Sistema de adquisición de datos de espectros de luz pulsada

Campos Rodríguez, Eduardo (2018). Sistema de adquisición de datos de espectros de luz pulsada. Proyecto Fin de Carrera / Trabajo Fin de Grado, E.T.S.I. Diseño Industrial (UPM), Madrid.

Description

Title: Sistema de adquisición de datos de espectros de luz pulsada
Author/s:
  • Campos Rodríguez, Eduardo
Contributor/s:
  • Domínguez Domínguez, César
Item Type: Final Project
Degree: Grado en Ingeniería Electrónica Industrial y Automática
Date: 2018
Subjects:
Faculty: E.T.S.I. Diseño Industrial (UPM)
Department: Ingeniería Eléctrica, Electrónica Automática y Física Aplicada
Creative Commons Licenses: Recognition - No derivative works - Non commercial

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Abstract

(SPA)Los simuladores solares basados en emisiones de luz pulsada son frecuentes en la caracterización de células solares fotovoltaicas, especialmente si se trata de medidas bajo luz concentrada. Un requisito fundamental para reducir el error de medida es conocer el espectro de dicha luz, y compararlo con el de la luz solar de referencia, típicamente utilizando espectrorradiómetros o espectrómetros. No obstante, al tratarse de luz pulsada que necesita tiempos de medida muy cortos (del orden de microsegundos) los equipos de medida disponibles comercialmente son muy caros y tienen especificaciones técnicas limitadas. Por esta razón, los laboratorios de calibración de células a menudo recurren a desarrollar sus propios espectrómetros rápidos. El objetivo de este proyecto ha sido la creación de un sistema de adquisición de datos portátil, de bajo coste y altas prestaciones, que junto con un sensor de irradiancia externo sea capaz de registrar el espectro radiométrico de simuladores solares de luz pulsada. El sistema se encarga de controlar la medida y ofrece al usuario la posibilidad de configurar y registrar las medidas. Para su desarrollo se ha empleado un microcontrolador de propósito general de bajo coste (STM32F446) con conversores analógico-digitales multi-canal integrados, de frecuencia de muestreo elevada, al que se han añadido los mandos e indicadores necesarios para ofrecer una interfaz sencilla y amigable para el usuario. Como resultado, se ha obtenido un sistema de adquisición de datos denominado Flash DAQ C200, capaz de monitorizar diez canales de entrada de forma prácticamente simultánea (conversión completa del espectro en 3,75 μs), con el que es posible medir un máximo de hasta 200 espectros por milisegundo. Gracias a un conjunto de comandos desarrollado al efecto y basado en comunicación serie estándar, es posible controlar el dispositivo desde un sistema maestro, por ejemplo un PC comercial. Esta característica ha permitido el desarrollo de una aplicación de control y análisis de la medida mediante LabWindows/CVI, compatible con Flash DAQ C200. (ENG)Pulsed solar simulators are frequently used to characterize photovoltaic cells, especially in measurements under concentrated light. A good knowledge of its spectral distribution is required to reduce measurement uncertainty and to compare it with the reference solar spectrum. However, typical light pulse duration ranges between a few milliseconds down to hundreds of microseconds and hence requires very fast spectroradiometers. The equipment commercially available is very expensive and has limited specifications, though. Therefore, solar cell calibration laboratories usually develop their own fast spectroradiometers. The aim of this project has been the creation of a compact low-cost data acquisition system with a high performance, which along with an external irradiance sensor will be able to characterize the radiometric spectrum of light pulse solar simulators. This system controls the measurement and offers the user the possibility to configure and save the measurements. The device is based on a general-purpose microcontroller with integrated high-sampling rate multi-channel analog-to-digital converters. The system has been completed with the required controls and indicators in order to offer a friendly user interface. As a result, a spectral data acquisition system (‘Flash DAQ C200’) was created, which is able to monitor almost simultaneously up to 10 different input channels and provide a full conversion of the spectrum in 3,75 μs and up to 200 conversions per millisecond. Furthermore, a dedicated set of commands has been developed to control the device from a master system using standard serial communications, for example from a PC. Based on this feature, an application has been developed in LabWindows/CVI for the control and analysis of the measurements.

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Item ID: 52577
DC Identifier: http://oa.upm.es/52577/
OAI Identifier: oai:oa.upm.es:52577
Deposited by: Bilioteca ETSIDI
Deposited on: 10 Oct 2018 10:07
Last Modified: 10 Oct 2018 11:00
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