Desarrollo de hardware
Descripción del proyecto de Sinuss
El cable ultrafino crea limitaciones en las posibilidades de conexión, como la pérdida de señal de datos y una velocidad de alimentación máxima limitada.
Los sensores están conectados al cableado a través de un regulador elevador de voltaje de 12 V. Si se colocar un convertidor Buck al sensor, se puede crear una fuente de alimentación de 3,3 V, aprox. 80mA. Esto se suficiente para alimentar el sensor y un procesador de eficiencia energética.
El sensor es leído por un procesador de eficiencia energética: el Attiny86l, que funciona con un consumo de 750 uA con 3,3 V en 1 MHz. El sensor es leído, por ejemplo, a través de SPI o I2C. Según el sensor se procesan los datos.
Los sensores están conectados independientemente en los puertos de datos de la placa base. Esta se encarga de la alimentación de 12 V. Los datos se transmiten a través de desviadores de nivel para compensar la pérdida de señal del cable. Los dos cables de datos se utilizan de la siguiente manera:
- un cable como señal de temporización de la placa base máster;
- el otro cable como bus de datos bidireccional.
Al usar un temporizador máster individual por sensor, el bus de datos puede variar la velocidad de temporización. Así pueden producirse otros procesos simultáneamente en la placa base. La placa base inicia el temporizador con datos de inicio, por lo que el sensor esclavo responde con un sensor ID y los datos pertinentes. Mediante el sensor ID, cada sensor puede funcionar independientemente en cada bus.
La base de la placa base es un procesador ATMEGA2560. La placa base lee regularmente los sensores, procesa los datos y los transmite como un único paquete a través de una conexión inalámbrica (433 MHz, 100 mW). Como este hardware de datos es específico, los datos no son útiles para terceros. No obstante, se hace a través de una encriptación. Los datos se recaban mediante un receptor con un alcance de 1 a 1,5 km de distancia en campo abierto. Se procesan en la placa del receptor y se transmiten a través de una conexión GPRS-SSL con protocolo JSON a un servidor. Este puesto puede producirse cada 10 segundos aprox. Los puestos están todos provistos de una marca temporal con una resolución de un segundo. Esto significa que un puesto de un sensor puede contener múltiples mediciones.
La unidad principal portátil se alimenta con una batería de LiPo. Si se conecta la placa base a una alimentación de corriente continua de 9-50 Vdc, se cargará de forma totalmente automática. El estado de la batería también se envía a la placa receptora. La placa base está provista de un receptor GPS/GNNS. Estos datos también se envían regularmente. Los sensores aplicables son:
- sensor de calidad del aire
- sensor de la temperatura externa
- GPS
- sensor de la temperatura corporal (todavía debe probarse)
- sensor de estrés (todavía debe probarse)
- sensor de la frecuencia cardíaca (aprobado: no es ponible)
- alternativa: ¿sensor de movimiento?