Arquitectura FPGA para la adquisición de datos térmicos

Abstract

La temperatura incide en gran cantidad de fenómenos cotidianos, por lo que existen varios dispositivos que hacen mediciones de dicha variable, aunque no todos son óptimos. Este trabajo presenta una arquitectura FPGA que permite realizar mediciones de temperatura, cuyo costo es 36% menor que el precio comercial de un equipo adquirido por la Universidad del Mar. Esta tesis servirá como base a otros proyectos que realicen el control automático de temperaturas. Por la naturaleza del trabajo, éste puede ser dividido en tres secciones: los componentes electrónicos, la arquitectura FPGA y la aplicación en MATLAB. Los dispositivos electrónicos más importantes son el sensor LM35, que captura las temperaturas y genera voltajes de salida digitales; y el convertidor analógico-digital ADC0808CCN, que toma los voltajes y los convierte a señales entendibles por un equipo digital. La arquitectura FPGA fue modelada en un lenguaje de descripción de hardware denominado VHLD. Mediante la arquitectura se controla el funcionamiento del convertidor analógico-digital, se obtienen los datos de este convertidor y estos últimos son interpretados por la arquitectura, para finalmente ser mostrados en un display de siete segmentos y cuatro caracteres. Esta arquitectura fue implementada y probada en una tarjeta Xilinx Spartan 3. La aplicación en MATLAB permite la interacción con los datos de forma sencilla. Gracias a su interfaz gráfica, es posible capturar los datos generados por el convertidor analógico-digital, usando el puerto paralelo de una computadora personal como medio de comunicación. Asimismo, el usuario puede almacenar la información obtenida en una base de datos, que es gestionada por el manejador de base de datos MySQL. Con este trabajo, se abre el camino dentro de la Universidad del Mar para el desarrollo de proyectos que ocupen las tecnologías reconfigurables para la solución de problemáticas cotidianas. Asimismo, de forma muy general se ha podido demostrar que estos prototipos son económicamente más viables de construir, en lugar de adquirir equipos comerciales que realicen tareas similares.