• Author / Uploaded
• Adam Lascano

Citation preview

Transmisor de Código Morse por radio AM con Arduino. C. Bastidas, D. Imbaquingo, J. López, J. Soto. Departamento de Eléctrica y Electrónica. Universidad de las Fuerzas Armadas.

Resumen- En este documento se presenta el procedimiento realizado para realizar un transmisor de código Morse por radio AM utilizando Arduino, para lo cual se pondrán en práctica aquellos conocimientos sobre modulación de amplitud junto con el conocimiento de sistemas de comunicaciones adquiridos hasta el presente día. Palabras Clave- Morse, modulación.

INTRODUCCIÓN La aplicación básicamente se trata de enviar un mensaje desde el ordenador hasta la radio Am (modulación en amplitud), por medio de nuestra placa Arduino. Se recibe los caracteres por el puerto COM y los reproduce usando luz mediante un led y sonido basándose en una base de datos de letras números caracteres ya determinados por una tabla MORSE.

CÓDIGO MORSE El Código Morse es un medio de comunicación basado en la transmisión y recepción de mensajes empleando sonidos o rayos de luz y un alfabeto alfanumérico compuesto por puntos y rayas. Fue inventado por el inventor y pintor estadounidense Samuel Finley Breese Morse (1791 – 1872). El Código Morse es un medio de comunicación basado en la transmisión y recepción de mensajes empleando sonidos o rayos de luz y un alfabeto alfanumérico compuesto por puntos y rayas. Aunque este código surgió en el siglo 19, su empleo es perfectamente utilizable hoy en día cuando la existencia de condiciones atmosféricas adversas no permite el empleo de otros medios más desarrollados como, por ejemplo, la transmisión de la voz. Aun cuando en una transmisión inalámbrica por radiofrecuencia realizada solamente con código Morse aparezcan interferencias producidas por tormentas eléctricas, los sonidos de los puntos y las rayas serán siempre reconocibles para el oído humano aunque se escuchen mezclados con el ruido que produce en esos casos la estática atmosférica. En sus inicios para transmitir y recibir mensajes en Código Morse se empleaba un primitivo aparato inventado en 1844 por Samuel Morse, creador a su vez del propio código que lleva su nombre. Ese aparato constaba de una llave telegráfica de transmisión, que hacía las veces de interruptor de la corriente eléctrica y un electroimán como receptor de los puntos y las rayas.

Fig. 1. Código Morse.

TRANSMISIÓN AM A continuación, daré una cierta introducción teórica sobre el funcionamiento de AM. La modulación: Las señales transmitidas en banda base, se transmiten en el margen de frecuencias originales, es decir, el receptor recibe la misma señal que anteriormente envió el emisor sin que haya sufrido ningún tipo de manipulación. Un ejemplo de ello, sería la transmisión entre un amplificador de un equipo de música y sus altavoces. La modulación consiste en la alteración sistemática de una onda senoidal, a la que denominaremos portadora, en función de las características de otra señal, a la que denominaremos mensaje, que es la señal que contiene la información a transmitir. Mediante esta alteración, conseguiremos obtener una nueva señal, que será más adecuada para nuestra transmisión. Características principales de la modulación AM El ancho de banda es igual a 2W, es decir, el ancho de banda que ocupa la señal modulada es el doble que el de la señal sin modular (mensaje en banda base).

FUNCIONAMIENTO

A. El registró Port (puerto).-

Los registros de PORT nos permiten manipular los pines del microcontrolador de la placa Arduino a bajo nivel y de una manera más rápida. Los chips usados por nuestra placa Arduino poseen tres puertos: • B (pines digitales del 8 al 13) • C (entradas analógicas) • D (pines digitales del 0 al 7)

Cada puerto es controlado por tres tipos de registros, cada uno de los cuales también está definido como variable en el lenguaje de programación utilizado en Arduino. El registro DDR, determina si el pin es una entrada o una salida. El registro PORT controla si el pin está en nivel alto o en nivel bajo, y el registro PIN nos permite leer el estado de un pin que se ha configurado con entrada usando la función pinMode(). Los registros DDR y PORT pueden ser ambos, escritos y leídos. El registro PIN corresponde al estado de las entradas así que solo puede ser leído. El PORTD mapea los pines digitales del 0 al 7 DDRD.- El registro de configuración del modo de los pines del puerto D – lectura/escritura. PORTD.- Registro de datos del puerto D – lectura/escritura. PIND.- Registro de pines de entrada – solo lectura. PORTB.- mapea los pines digitales del 8 al 13. Los bits altos (6 & 7) están mapeados a los pines del cristal de cuarzo y no pueden ser usados. DDRB.- El registro de configuración del modo de los pines del puerto B – lectura/escritura. PORTB.- Registro de datos del puerto D – lectura/escritura. PINB.- Registro de pines de entrada – solo lectura. PORTC mapea los pines de entrada analógica del 0 al 5. Los pines 6 y 7 solo son accesibles en el Arduino Mini. DDRC.- El registro de configuración del modo de los pines del puerto B – lectura/escritura. PORTC.- Registro de datos del puerto D – lectura/escritura PINC.- Registro de pines de entrada – solo lectura Cada bit de estos registros corresponden con un solo pin; por ejemplo el bit menos significativo de los registros DDRB, PORTB, y PINB.- hace referencia al pin PB0 (pin digital 8). De esta manera mientras va obteniendo cada letra enviada con en el mensaje, basándose en la codificación de cada letra, numero o símbolo programados en tiempos determinados tomando como referencia una tabla de código morse, muestran en el led cada letra.

dentro de los tiempos de bit en la ejecución secuencial del microprocesador se colocó un retardo de 2 milisegundos entre cada punto y línea del código Morse. Lo mencionado anteriormente se representa de la siguiente forma:

A esta frecuencia se van a transmitir los puntos y señales, siendo esta la señal moduladora.

IMPLEMENTACIÓN

Fig. 2. Implementación con Arduino.

Fig. 3. Programa de Arduino en ejecución.

B. Antena de radio

La antena, por ahora, será un simple cable. Este cable lo podremos conectar al pin 8 de la placa para una frecuencia de 1337 (KHz), al pin 7 de la placa para 1337/2 (KHz), y así sucesivamente. DETERMINACIÓN DE LA FRECUENCIA DE TRANSMISIÓN

Fig. 4. Visualización de código morse junto con Arduino.

Serial.print((duracion_punto+pausa_punto)*periodo_t ransmitir*256/(milisegundos_finalmilisegundos_comienzo)/2); Primeramente se define el periódo de duración del punto y de su pausa, empleando el código ensamblador del atmega128p, en los valores de registro se utiliza el valor de 64. Se necesita un periodo para transmitir el punto desde su inicio a su fin por lo que se establece en 8, y se emplea el prescalamiento de 8 bits, que es la resolución óptima usada para una buena resolución de bits, y dividimos para los milisegundos que toma la placa Arduino en procesar un punto desde su inicio hasta su fin, que son 98 milisegundos,

CONCLUSIONES La principal característica de la modulación AM es que la envolvente de la portadora modulada tiene la misma forma que el mensaje (moduladora). Esto lo conseguimos agregando el mensaje trasladado a la portadora no modulada gracias a esto se logra transmitir una señal como en este caso fue el codigo morse junto con Arduino.

II.

Bibliografía

[1] Transmisor de codigo Morse con transmisor AM. http://www.asifunciona.com/tablas/codigo_morse/codigo_mo rse_1.htm. [2] Morse, T. A. (s.f.). https://geekytheory.com/transmisorde-codigo-morse-por-radio-am-con-arduino/.