Báscula de manga para ganado bovino

Báscula electrónica para ganado con instrumentación de precisión, inmunidad EMI/EMC y evolución de una arquitectura embebida hacia Linux.

El proyecto empezó con un problema muy concreto: el hardware de un indicador de pesaje para ganado había tenido problemas en los ensayos del INMETRO y tenía que rediseñarse en unos 60 días.

El equipo del cliente dominaba el software de la aplicación, pero necesitaba apoyo en el desarrollo del hardware. ECK pasó entonces a trabajar junto con ese equipo, no solo desarrollando la nueva electrónica, sino también transfiriendo conocimiento sobre instrumentación, adquisición de señales y técnicas para reducir la interferencia electromagnética.

Báscula electrónica para ganado: rehacer el hardware en 60 días

El pesaje de ganado tiene una dificultad adicional: el animal no se queda quieto sobre la báscula. El valor entregado por las celdas de carga tiene que adquirirse y procesarse de manera de obtener una medida estable aun con las variaciones que provoca el movimiento del animal.

Al mismo tiempo, el nuevo hardware tenía que resolver los problemas de la versión anterior y cumplir los requisitos necesarios para su aprobación.

El trabajo incluyó la revisión de la arquitectura electrónica, el cambio del conversor A/D, el desarrollo de los filtros de entrada, la revisión de la alimentación, las protecciones, el tratamiento de EMI/EMC y cuidados específicos con la puesta a tierra, las señales analógicas y el layout de la PCB.

La nueva solución se basó en un microcontrolador ARM con firmware en C, sin sistema operativo.

El equipo fue aprobado posteriormente y se convirtió en un producto comercialmente exitoso.

Segunda etapa: de miles a casi un millón de registros

Con el crecimiento del uso del equipo surgió una necesidad que no existía en el proyecto inicial: aumentar mucho la capacidad de almacenamiento de los registros de pesaje.

En ese punto, simplemente ampliar la memoria de la arquitectura original ya no era la solución más adecuada.

ECK participó entonces en una segunda evolución del producto, con un módulo Toradex corriendo Linux. Esa plataforma permitió incorporar una base de datos SQL y elevar la capacidad a un orden cercano al millón de registros.

Pero Linux no era la plataforma adecuada para ejecutar directamente toda la parte crítica de la adquisición del pesaje.

Por eso la arquitectura se dividió en dos niveles: un procesador ARM dedicado siguió a cargo de la adquisición y el filtrado rápido de las señales de la báscula, mientras que el módulo Toradex con Linux quedó a cargo de las funciones de más alto nivel y de la base de datos.

Dos arquitecturas para dos problemas distintos

Este proyecto terminó teniendo dos generaciones muy diferentes. La primera consolidó una báscula electrónica para ganado robusta para el uso en campo; la segunda amplió la capacidad de procesamiento y almacenamiento sin comprometer la adquisición crítica del pesaje.

La primera tenía que resolver rápido problemas de hardware, precisión y compatibilidad electromagnética y llegar a una solución capaz de pasar los ensayos aplicables.

La segunda tenía que acompañar el crecimiento del producto y una cantidad de datos muy superior a la prevista originalmente.

En lugar de intentar que una sola plataforma resolviera todo, cada procesamiento quedó donde tenía más sentido: tiempo real y adquisición en el microcontrolador; Linux y SQL en el procesamiento de alto nivel y el almacenamiento.

El caso muestra cómo un equipo de pesaje puede evolucionar sin abandonar la arquitectura que garantiza estabilidad y precisión en la medición. Cuando aumentaron los requisitos de almacenamiento, interfaz y procesamiento, la solución fue separar responsabilidades en lugar de concentrar todo en una sola plataforma.

Vea también otros proyectos de ingeniería electrónica desarrollados por ECK.