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DEPARTAMENTO DE TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA ASIGNATURA: INSTRUMENTACIÓN Y ADQUISICIÓN DE DATOS. CÓDIGO: CURSO ACADÉMICO: 2006-2007

Universidad de

Vigo

PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: INSTRUMENTACIÓN Y ADQUISICIÓN DE DATOS CENTRO: ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS INDUSTRIALES TITULACIÓN: INGENIERO EN AUTOMÁTICA Y ELECTRÓNICA

ESPECIALIDAD:

CURSO: 5º

TIPO DE ASIGNATURA:

CRÉDITOS: 3 T + 1,5 L

PROFESORADO: TEORÍA D. Perfecto Mariño Espiñeira (Código: 386). Créditos 3A Tutorías: Martes, Miércoles y Jueves:12-14. Despacho 236 LABORATORIO D. Antonio Murillo Roldán (Código: ). Créditos 1,5 Tutorías: Martes, Miércoles y Jueves:12-14. Despacho COORDINADOR DE LA ASIGNATURA D. Perfecto Mariño Espiñeira

Fdo.:

D. Perfecto Mariño Espiñeira

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Antonio Murillo Roldán

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ASIGNATURA: INSTRUMENTACIÓN Y ADQUISICIÓN DE DATOS. CÓDIGO: CURSO ACADÉMICO: 2006-2007

INTRODUCCIÓN La titulación de Ingeniero en Automática y Electrónica está orientada a la formación de ingenieros con un perfil orientado a la automatización de procesos y a la configuración y desarrollo de los sistemas electrónicos que los soportan. La asignatura de Instrumentación y Adquisición de Datos es una asignatura de carácter finalista, los alumnos que en ella se matriculan tienen unos conocimientos previos en electrónica y automática completos, por tanto, el objetivo principal de esta asignatura debe ser la orientación práctica del alumno hacia los sistema reales pero, al mismo tiempo, profundizando de forma rigurosa en los conceptos técnicos relativos a los sistemas de instrumentación electrónica.

OBJETIVOS Formar al alumno en el diseño y caracterización de sistemas de instrumentación electrónica. Para ello se estudian los diferentes tipos de conexiones serie, tanto de corriente y tensión como paralelo. Se introduce la instrumentación programable y se estudian buses de instrumentación paralelo normalizados. La creciente tendencia a la normalización específica en campos como el de la automoción, presenta nuevos estándares para la interconexión de instrumentos y la extensión de otros hacia las nuevas aplicaciones. La aparición de instrumentación inalámbrica obliga también a introducir conceptos relacionados con las normas IEEE 802.15.X.

CONOCIMIENTOS PREVIOS Las materias de electrónica incluidas en todas las asignaturas de la titulación de Ingeniero Técnico en Electrónica, en especial: Instrumentación Electrónica I, Instrumentación Electrónica II. También se complementan con la asignatura de 4°, Sensores Industriales y la de 5º: Electrónica y Sensores Integrados.

MÉTODO DOCENTE La parte teórica se impartirá como lección magistral. Para su desarrollo se utilizarán los medios materiales existentes en las aulas para proyección de transparencias y exposiciones. La docencia práctica se desarrollará en los laboratorios del Departamento de Tecnología Electrónica situados en la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales EVALUACIÓN La evaluación se llevará a cabo mediante trabajos y exámenes. HORARIOS, GRUPOS DE PRÁCTICAS, FECHAS DE EXÁMENES Y TRIBUNALES EXTRAORDINARIOS Las fechas y horarios de los exámenes serán los establecidos por el centro, así como en todos los asuntos relacionados con la organización docente.

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PROGRAMA DE TEORÍA BLOQUE I.

INTRODUCCIÓN (2 HT)

TEMA 1. HITOS HISTÓRICOS DE LA INSTRUMENTACIÓN ELECTRÓNICA. Evolución de la instrumentación. Sistemas de instrumentación. Definiciones. Necesidades actuales y perspectivas futuras. La instrumentación programable. La instrumentación conmutada. Los sistemas híbridos de instrumentación BLOQUE II. LAS CONEXIONES SERIE EN LA INSTRUMENTACIÓN (6 HT) TEMA 2. LAS CONEXIONES SERIE DE CORRIENTE. El bucle de 4-20mA. Realizaciones prácticas. El protocolo HART. Método de acceso al medio. Configuraciones básicas. Tipos de órdenes HART. Instrumentos HART. Sistemas de desarrollo para instrumentación HART.(2 HT). TEMA 3. LAS CONEXIONES SERIE DE TENSIÓN. La norma EIA RS-232-C. La norma RS-449. La norma RS423. La norma RS-422. La norma RS-485. Introducción a los buses de campo (field bus). (2 HT). TEMA 4. APLICACIONES DE LAS CONEXIONES SERIE DE TENSIÓN. La conexión MIDI. Configuraciones PCmodem sobre líneas analógicas. Señalización RS-232-C. Supresión de modem. Órdenes HAYES. Normas CCITT-V (ITU-T) para modems telefónicos.(2 HT).

BLOQUE III. LAS CONEXIONES PARALELO EN LA INSTRUMENTACIÓN (6 HT) TEMA 5. INTRODUCCIÓN A LAS CONEXIONES PARALELO. La conexión CENTRONICS. La conexión SCSI. Configuraciones SCSI. (2 HT). TEMA 6. LA INSTRUMENTACIÓN PROGRAMABLE I. Conceptos generales. El bus GPIB. Configuraciones e instrumentos. Normas IEEE 488.1/488.2. Procedimientos de transferencia. El HS488. (2 HT). TEMA 7. LA INSTRUMENTACIÓN PROGRAMABLE II. Grupos de órdenes GPIB. Funciones básicas. Circuitos integrados para GPIB. Tarjetas de controladores GPIB. La norma SCPI. Entornos de programación para diseño de sistemas ATE. (2 HT).

BLOQUE IV. BUSES DE INSTRUMENTACIÓN (10 HT) TEMA 8: BUSES PARALELO NORMALIZADOS I. Los sistemas de tarjetas. Aplicaciones de los buses normalizados. Clasificación. Tipos de conectores y tarjetas. (2 HT) TEMA 9: BUSES PARALELO NORMALIZADOS II. Clasificación de los sistemas multiprocesadores. Sistemas multiprocesadores de memoria compartida. Multiplexación. Clasificación de árbitros de bus. Técnicas de arbitraje. (2HT) TEMA 10: BUSES PARALELO NORMALIZADOS III. Concepto de bus asíncrono. Direccionamiento. Transferencia de datos. Interrupciones. (2 HT). TEMA 11: BUSES PARALELO NORMALIZADOS IV. Diseño eléctrico de buses de alta velocidad. Señales TTl y ECL. La física del backplane. Emisores (drivers), receptores (receivers) y transceptores.(2 HT).

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TEMA 12: BUSES PARALELO NORMALIZADOS V . Buses multisegmento. Características de los buses normalizados. VME. MULTIBUS II. FUTUREBUS. FASTBUS. PCI. Tablas comparativas. Productos comerciales. El SCI. (2 HT).

BLOQUE V. LOS SISTEMAS HÍBRIDOS DE INSTRUMENTACIÓN (6 HT) TEMA 13: LA INSTRUMENTACIÓN PROGRAMABLE III. Introducción a los buses VXI y PXI. Subbuses y señales. Configuraciones. Tipos de dispositivos. Productos y sistemas de desarrollo. PCI Express y la instrumentación conmutada. Ethernet y su versión LXI de instrumentación. (2 HT). TEMA 14: LA INSTRUMENTACIÓN INALÁMBRICA. Las bandas ISM. Características de las redes inalámbricas. Multiplexación y modulación. El concepto SDR. Normas WLAN y WPAN. Normas IEEE 802.15.1/4/3 (Bluetooth, Zigbee y UWB). (2 HT). TEMA 15: LA INSTRUMENTACIÓN ELECTRÓNICA PARA AUTOMOCIÓN. Evolución histórica. La seguridad activa y la seguridad pasiva. Infraestructuras de transporte inteligente (ITS). Funcionalidad de los buses de automoción : LIN, MOST, FLEXRAY, JSAE 1939 y otros. Herramientas de desarrollo y tendencias futuras. Otras aplicaciones de los sistemas híbridos.(2 HT).

PRÁCTICAS PRACTICA 1. INTRODUCCIÓN AL LENGUAJE GRÁFICO DE PROGRAMACIÓN VEE (Visual Engineering Environment) de Agilent (2 HL). PRACTICA 2. INTRODUCCIÓN AL CONTROL DE UN SISTEMA DE INSTRUMENTACIÓN PROGRAMABLE GPIB/VXI EN UNA LAN MEDIANTE VEE. (2 HL). PRACTICA 3. VISUALIZACIÓN DE LA CURVA DE BODE DE UN FILTRO RC UTILIZANDO INSTRUMENTACIÓN VXI. (2 HL). PRACTICA 4. REALIZACIÓN DE UN PROGRAMA DE TEST DE DOS FILTROS RC UTILIZANDO INSTRUMENTACIÓN VXI. (4 HL). PRACTICA 5. DESARROLLO, UTILIZANDO LA HERRAMIENTA VEE Y LA INSTRUMENTACIÓN PROGRAMABLE VXI, DE UNA APLICACIÓN DE INSTRUMENTACIÓN COMPLEJA. (5 HL).

BIBLIOGRAFÍA Básica Black, J. (editor): The system engineering handbook: a guide to building VME bus and VXI bus Systems. Academic Press, 1992. Mandado, E., Mariño, P. y Lago, A.: Instrumentación Electrónica. Marcombo, 1995. Complementaria

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Libros Mariño, P.: Las comunicaciones en la empresa: normas, redes y servicios. Ed. RAMA, 2ª edición, 2003. Cooper, W.D.: Electronic instrumentation and measurement technique. Prentice Hall, second edition, 1978. Di Giacomo, J. (editor): Digital bus handbook. McGraw-Hill, 1990. Juan Carlos Álvarez Antón, Juan Carlos Campo, y otros. Instrumentación Electrónica. Thomson Paraninfo. 2003. ISBN 8497321669. Antoni Mánuel Lázaro, Joaquín del Río Fernández. LabView 7.1. Programación gráfica para el control de instrumentación. Thomson Paraninfo. 2005. ISBN 8497323912. Bray, J. and Sturman, Ch.F.: Bluetooth; connect without cables. Prentice Hall, 2001. Geier, J.: Wireless LANs; implementing interoperable networks. McMillan Technical Publishing, 1999. Normas IEEE/ASTM SI 10-1997 (Revision and redesignation of ANSI/IEEE Std 268-1992 and ASTM E 380-93). Standard for Use of the International System of Units (SI): The Modern Metric System. IEEE Std 260.1™-2004 (Revision of IEEE Std 260.1-1993). IEEE Standard Letter Symbols for Units of Measurement. IEEE Std 1155-1992. IEEE Standard for VMEbus Extensions for Instrumentation: VXIbus IEEE 488.2. Standard digital interface for programmable instrumentation. 2004. IEEE Std 1174-2000. IEEE Standard Serial Interface for Programmable Instrumentation. IEEE Std 1050-1989. IEEE Guide for Instrumentation and Control Equipment Grounding in Generating Stations. IEEE Std 488.2-1992. IEEE Standard Codes, Formats, Protocols, and Common Commands for Use With IEEE Std 488.1-1987, IEEE Standard Digital Interface for Programmable Instrumentation.

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