA 5512 y TDA 5630.
Un aspecto importante que debe tenerse en cuenta es que el sintonizador del
Eurometer es un sintonizador PAL16, por lo que su Frecuencia intermedia es
diferente a la del NTSC17.
18TSA 5512^
El TSA 5512 es un sintetizador de frecuencia19 el cual es controlado por el bus
I2C. Tiene por función generar el voltaje que va a ingresar al VCO del TSA 5630 e
indicar la banda a la que pertenece la frecuencia asociada a ese voltaje. La señal
de control que indica cual banda se encuentra seleccionada se activa en alto.
20TDA 5630
En el TDA 5630 se realiza el proceso de superheterodinaje; este circuito integrado
tiene por entradas el voltaje generado por el TSA 5512 y la antena. El TDA 5630
genera la señal de IF21 tanto para vídeo como audio; esta señal de IF pasa al
circuito mezclador que se encuentra en un módulo separado, en donde se
procesa para salir en la frecuencia de canal 2 o 3.
El diagrama de bloques del circuito mezclador se muestra en la figura 2.2.
16 PAL (Phase Altérnate Lines )Sistema de televisión usado ampliamente en Europa.17 NTSC (National Televisión System Committee) Comité fundado en los Estados Unidos paraestudiar y emitir recomendaciones acerca de los aspectos técnicos de la televisión. Sus normasson aprobadas por la Comisión Federal de Comunicaciones, y, por regla general, son adoptadaspor la industria televisiva
Para información técnica:http://www.semiconductors.philips.com/acrobat/datasheets/TSA5512_CNV_3.pdf19 Dispositivo que genera una frecuencia que se encuentra en fase con una frecuencia dereferencia.20 Para información técnica:http://www.semiconductors.philips.com/acrobat/datasheets/TDA5630_31_4.pdf21 Frecuencia Intermedia. Para Vídeo 38.9 MHz, para sonido 33.4 MHz
29
IFMIXER FPB
^CH2/3 _
ose
Figura 2-2. Diagrama de Bloques Mezclador
MEZCLADOR
El módulo mezclador tiene por función pasar ia señal de vídeo y audio de Fl del
sistema PAL a la frecuencia de canal 2 o 3. Este proceso se realiza de la
siguiente manera: a! módulo del mezclador ingresa la señal de IF, esta se mezcla
con ¡a frecuencia generada por un oscilador local, como resultado de esta mezcla
de señales obtenemos la suma y diferencia de frecuencias, estas pasan a un filtro
pasabanda, de donde obtenemos la frecuencia de canal 2 o 3. Dependiendo de la
frecuencia del oscilador local obtenemos lo siguiente:
Señal
Video
Audio
Video
Audio
Fl [MHz]
38.9
33.4
38.9
33.4
Fose [MHz]
94.15
94.15
100.15
100.15
Fout [MHz]
55.25
60.75
61.25
66.75
Canal
2
2
3
3
Fout [MHz] Ideal
55.25
59.75
61.25
65.75
Desviación %
0.00
1.62
0.00
1.48
Tabla 2-1. Frecuencias de Salida del sintonizador del Eurometer
Como se puede observar, al producirse la mezcla se obtiene la frecuencia de
video correcta; la frecuencia de audio está desplazada 1 MHz, que significa una
desviación del 1.62% en el peor de los casos en canal 2.
2.1.1 SEÑALES DE CONTROL EN EL SINTONIZADOR DEL EUROMETER
E! sintonizador del Eurometer tiene como señales principales de control las del
bus I2C, pero también necesita polarizaciones de +5V, +12V y +30V, además de
30
la correspondiente referencia de tierra. El bus I2C envía 5 bytes con los cuales
identifica el sintonizador, lo direcciona (en caso de ser necesario), programa el
sintetizador de frecuencia y realiza configuraciones internas del integrado que
decodifica el bus..
La secuencia de bytes enviados se muestra en la figura 2.3
B1 A B2 A B3 A B4 A B5 A
Figura 2-3. Secuencia de Bytes I2C del Eurometer
En donde Bn, es el byte transmitido; y A es la confirmación de conocimiento del
byte por parte del receptor. El NEC 78C10, hace de transmisor y envía hacia el
sintonizador los bytes B1, B2 ... B5; pero como se maneja el bus en formato de
solo escritura, el mismo NEC 78C10 genera la señal de confirmación que es un
nivel bajo. La descripción de la estructura de los bytes enviados es la siguiente:
BYTE1
BYTE 2
BYTES
BYTE 4
BYTES
Función
Dirección
Divisor Programable
Divisor Programable
Corriente de Carga y
Test Bits
Bits de control de
puertos de salida
MSB LSB
BIT7
1
0
N7
1
P7
BIT6
1
N14
N6
CP
P6
BITS
0
N13
N5
T1
P5
BIT4
0
N12
N4
TO
P4
BITS
0
N11
N3
1
P3
BIT2
MA1
N10
N2
1
P2
BIT1
MA2
N9
N1
1
P1
BITO
0
N8
NO
OS
PO
A
A
A
A
A
Tabla 2-2. Bus 12C Eurometer: Secuencia de bytes
La transmisión se realiza desde el MSB hacia el LSB, y comienza con el byte 1.
BYTE1.BIT7-BIT3
ID del chip que procesa la señal I2C, en este caso, ID del TSA5512 de la Philips.
Este integrado es un sintetizador de frecuencia bidireccional controlado por I2C,
que puede operar hasta 1.3 GHz.
MA1 MA2
Bits de programación de direccionamiento. El bus I2C permite escoger entre
varios dispositivos con el mismo ID, es decir que si tuviéramos dos sintonizadores
con el mismo integrado para decodificar el bus I2C, por medio de estos bits se
puede discriminar a cual de ellos se escoge, como se puede apreciar en la tabla
2,3
MA1
0
0
1
1
MA2
0
1
0
1
VOLTAJE APLICADO AL PUERTO P3
0 a 0.1 Vcc
Siempre valido
0.4 a 0.6 Vcc
0.9 Vcc a 13.5 V
Tabla 2-3. Bus I2C. Bits de Programación de Direccionamiento
A
Bit de confirmación, como se emplea el bus en el formato de escritura por parte
del NEC 78C10, este bit lo genera el propio NEC y es un nivel bajo (O V). En el
caso de que se trabaje en el modo lectura/escritura, este bit lo genera el esclavo,
para indicar que ha recibido los datos correctamente.
N14 a NO
Bits de programación del divisor de frecuencia, está dado por la ecuación 2.1:
Ecuación 2-1
Por medio de los bits N14 al NO, se programa el voltaje del Varicap (VT), la
programación de frecuencias se puede observar en la tabla 2.4
32
Canal
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
N14
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
N13
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
N12
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
N11
0
0
0
0
0
1111111
N10
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
N9
0
1
1
1
1
0
0
11111
N8
1
0
0
11110
0
0
11
N7
1
0
10
10
10
110
1
N6
1
1
0
10
110
0
110
N5
1
0
10
110
10
10
1
N4
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
N3
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
N2
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
N1
111111111111
NO
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
N
1506
1602
1698
1858
1954
3426
3522
3618
3714
3810
3906
4002
Fose (*)
94,125
100,125
106,125
116,125
122,125
214,125
220,125
226,125
232,125
238,125
244,125
250,125
Fin38,90
38,90
38,90
38,90
38,90
38,90
38,90
38,90
38,90
38,90
38,90
38,90
Fch (*)
55,225
61,225
67,225
77,225
83,225
175,225
181,225
187,225
193,225
199,225
205,225
211,225
(*) Unidades en MHz
Tabla 2-4.12C: Programación del divisor de Frecuencia
En la tabla 2.4 se puede ver la programación del Eurometer para el divisor de
frecuencia. Fose es la frecuencia del oscilador local que resulta de la ecuación
2.2:
fosc = 7^*7.8125*8 [KHz] Ecuación 2-2
Los 7.8125 KHz se obtienen de dividir la frecuencia del cristal del TSA 5512, de 4
MHz para 512, como se indica en la hoja técnica. Al multiplicar la frecuencia de
oscilación por el número N asociado a la frecuencia del canal que se desea
sintonizar, se obtiene la frecuencia intermedia. Cabe resaltar que realmente no se
está sintonizando la frecuencia correcta de cada canal, esto ocurre debido a que
el sintonizador es para el sistema PAL y la frecuencia intermedia obtenida es de
38.9 MHz. Existe una ligera desviación respecto a la frecuencia real, que en el
peor de los casos representa un error del 0.045 %, el cual es en la mayoría de los
casos imperceptible; esto se puede apreciar en la tabla 2.5
El hecho de que la frecuencia intermedia sea en el sistema PAL, hace que el
circuito mezclador emplee cristales que no son comerciales, este es un hecho que
presenta dificultades para la adquisición de repuestos.
13
1.3 EL RECEPTOR SUPERHETERODINO
El proceso de sintonía de emisoras de televisión se lo realiza por medio de un
receptor superheterodino, la figura 1.6. muestra la estructura de un receptor
superheterodino. La característica básica de estos receptores es la traslación de
frecuencia de entrada a una frecuencia intermedia (Mezclador), donde existe un
único filtro de altas prestaciones limitado en banda (IF FILT). El oscilador local
(LO) proporciona la frecuencia de mezcla y se ajusta en paralelo con la etapa
preselectora. Mediante esta traslación se logra simplificar el sistema ya que en
otro caso sería necesario un filtro para cada canal de entrada, aumentando el
número de filtros a cuantos canales existan. Convirtiéndose en un sistema de
complejidad enorme, no solo por la inclusión por canal, sino por la dificultad de
realizar físicamente filtros de altas prestaciones a tan alta frecuencia.
AmplificadorIF
OsciladorLocal
Figura 1-6. Receptor Superheterodino
Existen dos tipo de amplificadores en estos receptores: Ei amplificador de RF o
preselector, el cual se sintoniza a la frecuencia del canal deseado. El amplificador
de frecuencia intermedia IF (IFAMP), de sintonía fija, ganancia elevada y gran
selectividad. En muchos de los receptores prácticos, se reducen a uno, ya que la
entrada de los sistemas receptores posee una alta sensibilidad, sustituyendo el
primer amplificador de RF por un filtro de preselección, atacando directamente a
la etapa mezcladora.
14
En la figura 1.7, Se muestra todo el proceso de heterodinación de una señal de
RF que llega hasta la antena.
El mezclador se puede expresar como un elemento que multiplica dos señales de
entrada, tal como muestra las expresiones
(a) S{ (t) = A.cos(Wwt) ; señal de entrada de LO
(b) S2 (t) = B,cos(WRFt) ; señal de entrada RF
(c) m(t) = A.cos(Wwt)J8, cos(W¡iFt) ; salida del mezclador en función del tiempo
(d) MF¡ (/) = 5(fLO + /& ) + S(fLO - fw ) ; salida del mezclador en función de la frecuencia
fLOfKJ? fLO fLO+fHF
fFI ~ fLO - ~ f LO
«—BT
Figura 1-7. Proceso de Superheterodinización
Examinando atentamente la expresión (d) se observa que pueden existir dos
frecuencias diferentes que resultan sobre una misma RF, están son fLO+ fRF. La
respuesta del amplificador de RF más el mezclador es como se muestra en la
figura 1.7.b, a la frecuencia fF¡ = foi+ /}=/, se la conoce como frecuencia imagen.
El objeto de la etapa de RF, cuya respuesta se muestra en la figura 1.7.a es,
rechazar la frecuencia imagen antes de que llegue al mezclador Se puede
apreciar que el amplificador de RF necesita tener un ancho de banda no más
estrecho que dos veces la Fl. Por otra parte, el ancho de banda del amplificador
de Fl se debe ajustar lo máximo posible ai ancho de banda de la señal modulada
(fír), para rechazar las portadoras en la vecindad inmediata de la señal deseada,
es decir la etapa de Fl proporciona rechazo de canal imagen. Usualmente, la
frecuencia RF se sintoniza a la portadora deseada, mientras que el oscilador
local se ajusta a /Lo = fpp + fpi para que la diferencia de frecuencias correcta
fRF - fio = fp¡ se obtenga en la salida del mezclador. La figura 1.7.d. muestra la
respuesta del receptor obtenida de la multiplicación de las figuras 1.7.b y 1.7.c.
El filtro de entrada puede ser balanceado o unipolar y permite el acoplamiento de
impedancias entre la señal de entrada y la entrada del mezclador.
El propósito de los filtros IF, como ya se comentó anteriormente, es ei de aislar la
señal de información del resto de canales adyacentes. Para ello se debe construir
un filtro de corte muy pronunciado y banda pasante muy ajustada a la señal de
información. De este modo, el ancho de banda del filtro lo determina la señal
recibida o señal emitida. Es lógico, ya que se está intentando recuperar aquello
que el emisor ha enviado.
El amplificador tiene la misión de adaptar los niveles de voltaje de la señal
mezclada a la entrada del detector de frecuencia. En caso de modulaciones en
amplitud, la ganancia de estos amplificadores está en concordancia con el método
de detección, pero en caso de modulaciones en frecuencia la ganancia suele ser
superior a 100dB. El efecto que provoca, es que esta señal amplificada más un
limitador de voltaje de pico, produce una señal cuadrada de amplitud constante y
frecuencia variable, evitando de ese modo los efectos nocivos de la variación de
amplitud en los detectores de FM o FSK.
16
1.4 BUS I2C
El Sintonizador dei Eurometer posee un bus llamado I2C por medio del cual se
controla la frecuencia a sintonizar. El I2C Bus (ínter Integrated Circuit Bus) fue
desarrollado en principios de los 80's por Philips Semiconductor. Su propósito
fue proveer una manera fácil de conectar a un CPU los circuitos periféricos en un
aparato de televisión.
El empleo de este bus reduce la interferencia por EMC9 y ESD10 ya que emplea
solo dos líneas para la transmisión de datos.
El bus consiste físicamente de 2 líneas activas y una tierra de referencia. Las
líneas activas, SDA (Serial Data) y SCL (Serial Clock), son ambas direccionales.
Donde SDA es la línea Serial de Datos y SCL es la línea Serial de Reloj.
Cada componente del bus tiene una única dirección, cada uno de estos circuitos
puede ser receptor y/o transmisor, dependiendo de su funcionabilidad. Se define
como Chip Master11 a aquel circuito que envía los comandos en el bus, es el
circuito integrado que inicializa la transferencia de datos, los demás circuitos son
considerados Chips Esclavos.
El Bus I2C es considerado un Bus Master Múltiple, es decir más de un circuito
tiene la capacidad de poder ser Master. Para ilustrar mejor el funcionamiento del
protocolo, consideremos el siguiente ejemplo:
El CPU enviará una condición de INICIO, que actúa como una señal de
ATENCIÓN para todos los dispositivos conectados al bus.
9 Compatibilidad Electromagnética10 Descarga Electrostática11 En nuestro caso el 78C10
17
Luego el CPU envía la dirección del integrado al cual quiere conectarse, esto
toma 8 pulsos de reloj, aquí es donde cada integrado compara su dirección con la
del bus, sino son diferentes, el integrado no hace nada y espera que el bus sea
liberado por la condición de FIN. Si el integrado reconoce la dirección como suya,
modifica la señal de CONOCIMIENTO del bus, para esto manda la señal del bus
a un nivel lógico Bajo. Esta es una indicación al chip Master de que existe el chip
al cual desea comunicarse.
En este momento el CPU puede enviar o recibir datos, cuando haya finalizado el
CPU envía una condición de FIN. Esta señal indica que el bus ha sido liberado y
que ios integrados del bus pueden esperar una condición de INICIO en cualquier
momento.
Dos aspectos interesantes del bus son:
1. El Master es el dispositivo que comienza el mensaje, y controla la señal de
reloj, ésta es generada siempre por el Master.
2. Las líneas de SDA y SCL sólo pueden ser llevadas a nivel Bajo, no pueden ser
llevadas a Alto. Para poner un nivel lógico alto, solo se libera la línea, para
esto se debe configura un Pull-up a la salida de la señal.
Condición de INICIO y FIN
La condición de Inicio la envía el Chip Master, el cual pone en bajo la línea de
datos (SDA) y luego pone en bajo la línea de reloj (SCL). Para la condición de Fin
el chip Master primero libera la señal de reloj y luego la señal de datos. Como se
puede apreciar en la figura 1.8
18
SDA H
SCL H
L
H
L
SDA
SCL
Figura 1-8. Bus I2C: Condiciones de Inicio y Fin.
Escritura de Datos en el Bus
El Chip Master libera primero la señal de reloj, luego pone el dato, vuelve a bajo la
señal de reloj y envía a bajo la señal de datos, como se muestra en la figura 1.9
Figura 1-9. Bus 12C: Estructura de Datos
Esto es necesario debido a que no todos los chips en el bus son activados por
flanco. El dato debe permanecer válido durante el nivel alto del pulso de reloj. La
única condición donde se permite cambiar de estado a la línea de datos durante el
estado alto del reloj, es en el Inicio y el Fin.
Una ventaja de este sistema es que no se necesita un reloj con un periodo
constante, esto es sumamente útil cuando se trabaja con interrupciones, y esta se
da en la mitad de un ciclo de reloj, el CPU puede atender la interrupción y luego
continuar con la transmisión en el bus.
19
Direccionando un Chip
Cada Byte que se pone en el bus debe tener 8 bits de longitud, un byte se envía
siempre con ei MSB primero.
No existe restricción en el número de byíes que pueden ser transmitidos. Sin
embargo la transmisión puede ser concluida en cualquier momento, solo enviando
una condición de Fin.
Transmitiendo Datos
Después que el dispositivo ha respondido con un AKNOWLEDGE, el Master
envía 8 bits y espera una señal de Confirmación, y así sucesivamente hasta que
el Master genere una condición de Fin,
Especificaciones Eléctricas
Todos los integrados diseñados para el bus I2C deben cumplir con las siguientes
especificaciones:
Voltaje Mínimo de Entrada.
Referido a Vdd
Voltaje Máximo de Entrada.
Referido a Vdd
Voltaje de salida Nivel Bajo
@3mA
@6mA
Corriente de entrada de los
pines del bus
Capacitancia de Pin
SÍMBOLO
V1L
V(H
V0|1
l¡
Ci
UNIDAD
V
V
V
uA
PF
MiN
-0.5
-0.5
3.0
0.7Vdd
0
0
-10
-
Max
1.5
0.3Vdd
VDD + 0.5V
VDD + 0.5V
0.4
0.6
10
10
Tabla 1-1. Bus I2C: Características Eléctricas
20
1.5 CARACTERÍSTICAS DE LA TRANSMISIÓN DE TELEVISIÓN
Vamos a definir ciertas características de la transmisión de televisión.
Tipos de Modulación Básicamente para transmitir la información de video se usa
una modulación VSB12 y la información del audio se transmite por medio de FM.
Ancho de Banda Tomando en cuenta la señal de sincronismo y una modulación
VSB, se requiere de un mínimo de ancho de banda de 4 Mhz para transmitir u
arreglo de imágenes por televisión. Si se usa modulación DSB13 se requeriría un
ancho de banda de 8 MHz por canal.
Por lo tanto, si consideramos que la banda lateral inferior de la transmisión de
vídeo se atenúa abajo de 0.75 MHz y está completamente limitada abajo de 1.25
MHz, y si también consideramos la información del audio que está centrada a 4.5
MHz arriba de la portadora de video, tenemos pues que el ancho de banda
requerido es de 6 MHz para transmisión de un canal de televisión.
Se asume que la frecuencia máxima de audio es de 15 kHz, usando la regla de
Carson14, para modulación FM, da como resultado un ancho de banda de 80 kHz
para el canal de sonido de un receptor de televisión.
1.6 SINTONIZADOR DEL EUROMETER
1.6.1 FUNCIONAMIENTO DEL SINTONIZADOR DEL EUROMETER
La señal de televisión se transmite en una determinada frecuencia. Cada estación
de TV tiene asignado un canal cuya anchura es de 6 MHz, con una determinada
frecuencia portadora, en el anexo 1 se indican las frecuencias de cada canal para
12 Modulación en Banda Lateral Vestigial13 Modulación en Doble Banda lateral14Br = 2fm(p-H)
21
los diversos sistemas de televisión en el mundo, aquí podemos observar que en
Ecuador se emplea el sistema NTSC de Estados Unidos. Se puede observar la
tabla de frecuencias para televisión libre y para cable. Fp es la frecuencia de la
portadora de video y Fs la frecuencia de la portadora de sonido. Como se puede
apreciar la frecuencia intermedia para este sistema se muestra en la parte inferior,
tanto para audio como para vídeo.
Existen tres bandas dentro de !a televisión y son:
VHF-L: Canales2a6
VHF-H: Canales 7 a 13
UHF: Canales 14 a 83
El sintonizador del Eurometer es un sistema que consta de un sintonizador
propiamente dicho, y un mezclador, el cual procesa la señal de RF y la modula en
la portadora de canal 3 o 2. El sintonizador del Eurometer tiene voltajes de
polarización de +5V, +12V y +33V y ¡a señal de control la provee el
microcontrolador principal del Eurometer, el NEC 78C10, a través del bus I2C.
El sintonizador tiene asociado un microcontrolador Motorola 68HC11E2, este
microcontrolador recibe la señal del receptor infrarrojo del control remoto y
también del teclado, como se puede observar en la figura 1.10
22
Sintonizador Eurometer
78C10
Clock
INT68C11
Teclado
Data Serial
Receptor IR
Figura 1-10. Comunicación del sintonizador Eurometer
Cada vez que se presiona una tecla del control remoto o del teclado se genera
una interrupción en el 68C11, el cual va interpretando la secuencia, y según ésta,
determina una acción. Cuando el 68C11 ha interpretado una secuencia correcta
de una instrucción, envía una interrupción al 78C10, junto con una señal de datos
de la instrucción. El 78C10 interpreta la instrucción, y en el caso de cambio de
canal, envía la señal de datos sincronizada con la señal de reloj hacia el
sintonizador.
1.6.2 DIAGRAMA DE BLOQUES
El sintonizador consta de los siguientes bloques.
23
ANT
78C10
SDA
SCL
TSA5512
VHFL
VHFH>
UHF
VTTDA 5630
IF
Figura 1-11. Diagrama de Bloques Sintonizador del Eurometer
Como se ve en la figura 1.11, el sintonizador del Eurometer es un sistema
bastante simple. La señal de RF ingresa al sintonizador y el mícrocontrolador
principal del Eurometer (78C10), envía una señal de datos sincronizada con una
señal de reloj. Como parte constitutiva del sintonizador existe un Control
Automático de Ganancia, AGC (Automatic Ganancy control), pero este se fija
manualmente por medio de un potenciómetro, una vez que la señal del canal que
se quiere sintonizar es extraída, se envía en Frecuencia Intermedia hacia el
Mezclador, en donde se modula en la frecuencia de canal 2 o 3.
1.6.3 PRINCIPALES PROBLEMAS
El hecho de que el sintonizador no posea un control Automático de Sintonía Fina,
AFT (Automatic Fine Tunning), es una desventaja, pues el corrimiento de la
portadora es algo, que dentro de los parámetros normales de funcionamiento,
suele ocurrir.
Otro punto importante es la calidad del sintonizador del equipo, hay que tomar en
cuenta que el Eurometer fue diseñado hace dos décadas, y desde entonces no ha
tenido modificaciones en hardware.
24
El sintonizador del Eurometer está constituido por elementos no comerciales, es
fabricado por la empresa Mitran de Finlandia, especialmente para ACNielsen. Por
el tiempo transcurrido, ya no se fabrican más sintonizadores, existiendo al
momento solo un stock de repuestos, muchos elemento de estos repuestos no se
consiguen en el mercado15, como es el caso de los cristales de 100 Mhz y 94.15
Mhz y el mezclador El hecho de depender de un solo proveedor, nos obliga a
aceptar las variaciones en el precio de los elementos, lo cual influye en los costos
de reparación del equipo.
El Eurometer posee varios circuitos osciladores, los cuales generan armónicos
que se filtran especialmente en la frecuencia de canal 2; esto genera un ruido,
que en condiciones críticas, es perceptible al Televidente.
1.6.4 PROPUESTA
Se plantea desarrollar una interfaz que permita acoplar un sintonizador comercial,
que se pueda conseguir en el mercado nacional o extranjero, de bajo costo y
buena resolución. Para desarrollar la interfaz se decidió trabajar con un
microcontrolador, debido a que se debe procesar la señal enviada por el
microcontrolador del Eurometer y transducirla hacia el sintonizador que se desea
acoplar. Dicho sintonizador deberá poseer un Control Automático de Sintonía Fina
y acoplarse en el interior del case del Eurometer
El sintonizador podrá ser reemplazado, en caso de falla, de manera sencilla por
un técnico calificado.
Se escogerán partes y elementos que aseguren una existencia de al menos 5
años en el mercado, que es el tiempo de depreciación del equipo.
15 Se han hecho averiguaciones al respecto en Panamá y Estados Unidos, sin resultadospositivos.
25
El circuito desarrollado debe ser capaz de poder adaptarse a los modelos
comerciales de sintonizadores existentes en el mercado, por lo que se requiere
de un desarrollo abierto y flexible.
26
CAPITULO II
DISEÑO DEL HARDWARE Y
SOFTWARE DEL INTERFAZ
27
2. DISEÑO DEL HARDWARE Y SOFTWARE DEL
INTERFAZ
En este capitulo se va a detallar el proceso de diseño, tanto del hardware como
del software. Se va a analizar los circuitos principales del hardware y su
funcionamiento, así como los diagramas de flujo del software a desarrollar.
2.1 SINTONIZADOR DEL EUROMETER
En esta sección vamos a detallar el funcionamiento del sintonizador del
Eurometer, sus señales de control y la manera en que realiza la selección del
canal.
El sintonizador del Eurometer se compone del sintonizador propiamente dicho y
del mezclador. El diagrama de bloques del sintonizador se muestra en la figura
1.11, por facilidad se lo ha vuelto a reproducir en este capítulo.
:SCt
UHF
TDA 5630
IF
Figura 2-1. Diagrama de Bloques Sintonizador Eurometer
28
Como se puede observar en la figura 2.1, ei tuner deí sintonizador del Eurometer
se compone básicamente de dos circuitos integrados: TSA 5512 y TDA 5630.
Un aspecto importante que debe tenerse en cuenta es que el sintonizador del
Eurometer es un sintonizador PAL16, por lo que su Frecuencia intermedia es
diferente a la del NTSC17.
18TSA 5512
El TSA 5512 es un sintetizador de frecuencia19 el cual es controlado por el bus
I2C. Tiene por función generar el voltaje que va a ingresar al VCO del TSA 5630 e
indicar la banda a la que pertenece la frecuencia asociada a ese voltaje. La señal
de control que indica cual banda se encuentra seleccionada se activa en alto.
TDA 5630^
En el TDA 5630 se realiza el proceso de superheterodinaje; este circuito integrado
tiene por entradas el voltaje generado por el TSA 5512 y la antena. El TDA 5630
genera la señal de IF21 tanto para vídeo como audio; esta señal de IF pasa al
circuito mezclador que se encuentra en un módulo separado, en donde se
procesa para salir en la frecuencia de canal 2 o 3.
El diagrama de bloques del circuito mezclador se muestra en la figura 2.2.
16 PAL (Phase Altérnate Lines )Sistema de televisión usado ampliamente en Europa.17 NTSC (National Televisión System Committee) Comité fundado en los Estados Unidos paraestudiar y emitir recomendaciones acerca de los aspectos técnicos de la televisión. Sus normasson aprobadas por la Comisión Federal de Comunicaciones, y, por regla general, son adoptadaspor la industria televisiva
Para información técnica:http://www.semiconductors.philips.com/acrobat/datasheets/TSA5512_CNV_3.pdf19 Dispositivo que genera una frecuencia que se encuentra en fase con una frecuencia dereferencia.20 Para información técnica:http://www.semiconductors.philips.com/acrobat/datasheets/TDA5630_31_4.pdf21 Frecuencia Intermedia. Para Video 38.9 MHz, para sonido 33.4 MHz
29
IFMIXER FPB
pr CH2/3
ose
Figura 2-2. Diagrama de Bloques Mezclador
MEZCLADOR
El módulo mezclador tiene por función pasar la señal de vídeo y audio de Fl del
sistema PAL a la frecuencia de canal 2 o 3. Este proceso se realiza de la
siguiente manera: al módulo del mezclador ingresa la señal de IF, esta se mezcla
con la frecuencia generada por un oscilador local, como resultado de esta mezcla
de señales obtenemos la suma y diferencia de frecuencias, estas pasan a un filtro
pasabanda, de donde obtenemos la frecuencia de canal 2 o 3. Dependiendo de la
frecuencia del oscilador local obtenemos lo siguiente:
Señal
Video
Audio
Video
Audio
Fl [MHz]
38.9
33.4
38.9
33.4
Fose [MHz]
94.15
94.15
100.15
100.15
Fout [MHz]
55.25
60.75
61.25
66.75
Canal
2
2
3
3
Fout [MHz] Ideal
55.25
59.75
61.25
65.75
Desviación %
0.00
1.62
0.00
1.48
Tabla 2-1. Frecuencias de Salida del sintonizador del Eurometer
Como se puede observar, al producirse la mezcla se obtiene la frecuencia de
video correcta; la frecuencia de audio está desplazada 1 MHz, que significa una
desviación del 1.62% en el peor de los casos en canal 2.
2.1.1 SEÑALES DE CONTROL EN EL SINTONIZADOR DEL EUROMETER
El sintonizador del Eurometer tiene como señales principales de control las del
bus I2C, pero también necesita polarizaciones de +5V, +12V y +30V, además de
30
la correspondiente referencia de tierra. El bus I2C envía 5 bytes con los cuales
identifica el sintonizador, lo direcciona (en caso de ser necesario), programa el
sintetízador de frecuencia y realiza configuraciones internas del integrado que
decodifica el bus.
La secuencia de bytes enviados se muestra en la figura 2.3
B1 A B2 A B3 A B4 A B5 A
Figura 2-3. Secuencia de Bytes I2C del Eurometer
En donde Bn, es el byte transmitido; y A es la confirmación de conocimiento del
byte por parte del receptor. El NEC 78C10, hace de transmisor y envía hacia el
sintonizador los bytes B1, B2 ... B5; pero como se maneja el bus en formato de
solo escritura, el mismo NEC 78C10 genera la señal de confirmación que es un
nivel bajo. La descripción de la estructura de los bytes enviados es la siguiente:
BYTE1
BYTE 2
BYTE 3
BYTE 4
BYTES
Función
Dirección
Divisor Programable
Divisor Programable
Corriente de Carga y
Test Bits
Bits de control de
puertos de salida
MSB LSB
BIT7
1
0
N7
1
P7
BIT6
1
N14
N6
CP
P6
BIT5
0
N13
N5
T1
P5
BIT4
0
N12
N4
TO
P4
BIT3
0
N11
N3
1
P3
BIT2
MA1
N10
N2
1
P2
BIT1
MA2
N9
N1
1
P1
BITO
0
N8
NO
OS
PO
A
A
A
A
A
Tabla 2-2. Bus I2C Eurometer: Secuencia de bytes
La transmisión se realiza desde el MSB hacia el LSB, y comienza con el byte 1
BYTE1.BIT7-BIT3
ID del chip que procesa la señal I2C, en este caso, ID del TSA5512 de la Philips.
Este integrado es un sintetizador de frecuencia bidireccional controlado por I2C,
que puede operar hasta 1.3 GHz.
34
Bit
P1 ... P7
P1 ... P7
T1 , TO, OS
T1
TO
OS
Valor
1
0
0
1
1
1
Estado
Salida de colector abierto
Salida en alta impedancia
Operación Normal
P6 = fref , P7 = ÍDIV
Salida Charge pump de 3 estados
Salida de operacional, pin 14 en bajo
Tabla 2-7. Bus I2C: Configuración de puertos de salida
Los valores que se emplean para el sintonizador del Eurometer se muestran en la
tabla 2.8
BIT
MA1.MA2
A
CP
PO,P1,P2,P3,P7
P6, P5, P4
TO, T1.OS
VALOR
0
0
10
Ver tabla 2.9
0
Tabla 2-8. Bus I2C: Configuración del Eurometer (1)
P6
1
1
0
1
P5
1
0
1
1
P4
0
1
1
1
ESTADO
VHF-L
VHF-H
UHF
OFF
Tabla 2-9. Bus I2C: Configuración del Eurometer (2)
2.1.2 PROCESO DE SINTONÍA EN EL SINTONIZADOR DEL EUROMETER
Como se vio en el capitulo 1, el proceso de sintonía de un canal se lo puede hacer
a través del control remoto del equipo o del teclado opcional. El microcontrolador
del sintonizador (MC68C11) procesa la secuencia ingresada (sea por teclado o
por control remoto), para determinar qué canal debe sintonizar el Eurometer; una
vez discriminado el canal, envía esta información hacia el microcontrolador
principal del Eurometer (NEC 78C10), configura el bus I2C con la información del
canal deseado. En la RAM del Eurometer se graba un registro con la fecha y hora
de la selección del canal, el canal escogido, la(s) persona(s) que esíaba(n)
registradas en ese momento y el tipo de registro. Hay que tomar en cuenta que se
pueden registrar eventos con el control remoto o con el teclado estando el
televisor apagado, este tipo de eventos no deben ser registrados en la RAM del
Eurometer, pues generarían una audiencia fantasma. Para poder controlar este
hecho se sensa el campo magnético que genera el televisor alrededor del tubo de
rayos catódicos. Con una bobina situada en la parte posterior del televisor, se
trasduce este campo magnético en voltaje, el cual puede detectar el Eurometer y
de esta manea saber si el televisor se encuentra encendido o apagado.
Cuando el Eurometer sensa que el televisor está apagado, envía la secuencia del
canal actual, pero con los bits P4, P5 y P6 en alto.
2.2 SINTONIZADOR AMSAT
El sintonizador AMSAT CTNM49342LC es un sintonizador de frecuencias de
cable, tiene un control por PLL y necesita una señal de reloj para la sincronización
de bits. Este sintonizador puede captar hasta 85 canales, pero en frecuencias de
cable, por este motivo solo puede sintonizar, máximo, hasta la frecuencia de canal
28, como se indica a continuación:
CANALES
2- 6
A-6 - A-1
A - I
7 - 13
J - W
W+1 - W+29
14 - 28
TOTAL
CANTIDAD
5
6
9
7
14
29
15
85
Tabla 2-10. Canales a sintonizar en el AMSAT
Esto se puede verificar del Anexo 1., tabla de Asignación de Frecuencias de
Canales de USA y de la tabla de Asignación de Frecuencia de Canales de Cable
de USA.
36
2.2.1 SEÑALES DE CONTROL EN EL SINTONIZADOR AMSAT
La distribución de pines del sintonizador AMSAT CTNM49342LC se muestra en la
figura 2.4
ñ
w tfiP4 P4
+PQ
fe<
Figura 2-4. Sintonizador AMSAT
La descripción de ias señales es la siguiente:
PIN
POUT
PB
VT
B+
AFT
RFOUT
DESCRIPCIÓN
Oscilador de 12,00 MHz
5V
Señal de Voltaje de entrada al VCO (Varicap)
9V
Sintonía Fina Automática. 5 56V(CH4), 1.7V(CH3)
8.95 V(CH4), 0.0 V (CHS)
Tabla 2-11. Sintonizador AMSAT: Descripción de pines
Como se aprecia en la descripción de los pines, este sintonizador puede modular
la señal RF en canal 3 o 4; por facilidad en la polarización del AMSAT, vamos a
trabajar con la modulación en canal 3.
2.2.2 PROCESO DE SINTONÍA EN EL SINTONIZADOR AMSAT
El AMSAT, sintoniza las frecuencias a través de un circuito PLL, el voltaje de
control Vj, se utiliza para generar la frecuencia del oscilador local, como se
aprecia en la tabla 2.12
37
Canal
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Frecuencia [MHz]
55.25
61.25
67.25
77.25
83.25
175.25
181.25
187.25
193.25
199.25
205.25
211.25
Voltaje VT [V]
2.40
2.02
3.03
3.54
2.63
5.28
7.77
5.65
8.28
6.00
6.18
8.75
Tabla 2-12. Sintonizador AMSAT: Voltajes asociados a cada frecuencia
2.3 DISEÑO DEL HARDWARE
El diseño del Hardware se puede dividir en dos partes, el correspondiente al
interfaz entre el Eurometer y el sintonizador AMSAT, y el que se necesita para
configurar el sintonizador AMSAT.
2.3.1 HARDWARE DEL INTERFAZ
El interfaz tiene que cumplir la función de polarizar el AMSAT, leer las señales de
SDA y SCL del Eurometer, decodificar que canal desea sintonizar el Eurometer,
luego enviar un Byte a un conversor DAC, y de este sale la señal que comanda el
VCO del AMSAT, como se muestra en la figura 2.4. Para cumplir con este objetivo
se plantea desarrollar un sistema en base al microcontrolador PIC de la casa
Microchip, el cual decodifica el bus I2C y controla al conversor digital - analógico
que maneja al sintonizador AMSAT
SDA
EurometerSCL
Figura 2-5. Diagrama de bloques del hardware
Para ímplementar el hardware debe tomarse en cuenta las fuentes
proporcionadas por el Eurometer El diseño, en lo posible, no debe incluir
hardware externo adicional, éste es uno de los principios de la medición de
audiencia de televisión, el causar el menor impacto en los hábitos del hogar y
configuración de los equipos.
El Eurometer posee el conector X4 (Ver anexo 2), al cual se acopla el sintonizador
dei medidor de audiencia; en este conector se encuentran las fuentes de +30 V,
+12 V, +5 V y las señales de SDA, SCL y GND.
Elección del PIC
Existen en el mercado local muy pocos modelos de PICs, casi todos los
proveedores no poseen un stock de estos elementos, sino que lo traen bajo
pedido. El microcontrolador debe cumplir los siguientes requisitos:
12 puertos disponibles: 8 para el DAC, 1 para SDA, 1 para SCL, 2 para Test
Corriente de drenaje permite manejar el DAC adecuadamente, 40 p,A
6 registros de RAM al menos.
Pueda trabajar a 4 Mhz
Software de programación de bajo costo
Costo razonable
Se pueda conseguir en el mercado local
Hardware de programación de fácil implementación
39
El PIC 16C84 cumple con todos estos requisitos, al momento de realización de
este documento ya no se fabricaba el PIC 16C84, sino el PIC 16F84. Se escogió
el cristal de 3.579554 MHz debido a que es un elemento del Eurometer y se
posee stock suficiente,
Las señales de entrada al PIC van a ser SDA y SCL; la señal de SCL va a ir al pin
RBO/INT, esta señal va a activar la interrupción externa para poder leer los datos
de SDA. La distribución de pines es la descrita en la tabla 2.12
PIN
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
NOMBRE
RA2
RAS
RA4HTJCKL
MCLR
VSS
RBO/INT
RB1
RB2
RB3
RB4
RB5
RB6
RB7
VDD
OSC2/CLKOUT
OSC1/CLKIN
RAO
RA1
DESCRIPCIÓN
Bit 2 del DAC
Bit 3 del DAC
Sin Usar
Reset, 5V
GND, OV
SCL
SDA
Modo Normal/Test 5/0 V
En modo Test, Normal/Stop 5/0 V
Bit 4 del DAC
Bit 5 del DAC
Bit 6 del DAC
Bit 7 del DAC
+5V
Cristal 3.57 MHz
Cristal 3.57 MHz
Bit 0 del DAC
Bit 1 del DAC
Tabla 2-13. PIC16F84: Conexión de pines
Elección del Conversor Digital Análogo
Para la elección del conversor DAC se necesitó de un integrado que cumpla lo
siguiente:
• Que se pueda conseguir en el mercado local
• Se pueda acoplar con el PIC
• Sea un conversor de 8 bits
• Sea de costo razonable
40
Se escogió el DAC0808 de la National. Este tipo de DAC necesita de una fuente
negativa para su funcionamiento, esta fuente no puede ser suministrada por el
Eurometer, por lo que se necesita adicionalmente un circuito que genere este
voltaje negativo a partir de una fuente positiva, este integrado es el TC7662, se
empleó este circuito debido a su disponibilidad en el laboratorio. Este convertidor
de voltaje está en desaparición en su lugar se recomienda utilizar el TC962 de la
Microchip para versiones posteriores.
Para la configuración de DAC se utilizó la recomendada por el fabricante, como se
puede apreciar en la figura 2.6
EntradasDigitales
MSB Al 10.000V = V,REF
Figura 2-6. Acoplamiento DAC- PIC
El uso del DAC implica la utilización de un amplificador operacional, el fabricante
recomienda utilizar el LM351, este integrado no se lo consigue fácilmente en el
mercado local, por lo que escogió en su reemplazo el LM741, que posee
características similares, y adicionalmente es recomendado por el fabricante
como sustituto. El circuito permite escoger por medio del conectar JP5
(compuesto por tres jumpers: JMP3,JMP4,JMP5, ver figura 2.7), la polarización
del LM741, esto a su vez nos da el barrido del DAC, así tenemos como posibles
valores de polarización: +5 V, +12V y +33 V, si se escoge un menor voltaje la
41
precisión es mayor, pero como el barrido en menor, los canales que se puedan
sintonizar son menos.
Para hacer el barrido de VHF se recomienda utilizar la fuente de 12V, JMP4
cerrado, JMP3, JMP5 abiertos.
+5V —
+12V —
+33V —
-—- JMP3
JMP4
JMP5
> > VR1
Figura 2-7. Selección de voltaje del Operacional
Como se puede apreciar en la figura 27 sólo se puede escoger uno de los tres
voltajes, esto disminuye la posibilidad de cortocircuito al poder seleccionar dos
fuentes hacia la polarización del operacional.
Modo Test
Por objeto de comprobación en laboratorio se diseñó un circuito de prueba que
puede ser controlado por medio de 2 conectores (JMP1, JMP2, ver figura 2.8),
conectando una tarjeta de prueba al interfaz, este punto será tratado más
adelante.
+5V
Figura 2-8. Jumpers del modo prueba
42
En operación normal los conectores están abiertos, hay que cerrar JMP1 para
entrar al modo Prueba, y con JMP2 cerrado se detiene el barrido.
Adicíonalmente se necesitan los voltajes de polarización del AMSAT, para la
fuente de 9V se utilizó un regulador en encapsulado TO-220, debido a que el tipo
TO-92 no suministraba la suficiente corriente. Los otros voltajes se lograron a
partir de divisores de voltaje con resistencias,
2.3.2 DISEÑO DEL CIRCUITO DE PRUEBA
El circuito de prueba es utilizado en laboratorio para verificar que el DAC funcione
adecuadamente. Consiste de un juego de leds que se encienden de acuerdo a los
valores que tome las entradas del DAC. Se tiene que diseñar un software que
haga un barrido de las entradas del DAC. Esta tarjeta va conectada a JP2 por
medio de un cable plano. El diagrama del circuito implementado se muestra en la
figura 2.9
74244'K ' N í í ff. f a A A A
A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 Al
DAC
Figura 2-9. Circuito de Prueba
Como se puede apreciar en la figura 2.9 debido a la corriente que necesitan los
leds (30mA), es necesario un buffer. Se empleó el 74244 por conseguirse
fácilmente en el mercado local.
43
2.4 DISEÑO DEL SOFTWARE
2.4.1 VARIABLES
El software necesita de la definición de algunas variables, las cuales se detallan a
continuación:
CONTADOR
Esta variable de uso general, se emplea para contar eventos.
BANDERA
Esta variable tiene una configuración especial de acuerdo a los bits, como se
muestran en la figura 2.10 y la tabla 2.14
B7
NÚ
B6
NÚ
B5
NÚ
B4
NÚ
03
OFF
B2
Fin
B1
Dat
BO
Ini
Figura 2-10. Configuración de BANDERA
BIT3
0
0
0
1
BIT 2
0
0
11
BIT1
0
1
0
0
BITO
1
0
0
0
Descripción
Indica que estamos en el Byte 0 del bus I2C
Indica que estamos en el Byte 2 o 3 del bus I2C
Indica que estamos en el Byte 4 o 5 del bus I2C
Indica que el Televisor se apagó
Tabla 2-14. Configuración de BANDERA
Estas son variables de almacenamiento temporal, usadas para múltiples
propósitos
44
DATO1vDATO2
En estas variables se guardan los bytes 2 y 3 de programación del divisor de
frecuencia del TSA 5512
2.4.2 DIAGRAMAS DE FLUJOS
El software a desarrollar debe cumplir básicamente el siguiente diagrama de flujo.
Configuración
INICIALIZA
SI
EsperaInterrupción
)
1
1
1TE
1
V
r
EST
r
Figura 2-11. Diagrama de flujo principal
Configuración.
Este bloque define los pines de entrada y salida del PIC, habilita las
interrupciones por RBO y Timer, configura la interrupción por flanco positivo, y la
escala del timer a 32=
45
Inicializa
Es una subrutina que restablece las condiciones iniciales del programa, carga la
variable CONTADOR, el TIMER y configura la variable BANDERA a espera de
una interrupción
Tesf
Revisa el nivel lógico del pin RB2, si está en bajo entra al modo de TEST. En este
modo el software hace un barrido del DAC, desde OOH hasta FFH; adicionalmente
si el pin RB3 está en nivel bajo, detiene el barrido, continua cuando este pin se va
a alto. El modo TEST se controla a través de los conectores JMP2 y JMP3. JMP2
controla la entrada al modo TEST y JMP3 detiene momentáneamente el barrido
del DAC,
Una vez ingresado el modo TEST, para salir de este modo hay que reinicializar el
hardware, es decir, apagar el equipo quitar el conector de JMP2 y energizar el
equipo de nuevo. La operación normal es JMP2 y JMP3 abiertos.
El modo TEST se implemento para ser utilizado en Laboratorio Verifica si el
sintonizador está funcionando adecuadamente, pues de acuerdo al barrido del
DAC tiene que ir sintonizando los canales.
Espera Interrupción
Es el Programa Principal, en estado normal el PIC está a la espera de una
interrupción, que puede ser por Flanco negativo o por Timer. El diagrama de flujo
se indica en la figura 2.12
46
EsperaInterrupción
Lee Datos 4**i
NO
Configurapara Datos
47
Figura 2-12Diagrama de flujo detallado
48
Descripción de bloques
Es INT por TIMER?
En este bloque se vuelve a las condiciones iniciales cada cierto tiempo, esto se
implemento por la posibilidad de que se genere algún pulso de ruido, si en un
periodo determinado22 no se completa el tren de datos, se regresa a las
condiciones iniciales. Cuando se genera una interrupción por flanco, se inicia la
cuenta de un timer si termina el timer su cuenta y no se ha completado la
secuencia de datos, se regresa a las condiciones iniciales.
Lee Datos
Cuando en la variable BANDERA, se indica que estamos en el área de datos, eí
software guarda los bits del 6 al 21 del bus I2C en las variables DATO1 y DATO2.
Si bien estos bits no corresponden a los bytes 2 y 3 que son ios divisores de
frecuencia, discriminan sin lugar a dudas los canales necesarios, como se puede
observar en la tabla 2.15. Al terminar el bit 21 del bus I2C, se configura la variable
BANDERA para indicar que se entre al fin de la trama.
CANAL
02
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
DATO1
00010000
00010000
00010000
00010000
00010000
00010000
00010000
00010000
00010000
00010000
00010000
00010000
DATO2
01011111
01101010
01101101
01111010
01111101
11011011
11011110
11101001
11101100
11101111
11111010
11111101
Tabla 2-15. Tabla de datos para canales
22 Se encontró que el período máxio entre pulsos de reloj es de 1.08 mS, se escogió un tiempo deespera de 2.04mS
49
Configura para Datos
En el Inicio se cuenta que hayan ingresado 5 bits, luego se configura la variable
BANDERA para entrar a datos.
Revisa OFF
Una vez que entra al fin de la trama revisa que no exista la secuencia de OFF en
los bits P4, P5 y P6 del Byte 5, en caso de que existe la secuencia de OFF, se
carga en las variables DATO1 y DATO2 el dato OOH. Con esta información en las
variables DATO1 y DATO2, el software al no encontrar correspondencia en la
tabla 2.15, manda a sintonizar la frecuencia O Mhz, dando como resultado que no
se vea nada en el televisor.
Revisa Canal
Esta subrutina compara la información de las variables DATO1 y DATO2 con la
tabla 2.11 y pone en la variable TEMP el valor que va hacia el DAC.
Envía Datos
Esta subrutina pone los datos en los puertos RB y RA para que los lea el DAC.
Esta rutina debe afectar solo a los puertos que se encuentran configurados como
de salida del PIC.
Programa de TEST
Como se explicó anteriormente para entrar a este modo el pin RB2 tiene que estar
en bajo. Este programa tiene el siguiente diagrama de flujo:
50
Figura 2-13. Diagrama de flujo del modo Test
Como se ve en el diagrama de flujo, una vez que entra al modo test, no se pude
salir de él, sino hasta eliminar la energía, RB3 detiene el barrido y la subrutina
DELAY, introduce un retardo para que se pueda apreciar el barrido.
TEMP = OOH
Inicializa la variable que se utiliza para hacer un barrido de los pines de salida del
DAC0808.
RB3 en alto?
Si el conector JMP3 se encuentra abierto (RB3 en alto), se incrementa la variable
TEMP y se envía este resultado hacia el DAC, y si está conectada la tarjeta de
51
TEST, se podrá apreciar visualmente el barrido del DAC para saber en que
secuencia se sintoniza mejor cada canal. Si el conector JMP3 está cerrado se
detiene el incremento de la variable TEMP y el barrido del DAC, en los Leds se
puede apreciar el valor que actualmente tiene el DAC,
Como se puede ver en el algoritmo, una vez ingresado al modo Test, no se pude
salir de él. Hay que reinicializar el hardware, esto significa quitar el jumper JMP2,
apagar el Eurometer y volverlo a encender
52
CAPITULO
IMPLEMENTACION Y PRUEBASDELINTERFAZ
53
3. IMPLEMENTACION Y PRUEBAS DEL INTERFAZ
El Objetivo de este capítulo es describir el proceso de implementacion del
hardware y software, detallar las pruebas realizadas al interfaz y analizar sus
resultados.
3.1 IMPLEMENTACION
La implementacion vamos a dividirla en dos partes, la del circuito principal y la del
circuito de Prueba o Test.
3.1.1 CIRCUITO PRINCIPAL
El circuito principal del interfaz se muestra en la figura 3.1, en ella se puede
apreciar que existen cuatro conectares, JP1, JP2, JP3, JP4; para ver la
distribución física de estos conectares podemos referirnos a la figura 3.5
La descripción de estos conectares se detalla a continuación
Conector
JP1
JP2
JP3
JP4
Descripción
Comunicación Interfaz
Comunicación Interfaz
Comunicación Interfaz
- E u remeter
- Tarjeta Test
- AMSAT
Sujeción del Interfaz
Tabla 3-1. Descripción de conectores del interfaz
01
Fig
ura 3
-1 C
ircui
to P
rinci
pal
55
Como se puede apreciar en la tabla 3.1 se han separado los conectores por la
función que desempeñan en la tarjeta y su comunicación con los otros elementos
(Eurometer, AMSAT, tarjeta Test)
Los pines de los conectores tienen la siguiente descripción:
Pin
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
DESCRIPCIÓN
JP1
GND
+5V
+5V
+12V
+33 V
NC
SCL
SDA
NC
NC
JP2
Datol LSB
Dato 2
Dato 3
Dato 4
Dato5
Dato 6
Dato 7
DatoS MSB
+5V
GND
JP3
GND
Frecuencia de Oscilación 12 MHz
+5V
Varicap
Voltaje de Referencia 2: +9.0 V
Voltaje de referencia 3: +1.6 V
GND
GND
JP4
NC
NC
NC
NC
NC
NC
NC
NC
Tabla 3-2. Distribución de pines de conectores
De la tabla 3.2 se puede distinguir que el conector JP2 tiene las señales con las
cuales el PIC controla el DAC, además de la polarización, por medio de este
conector se tiene una salida de los valores que ingresan al DAC, esto es útil para
el técnico de el laboratorio, pues tiene una manera fácil y segura de monitorear
estas señales, además de poderlas acoplar al circuito de test.
Los conectores JP1 y JP2 son de 2x10 pines, mientras que los JP3 y JP4 son de
2x8 pines. Es de mencionar que los conectores JP1 y JP4 son hembras y los JP2
y JP3 son machos. Se escogieron este tipo de conectores debido a que se
consiguen fácilmente en el mercado local.
Adicionalmente el circuito tiene cinco jumpers que sirven para configuración, sus
funciones se describen a continuación:
56
Jumper
JMP1
JMP2
JMP3
JMP4
JMP5
Estado
Abierto
Cerrado
Abierto
Cerrado
Cerrado
Cerrado
Cerrado
Descripción
Continua Barrido Modo Test
Detiene Barrido Modo Test
Operación Normal
Ingresa ai Modo Test
Polarización Operacional 5V
Polarización Operacional 12V
Polarización Operacional 33V
Tabla 3-3. Descripción de Jumpers
De la tabla 3.3 hay que observar que los Jumpers JMP3, JMP4 y JMP5 sirven
para polarizar al amplificador Operacional UA741, de esta polarización va a
depender la sensibilidad de la señal del varicap VT, por lo que sólo uno debe estar
cerrado. Si se cierran dos Jumpers se producirá un cortocircuito y en el caso de
que no se cierre ninguno, no funcionará el Operacional y por lo tanto no habrá
voltaje de Varicap hacia el AMSAT
Como se puede observar en la tabla 3.3 la operación normal de los Jumpers
JMP1 y JMP2 es abierta, esto disminuye el número de elementos, ya que el
interfaz para funcionar normalmente necesita solo de un jumper para fijar la
polarización del Operacional. El técnico que realice la revisión del interfaz deberá
a su vez poseer un jumper para entrar al modo de Test del interfaz.
23Diseño de la tarjeta PCB" el interfaz
Para el diseño de la tarjeta PCB se consideró el espacio disponible en el
Eurometer. Las dimensiones de la tarjeta original son: 15,2 cm de largo por 3,7
cm de ancho y su ubicación se puede apreciar en la figura 3.2
Uno de los motivos que se tuvieron en cuenta para escoger el AMSAT es que su
tamaño es apropiado para el espacio disponible en el Eurometer, de tal forma que
permite el acoplamiento del interfaz y su inserción en el equipo.
Printed Board Circuit
57
i
180 mm
i
L
'
375 mm
Vista Superior
n n
Figura 3-2. Distribución física del sintonizador del Eurometer
El interfaz se comunica al conector X424 del Eurometer (ver Anexo 2) a través del
conector JP1, como se indica en la figura 3.3
JP2 ̂ X4
Figura 3-3. Acoplamiento del interfaz
Como se puede apreciar el conector JP4 sirve de sujeción y el JP3 sirve para
comunicarse con el sintonizador AMSAT.
Una vez acoplado el interfaz dentro del Eurometer y ubicado el sintonizador
AMSAT, queda como se indica en la figura 3.4
24 En este conector están las señales de control del Eurometer que comandan el sintonizador, asícomo las señales de polarización
58
Figura 3-4. Distribución física del AMSAT en el Eurometer
El circuito PCB a implementar debe respetar el espacio disponible dentro del
Euromeíer. El PCB se muestra en la figura 3.5
•**••••••»•»•••**
Figura 3-5.PCB del interfaz
Las unidades de medida de la figura 3.4 están en milésimas de pulgada. La
descripción de los elementos del PCB se detalla a continuación:
Nomenclatura
R1.R3
R2, R5, R6
R4
R7
R8
C1.C2
C3, C5
C4, C7
C6
C7, C8, C10
C9
U1
U2
U3
U4
U5
U6
Y1
JP1, JP4
JP2, JP3
J1
J2
Descripción
5K, 1/4 W
10K, 1/4 W
33K, 1/4 W
20K, 1/4 W
1K, 1/4 W
30pF
22uF, electrolítico
100nF
Capacitor de tantalio 100 nF
100nF
Capacitor de tantalio 300nF
Oscilador 12 MHz
7882 Conversor de voltaje
DAC0808
PIC16C84
LM7809T
LM741
Cristal 12 MHz
Conector 2x10 hembra para cable plano
Conector 2x8 macho
Conector 1x2macho
Conector 1x2 macho
Tabla 3-4. Tarjeta principal: Descripción de elementos
Se recomienda que los integrados U4 y U3 sean dispuestos en la tarjeta a través
de zócalos; el PIC puede necesitar ser reprogramado y para esto es necesario
poder extraerlo de la tarjeta, y se considera que el DAC puede ser el elemento
más susceptible a dañarse y es conveniente tenerlo en zócalo para no dañar las
pistas en su extracción.
Impfementación del software
La implementación del software para el ínterfaz se realizó en dos etapas. En
primer lugar se elaboró un programa que permita reconocer el formato I2C del
Eurometer de forma que al reconocer el canal que se envía a sintonizar, se
configuraba el puerto RA de acuerdo a la tabla 2.5
60
Canal
2
3
4
5
8
10
13
RA
00010
00011
00100
00101
01000
01010
01101
Tabla 3-5. Programación de puerto RA
Una vez implementado el programa que permitía discriminar los canales a
sintonizar, se procedió a medir las señales de voltaje asociadas a cada canal en
el sintonizador AMSAT (ver tabla 2.12) y con esta tabla se configuró el DAC para
poder generar los voltajes.
Una vez determinados los valores que debían ingresar al DAC para lograr los
voltajes necesarios para controlar los canales de VHF del AMSAT, se grabaron
estos datos en el programa anterior y así se pudo generar el programa principal.
3.1.2 CIRCUITO DE PRUEBA
El circuito de prueba se utiliza en Laboratorio para apreciar en forma visual los
datos que ingresan al DAC. Asimismo cuando el Interfaz entra al modo de
Prueba, se puede ver el barrido que se produce en el DAC. El diagrama
esquemático del circuito de prueba se muestra en la figura 2.9
Este circuito tiene un solo conector por medio del cual se comunica con la tarjeta
principal del interfaz a través de un cable plano de 20 hilos, con conectores
hembra de 2x10 como se muestra en la figura 3.6
JP2
Figura 3-6. Interconexión tarjeta de prueba
Como se puede apreciar es recomendable que el cable plano que se utiliza para
la comunicación sea lo suficientemente largo para que la tarjeta de prueba pueda
situarse en un lugar libre de contactos eléctricos, preferentemente fuera del
espacio físico del Eurometer
Se sugiere que la tarjeta PCB implementada para el circuito de prueba se fije en
algún soporte de madera, esto es para dar un mayor peso al circuito. La tarjeta
tiene cuatro agujeros en sus esquinas para fijar unos postes por medio de los
cuales se fija al bloque de madera y de esta manera no permitir la movilidad de la
tarjeta de prueba.
R 1OX2
Í
Figura 3-7 PCB de la tarjeta de prueba
62
El PCB de la tarjeta de prueba se indica en la figura 3.7
Al igual que en la figura 3.5 las unidades de longitud son en milésimas de
pulgada, una descripción de los componentes de la tarjeta se muestra en la tabla
3.6
Nomenclatura
R1 -R8
LED
U1
JP1
Descripción
330Ohm,1/4W
Rojo
74244
Header2x10
Tabla 3-6.Tarjeta de prueba: descripción de elementos
La tarjeta de interfaz posee pistas a ambos lados y tiene huecos metalizados,
mientras que la tarjeta de prueba es a un solo lado. Se diseñó la tarjeta de interfaz
a doble lado debido a que debía aprovecharse el espacio de la mejor manera
posible.
El software de prueba desarrollado se lo hizo pensando en la necesidad de poder
calibrar correctamente los valores digitales a programar en el DAC.
3.2 PRUEBAS
Una vez implementado el circuito en la tarjeta PCB, se realizaron las siguientes
pruebas:
• Barrido de canales con los diferentes voltajes de referencia
• Estabilidad de la sintonía
• Pruebas en campo
63
3.2.1 BARRIDO DE CANALES
Como se vio anteriormente, por medio del voltaje de referencia VR1, se puede
variar el barrido de la señal de varicap, los valores del DAC que se obtuvieron
para los diferentes canales de acuerdo a los voltajes de referencia empleados se
muestran en la tabla 3.7
Canal
2
4
5
8
10
13
VR1 = 5 V
27H
4BH
63H
-
-
-
VR1 =12V
10H
1EH
29H
84H
8CH
9AH
VR1 = 33 V
06H
OBH
OFH
30H
33H
38H
Tabla 3-7. Voltajes del DAC para diferentes polarizaciones
La sensibilidad del varicap va a depender del voltaje de referencia, así tenemos
que a menor voltaje, mayor sensibilidad
Voltaje de
Referencia VR1 [V]
5
12
33
Sensibilidad
VR1/256 [mV]
19.53
46.88
128.91
Tabla 3-8. Sensibilidad del Interfaz
Al trabajar con el voltaje de polarización de 5 V, se tiene que los pasos son más
pequeños y por lo tanto se tiene mayor precisión para ajustar el voltaje, no así con
los voltajes de 12 V y 33 V, en donde los pasos son 2.4 y 6.6 veces mayores.
La desventaja que se tiene es que al fijar en 5V el límite de voltaje del varicap, no
se pueden sintonizar todos los canales, con este valor de voltaje se puede
alcanzar máximo hasta el canal 5.
Cabe mencionar que durante el proceso de pruebas se determinó cuales eran los
datos que se debían grabar en el programa. Esto se logró a través del barrido de
64
canales probando con los diferentes voltajes de polarización del amplificador
operacional.
3.2.2 ESTABILIDAD DE LA SINTONÍA
El objetivo de esta prueba es comprobar que las condiciones del circuito se
mantenían en el tiempo. Para verificar la estabilidad de la sintonía se procedió a
ejecutar las acciones descritas en la tabla
Canal
2
3
4
5
8
10
13
Fecha
11-sept-2001
12-sept-2001
13-sept-2001
14-sept-2001
17-sept-2001
18-sept-2001
19-sept-2001
Hora
10hOO
09h10
10h40
08h30
08h50
09h10
11hOO
Acción
Encendido TV
Cambio de canal
Cambio de canal
Cambio de canal
Cambio de canal
Cambio de canal
Cambio de canal
Sintonía TV
Canal 2
Sin señal
Canal 4
Canal 5
Canal 8
Canal 10
Canal 13
Tabla 3-9. Estabilidad de la sintonía
Se puede apreciar que el interfaz estuvo en prueba continua durante nueve días,
si consideramos que de datos obtenidos sobre la audiencia de televisión en el
Ecuador se encontró que el máximo periodo que ha pasado en forma
ininterrumpida un televisor encendido25 es de 72 horas, por lo que el hecho de
pasar nueve días en pruebas se considera suficiente para los hábitos televisivos
de Ecuador
3.2.3 PRUEBAS EN CAMPO
Una vez probado el interfaz en laboratorio se realizaron las pruebas en Campo26.
Para esto se escogieron tres sectores en donde los técnicos de campo
consideraran difícil la sintonía de televisión: La Bota, La Vicentina Baja y Los Dos
25 El promedio de encendido de un televisor en Ecuador es de 8 horas26 Se denomina Campo a los hogares donde se encuentran instalados los Eurometers para lamedición de audiencia
65
Puentes. Se escogió el sector más crítico de cada área de la ciudad de Quito:
Norte, Centro y Sur.
En estos sitios para que la sintonía del Eurometer sea similar a ia original del
televisor del hogar, hay que instalar una antena logarítmica de VHF. Cuando se
hicieron las pruebas con el sintonizador AMSAT, fue suficiente la antena conejo
del televisor, para que la sintonía fuese de similar calidad.
Este es un punto importante ya que el AMSAT cumple uno de los objetivos del
proyecto, el cual es disminuir costos (el de Ea compra de antena logarítmicas se
suma al menor valor del sintonizador AMSAT).
66
CAPITULO IV
ANÁLISIS ECONÓMICO
67
4. ANÁLISIS ECONÓMICO
Ei objetivo de este capitulo es el determinar el costo de desarrollo y de venta del
sintonizador y analizar la viabilidad económica del proyecto.
4.1 COSTOS DE DESARROLLO
Se entiende por Costo de Desarrollo el costo asociado al proceso de ingeniería
que se necesitó para elaborar los prototipos. Este rubro se va a dividir en:
• Diseño e Ingeniería
• Materiales y Equipos
• Costos Operativos.
DISEÑO E INGENIERÍA
Para el desarrollo del proyecto se considera emplear a un ingeniero a tiempo
completo, el cual es contratado por la empresa IBOPE TIME ECUADOR, para
realizar proyectos con un sueldo de USD$ 600,00. El tiempo requerido para el
proyecto es de 15 semanas, aproximadamente 4 meses (ver Figura 4.1), esto
significa un desembolso de $ 2.400,00.
Las responsabilidades del ingeniero de proyectos son el diseño, implementación,
puesta a punto y construcción de un prototipo, el cual deberá ser aprobado por el
departamento técnico. El ingeniero de proyectos reportará directamente a la
gerencia semanalmente el avance de los trabajos, el cual se deberá ajustar de no
cumplir con el cronograma establecido.
68
CRQNQGRAMA DEL PROYECTO
Seminas
Medición de lis scñilr; de unios del sintonizador del meter
Medición de 'tas seríalos de datos del sintonizador comercial
Desarrollo de un programa que permita delectar el canal queel meter sintoniza
Prueba* del programa y punta a punto del programa
Desarrollo de un programa que permita cambiar de canal en elsintonizador comercial, diseño del hardware
Prueba? del programa y puesta a punto del software yhardware
Acoplamiento de los circuitos diseñados y de los programa*desairo) ladro
Prueba del sistema completo y puesta a punto
Diseño del esquemático y del circuito impresa
Construcción del circuito impreso
Ensamblaje y prueba* del circuito impreso y programa
Puesta a punto del circuito impreso y del programa
Construcción del circuito impreso defintivo
Desarrollo del informe
Presentación del informe y resultados
1
—
2
•MI
3
••»
4
•i™
5
—
6
—
7
—
8
—
9
•••
10
^H
11 12
—
13
—
14
mmm
15
MI
Figura 4-1. Cronograma del proyecto
MATERIALES Y EQUIPOS
Durante el desarrollo del prototipo se emplearon los siguientes materiales:
ÍTEM
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
CANTIDAD
4
3
3
3
3
10
10
3
50
20
DESCRIPCIÓN
PIC16F84
DAC 0808
OSCILADORES
Convertidor de Voltaje TC 7662
Amplificador Operacional LM
Cristales varios
Reguladores varios
Cable Converter AMSAT
Resistencias varias
Capacitores varios
PRECIO UNIT
$10,00
$ 12,00
$ 8,00
$ 7,00
$ 1,00
$ 3,00
$ 1,00
$ 50,00
$ 0,10
$ 0,10
TOTAL
TOTAL
$ 40,00
$ 36,00
$ 24,00
$ 21,00
$ 3,00
$ 9,00
$ 10,00
$150,00
$ 5,00
$ 2,00
$ 300,00
Tabla 4-1. Costos de desarrollo: materiales
Para determinar el costo asociado al uso de los equipos se va a determinar e!
costo de los equipos empleados durante el proceso de desarrollo y luego su
posterior venta una vez finalizado el proyecto. Los costos de los equipos
empleados se muestran a continuación:
69
ÍTEM
1
2
3
4
5
6
DESCRIPCIÓN
Osciloscopio
Estación de Soldar
Herramientas
Televisor
Multimetro
Computadora
TOTAL
VALOR
$ 3.000,00
$ 1.500,00
$ 700,00
$ 400,00
$ 600,00
$ 1.300,00
$ 7.500,00
Tabla 4-2. Costos de desarrollo: compra de equipos
Si consideramos un precio de venta de estos equipos al finalizar el proyecto como
se indica en la tabla 4.3, tenemos:
ÍTEM
1
2
3
4
5
6
DESCRIPCIÓN
Osciloscopio
Estación de Soldar
Herramientas
Televisor
Multimetro
Computadora
TOTAL
VALOR
$ 2.200,00
$1.100,00
$ 500,00
$ 350,00
$ 500,00
$ 900,00
$ 5.550,00
Tabla 4-3. Costos de desarrollo: venta de equipos
Adicionalmente hay que considerar los costos de diagramación del circuito
esquemático, elaboración y diseño del circuito PCB, lo cual tiene un costo de
$ 300,00.
Sumando estos valores nos resulta un costo total de Materiales y Equipos, el cual
se muestra en la tabla 4.3
ÍTEM
1
2
3
DESCRIPCIÓN
Materiales
Equipos
Esquemático y PCB
TOTAL
VALOR
$ 300,00
$ 7.500,00
$ 300,00
$ 8,100,00
Tabla 4-4. Costos de desarrollo: equipos y materiales
70
COSTOS OPERATIVOS
Por costos operativos se entienden todos los costos adicionales que se tienen
para que la operación de medición de ratings funcione. Aquí se incluye, luz, agua,
teléfono, arriendo, sueldo, viáticos y beneficios del área administrativa y de
ventas.
El costo de Operación promedio de la empresa IBOPE TIME ECUADOR, para los
seis primeros meses del año 2001 es de $ 40.000,00, esto incluye a la ciudad de
Guayaquil. Para obtener un costo operativo cercano a la realidad tenemos que
tomar un porcentaje de este costo, considerando que la actividad principal de la
empresa es el procesamiento de ratings, luego de llegar a un acuerdo con la
gerencia, podemos considerar que un 15% de sus esfuerzos se dedican al
desarrollo de proyectos, esto implica que se puede considerar $ 6.000,00 como
gastos de operación mensuales dedicados al desarrollo de proyectos
COSTOS DE DESARROLLO TOTALES
Tomando en cuenta todos los costos detallados anteriormente, se tiene el rubro
correspondiente a Costos de Desarrollo:
ÍTEM
1
2
3
DESCRIPCIÓN
Diseño e Ingeniería
Equipos
Costos Operativos
TOTAL
VALOR
$ 2.400,00
$ 8.100,00
$ 6.000,00
$ 16.500,00
Tabla 4-5. Costos de desarrollo totales
4.2 COSTOS DE PRODUCCIÓN
Los costos de producción tienen que ver con la producción en línea de los
interfaces y el sintonizador. Por este motivo los costos de los elementos son
71
menores a los de desarrollo, ya que se compran en mayor cantidad. La mayoría
de los elementos se cotizaron a través de internet en la dirección www.digikev.com
MATERIAL UTILIZADO
Para fijar adecuadamente los costos de producción, debemos determinar la
demanda y el flujo de esta. De una investigación sobre los mercados potenciales
del proyecto se obtuvieron los datos mostrados en la tabla 4.6
PAÍS
Ecuador
Panamá
Costa Rica
Guatemala
Paraguay
Uruguay
TOTAL
Requerimiento [uni.]
Añot
200
150
150
100
100
100
800
Año 2 - 3
60
40
30
30
30
30
220
Tabla 4-6. Requerimientos del mercado
Para la cotización de los elementos se consideró un sobrestock del 2.5%, esto es
en previsión de los elemento que se puedan dañar durante el proceso de
producción y el resto nos sirve para asegurarnos un stock de repuestos. Las
cantidades y los precios se pueden ver en la tabla 4.7
PIC16F84
DAC 0808
Cristal 3,57 MHz
Regulador 7809
Conversón de Voltaje 7662
Condesadores Varios
Resistencias Varias
Oscilador 12 MHz
Jumpers
Zócalos
Operacional LM741
Sintonizador
TOTAL
Cantidad
1271
1271
1271
1271
1271
10168
10168
1271
5084
2542
1271
1271
Precio Unit
$5,17
$1,15
$0,52
$0,93
$1,75
$0,03
$0,02
$1,87
$0,72
$0,23
$0,23
$50,00
Precio Tot
$6.571,07
$1.461,65
$660,92
$1.182,03
$2.224,25
$305,04
$152,52
$2.376,77
$3.660,48
$584,66
$292,33
$63.550,00
$83.021,72
Tabla 4-7. Costos de producción: materiales
72
TRANSPORTE E IMPORTACIÓN DE MATERIAL
Dentro del costo de producción hay que considerar el valor que significa traer los
materiales desde Miami. Para esto necesitamos conocer el peso y volumen de los
componentes utilizados, esto podemos ver en la tabla 4.8
PIC 16F84
DAC 0808
Cristal 3,57 MHz
Regulador 7809
Conversor de Voltaje 7662
Condesadores Varios
Resistencias Varias
Oscilador 12 MHz
Jumpers
Zócalos
Operacional LM741
Sintonizador
TOTAL
Cantidad
1271
1271
1271
1271
1271
10168
10168
1271
5084
2542
1271
1271
Peso Unitario[kg]
0,010
0,010
0,008
0,005
0,010
0,005
0,005
0,015
0,005
0,010
0,010
1,800
Peso Total[kg]
12,710
12,710
10,168
6,355
12,710
50,840
50,840
19,065
25,420
25,420
12,710
2287,800
2526,748
Unid/Paq
20
20
300
25
50
500
500
20
1000
20
50
1
Vol paq[m3]
0,0001125
0,0001125
0,0003
0,000225
0,0001125
0,0003
0,0003
0,0162
0,0003
0,0001125
0,0001125
0,00299
Vol Tot[m3]
0,007149375
0,007149375
0,001271
0,011439
0,00285975
0,0061008
0,0061008
1,02951
0,0015252
0,01429875
0,00285975
3,80029
4,8905538
Tabla 4-8. Costos de producción: volumen y peso de materiales
En la columna de Vol paq, se refiere al volumen del paquete en donde vienen los
circuitos integrados y Unid/Paq es la cantidad de partes que viene en cada
paquete.
Para el transporte de los materiales desde Miami existen dos opciones, el aéreo y
el marítimo. Los tiempos de entrega correspondientes son de dos y 7 días
laborables, respectivamente. Los costos asociados al transporte marítimo y aéreo
se indica en la tabla 4.9
Flete Aéreo + 500 Kgs
Combustible
Handling Aerolínea
Seguridad a bordo
Documentación HB/L
Total
Aéreo + 500 KgsPrecio Unit
$0,75
$0,15
$0,10
$0,20
$35,00
Kgs
2526,748
2526,748
2526,748
2526,748
Precio Total
$1.895,06
$379,01
$252,67
$505,35
$35,00
$3.067,10
Marítimo
Precio Unit
$80,00
$50,00
Vol [m3]
4,8905538
Precio Total
$391,24
$50,00
$441,24
Tabla 4-9. Costos de producción: transporte de material
73
Como se puede apreciar claramente de la tabla 4.9, la mejor opción de transporte
es el marítimo, ya que para el tiempo de despacho no es un factor crítico en el
proceso. Existen otros costos involucrados en el transporte, estos se detallan en
la tabla 4.10 en donde se presentan todos los costos que tienen que ver con la
importación de las partes.
Descripción
Flete
Desconsolidación
Despacho Aduana
Aforo
Pickup
Impuestos 15%
Total
Valor
$358,22
$25,00
$60,00
$200,00
$60,00
$12.453,26
$13.156,47
Tabla 4-10. Costos de producción: importación de material
En la tabla 4.10 podemos ver los costos totales de transporte e importación de las
partes necesarias para la producción, los aranceles que se aplicaron
corresponden a la de partes electrónicas que son del 15%.
IMPLEMENTACION
Para la implementación se han estimado los siguientes tiempos, en base a
pruebas que se han realizado en laboratorio.
DESCRIPCIÓN
Ensamblare! Interfaz
Grabar el Programa
Probare! Interfaz
TOTAL
TIEMPO ESTIMADO [MIN]
15
5
5
25
Tabla 4-11. Costos de producción: tiempos de producción
Para un periodo de trabajo de 8 horas nos supone que en un día, una persona es
capaz de ensamblar programar y probar 19 tarjetas. Si suponemos que se
contrata a una persona para que elabore las tarjetas durante dos meses
trabajando de lunes a viernes tiempo completo y los sábados media jornada se
tendrían en las 8 semanas 836 tarjetas.
74
Para este trabajo se buscaría una persona con conocimientos de electrónica, se
sugiere un bachiller técnico con experiencia, ai cual se le pueda pagar un salario
de $ 250,00 mensual por la implementación, programación y prueba de las 800
tarjetas en las 8 semanas. Esto nos significa un gasto de $ 500,00 en mano de
obra por la elaboración de las tarjetas en el primer año.
Para los años 2 al 3, se tienen que producir en total 440 interfaces, se podría
pensar en pagar $ 300,00 por la implemeníacíón, programación y prueba de las
440 tarjetas, lo cual se podría hacer en el segundo año.
En total vamos a invertir $ 800,00 en mano de obra por la implementación de las
1220 tarjetas en los 3 años.
pee
Se tiene que la tarjeta del interfaz tiene las siguientes dimensiones: 3.3 cm de
ancho por 9.0 cm de Sargo, esto nos da un superficie de 29.7 cm2. Si
consideramos que el cm2 de elaboración del PCB cuesta $ 0.20 y que queremos
elaborar 1271 tarjetas, tenemos un costo de $ 8089 por la elaboración de PCBs,
El plan de trabajo de producción supone que la persona que realiza la producción
es externa a la empresa y no empleará ningún material o servicio de IBOPE, por
lo que no se toman en cuenta los costos de operación de la empresa.
Teniendo en cuenta estos parámetros tenemos los costos finales de producción:
Descripción
Material
Transporte/Importación
Implementación
Valor
$83.021,72
$13.156,47
$800,00
PCBs $8.089,00
Total $105.067,19
Tabla 4-12. Costos de producción totales
75
Si queremos obtener el costo de producción unitario, dividimos $ 105.067,19
para las 1271 unidades a producir, lo que nos da un valor de $ 82,66, por unidad
producida.
4.3 UTILIDAD
Antes de hacer el análisis de las utilidades debemos encontrar el costo en función
de los interfaces producidos. La ecuación del costo podemos expresar como:
Ecuación 4-1
En donde:
C, es el costo total de producir los interfaces
CF, es el costo fijo de producción. Este es el costo de desarrollo, $ 16.800,00
Cv, es el costo variable de producción, es el costo de producir una unidad, $
82.66
Esto lo podemos ver mejor gráficamente en la figura 4.2
82 60000
Coito d* Producción
400 600
Codo
Figura 4-2. Costos de producción
76
UTILIDAD
Se tiene que considerar que el costo actual de un sintonizador del Eurometer es
de aproximadamente $ 150,00 (diciembre del 2000), sin tomar en cuenta el
transporte desde Finlandia hasta Guayaquil, el cual tiene un costo de $300,00 y
tarda cerca de dos meses, ya que los repuestos vienen por barco. En vista de
estas circunstancias, y una considerando una ganancia razonable, vamos a fijar
una utilidad del 30%; esto nos daría un precio de venta de $ 107,46 por unidad; si
establecemos un costo de $ 110,00 vamos a tener una utilidad del 33,07%.
Graficando el precio en función del número de unidades producidas tenemos el
gráfico 4.3
Precio de Venta
400 600 800
Unidad*»
1000 1200
Figura 4-3. Precio de venta
Ai unir las dos gráficas tenemos:
77
Costo vs Precio
Figura 4-4. Costos vs Precio
Como se puede apreciar a partir de Sas 606 unidades se alcanza el punto de
equilibrio, es decir que las unidades producidas a partir de esta cantidad se
convierten en ganancia.
4.4 PLAN DE COMERCIALIZACIÓN
Para realizar un análisis de comercialización debemos tomar en cuenta la
inversión que se tiene que hacer y el tiempo en que se recupera. Debido a esto se
prefiere realizar la producción de acuerdo a la tabla 4.13
Cuatrimestre
1
2
3
4
5
UnidadesProducidas
205
307
308
225
226
UnidadesAcumuladas
205
512
820
1045
1271
Tabla 4-13. Plan de producción
Como se puede apreciar en la tabla 4.13 a partir del tercer cuatrimestre las ventas
se convierten en ganancia, esto nos genera una utilidad de $ 73.150,00
78
4.5 ANÁLISIS DE TASA INTERNA DE RETORNO
Para determinar si el proyecto es rentable económicamente vamos a utilizar el
análisis de la Tasa Interna de Retorno (TIR).
"Generalmente conocido por su acrónimo TIR, es el tipo de descuento que hace
que el VAN (valor actual o presente neto) sea igual a cero, es decir, el tipo de
descuento que iguala el valor actual de los flujos de entrada (positivos) con el flujo
de salida inicial y otros flujos negativos actualizados de un proyecto de inversión.
En el análisis de inversiones, para que un proyecto se considere rentable, su TIR
debe ser superior al coste del capital empleado.
El Valor Actual Neto es un criterio financiero para el análisis de proyectos de
inversión que consiste en determinar el valor actual de los flujos de caja que se
esperan en el transcurso de la inversión, tanto de los flujos positivos como de las
salidas de capital (incluida la inversión inicial), donde éstas se representan con
signo negativo, mediante su descuento a una tasa o coste de capital adecuado al
valor temporal del dinero y al riesgo de la inversión. Según este criterio, se
recomienda realizar aquellas inversiones cuyo valor actual neto sea positivo.
El Valor Actual o Valor presente, es calculado mediante la aplicación de una tasa
de descuento, de uno o varios flujos de tesorería que se espera recibir en el
futuro; es decir, es la cantidad de dinero que sería necesaria invertir hoy para que,
a un tipo de interés dado, se obtuvieran los flujos de caja previstos. >£27
El flujo de Ingreso/Egresos en los cuatrimestres se muestra en la tabla 4.14
En la primera fila están indicados los periodos de análisis, en nuestro caso,
cuatrimestres. Todos los ingresos y egresos señalados están referidos al periodo
de análisis.
La utilidad operativa es la utilidad que existe sin contar los impuestos que deben
devengarse sobre las utilidades, los cuales son los siguientes:
79
• 25% de impuesto a la renta sobre las utilidades
• 15% del sobrante de repartición de utilidades
Esto nos da un total del 36.25% de impuestos que se gravan sobre las utilidades.
Cuatrimestres
Estudios
Operación
Equipos y Materiales
Ingresos por Ventas
Venta de Equipos
Material
Transporte/Importación
Implementación
PCBs
Utilidad Operativa
Impuestos (36.25%)
Utilidad Neta
0
$2.400,00
$6.000,00
$8.100,00
416.500,00
1
$22.550,00
$13.390,60
$2.466,69
$150,00
$1.217,70
$5.325,01
$1.930,31
$3.394,69
2
$33.770,00
$20.053,24
$3.497,49
$150,00
$1.823,58
$8.245,69
$2.989,06
$5.256,63
3
$33.880,00
$20.118,56
$3.507,59
$150,00
$1.829,52
$8.274,33
$2.999,44
$5.274,88
4
$24.750,00
$14.697,00
$2.668,81
$150,00
$1.336,50
$5.897,69
$2.137,91
$3.759,78
5
$24.860,00
$7.500,00
$14.762,32
$2.678,92
$200,00
$1.342,44
$13.376,32
$4.848,92
$8.527,41
Tabla 4-14. Análisis TIR
Con estos datos de flujo de caja se obtiene una tasa interna de retorno del 31%,
este calculo se realizó con la función MR de Microsoft Excel®.
Con esta tasa interna de retorno podemos decir que el proyecto es rentable en el
periodo de tiempo de producción.
27 http://www.gestiopolis.com/recursos/experto/catsexp/pagans/fin/17/tir.htm
80
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
CONCLUSIONES
• Si bien el objetivo de la tesis de desarrollar un interfaz que permita acoplar un
sintonizador comercial de menor costo y mejor calidad, se cumplió, hay que
tomar en cuenta que técnicamente, la opción planteada no es la más óptima,
no obstante el trabajo desarrollado sirve como para base de nuevas
investigaciones en el área, de forma de encontrar un modelo que puede
acoplarse de mejor forma al Eurometer
• De los métodos que existen actualmente para la estimación de ratings, la
medición electrónica de audiencias en el más confiable, debido a que no mide
respuestas subjetivas, sino eventos que son registrados por un equipo
electrónico
• La arquitectura desarrollada para el Eurometer es bastante flexible, ya que
puede manejar display, sintonizador, modem, comunicaciones por radio
frecuencia, comunicación serial, dispositivos externos (FAD, Switch) y tiene la
posibilidad de comunicarse por PLC (Power Line Comminication,
comunicación de datos a través de la red eléctrica)
• El principio de! superheterodinaje, empleado en radio y televisión, permite
disminuir costos y asegurar confiabilidad, ya que al trasladar la frecuencia que
se desea sintonizar a una única frecuencia intermedia, se puede procesar esta
señal de mejor manera sin tener que preocuparse de diseñar filtros para cada
frecuencia que se desea sintonizar.
• De los dos tipos de buses que existen actualmente para controlar un
sintonizador por medio de señales digitales (I2C y 3-Wire), el bus I2C es el
más flexible pues permite controlar varios tipos de dispositivos e inclusive
hasta 3 dispositivos del mismo tipo.
81
Una ventaja significativa del bus I2C es que varios dispositivos pueden estar
conectados directamente al bus, como cada dispositivo tiene su propia
identificación, solo el dispositivo direccionado es el que se comunica al bus,
mientras que los otros se mantienen en reposo.
La transmisión de televisión emplea la modulación por banda vestigial lateral
como una forma de ahorrar ancho de banda sin perjudicar la calidad de la
señal
El sintonizador del Eurometer realmente es un sintonizador PAL adaptado
para que funcione en formato NTSC, esto se consigue mezclando su
frecuencia intermedia de 38.9 MHz con uns oscilador a 100.15 MHz o a 94.15
MHz (dependiendo si quieren salir por canal 3 o 2 respectivamente). Este es
quizás una de las pocas fallas que tiene el Eurometer, ya que por esta forma
de trasladar la señal de frecuencia intermedia a frecuencia de canal 2 o 3, se
necesita de osciladores de alta frecuencia, una forma más adecuada hubiera
sido demoduiar la señal de frecuencia intermedia y luego modularla en canal 3
o 4, como hacen los sintonizadores de los VCRs
El hecho de que el sintonizador del Eurometer no posea un control de AFT,
limita mucho su capacidad, pues no permite seguir a la portadora en caso de
que exista una desviación de ésta. Si bien este caso no es muy frecuente, si
se da en lugares la señal no llega directamente, sino a través de rebotes en
una montaña y como producto de esto la frecuencia de la portadora varía
ligeramente. Existen casos de este tipo tanto en la ciudad de Quito como en
Guayaquil.
Un sintonizador digital se compone básicamente de un sintetizador de
frecuencia, encargado de procesar el bus de datos, generar el voltaje de
Varicap y las señales de control de bandas, y un circuito VCO junto con un
PLL que realizan la extracción de la señal de RF para llevarla a frecuencia
intermedia. Esta frecuencia intermedia se demodula y se entrega las señales
de audio y video en banda base para que sean procesadas.
82
« El microcontrolador PIC es un integrado bastante versátil para trabajar,
favorece considerablemente sus diferentes tipos existentes de acuerdo a las
necesidades, habiendo desde 8 pines hasta configuraciones con conversores
ADC internos y pines que manejan el protocolo de comunicaciones RS-232.
• El sinrtonizador AMSAT, debido a que se trata de un sintonizador de 85
canales en frecuencias de cable, no es el más apropiado para el desarrollo
comercial del interfaz del sintonizador, no obstante la arquitectura desarrollada
es lo suficientemente flexible para poder acoplarse a otro tipo de sintonizador.
• Cuando se realiza el diseño de un circuito hay que tomar en cuenta las
especificaciones técnicas de los elementos utilizados, muchas veces al
emplear un reemplazo, este no cumple con todos los requerimientos del
circuito, hoy en día con la ayuda del internet se puede conseguir fácilmente las
especificaciones de cualquier elemento comercial.
• Debe tenerse mucho cuidado ai momento de realizar el circuito esquemático
con un software de diagramación, un error en las conexiones de las tierras, en
las conexiones o distribución de pines, puede hacer que el circuito PCB no se
realice de manera correcta.
• Cuando se realice un diseño electrónico debe tomarse en cuenta no solo las
consideraciones técnicas, sino las necesidades del usuario final;, puede que
se obtenga una solución técnicamente bien elaborada, pero si esta propuesta
no es comercialmente aceptada el proyecto no tendrá éxito.
• Las pruebas que se realicen a un dispositivo deben siempre efectuarse en las
condiciones normales de trabajo, no deben remitirse exclusivamente al
laboratorio y además deben ser realizadas por las personas que van a utilizar
el dispositivo, de forma que el usuario final aporte con sus opiniones sobre la
funcionabilidad y ventajas del dispositivo
• Por lo general siempre existe el rechazo de las personas al cambio, sea este
bueno o malo, esta es una circunstancia que debe ser manejada con cautela
83
exponiendo las ventajas que va a tener el usuario con e! cambio, de ninguna
forma debe imponerse un cambio, sino convencer al usuario que saldrá
beneficiado con la nueva propuesta.
Todo proyecto debe ser planificado con un cronograma, esto no implica que
los tiempos deben de ser rígidos, se debe dividir en periodo de trabajo en tres
o cuatro partes, de forma de hacer evaluaciones sobre el avance del proyecto,
para tomar medidas correctivas en caso de ser necesario
Siempre en todo proyecto existen personas afectadas positivamente y también
negativamente, hay que lograr determinar cuales son los afectados, sus
intereses y su grado de poder para ver la influencia que puedan tener en el
éxito o fracaso de un proyecto
En el desarrollo de un proyecto existen factores externos que pueden hacer
que el proyecto fracase, muchos de estos factores no los podemos controlar,
pero debemos monitorearlos para tomar medidas de forma de disminuir su
afectación
En un proyecto es necesario realizar análisis comercial, viabilidad técnica,
económico y financiero, para determinar si el proyecto va a tener éxito. Se
debe evaluar el proyecto luego de que se ha concluido, de esta forma
sabremos si se logró con el objetivo propuesto
Los costos de desarrollo son muchas veces los más significativos, por el tipo
de investigación que se pueda hacer, los costos de producción deben
amortizar los costos de desarrollo y producir ganancias
Cuando se requiera importar elementos electrónicos, debe tomarse en cuenta
la relación entre el peso, volumen y precio, esto nos va ayudar a decidir si es
más conveniente la importación por barco o por avión. Solo en casos de que
se trate de elementos de poco peso y precios altos es conveniente la
importación por aire
84
Cuando se quiera calcular la utilidad neta para la producción de un dispositivo,
debe tomarse en cuenta el impuesto a la renta y la repartición de utilidades
que se realizan sobre las ganancias
Para determinar si un proyecto es económicamente rentable, el análisis de la
TIR es una herramienta que nos proporciona el criterio para poder tomar una
decisión.
RECOMENDACIONES
• Debe continuarse el estudio del interfaz para acoplar un sintonizador digital al
Eurometer, esto va a requerir menos elementos, pues ya no se necesitaría del
DAC, y por consiguiente del convertidor de voltaje.
• Estudiar el bus 3-Wire, que es empleado ampliamente por los sintonizadores,
existe información al respecto en http://www.motoroia-sps.cz. Un integrado
bastante popular que emplea este bus es el MC44817
• Si bien el Eurometer posee una arquitectura bastante flexible, debe
considerarse que posee partes que no son comerciales. Se puede investigar
en las áreas que son de mayor importancia como son el modem, display,
control remoto.
• Una opción de desarrollo del Eurometer es le acoplamiento de un módem
comercial, el módem del Eurometer actualmente trabaja a 300 baudios, no es
comercial y se encuentra fuera de producción.
• El display del Eurometer también se encuentra fuera de producción, y los
pocos que hay tienen un precio sobre los USD$100,00, se propone acoplar un
display LCD por medio de un interfaz controlado por un PIC.
• Siempre que se realice un proyecto debe considerarse el análisis comercial,
porque puede que nuestro proyecto no tenga aceptación.
85
Cuando se diseña es recomendable probar los circuitos por etapas y luego
acoplarlos, hay que tomar en cuenta las consideraciones de impedancias de
entrada y salida para este punto
La misma recomendación anterior se aplica para el desarrollo de un programa,
mucho más sino se dispone de herramientas para hacer un seguimiento de la
ejecución de un programa, como es el caso de la programación de
microcontroladores. Hay que desarrollar programas de prueba para saber si se
está ejecutando correctamente, se puede sacar señales por alguno de los
pines del microcontrolador, si el programa ejecuta una acción que queramos,
por ejemplo.
Debido a la escasa cantidad de memoria para datos y programa que posee el
PIC16x84, debe tenerse mucho cuidado con el manejo de memoria y el
algoritmo del programa, en lo posible deben de reutilizarse las variables que
no son necesarias a lo largo del programa, como es el caso de
almacenamiento temporal de información, y también deben de crearse
subrutinas para los procesos repetitivos.
Es útil crear programas de diagnostico del hardware que puedan ser
empleados por los técnicos encargados de revisar los equipos.
Al momento de diseñar un equipo se debe pensar en el usuario final, es más
debe consultarse con él, que es lo que espera del desarrollo, y hay que tomar
en cuenta estas necesidades y aspiraciones.
86
BIBLIOGRAFÍA
« Electrónica de circuitos, Robert Boylestad - Louis Nasheisky. Printice-Hall
• Ibope Time Ecuador, Muestra Operativa 2001 y Actualización de Universos
• Curso Central de Introducción al BID, CITE octubre 2001
• www.howstuflworks.com/tv.htm
• www.freebsd.org/nsouch/iicbus.htmi
• http://www.funtel.orq/3 DOCUMENTOS DISPONIBLES/3 doc disp contenido/3al Glosarios/Sal glosarios contenido/Salí glosario%20de%20terminos/3al1 glosario palabras/
• www.semiconductors.philips.com/
• www.mitsumi.com
• www.Monoqrafias.com/Sistema de televisión por cable.htm
• www.digikev.com
• http://ibope.com.co/peoplemeter.htm
87
ANEXOS
88
TABLA DE FRECUENCIAS DE TELEVISIÓN
MITSUMI
Product Information 2TV/VCR Tuners
| TV Frequency Table
1 JAPAN Channel Frequency Assignments
Ch.
No.
1
2
3
4
5
6
7
8
910
1112
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
Center Freq,
93
99
105
173
179
185
191
195
201
207
213
219
473
479
485
491
497
503
509
515
521
527
533
539
545
551
557
563
569
575
581
Freq. Range
90-96
96-102
102-108
170-176
176-182
182-188
188-194
192-198
198-204
204-210
210-216
216-222
470-476
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! CHILE Ch. IMOROCCOCh.
Ch.No.IPin
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M10(E2)
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Notes : fp - Picture frequencyfs - Sound frequencyfose ••- Local oscillator frequency
Unit: MHz
MITSUMI
Product Information 2
I ANGOLA Ch. I FRENCH Overseas Territories Ch.CruNo.
IPir1
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IFK4
K5K6K7K8K9
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259.25Notes :fp _ Pícture frequency
fs _ Sound frequencyfose.-- Local oscillator frequency
Unit: MHz
MITSUMI
| Color TV Systems
Country
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IsraelIraqIslamíc Republic of IránladiaIndonesiaOmánQatarRepublic of KoreaDemocratic CambodiaDemocratic People'sRepublic of Korea
Cyprus
KuwaitSaudi ArabiaSyrian Arab RepublicSingaporeSri LankaThailandChinaTurkeyNepalPakistánBahrainBangladeshMyanmarPhilippínesBhutan
Viet-Nam
MalaysiaPeople's DemocraticRepublic of YemenMoldivesMongoliaJordánLaos People'sDemocratic RepubücLebanonBruneiHong KongMacauTaiwanJapan
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B
BBB
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B
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GG
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G
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M
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I
—
M
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PALPALPALPAL
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PAL
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—
C.C.I.R
C.C.I.R
C.C.Í.R.*OIRT*C.C.I.R
—
C.C.I.R.C.C.I.R
UK—US
JAPAN
Country
OceaniaAustraliaKiribati
Solomon IslandsTu val uTongaNauruWestern SamoaNew ZealandVanuatuPapua New GuineaFijiGuam
New CaledoniaHawaiiFrenen PolynesiaAmerican SamoaMicronesia
ÁfricaAlgeriaAngolaUgandaEgypuEthiopiaUpperVoltaGhanaCape VerdeGabon
United Repubtic ofCameroonCambiaGuineaGuine-BissauKenyaIvory CoastComorasCongoZaireSao Tome and PrincipeZambiaSierra León eDjiboutiZimbabwoSudanSwazílandEquatoríaJ GuineaSeychelles
Systems
VHF
B—————(M)B———M
KiMKiMM
B0)BBBKiB_
Ki
—
(Ki)——BKi
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—B
BKiBBGB__
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G
—
————
—
——
(G)
—
—
——
—
—
—
Color
PAL—
————
(NTSC)PAL———
NTSCSECAMNTSC
NTSCNTSC
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PAL
—SECAM
—
——
PALSECAM
—SECAMSECAM
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SECAMPALPALPALPAL
—
Channel
Australia
—————
CUS)NZ—
—__
US
F.O.T.US
F.O.T.USUS
C.C.I.RANGOLAC.C.I.R.C.C.I.RC.C.I.RO.I.RT.C.C.I.R
—F.O.T.
—
(F.O.T.)—
—C.C.I.R
I.C—
F.O.T.*F.O.T.
—C.C.I.RC.C.I.R.F.O.T.
C.C.I.RC.C.I.R
??
—
MITSUMIProduct Information 2
Country
SenegalSomaliaUnited Republic ofTanzaniaChadCentral AfricanRepublicTunisiaTogoNigeriaNigerBurundiBeninBotswanaMadagascarMarawíMariRepubiic ofSouth ÁfricaMozambiqueMauntíusMauritaniaMoroccoLibyan ArabJamahiriyaLiberiaRwandaLesotho
EuropeIceland
Ireland
AlbaniaAndorraUnited KingdomItalyAustriaNetheríandsGreeceSan MarinoSwitzeriandSwedenSpalnC.I.S.CzechoSlovakiaDenmark
Systems
VHF
Ki
—BI
—
B
BKiB
Ki
—Ki
—Ki
—
—
I
BBBB
B
B
—
BA
I
B
ABBB
BBBB
BDDDB
UHF
_
I
—
—
—
—
—
I
—
—
I
I
GGGGGGGGKKKG
Color_
—
PAL
—
SECAMSECAM
PAL
SECAM
—SECAM
—SECAM_
—
PAL
PALSECAMSECAMSECAM
SECAM
PAL
—
—
PAL
PAL
PAL
PAL
PALPALPAL
SECAMPALPALPALPAL
SECAMSECAMSECAM
PAL
Channe
F.O.T.
—
C.C.I.R.
—
?
C.C.I.R.*F.O.T.*
C.C.I.R*F.O.T. *_
F.O.T. *
—F.O.T. *
—
—
S.A
?
C.C.I.R.?
MO
C.C.I.R
C.C.I.R.
——
C.C.I.R.
IR
IT*
UKIT
C.C.I.R.C.C.I.R.C.C.I.R.
ITC.C.I.R.C.C.I.R.C.C.I.R.OIRTOIRTOIRT
C.C.I.R
Country
Federal Republic ofGermanyNorwayVatican City StateHungaryFínland
Franca
BulgariaBelgiumPolandPortugalMalta
Princípality of Monaco
YugoslaviaLiechtensteinGrand Duchy ofLuxemburgRomanía
South, North AmericasUnited States ofAmericaArgentinaUruguayEcuadorEl SalvadorGuyanaCanadáCubaGuatemalaGrenadaCosta RicaColombiaJamaicaSurinamSt. VincentSaint LuciaChileDomínican RepublicCommonwealth ofDominicaTrinidad and TobagoNicaraguaHaitíPanamáBahamas
Systems
VHF
B
B
—DB
E
L
DBD
BBG
B—C
D
M
NNM
MKlMMM
—MMMM
—M
MM
—
MMMMM
UHF
G
G—KG
LKHKG
LGG—L
GD
M
M
—
—
—
Color
PAL
PAL—
SECAMPAL
SECAM
SECAMPAL
SECAMPALPAL
SECAMPALPAL—
SECAMPAL
NTSC
PALPAL
NTSCNTSC
SECAMNTSCNTSCNTSC_
NTSCNTSCNTSCNTSC
—NTSCNTSCNTSC
—
NTSCNTSCNTSCNTSCNTSC
Channel
C.C.LR
C.C.I.R.—
OIRTC.C.I.R
F
OIRTC.C.I.R
OIRTC.C.I.R*C.C.I.R*
C.C.I.R
C.C.I.R.—
C.C.I.R*
OIRT
US
USUS*US
US*F.O.T.
USUS*US—US
US*USUS_
US*USUS
—USUS
US*US
US*
MITSUMI
Country
ParaguayBarbados
BrazilVenezuela
PerúSoliviaHondurasMéxico
OthersGreenland
BermudaPuerto RicoSt, Fierre et
MiquelonAntiguaGuadalupeMartiniqueNether LandsAntillas
St. Kits
Turks & Caicos Is.
Virgin Is. (American)
Virgin Is. (British)Guiaría (French)
Azores Is.
Gibraltar
Canarias Is,Madeira Is.Reunión
Diego García
Johnstone Is. (American)Midway Is. (American)
Tahiti Is.
• -: '
Systems
VHFN
M
M
M
M
N
M
M
M
M
M
K
M
Ki
Ki
M
M
M
M
M
Ki
B
B
B
ti
M
M
M
ti
T1X
C
M
M
M
Color
?
NTSC
PAL
NTSC
NTSC
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NTSC
NTSC
NTSC
NTSC
NTSC
SECAM
NTSC
SECAM
SECAM
NTSC
NTSC
NTSC
NTSC
US
PAL
SECAM
NTSC
NTSC
NTSC
Channel
US*
US
US
US
US
US
US
US
US
US
US
F.O.T.
US
F.O.T.
F.O.T.
US
US
US
US
US
F.O.T.
C.C.I.R
C.C.I.R
C.C.I.R
C.C.I.R
F.O.T.
US
US
US
F.O.T.
Note : Abbreviations used in the Channel section as shown in thefollowing table.
F.O.T.
i.aIR
¡T
MONZSAUK
French Overseas territories channelIvory Coast channelIreland channelItaly channel
Morroco channelNew Zealand channelSouth África channelBritaín channel
Estimated.There is no broadcast station, but one can listen to a broadcast inthe neighboring country.There is no broadcast.Unknown.
M1TSUNM
Product Information 2
| Broadcasting System
Popular Ñame of Broadcasting System
Standard Broadcasting System
Audio Modulation System
fs-fp Band Width
Channel Band Width
Number of Scanníng Lines
UKch(atVHF)
A
A3
-3.5MHz
S.OMHz
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CCIR ch (1)
B
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G.H
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Luxembourg
(at VHF)
C
A3
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625 Poles
OIRTch(1)
D
F3 (±50kHz)
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S.OMHz
625 Poles
OIRTch(2)
KKi
Fa (±50kHz)
+6.5MHz
S.OMHz
625 Poles
Popular Ñame of Broadcasting System
Standard Broadcasting System
Audio Modulation System
fs-fp Band Width
ChanneLBand Width
Number of Scanning Unes
Oíd Franco ch
(at VHF)
E
As
±11.15MHz
H.OMHz
819 Poles
Frarice ch
L
As
+6.5MHz
8.0MHz
625 Poles
USorJAPch
M
F3 (±25kHz)
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6.0MHz
525 Poíes
Argentina ch
N
Fa (±25kHz)
+4.5MHz
6.0MHz
625 Poles
Ireland ch
I
F2 (±50kHz)
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S.OMHz
625 Poles
Oíd Luxembourg
(atVHF)ch
F
As
+5.5MHz
7.0MHz
819 Poles
Note : UK UHF channel included Ireland channel.
103
ANEXO 2
104
CIRCUITO ESQUEMÁTICO DE LA CONEXIÓN DEL
SINTONIZADOR DEL EUROMETER
