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Especificaciones de Hardware - LabPiPanel

Documentación técnica del hardware utilizado en el sistema LabPiPanel.

Índice

  1. Raspberry Pi 4
  2. Fuente BK Precision XLN30052
  3. DAQ Measurement Computing USB-5203
  4. Módulo de Relés Waveshare
  5. Termopares Tipo K
  6. Diagrama de Conexiones

Raspberry Pi 4

Modelo: Raspberry Pi 4 Model B

Especificaciones

  • CPU: Broadcom BCM2711, Quad-core Cortex-A72 (ARM v8) 64-bit @ 1.5GHz
  • RAM: 2GB, 4GB u 8GB LPDDR4 (recomendado: 4GB mínimo)
  • GPIO: 40 pines (BCM numeración)
  • USB: 2x USB 3.0, 2x USB 2.0
  • Ethernet: Gigabit Ethernet
  • Sistema Operativo: Raspberry Pi OS (Bullseye/Bookworm)

Configuración de Red

```bash

Configurar IP estática en NetworkManager

sudo nmcli con mod "Wired connection 1" ipv4.addresses 192.168.1.50/24 sudo nmcli con mod "Wired connection 1" ipv4.gateway 192.168.1.1 sudo nmcli con mod "Wired connection 1" ipv4.dns "8.8.8.8" sudo nmcli con mod "Wired connection 1" ipv4.method manual sudo nmcli con up "Wired connection 1" ```

Pines GPIO Utilizados (Numeración BCM)

Pin GPIO Función Descripción
GPIO 26 RELAY_1 Control de bomba de fluido
GPIO 20 RELAY_2 Relé de respaldo 1
GPIO 21 RELAY_3 Relé de respaldo 2
GPIO 16 RELAY_4 Relé de respaldo 3

IMPORTANTE: Los relés son activos en BAJO

  • GPIO.LOW = Relé ACTIVADO
  • GPIO.HIGH = Relé DESACTIVADO

Fuente BK Precision XLN30052

Modelo: BK Precision XLN30052 Programmable DC Power Supply

Especificaciones

  • Voltaje: 0-300V
  • Corriente: 0-5.2A
  • Potencia Máxima: 1500W
  • Regulación de Voltaje: <0.01% + 10mV
  • Regulación de Corriente: <0.05% + 10mA
  • Interfaz: Ethernet (Telnet, SCPI)
  • Puerto Telnet: 5024 (NO 23)

Protecciones Configuradas

  • OVP (Over Voltage Protection): 310V
  • OCP (Over Current Protection): 5.5A
  • OPP (Over Power Protection): 1600W

Comandos SCPI Utilizados

Comando Descripción Ejemplo
VOLT <value> Configurar voltaje VOLT 50.00
VOLT? Leer voltaje configurado VOLT? → 50.00
CURR <value> Configurar corriente CURR 2.500
CURR? Leer corriente configurada CURR? → 2.500
OUTP ON Activar salida OUTP ON
OUTP OFF Desactivar salida OUTP OFF
OUTP? Estado de salida OUTP? → 1 o 0
MEAS:VOLT? Medir voltaje actual MEAS:VOLT? → 50.12
MEAS:CURR? Medir corriente actual MEAS:CURR? → 2.456
STAT:QUES:COND? Estado de protecciones STAT:QUES:COND? → 0
*CLS Limpiar protecciones *CLS
*IDN? Identificación *IDN? → BK,XLN30052,...

Configuración de Red

  • IP Address: Configurar IP estática en menú de la fuente
  • Puerto: 5024 (Telnet)
  • Timeout: 10 segundos
  • Terminación: \r\n

Procedimiento de Calibración

  1. Conectar multímetro de referencia (precisión 0.01%)
  2. Configurar voltaje en varios puntos: 5V, 50V, 100V, 200V, 300V
  3. Comparar lectura de la fuente con multímetro
  4. Ajustar calibración si desviación >0.05%
  5. Repetir para corriente: 0.5A, 1A, 2A, 3A, 5A

DAQ Measurement Computing USB-5203

Modelo: USB-5203 Thermocouple Measurement DAQ

Especificaciones

  • Canales: 8 entradas diferenciales
  • Tipos de Termopar: J, K, R, S, T, N, E, B
  • Resolución: 24-bit ADC
  • Sensores CJC: 2 integrados
  • Precisión: ±0.5°C (típico)
  • Rango de Temperatura: -270°C a +2000°C (depende del tipo)
  • Interfaz: USB 2.0

Asignación de Canales

Canal Ubicación Descripción
CH0 Evaporador Termopar 1 - Zona inferior
CH1 Evaporador Termopar 2 - Zona media
CH2 Evaporador Termopar 3 - Zona superior
CH3 Evaporador Termopar 4 - Salida
CH4 Condensador Termopar 5 - Entrada
CH5 Condensador Termopar 6 - Zona superior
CH6