Caracterización de un sistema de comunicación punto a punto subacuático desarrollado con el transductor ultrasónico JSN-SR04T con una frecuencia de 40 kHz.

Abstract

Las comunicaciones terrestres se lograron gracias al transporte de información mediante ondas de radiofrecuencia que viajan por el aire. Sin embargo, es importante destacar que este no es el único medio, ya que la mayoría de las comunicaciones residenciales son cableadas o guiadas. A pesar de las pérdidas inherentes a estos sistemas, siguen siendo eficientes para transmitir información de un lugar a otro. Con los avances tecnológicos, las comunicaciones se han perfeccionado, logrando en algunos casos enlaces con mínimas pérdidas y mayor velocidad. Dado que la comunicación terrestre es ya una realidad, surge la necesidad de establecer enlaces punto a punto en el medio subacuático. Esto responde a las demandas actuales de la sociedad, que requieren soluciones para la comunicación y el estudio de los ecosistemas acuáticos, así como de la flora y fauna marina, entre otros aspectos importantes. Históricamente, el medio subacuático se ha considerado tanto para el transporte de materiales como en el ámbito bélico. Sin embargo, con la creación de los primeros submarinos militares, se evidenció la necesidad de contar con un enlace de comunicación. Inicialmente se intentó utilizar ondas de radiofrecuencia, pero estas resultaron ineficaces bajo el agua. Como resultado, los submarinos debían salir a la superficie para poder transmitir señales (Uribe & Velez, 2017). Para esta investigación, se propuso y desarrolló un sistema de comunicación subacuático basado en ondas ultrasónicas utilizando el transductor de bajo costo JSN-SR04T. Este sistema fue caracterizado por su tasa de error de bit, tasa de transferencia y alcance. Se implementó la modulación digital por desplazamiento de amplitud (ASK) junto con la codificación de bloques Reed-Solomon, que se basa en la multiplicación de matrices y proporciona una gran capacidad de detección y corrección de errores. El principal reto enfrentado fue establecer un enlace de comunicación estable. Para solucionarlo, se añadió un circuito compuesto por un filtro, amplificadores variables y comparadores variables. A pesar de estas mejoras, se presentaron otros desafíos, como la sincronización, el diseño del software del transmisor y la recolección de datos del receptor. Para solucionarlos, el software del emisor se desarrolló en Arduino, la sincronización se logró estableciendo una secuencia de bits predefinida, y la recolección de datos se realizó en MATLAB junto con la tarjeta NI-MyDAQ en el apartado de analogInputRecorder.