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Las aplicaciones embebidas definen la forma en que interactuamos con los dispositivos, permiti茅ndoles realizar tareas espec铆ficas de manera eficiente y aut贸noma. Desde el control y monitoreo de procesos industriales hasta la entrega de informaci贸n en tiempo real en dispositivos port谩tiles, las aplicaciones para sistemas embebidos abarcan una amplia gama de escenarios y necesidades.
Un sistema embebido es un sistema especializado dise帽ado para realizar una o algunas funciones espec铆ficas. Estos sistemas combinan componentes de hardware, firmware y software para lograr una integraci贸n 贸ptima y un funcionamiento eficiente en tareas espec铆ficas. A diferencia de los computadores de prop贸sito general o los smartphones, los sistemas embebidos est谩n optimizados para tareas limitadas o predefinidas y generalmente son parte de un dispositivo o sistema mayor que incluye hardware mec谩nico y electr贸nico.
Su desarrollo involucra un enfoque interdisciplinario que abarca la ingenier铆a de software, la ingenier铆a electr贸nica y a veces la ingenier铆a mec谩nica, asegurando que el sistema final sea robusto, confiable y cumplidor de las necesidades para las que fue dise帽ado.
El dise帽o de sistemas embebidos abarca una amplia gama de aplicaciones y sectores, cada uno con requisitos y consideraciones 煤nicas. Tres de los principales grados en el dise帽o de sistemas embebidos son los grados comercial, industrial y m茅dico. Estos grados representan diferentes niveles de complejidad, regulaciones y enfoques de dise帽o para cumplir con las demandas espec铆ficas de cada industria.
Productos de consumo, como dispositivos electr贸nicos de consumo masivo. Estos sistemas a menudo se centran en la eficiencia de costos y la optimizaci贸n de recursos para atender a un p煤blico amplio.
Smartwatch
Estos sistemas a menudo deben funcionar en entornos desafiantes y en aplicaciones que requieren alta confiabilidad y durabilidad. Los dispositivos embebidos industriales pueden ser utilizados en automatizaci贸n de f谩bricas, sistemas de control de procesos, sistemas de monitoreo de infraestructuras y m谩s
Banda industrial
Estos sistemas deben cumplir con regulaciones estrictas y altos est谩ndares de seguridad. Los dispositivos embebidos m茅dicos pueden incluir monitores de signos vitales, dispositivos de diagn贸stico, dispositivos implantables y equipos de im谩genes m茅dicas. El dise帽o de sistemas embebidos m茅dicos se enfoca en la precisi贸n, la confiabilidad, la seguridad de los pacientes y el cumplimiento normativo.
En el 谩mbito aeroespacial se enfoca en la creaci贸n de sistemas robustos y confiables para su uso en veh铆culos a茅reos, sat茅lites y exploraci贸n espacial. Estos sistemas deben enfrentar condiciones extremas, como altas vibraciones, temperaturas variables y la radiaci贸n del espacio. Los sistemas embebidos en aplicaciones aeroespaciales se utilizan en sistemas de navegaci贸n, comunicaci贸n, control de vuelo, sensores y m谩s. La seguridad, la redundancia y la resistencia a fallos.
Se centran en combinar diferentes componentes y sistemas embebidos preexistentes para crear un sistema m谩s completo y funcional. Esto podr铆a implicar la integraci贸n de m贸dulos de hardware y software de diferentes proveedores para crear una soluci贸n cohesiva.
Tienen como objetivo optimizar y perfeccionar sistemas embebidos ya existentes. Esto podr铆a incluir mejorar la eficiencia energ茅tica, la velocidad de procesamiento, la estabilidad o la capacidad de comunicaci贸n de un sistema.
Implican la creaci贸n y construcci贸n de sistemas desde cero. Esto puede incluir dise帽ar circuitos, desarrollar software embebido y hardware, y ensamblar componentes para crear un sistema funcional.
Los proyectos de investigaci贸n se centran en explorar nuevos conceptos y tecnolog铆as en el dise帽o de sistemas embebidos. Esto podr铆a implicar investigar enfoques innovadores para la comunicaci贸n, el procesamiento de se帽ales, la seguridad o la eficiencia energ茅tica.
Los proyectos pueden clasificarse en diferentes tipos seg煤n c贸mo se aborda el control y la retroalimentaci贸n en el sistema.
En los proyectos de lazo abierto, el sistema embebido opera sin considerar ninguna retroalimentaci贸n sobre su desempe帽o. La salida deseada se establece previamente y el sistema sigue ese plan sin ajustes basados en las condiciones actuales.
En los proyectos de lazo cerrado, se implementa un mecanismo de retroalimentaci贸n para comparar la salida real del sistema con la salida deseada. Si hay diferencias entre ambas, se aplican ajustes al sistema para reducir esas diferencias y mantener el sistema en un estado deseado
En el dise帽o de sistemas embebidos, la selecci贸n de la estrategia de control es esencial para garantizar el comportamiento deseado del sistema en respuesta a las entradas y condiciones cambiantes. Existen varias opciones de control, cada una con sus propias caracter铆sticas y aplicaciones espec铆ficas.
El control en base a tiempo implica la modificaci贸n de la salida en funci贸n del tiempo transcurrido. Se utilizan temporizadores o intervalos de tiempo para aplicar cambios en la salida del sistema. Este enfoque es 煤til en aplicaciones donde se requiere una acci贸n despu茅s de cierto tiempo.
El control ON/OFF es una estrategia simple en la que el sistema se enciende o apaga seg煤n si el valor medido supera o cae por debajo de un umbral predefinido. Aunque es f谩cil de implementar, puede llevar a oscilaciones en el sistema cuando la se帽al se encuentra cerca del umbral. Se utiliza en aplicaciones donde un peque帽o margen de error es aceptable
El control por Rampa es un enfoque que aplica un aumento o disminuci贸n gradual en la salida en lugar de un cambio brusco. Esto evita oscilaciones y reduce el impacto del cambio en el sistema.
El Control PID es un enfoque que utiliza tres t茅rminos: Proporcional, Integral y Derivativo, para ajustar y estabilizar el sistema. Proporciona un control preciso al ajustar la salida en funci贸n del error actual (P), la acumulaci贸n de errores pasados (I) y la predicci贸n del comportamiento futuro del error (D).
Tesl@Bem. (2019, April 6).聽驴C贸mo funcionan los sensores de reversa de un Coche? - Ingenier铆a.聽Tiendadeelectronica.mx. https://www.tiendadeelectronica.mx/blog/como-funciona-un-sensor-de-reversa-de-un-coche/
https://www.facebook.com/flaticon. (2023).聽Flaticon. Flaticon. https://www.flaticon.com/
5. Aplicaciones en los sistemas embebidos