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El microcontrolador requiere de un voltaje de alimentaci´on entre 2,2 y 5,5 V, por lo tanto, se decidi´o utilizar un voltaje de 3,3V debido a que con este mismo voltaje trabaja el modulo Bluetooth utilizado. Para que el microcontrolador pueda trabajar correctamente requiere de una se˜nal de reloj, que puede ser obtenida de un oscilador interno o externo, para este fin se opt´o por un oscilador externo compuesto por un cristal de 20MHz. la implementaci´on de las funciones l´ogicas requeridas para el funcionamiento integro del dispositivo fue segmentado en dos bloques:

Adquisici´on de las muestras de la se˜nal ECG: la adquisici´on de datos se realiz´o a trav´es del modulo ADC, para esto, es necesario que el microcontrolador detecte una se˜nal en dicho perif´erico adem´as de una bandera de activaci´on proveniente de la aplicaci´on m´ovil (fase 2).

Figura 6-4: Modulo ADC del PIC18F2550

De los 28 pines que tiene el microcontrolador, se utiliz´o el pin AN0/RA0, configurado como entrada y como pin anal´ogico, para la adquisici´on de las muestras de la se˜nal electrocardiogr´afica.

Figura 6-5: Conexi´on del recolector de se˜nales con el PIC18F2550 por ADC (Fuente: Ela- boraci´on propia)

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• Frecuencia de muestreo: Para seleccionar el valor de la frecuencia a la que funciona el m´odulo ADC, se tuvo en cuenta el teorema del muestreo de Nyquist- Shannon, que establece que la se˜nal anal´ogica puede ser reproducida con fidelidad a partir de la digital si la frecuencia de muestreo es al menos del doble de la m´axima frecuencia de la se˜nal a muestrear. Por lo tanto, teniendo en cuenta que la se˜nal electrocardiogr´afica tiene componentes de frecuencia de hasta 150 Hz, se decidi´o fijar la frecuencia de muestro en 300 Hz.

Fm >2FM ax (6-1)

El periodo de muestreo es el inverso de la frecuencia de muestreo y es:

Tm = 1 Fm = 1 300Hz = 0,00333ms (6-2)

• Rango de voltaje: El rango de voltaje que se estableci´o fue desde 0 V hasta Vcc, es decir, hasta 3,3 V.

• Resoluci´on: La resoluci´on de un conversor ADC indica el n´umero de valores discretos que se obtienen a la salida del conversor. En este caso, el m´odulo ADC trabaja con una resoluci´on de 10 bits, con lo cual a la salida se tienen 1024 posibles valores. El valor de LSB (Least significant bit) es el minimo cambio de voltaje que debe ocurrir en la se˜nal anal´ogica para que cambie el valor de la se˜nal digital, y su valor es el siguiente:

LSB = VREF 2n₋₁ =

3,3V

1023 = 3,22mV (6-3)

• Tiempo de conversi´on Para el PIC18F2550, el fabricante recomienda que el tiempo de conversi´on sea de m´ınimo 0,7uS, por lo tanto, para obtener un valor cercano a este se configura el dispositivo con Fosc/16, el cual nos da un valor de:

Fconv = 20MHz 16 = 1,25MHz (6-4) Tad = 1 Fconv = 0,8uS (6-5)

• Tiempo de adquisicion Para el PIC18F2550, el fabricante sugiere un tiempo de adquisici´on mayor a 2.45 us, por lo cual se seleccion´o un tiempo de adquisici´on de 4 TAD:

Tacq = 4∗0,8 = 3,2uS (6-6)

Para la lectura de la conversi´on hecha, se leen los registros ADRESH; en el cual se en- cuentran los dos bits mas significativos; y ADRESL donde est´an los ocho bits restantes de la conversi´on.

Figura 6-6: Registros del modulo ADC del PIC18F2550

Transmisi´on de las muestras: La transmisi´on de las muestras recolectadas por el m´odulo ADC se hizo a trav´es del m´odulo UART del microcontrolador. Este perif´erico se encarga de enviar o recibir informaci´on de manera serial (un bit tras otro). Los pines que se utilizaron para llevar a cabo la comunicaci´on fueron RC6/TX configur´andolo como salida para la transmisi´on; y RC7/RX configur´andolo como entrada para la recepci´on de informaci´on. Estos pines van conectados de forma ”cruzada” con los pines TX y RX del modulo Bluetooth.

Figura 6-7: Conexi´on del modulo Bluetooth con el PIC18F2550 por UART (Fuente: Ela- boraci´on propia)

Algunas especificaciones relativas a la configuraci´on del m´odulo UART son las siguien- tes:

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• Tasa de baudios:la tasa de baudios se refiere al n´umero de bits por segundo que es posible transmitir. El m´odulo HC-05 est´a configurado por defecto a una tasa de baudios de 9600. Para que la comunicaci´on sea efectiva es necesario que tanto el modulo como el microcontrolador se encuentren a la misma tasa de baudios. As´ı que se procede a configurar la tasa de baudios en el microcontrolador definiendo los valores de los registros SPBRGH y SPBRG, y el bit BRGH que en caso de est´ar en 1 multiplica la tasa de baudios por 4. Para calcular el valor de SPBRG se utiliz´o la siguiente formula:

T asa de baudios= FOSC

16(n+ 1) = 9600 (6-7)

Donde la parte entera de n es el valor de SPBRG, despejando la ecuaci´on y teniendo en cuenta que la frecuencia de reloj del microcontrolador es de 20 Mhz:

n= 20MHz

16(9600) −1 = 129,2 (6-8)

Debido a que el valor entero de n calculado es menor a 255, no es necesario el uso del registro SPBRGH. Al reemplazar el valor obtenido de n se obtuvo la tasa de baudios exacta a la que trabaja el microcontrolador:

T asa de baudios= 20MHz

16(129 + 1) = 9615,38 (6-9)

Error= T asa de baudios real − T asa de baudios deseada

T asa de baudios deseada x100 = 0,16 % (6-10)

• Tama˜no del paquete de datos: el m´odulo UART permite enviar paquetes de 8 o 9 bits. Se utiliz´o un tama˜no de 8 bits en el cual el primer bit transmitido es el menos significativo.

• Modo de transmisi´on:el m´odulo UART del PIC18F2550 permite los modos de comunicaci´on sincr´onica y asincr´onica. Se estableci´o utilizar el modo asincr´onico puesto que este permite congesti´on de datos en caso de retardo en la transmisi´on o recepci´on de datos y en vez de descartar los datos a enviar o recibir, los almacena temporalmente en un buffer.

• M´etodo de envio de informaci´on: como se dijo anteriormente, cada muestra que toma el m´odulo ADC del microcontrolador est´a compuesta de 10 bits, de los

cuales se reparten los 2 m´as significativos en el registro ADRESH y los 8 restantes en ADRESL. Debido a que el m´odulo UART env´ıa paquetes de a 8 bits, el m´etodo de envi´o de cada muestra estar´a compuesto por dos datos de 8 bits, donde primero se env´ıa la informaci´on de ADRESH y seguidamente se env´ıa la informaci´on de ADRESL. La importancia de enviar estos datos uno detr´as del otro por cada muestra es que la aplicaci´on m´ovil tenga la capacidad de unir los datos en parejas conforme van llegando.

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