El mundo de la informática puede llegar a ser muy confuso para la mayoría de la gente, pues a pesar de que el uso de la computadora y dispositivos móviles se ha generalizado entre toda la sociedad, muchos no saben cómo es que funcionan internamente los ordenadores, qué es lo que pasa más allá de lo que nos muestra la pantalla.

Es por eso que en el presente artículo les hablaremos acerca de cómo es que  se toma información del mundo real y se pasa a un artefacto electrónico para que pueda registrarse y manipularse con una computadora, de tal forma que el lector entienda más a fondo cómo es que un dispositivo es capaz de medir cuestiones del mundo real, tales como la corriente, el voltaje, la temperatura, la tensión, la intensidad de una fuente de luz, el sonido o la presión atmosférica.

Todo esto se puede registrar gracias a las tarjetas de adquisición de datos, las cuales sirven para obtener una muestra de una variable física (voltaje, temperatura, nivel de sonido), es decir, toman una señal de un sensor (sistema analógico) y después la adecuan para transformarla en un dato que pueda ser reconocido y registrado por un sistema digital, con el fin de que la pueda leer una computadora y realizar una tarea en específico mediante un software específico.

¿A qué nos referimos con adquisición de datos?

La adquisición de datos es comúnmente conocida con las siglas DAQ por su significado en inglés, el cual es “data acquisition”, el cual se refiere al proceso de medir con una computadora un fenómeno físico o eléctrico. Un sistema DAQ se conforma de 3 elementos principales: el sensor, las tarjetas de adquisición de datos (hardware) y una computadora (software programable).

Gracias a su conexión con una computadora se pueden obtener muchos beneficios y aprovechar el rendimiento que esta tiene, tal como la potencia del procesador, la visualización y la conectividad ofreciendo soluciones más confiables, accesibles y más rentables en comparación con muchos otros equipos.

¿Qué hace el sensor?

Todo el proceso de adquisición de datos comienza con el sensor, el cual es un aparato capaz de registrar los fenómenos mencionados anteriormente. Por ejemplo, queremos medir la temperatura de una habitación en la que se van a resguardar alimentos durante un tiempo, es muy importante que el clima se mantenga por debajo de los diez grados centígrados, entonces el sensor es el dispositivo que va a poder captar el frío del lugar.

¿En qué consiste un dispositivo DAQ?

Las tarjetas de adquisición de datos (hardware) actúan como la interfaz entre una computadora y señales físicas, es decir, la información recaudada por el sensor se pasa al DAQ, el cual se encarga de transformar los códigos del mundo real a los códigos digitales, como si se tratara de un intérprete que traduce de un lenguaje a otro, con el fin de que el sistema digital (es decir, cualquier computadora o dispositivo electrónico) sea capaz de comprender los signos del analógico.

Las tarjetas de adquisición de datos consisten en tres partes principales: por un lado está el circuito de acondicionamiento de señales, después está el convertidor analógico-digital (ADC por sus siglas en inglés) y, finalmente, el bus del ordenador.

¿Cómo actúa el circuito de acondicionamiento de señales?

Los signos o información recaudada por los sensores puede ser muy inestable para el medidor, ya que, por ejemplo, si se está queriendo registrar el voltaje de una planta generadora de electricidad, éste puede ser de una intensidad demasiado variable, es por ello que se necesita de un circuito de acondicionamiento de señales, el cual ajusta la información recibida del exterior con el fin de que pueda ser leída correctamente por el convertidor analógico-digital.

El circuito tiene la capacidad de amplificar la intensidad o magnitud de la señal, por otro lado, también es capaz de disminuirla con el fin de que la potencia sea menor, asimismo, es capaz de realizar una especie de filtrado, en el que elimina los picos más altos de la señal y se queda con los más estables, finalmente, puede actuar como aislante de las perturbaciones externas que afectan el registro de la señal.

¿Qué hace un convertidor analógico digital?

El convertidor, conocido principalmente como ADC es el traductor de todos los códigos que se utilizan, es decir, es el artefacto que transforma las señales analógicas recibidas por el sensor en señales digitales, con el fin de que cualquier equipo electrónico, como una computadora, sea capaz de comprenderlos y leerlos. Es como si fragmentara la información en varios pedazos y los tradujera a otro idioma, después estos pedazos son llevados al bus de la PC.

¿Entonces, cuál es la tarea del bus de la PC?

Toda la información del mundo físico que ya fue transformada a un sistema digital pasa por un artefacto llamado bus, el cual detecta las señales y nuevamente las interpreta y las traduce para que pueda ser vislumbrada en la pantalla del ordenador. Esto lo hace una vez que el DAQ es conectado a la computadora a través de cualquier puerto de entrada (USB, Ethernet, etcétera).

Las tarjetas de adquisición de datos se pueden utilizar en todo tipo de industrias y centros de investigación científica, ya que permiten realizar una serie de mediciones y controlar las condiciones de trabajo. Una de las aplicaciones más útiles de este artefacto es en los sistemas de registro, monitoreo y control de temperatura. 

Solo tomen en cuenta que hoy en día una computadora es un dispositivo multitareas, los cuales llegan a ser afectados cuando tienen muchas instrucciones inclusive un virus, haciendo que sean más lentas o que se lleguen a pasmar, por lo que no es recomendable que una PC sea el cerebro para controlar el proceso, ya que será muy inestable. La PC normalmente es utilizada solo para indicar y registrar, si se requiere el control se adquiere un controlador el cual será el cerebro y tomará las decisiones, pero si le agregamos comunicación (RS485, ethernet, etc.) podemos llevarlo a la PC para que también lo indiquen y lo registren.

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