Determinación Experimental del Tiempo de Muestreo en Hardware con Microcontroladores y su Relación con las Matemáticas en t, s y z

Resumen

El diseño de sistemas de monitoreo y/o control se basa en modelos matemáticos en el tiempo t, que implican ecuaciones diferenciales y transformadas de Laplace para su solución. Al asociar estos modelos con sistemas discretos y al usar microcontroladores o computadoras para digitalizar estos sistemas, se hace necesario el uso de la Transformada-z. Esta última requiere que se conozca el tiempo de muestreo utilizado, para que todos los modelos concuerden en sus resultados.             El presente trabajo muestra un método práctico para determinar el tiempo de muestreo. Se utilizó el kit de desarrollo ESP-32-S2 y una red con una resistencia y un condensador. Mediante un programa en lenguaje C/C++ y un osciloscopio, se midió el tiempo de muestreo. Se realizaron experimentos para diferentes condiciones de operación del sistema de adquisición de datos, registrando el voltaje del condensador en respuesta a una alimentación escalón unitario. Los resultados reales se compararon gráficamente con los resultados en t, s y z, y se calculó el error entre la respuesta en t y los resultados prácticos.             Esto demostró que el método propuesto genera una buena medida del tiempo de muestreo y que los resultados de los modelos en todos los planos concuerdan con los obtenidos en la práctica. Con esto, esperamos motivar a estudiantes y profesionales a aplicar las matemáticas en el diseño de sistemas digitales, fomentando el uso de herramientas de simulación que permitan el desarrollo de sistemas más rápidos y eficientes. Además, buscamos fortalecer trabajos relacionados con sistemas embebidos, sensores inteligentes, la Internet de las cosas y la industria 4.0.