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Controlador de balizamiento para turbinas eólicas
Carrera de Especialización en Sistemas EmbebidosPresentación del Trabajo FinalAutor Ing. Agustín Curcio Berardi Jurados Esp. Ing. Edgardo Comas (CITEDEF)
Director Mg. Ing. Eric Pernia (UNQ, FIUBA) Mg. Ing. Ramiro Alonso (FIUBA)
Dr. Ing. Mariano Llamedo Soria (UTN-FRBA, FIUBA)
ID Documento: UCLA-PPT-0002-A
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2 ID Documento: UCLA-PPT-0002-A
Introducción
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3 ID Documento: UCLA-PPT-0002-A
IntroducciónMotivación
• Empresa Radiosistemas S.R.L.
• Controlador RTCH864P.
• Necesidad de modernizarlo.
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4 ID Documento: UCLA-PPT-0002-A
IntroducciónMotivación
• Organismos internacionales (OACI y FAA)
• Organismos nacionales (ANAC).
• Requerimientos especiales.
• Destello de forma sincronizada.
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5 ID Documento: UCLA-PPT-0002-A
IntroducciónMotivación
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6 ID Documento: UCLA-PPT-0002-A
IntroducciónMotivación
Modelo FTS 370d CIP400-X RTCH864P
Fabricante Flash Technology Orga BV Radiosistemas S.R.L.
Alarmas Contacto seco, Modbus Contacto seco, Modbus Contacto seco
Sincronismo GPS GPS GPS
Conectividad WiFi, Ethernet, LTE Ethernet N/A
Interfaz LCD de caracteres LCD de caracteres LCD de caracteres
Monitoreo Servidor web Servidor web N/A
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7 ID Documento: UCLA-PPT-0002-A
IntroducciónObjetivos y alcance
• Diseñar una nueva placa controladora.
• Desarrollar el software.
• Fabricar un prototipo funcional.
• Validar el hardware y software.
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8 ID Documento: UCLA-PPT-0002-A
IntroducciónRequerimientos
Microcontroladory RTOS
Receptor GPS
Alimentación de 3,3 VDC
Interfaces Ethernet y RS-485
Servidor webembebido
Salidas de alarma
Pantallagráfica
Retro compatibilidad
Diseño modular
Teclado mínimo
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9 ID Documento: UCLA-PPT-0002-A
Diseño e implementación
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Diseño e implementaciónDiagrama en bloques del sistema
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Diseño e implementaciónSubsistema de monitoreo y control
• Enciende y apaga la baliza a una frecuencia determinada.
• Monitorea el sistema y genera alarmas de ser necesario.
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Diseño e implementaciónSubsistema de comunicación
• Interactúa con el usuario a través del teclado.
• Presenta información a través de servidor web y pantalla gráfica.
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Diseño e implementaciónSubsistema de sincronismo
• Genera la señal de sincronismo.
• Procesa las tramas NMEA 0183 y señal PPS.
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Diseño e implementaciónRTOS
• Administra las tareas a ejecutar (scheduling).
• Proporciona mecanismos de comunicación entre tareas.
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Diseño e implementaciónArquitectura de hardware
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16 ID Documento: UCLA-PPT-0002-A
Diseño e implementaciónPlaca terminada
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Diseño e implementaciónArquitectura de software
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Diseño e implementaciónTareas del sistema
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19 ID Documento: UCLA-PPT-0002-A
Diseño e implementaciónServidor web
• HTTP 2.0.
• SSI.
• AJAX.
• CGI.
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Diseño e implementaciónServidor web
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Diseño e implementaciónServidor web
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22 ID Documento: UCLA-PPT-0002-A
Ensayos y resultados
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23 ID Documento: UCLA-PPT-0002-A
Ensayos y resultadosPruebas de hardware• Se probaron de forma independiente los módulos de hardware.
• Se identificó un problema durante el reinicio de la PHY.
• Conectar “nRST” del LAN8720A con “RSTOUT” del LPC1769.
• tpurstd = 25 ms
• trstia = 100 μs
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24 ID Documento: UCLA-PPT-0002-A
Ensayos y resultadosPruebas de software
• Se realizaron análisis estáticos utilizando Ceedling.
• Se ejecutaron pruebas de cobertura usando Gcov.
• Se probaron únicamente las tareas críticas del sistema.
Pruebas estáticas
Tarea Pruebas Exitosas Fallidas
vParserTask 2 2 0
vBeaconTask 3 3 0
Análisis de cobertura
Tarea Líneas ejecutadas Saltos ejecutados
vParserTask 7/7 (100%) 5/6 (83,3%)
vBeaconTask 9/9 (100%) 2/2 (100%)
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25 ID Documento: UCLA-PPT-0002-A
Ensayos y resultadosEstabilidad del servidor
60,06% asignado; sin conexión HTTP activa
60,06% asignado; sin conexión HTTP activa
60,06% asignado; con conexión HTTP activa
t = 0
t = 10
t = 20
t = 30
t = 40
t = 50
t = 60
60,06% asignado; con conexión HTTP activa
60,06% asignado; con conexión HTTP activa
60,06% asignado; sin conexión HTTP activa
60,06% asignado; sin conexión HTTP activa
Utilización de heap
Tiem
po [m
inut
os]
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26 ID Documento: UCLA-PPT-0002-A
Ensayos y resultadosPruebas de retro compatibilidad (1/6)
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27 ID Documento: UCLA-PPT-0002-A
Ensayos y resultadosPruebas de retro compatibilidad (2/6)
A
B
PPS SYNCA B
• Se midieron las señales PPS y SYNC.
• TON (A) = 200 milisegundos / TON (B) = 1 segundo.
• Freq (A) = 1 Hz / Freq (B) = 0,5 Hz.
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28 ID Documento: UCLA-PPT-0002-A
Ensayos y resultadosPruebas de retro compatibilidad (3/6)
A
B
A
C
D
PPS (Nuevo) B SYNC (Nuevo) PPS (Actual)C D SYNC (Actual)
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29 ID Documento: UCLA-PPT-0002-A
Ensayos y resultadosPruebas de retro compatibilidad (4/6)
• Aproximadamente 30 ms de diferencia entre B y D.
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30 ID Documento: UCLA-PPT-0002-A
Ensayos y resultadosPruebas de retro compatibilidad (5/6)
• Aproximadamente 50 ms de diferencia entre A y B.
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31 ID Documento: UCLA-PPT-0002-A
Ensayos y resultadosPruebas de retro compatibilidad (6/6)
• Aproximadamente 16 μs de diferencia entre A y B.
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32 ID Documento: UCLA-PPT-0002-A
Conclusiones
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33 ID Documento: UCLA-PPT-0002-A
ConclusionesTrabajo realizado
• Múltiples procesos con un único microcontrolador.
• Prototipo funcional que requiere pocas modificaciones.
• Requerimientos de hardware y software satisfechos.
• Nuevo proceso de desarrollo adaptable a nuevos productos.
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34 ID Documento: UCLA-PPT-0002-A
ConclusionesTrabajo futuro
Hardware
• Solucionar el problema de reset del chip de PHY.
• Incrementar área de cobre debajo de dicho circuito integrado.
• Reacomodar pistas cercanas a agujeros.
Software
• Actualizar la biblioteca FreeRTOS a su última versión.
• Implementar un watchdog.
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¡Muchas gracias!
ID Documento: UCLA-PPT-0002-A