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Informe Prácticas Laborales

Tema de proyecto:
“Diseño e implementación de un Módulo Bluetooth basado en el microcontrolador CC2540”

Autores: Rolando Emilio López Creagh
Katia Camila Valdés Ochoa
Tutor:Ing. Daniel Jesús Jiménez González, Inv. Auxiliar, J´Dpto EM-3 ICID
Centro donde se desarrollará el proyecto: Instituto Central de Investigación Digital

Introducción:En los últimos años el sector de las telecomunicaciones se ha erigido como uno de los más innovadores de nuestra sociedad, donde la irrupción de nuevos estándares de comunicación inalámbrica ha permitido ir eliminando las conexiones por cables entre los equipos convirtiéndose en uno de los segmentos de mayor crecimiento en esta esfera.
Entre los estándares de las tecnologías inalámbricaspodemos mencionar el Bluetooth, especificación de un protocolo de comunicaciones diseñado para redes inalámbricas de área personal (WPAN) que posibilita la transmisión de voz y datos de corto alcance entre diferentes dispositivos, de forma robusta y sencilla, con un consumo reducido y un bajo coste, empleando un enlace por radiofrecuencia en la banda de los 2,4 GHz.
Actualmente las técnicas detransmisión inalámbrica se emplean en las aplicaciones de telemedicina que se desarrollan en el Instituto Central de Investigación Digital (ICID). Para la implementación de las mismas se utilizan módulos comerciales que tienen un elevado precio y muy poca flexibilidad en su uso. Por tanto resulta atractivo el diseño de un módulo de comunicación Bluetooth basado en un microcontrolador de la familiaCC254X, el cual presenta un bajo precio y dispone de un módulo de radio capaz de soportar dicha función.

Objetivos
* Diseñar el esquemático del módulo Bluetooth.
* Diseñar el circuito impreso (PCB).

Desarrollo:
Etapa de estudio
El estudio de “Bluetooth Low Energy” es el marco de este trabajo, centrándose en dos objetivos principales: por un lado la investigación y documentación deesta nueva especificación v4.0 y, por otro, el desarrollo de una aplicación que utilice un módulo equipado con tecnología “Bluetooth Low Energy”.Para el desarrollo de este módulo se utilizara microcontrolador comercial CC2540 de Texas Instruments el cual presenta un bajo precio.
Bluetooth Low Energy

Definición
“Bluetooth Low Energy” (en adelante BLE) es una nueva prestación de laespecificación Bluetooth v4.0 orientada principalmente a aplicaciones de bajo consumo y que no requieren una elevada tasa de transmisión de datos. Estas nuevas características abren la puerta a un amplio abanico de posibilidades en objetos más pequeños como los que existen en el ámbito médico, deportivo, de la seguridad o de la domótica.

Funcionamiento
El funcionamiento de BLE es muy parecido al delBluetooth clásico en cuanto a los procedimientos, utilizando los mismos procedimientos de “anuncio” y “sincronización”. Con este fin, BLE cuenta con una serie de protocolos para asegurar la correcta comunicación entre dispositivos. En lo que respecta a los perfiles, no hay todavía un acuerdo en el Bluetooth SIG sobre su definición, lo que significa que no hay información pública al respecto. Losperfiles sobre los que se trabaja actualmente son arbitrarios y propios de cada fabricante de chips.
Respecto a la tecnología de transmisión, BLE utiliza la misma técnica del salto de frecuencia de espectro ensanchado y opera en la misma banda de frecuencias ISM que el Bluetooth clásico (2.4 a 2.48 Ghz). No obstante, utiliza una distribución distinta de canales: en Bluetooth clásico se utilizan 79canales de 1 Mhz de ancho de banda mientras que en BLE se utilizan 40 de 2 MHz de ancho de banda.
Respecto a la transmisión de datos, BLE permite una velocidad máxima de 1Mbit por segundo con una transmisión de información útil (o “throughput”) de hasta 0.2Mbits por segundo. El alcance teórico de los dispositivos BLE es de 50 metros.
En cuanto a la arquitectura, en BLE no se permiten las...