Arquitecturas de Sistema
Esta página describe las principales arquitecturas de integración para los productos FG Sensors. Cada arquitectura es adecuada para un caso de uso diferente — use los resúmenes y notas de "cuándo usar" para identificar el enfoque correcto para su aplicación.
Arquitectura 1 — FG-3+ / FG-4 a Microcontrolador
Un solo FG-3+ o FG-4 se conecta directamente a un microcontrolador con capacidad de conteo de frecuencia/período. El MCU calcula el valor del campo y lo pasa al software del host a través de USB serie.
flowchart LR
A([FG-3+ / FG-4\nSensor]) -->|5V pulse\nfrequency output| B[MCU\nArduino / ESP32\nTimer input capture]
B -->|USB Serial\nor UART| C[Host Software\nSerial terminal\nPython / MATLAB]
C --> D[(Storage\nor Display)]
Cadena de señal: Sensor → conteo de frecuencia → valor de campo en firmware → salida serie → software del host
Cuándo usar esta arquitectura:
- Sistemas de medición embebidos personalizados
- Adquisición de datos de un eje o 3 ejes de bajo costo
- Proyectos donde necesita control directo sobre la frecuencia de muestreo y el procesamiento
- Integración con plataformas basadas en MCU existentes (drones, ROVs, robótica)
Para mediciones de 3 ejes, use tres sensores FG-3+ montados ortogonalmente, o un único FG-4. Cada eje requiere un canal de timer/contador en el MCU.
Arquitectura 2 — Sensor con Placa de Circuito Convertidor a ADC / DAQ
La Placa de Circuito Convertidor convierte la salida de frecuencia del FG-3+ a una tensión analógica, permitiendo la conexión directa a cualquier sistema de adquisición de datos analógico.
flowchart LR
A([FG-3+ Sensor]) -->|5V pulse\nfrequency output| B[Converter\nCircuit Board\nFrequency → Voltage]
B -->|Analog voltage\nproportional to field| C[ADC / DAQ / PLC\nor Oscilloscope]
C --> D[(Data Logger\nor Control System)]
Cadena de señal: Sensor → conversión frecuencia-voltaje → entrada analógica → ADC/DAQ → almacenamiento o control
Cuándo usar esta arquitectura:
- Conexión a hardware DAQ analógico existente (NI, Measurement Computing, etc.)
- Integración con PLCs que tienen módulos de entrada analógica
- Monitoreo de campo basado en osciloscopio
- Sistemas donde agregar un microcontrolador no es práctico
- Aplicaciones que ya tienen cadenas de señal analógica
La Placa de Circuito Convertidor elimina la necesidad del conteo de frecuencia en el sistema posterior. La compensación es una etapa de hardware adicional y una posible reducción en el rango dinámico frente a la medición digital directa.
Arquitectura 3 — Integración Directa UART o Analógica del FG-3C
El FG-3C proporciona una salida completamente digital o lista para analógica, convirtiéndolo en el camino de integración más simple para mediciones de un solo eje.
flowchart LR
A([FG-3C Sensor]) -->|UART 115200 baud\nASCII nT values| B[MCU RX pin\nor USB-UART bridge]
A -->|Analog voltage\nor PWM| C[ADC input\nor DAQ channel]
B --> D[Host Software\nor PC serial terminal]
C --> D
Cadena de señal (UART): Pin 4 TX del FG-3C → RX del MCU → análisis de cadena → valor de campo en nT
Cadena de señal (analógica): Salida analógica del FG-3C → ADC → valor de campo mediante calibración
Cuándo usar esta arquitectura:
- Medición de un solo eje con hardware mínimo
- Prototipado rápido — no se requiere firmware de conteo de frecuencia
- Aplicaciones donde hay disponible un MCU o PC con capacidad UART
- Instalaciones con bajo número de componentes
El modo UART proporciona una salida digital calibrada directamente en nT — el camino más simple hacia una medición calibrada sin escribir firmware de procesamiento de señal.
Arquitectura 4 — Sensores a FGA Logger (Registro Autónomo)
El FGA Logger maneja internamente toda la lectura de sensores, marcado de tiempo GPS y registro de datos. No se requiere MCU externo ni computadora host durante el levantamiento.
flowchart LR
A([Bartington Sensors\nB1 - 3 axes\nB2 - 3 axes]) -->|Frequency\npulse inputs| B[FGA Logger\nESP32 + GPS + SD]
B -->|USB-C serial\nor DB9 UART| C[PC / Host System\nReal-time stream]
B -->|FAT32 CSV\nmicroSD card| D[(SD Card\nCSV files)]
D --> E[PolarWave DATA\nor QGIS\nor Python]
C --> E
Cadena de señal: Sensores → FGA Logger → CSV en tarjeta SD o USB serie → software de análisis
Cuándo usar esta arquitectura:
- Levantamientos de campo que requieren datos magnéticos georeferenciados por GPS
- Levantamientos de gradiometro montados en drones o vehículos
- Registro autónomo sin una PC conectada
- Aplicaciones que requieren datos multieje con marcas de tiempo y coordenadas GPS
- Integración con PolarWave DATA para mapeo de anomalías
Esta es la arquitectura recomendada para aplicaciones de levantamiento de campo. El FGA Logger maneja toda la complejidad del hardware — solo necesita procesar los archivos CSV resultantes.
Arquitectura 5 — Gradiometro DIY con MAG-BOARD
El MAG-BOARD maneja dos conjuntos de sensores FG-3+ y proporciona una pantalla en tiempo real y salida serie, formando un gradiometro de mano autónomo.
flowchart LR
A([FG-3+ Sensor 1\nTop]) -->|Frequency| B[MAG-BOARD\nESP32 firmware]
C([FG-3+ Sensor 2\nBottom]) -->|Frequency| B
B --> D[LCD Display\nReal-time readout]
B -->|USB Serial| E[PC / Data Logger]
Cadena de señal: Dos conjuntos FG-3+ → MAG-BOARD → pantalla LCD + salida USB serie
Cuándo usar esta arquitectura:
- Levantamientos con gradiometro de mano o montado en pértiga
- Construcciones DIY usando el Kit de Gradiometro Completo o el Kit de Magnetometro 3 Ejes Profesional
- Aplicaciones que requieren retroalimentación visual inmediata en el campo
- Configuraciones educativas y de laboratorio
Comparación de Arquitecturas
| Arquitectura | Ejes | GPS | Autónomo | Mejor Para |
|---|---|---|---|---|
| FG-3+/FG-4 → MCU | 1–3 | No | No | Sistemas embebidos personalizados |
| Sensor → Convertidor → ADC | 1 | No | No | Integración DAQ analógico / PLC |
| FG-3C → UART/Analógico | 1 | No | No | Salida digital simple de un solo eje |
| FGA Logger | Hasta 6 (2×3) | Sí | Sí | Levantamientos de campo, registro GPS |
| Gradiometro MAG-BOARD | 2×3 | No | Semi | Gradiometro DIY, uso en campo |