Cálculo de la curvatura crítica en fibras multimodo y monomodo mediante una interfaz en Python

PRÁCTICA DE LABORATORIO

1. PORTADA

UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO

Facultad de Ingeniería en Sistemas, Electrónica e Industrial

“Práctica N° 1”

Tema:         Cálculo de la curvatura crítica en fibras multimodo y monomodo mediante una interfaz en Python.

Carrera:                                Telecomunicaciones

Unidad de Organización Curricular:        Profesional

Línea de Investigación:                Nanotecnología

Ciclo Académico y Paralelo:                Octavo “A”

Alumno:                                Gómez Lagua Santiago Adolfo

Módulo y Docente:                        Comunicaciones Ópticas Ing. Gordón Carlos

1.  INFORME DE LA PRACTICA Nº 1

1. PP
2. YY

1. Tema 

Cálculo de la curvatura crítica en fibras multimodo y monomodo mediante una interfaz en Python.

1. Objetivos

• Calcular la curvatura crítica en fibras multimodo y monomodo mediante una interfaz en Python.
• Realizar un algoritmo en Python que permita calcular la curvatura crítica en fibras multimodo y monomodo.
• Crear una interfaz en donde se puedan ingresar los datos para los respectivos cálculos.

1. Resumen

La curvatura de la fibra óptica puede cambiar las características física de la fibra óptica, con este antecedente se procede a realizar un algoritmo y crear una interfaz en Python para el cálculo del radio crítico que debe tener la fibra óptica, teniendo en cuenta parámetros como los índices de refracción del núcleo, el índice de refracción del revestimiento, la longitud de onda, la diferencia relativa del índice de refracción y el diámetro del núcleo para una fibra monomodo.

1. Palabras clave: Interfaz, Python, fibra, curvatura, índice.

1. Introducción

Es de suma importancia tener conocimiento que la manipulación de un cable de fibra óptica es más delicada que un cable de cobre, un parámetro de suma importancia para considerar es la flexibilidad. Sabiendo que la fibra normalmente está hecho de vidrio, una curva excesiva o ángulos muy pronunciados en el cable puede romper o quebrar internamente el hilo de fibra óptica. Es por estas razones que se debe conocer un valor aproximado del radio de curvatura que se puede presentar tanto para fibras multimodos.

1. Materiales y Metodología

Materiales

• Computador
• Internet
• Libros
• Software de programación “Python”

Metodología

Para poder realizar el algoritmo se debe tener conocimiento del proceso matemático para el cálculo del radio crítico. De acuerdo a un análisis matemático se procede a programar el algoritmo, cabe mencionar que por el sentido de que es un cálculo se van a necesitar librerías matemáticas para que no haya ningún tipo de error al momento de ejecutar el programa, en este caso se utiliza la librería “math”.

[pic 3]

[pic 4]

Realizado el algoritmo y comprobado con los resultados del análisis matemático se procede a crear la interfaz, la cual se lo va a realizar utilizando la librería “PyQt5”, esta librería facilita la creación ya que al instalar la librería mediante el comando “pip installl PyQt5” en el cmd de Windows, se instala también un diseñador en el que se puede arrastrar hacia una ventana, etiquetas, cajas de texto, botones, tablas, marcos en donde se puede representar algún gráfico, etc.

[pic 5]

Ilustración 1. Diseño de interfaz en Qt Designer.

Diseñado la interfaz se debe colocar un nombre específico a las cajas de texto o componentes en los que se va a extraer o enviar datos. En el siguiente gráfico se observa el nombre que se la a asignado a una etiqueta el cual es “resp2”, al momento de programar en Python se debe llamar o enviar datos desde o hacia el elemento con su nombre específico.

[pic 6]

Ilustración 2. Nombres específicos de los componentes.

Para poder enlazar la interfaz con Python se hace uso de la librería PyQt5 y a la vez se extrae módulos los cuáles harán funcionar correctamente la interfaz, entre ellos:

[pic 7]

Ilustración 3. Librerías que se usan para el enlace con la interfaz.

Una vez importado la librería y sus módulos se crea una clase la cual va a contener toda la información de a interfaz y en donde se va a ubicar el algoritmo ya creado anteriormente.

[pic 8]

Ilustración 4. Llamado de la interfaz y creación de la clase principal.

Cabe mencionar que se debe llamar a la interfaz añadiendo a la programación el nombre con el que se creó la misma, en este caso se lo puso “p1” agregando la extensión “.ui”.

Se crea funciones las cuales se van a ejecutar al momento de presionar un botón en este caso. Se ha creado la función llamada “literala”, en el cual se va a llamar a los daros ingresados en la interfaz y proceder a realizar los cálculos para enviar el resultado a la interfaz.

[pic 9]

Ilustración 5. Extracción de datos ingresados en la interfaz.

Como se observa en la imagen, se asigna nombres a los datos que se están obteniendo de la interfaz, cabe recalcar que para esto se debe poner el nombre específico que se le asignó al componente de la interfaz. Luego se lo transforma en datos flotantes ya que los datos que se obtienen son “string”. Ya con esto se puede realizar los cálculos:

[pic 10]

Para enviar los datos a la interfaz con el fin de que se pueda observar en la misma se utiliza el comando “setText”:

[pic 11]

Aquí nuevamente se menciona el nombre específico del componente a donde se quiere enviar el dato. Algo importante es que cualquier dato que se quiera enviar a la interfaz, se lo debe convertir en datos “string”.

[pic 12]

Ilustración 6. Ejecución de programa.

1. Resultados y Discusión

• Los datos se representan en la interfaz sin ningún tipo de problemas.
• Se limita a 4 el número de decimales para los resultados y a la vez para que se pueda comprender mejor.
• Los datos que se ingresan son tal y como están en los ejercicios, no hay necesidad de convertir los datos en su unidad principal.

1. Conclusiones

• Se calculó la curvatura crítica para las fibras multimodo y monomodo, con el fin de evitar malos usos en la manipulación de la fibra.
• El algoritmo creado es correcto y preciso debido a que se toma en cuenta para el resultado final todos los decimales que conlleva cada parámetro de la ecuación.
• Se pudo diseñar la interfaz en el cual se ingresan datos y se observan los resultados correspondientes.

1. Recomendaciones

• Tener en cuenta el uso de las respectivas librerías para evitar futuros problemas en la compilación del código.
• No se puede repetir los nombres específicos en los componentes del diseñador de interfaces.
• Ejecutar el programa con las teclas ctrl +b, ya que si existe algún problema al momento de ejecución del programa se puede observar el error que existe en la ventana que aparece en la consola al momento de presionar dichas teclas.

1. Referencias Bibliográficas

Las referencias bibliográficas, aplicando la norma IEEE.

1. Fotografías y Gráficos

Código del programa

import sys, re

from PyQt5 import uic

from PyQt5.QtWidgets import QMessageBox, QMainWindow, QLabel, QPushButton,QVBoxLayout, QApplication, QDialog, QTabWidget, QWidget, QLineEdit, QTableWidgetItem, QHBoxLayout

...