Dispositivos WiFi e Internet

Dispositivo WiFi de temperatura

 Este dispositivo fue el trabajo de varios meses estudiando los protocolos de internet.

El chip de comunicación es el MRF24WB0MA de la empresa Microchip. Cumple con los estándares de comunicación IEEE 802.11 Wifi, en la frecuencia de 2.4Ghz. Con seguridad tipo WPA2.

La empresa microchip tiene desarrollado varias librerías para manejar este microprocesador, pero decidí escribirlo desde cero, para aprender y controlar completamente el chip.

El protocolo de comunicación SPI para controlar el chip fue el primer desafío, luego fueron los estándares de comunicación con el router o un access point (AP), donde tuve que aprender y escribir el protocolo DHCP que es el encargado de entregar la IP al dispositivo dentro de una red.

  

Para la apropiada comunicación tuve que estudiar y escribir desde el protocolo base LLC hasta la capa del protocolo superior que transporta los datos. Guiado por los estándares RFC, los cuales son públicos y describen el orden de los Bytes que deben llevar los paquetes de datos que son transportados por el internet que actualmente usamos.



Al final del proyecto logré que el dispositivo tenga los siguientes protocolos de comunicación:
ARP
DHCP (cliente)
ICMP (para ping)
UDP
TCP (cliente y servidor)
DNS
FTP (cliente)

Este es un equipo prototipo que toma muestras de temperatura de dos sensores, y estos datos los envía a un servidor FTP por internet. El equipo va tomando muestras de temperatura cada cinco segundos. Se alimenta por un cable USB conectado a un cargador de celular común.

Se conecta a un punto de red Wifi y trasmite los datos por el protocolo FTP a un servidor remoto.

El equipo se encuentra actualmente funcionando hace varios meses. Si por alguna razón se llega a desconectar o perder la comunicación tiene desarrollado un sistema de auto arranque y reconexión.






También desarrollé aplicaciones para dispositivos Android, para que se comuniquen con este dispositivo. Funciones como tomar muestras y hacer gráficos con los datos, así como también controlar los pines de salida y lograr el encendido o apagado de motores, luces u otros dispositivos que estén conectados a el, también llamado control remoto a distancia.

Esta gráfica representa la temperatura interior de una casa (color rojo), y exterior de la casa (color verde), en el rango de tiempo de Septiembre y Noviembre del 2014 en la ubicación de Temuco en Chile.

Doble USB SPI protocolo sniffer

Doble Usb SPI Sniffer

Este equipo fue diseñado para leer buses de datos con relojes maestros hasta 12Mhz. El principal protocolo es el SPI que consta de cuatro lineas para comunicación entre dos o varios chips dentro de un circuito electrónico.

Con dos microcontroladores de 48Mhz cada uno y dos puertos USB para mayor captura al pc, es un capturador de datos muy eficiente.  

Una foto del equipo en uso.

Detector RF

Aquí un detector de RF, el cual usa un diodo muy sensible de germanio, y un amplificador operacional de muy buena ganancia y poco ruido.

El detector fue usado para este receptor de radio el cual trabaja de 50Mhz hasta 900Mhz.

Analizador de espectro electromagnético digital USB

Analizador de espectro electromagnético 1Ghz a 2.5Ghz

En este desarrollo usé el computador para analizar los datos obtenidos del receptor de RF.

El receptor era de un equipo satelital, el cual modifiqué para que el oscilador llegue a frecuencias superiores.

El software del PC usé el sistema canvas, para crear superposición de gráficos 2D para crear una sola gráfica 3D.

El eje X corresponde a la frecuencia de izquierda a derecha, (frecuencia baja a frecuencia alta), el eje Y corresponde a la amplitud, y el eje Z corresponde al tiempo.

El equipo se le puede conectar diferentes tipos de antenas wifi, como también para diseñar antenas unidireccionales.

La conexión es por medio de un cable USB tipo AB. No requiere drivers adicionales para la instalación ya que usa el sistema HID de windows, (plug and play).

La alimentación completa del Dispositivo es por los 5Volt del USB, y el consumo no supera los 350 mA.

El dispositivo tiene implementado un  multiplicador de voltaje para elevar los 5 volt a 30 volt para el oscilador de alta frecuencia.

Analizador de espectro electromagnético portátil.

Este fue el resultado de un equipo que en un principio me era necesario para investigar el efecto electromagnético.

Usé un multiplicador analógico de frecuencia junto con un oscilador variable por voltaje (VCO) , y varios filtro análogos para medir frecuencias presentes en un rango de 1Ghz a 2.5Ghz, en un equipo con dos pantallas.

Una pantalla alfanumérica monocromática y otra pantalla de celular a colores para graficar la medición.  Este equipo era alimentado con un juego de baterías recargables para un funcionamiento de una hora continua.

Tarjeta de Audio Digital (ADC)

Tarjeta de Audio para estudio de música.

Año 2004 desarrollé esta tarjeta de audio para una grabadora multi-pistas de audio.

Usé cinco convertidores análogo a digital de Cirrus Logic número CS5331. Cada uno convierte dos canales de audio con muestras de 18bit / 48Khz, dando un total de 10 canales de audio digital, protocolo (I2S).

Para el procesador de audio o DSP utilicé dos tarjetas de audio SoudBlaster Audigy1 compatibles con el protocolo de audio digital I²S, junto con el potencial del projecto KX desarrollado desde el año 2001 hasta la fecha, logré grabadora de 14 lineas de audio simultaneas, (10 lineas de la tarjeta externa y 4 de las dos tarjetas de audio Audigy).

Trabajar con audio no es nada fácil debido a que hay que mantener las líneas de tierra libres de bulla digital, esta tarjeta fue la mejor de 5 prototipos anteriores.