Disseny i implementació d'un sensor remot via LoRa de senyals analògics

Abstract

Aquest treball de fi de grau descriu el disseny d'un sensor remot via ràdio de senyals analògics. El projecte, propi de l'enginyeria de telecomunicacions, es du a terme des de la seva fase inicial a la final, és a dir, des de la planificació i el disseny fins a la seva implementació real. El sensor remot permet llegir sensors que utilitzin senyals estàndard tipus tensió 0 - 10 V o corrent 4 - 20 mA i envia els valors al seu receptor via ràdio mitjançant una modulació d'espectre eixamplat, anomenada LoRa, la qual permet un llarg abast en la comunicació. Els valors mesurats són mostrats en una pantalla per a la seva visualització. Per a dur a terme el projecte es realitza una planificació realista del temps la qual s'intenta seguir en tot moment. A continuació, per una banda, es realitza el disseny electrònic del circuit utilitzant els components més adients i posteriorment es dissenya el circuit imprès. Aquest últim disseny s'envia a una empresa per a la seva fabricació real. Per l'altra banda, es desenvolupa el codi de programació del microcontrolador. Finalment, es realitza el muntatge dels equips i se'n verifica el seu funcionament real.

This final project describes the design of a remote via radio sensor of analog signals. The project, which is typical of telecommunication engineering, is carried out from its initial to the final phase, that is, from planning and designs to its real implementation. The remote sensor reads sensors that use standard voltage 0-10 V or 4 -20 mA current signals and send the values to the receiver via radio using a spread-spectrum modulation, called LoRa, which allows a long range communication. The measured values are showed on a display. In order to carry out the project, a time planning is done which must be followed at all times. Next, on the one hand, the electronic design of the circuit is performed using the most appropriate components and the printed circuit is then designed. This latest design is sent to a company for its real manufacture. On the other hand, the programming code of the microcontroller is developed. Finally, the assembly of the equipment is done and its real operation is checked.

Este trabajo de fin de grado describe el diseño de un sensor remoto vía radio de señales analógicas. El proyecto, propio de la ingeniería de telecomunicaciones, se lleva a cabo desde su fase inicial a la final, es decir, desde la planificación y el diseño hasta su implementación real. El sensor remoto permite leer sensores que utilicen señales estándar tipos tensión 0 - 10 V o corriendo 4 - 20 mi y envía los valores a su receptor vía radio mediante una modulación de espectro ensanchado, llamada LoRa, la cual permite un largo alcance en la comunicación. Los valores medidos son mostrados en una pantalla para su visualización. Para llevar a cabo el proyecto se realiza una planificación realista del tiempo la cual se intenta seguir en todo momento. A continuación, por un lado, se realiza el diseño electrónico del circuito utilizando los componentes más adecuados y posteriormente se diseña el circuito imprimido. Este último diseño se envía a una empresa para su fabricación real. Por la otra banda, se desarrolla el código de programación del microcontrolador. Finalmente, se realiza el montaje de los equipos y se verifica su funcionamiento real.