Interfaces Seriales c2n4x

Universidad Politécnica Salesiana

 TEMA: Interfaces Seriales

Alumna: Myriam Tipan Riofrío

Automatización industrial I

Objetivos

 Obtener la información necesaria para explicar las Interfaces Seriales Usar Diagramas o Esquemas para Entender los tipos de Interfaces Seriales.

INTERFACE Serial

Fundamentos de las interfaces de datos serie

 WLAN (IEEE 802.11b/g)

Rs485 RS-232 (V.24) RS-422 PROFIBUS INTERBUS Sistemas de bus basados en CAN  GSM/GPRS y UMTS/HSPA  Bluetooth (IEEE 802.15.1)      

Módem Control Net SHDSL Ethernet TTY •Interfaces TTY completamente activas •Interfaces TTY pasivas. •Interfaces TTY semiactivas

Interfaz rs-232(v.24)   Una de las interfaces serie mas extendidas se define en las normas EIA-232 y en  CCITT V.24.  La interfaz realiza en modo dúplex el intercambio de datos entre dos equipos conexión  punto a punto) hasta un máximo de 15 m.  Las interfaces de los dispositivos pueden estar diseñadas como dispositivo de transmisión de datos (DCE) o como equipo terminal de datos (DTE).

Interfaz

RS-232

Normas

ITU-T V.24/DIN 66020-1 ITU-T V.28/DIN 66259-1 TIA/EIA-232

Velocidad de transmisión

máx. 115,2 kbits/s

Longitud de transmisión

máx. 15 m

Método

interfaz de tensión

Principio

dúplex,punto a punto

Interfaz TTY  1. Interfaces TTY completamente activas con fuentes de corriente tanto en el ramal emisor como en el ramal receptor. 2. Interfaces TTY pasivas sin fuentes de corriente constante correspondientes. 3. Interfaces TTY semiactivas con fuente de corriente impulsora solo en el lado emisor (TD). El receptor (RD) esta concebido como pasivo.

Interfaz

TTY

Normas

DIN 66258-1 DIN 66348-1

Velocidad de transmisión

máx. 19,2 kbits/s

Longitud de transmisión

máx. 1000 m

Método

Bucle de Corriente

Principio

dúplex, punto a punto

Interfaz RS422  La interfaz funciona como mínimo con un canal de datos "emitir" (T) y un canal de datos "recibir" (R). A tal efecto, la coordinación de la emisión y recepción se efectúa a través del handshake por software. Los niveles eléctricos de las líneas de datos se han definido con: • -0,3 V a -6 V para "1" lógico • +0,3 V a +6 V para "0" lógico.

Interfaz

RS422

Normas

ITU-T V.11/DIN 662593 TIA/EIA-422

Velocidad de transmisión

máx. 10 Mbits/s

Longitud de transmisión

máx. 1200 m

Método

Diferencia de tensión

Principio

Par trenzado, punto a punto

Interfaz RS485 (2 hilos) 

Este tipo de interfaz serie ofrece, la posibilidad de efectuar conexiones multipunto de hasta 32 participantes por segmento. Los niveles eléctricos y su asignación lógica son idénticos a los del estándar RS-422. Sin embargo, la transmisión de datos solo puede efectuarse según el método semiduplex debido a la técnica de 2 hilos empleada, es decir, la emisión y recepción de datos se efectúan de manera alternada y deben controlarse mediante un software correspondiente.

Interfaz

RS 485 (2 hilos)

Normas

ISO/IEC 8482/ DIN 66259-4, borrador TIA/EIA-485

Velocidad de transmisión

máx. 10 Mbits/s

Longitud de transmisión

máx. 1200 m

Método

Diferencia de tensión

Principio

Par trenzado,duplex multipunto

Interfaz RS485 (4 hilos) 

El estándar RS-485 de 4 hilos permite, conexiones de bus con el método dúplex, los ramales de emisión y recepción se efectúan por separado, y de esta manera pueden funcionar simultáneamente. Las topologías maestro/esclavo, el maestro emisor emite a max. 32. Los niveles eléctricos y su asignación lógica son idénticos a los del estándar RS-422.

Interfaz

RS 485 (4 hilos)

Normas

TIA/EIA-485 DIN 66348-2

Velocidad de transmisión

máx. 10 Mbits/s

Longitud de transmisión

máx. 1200 m

Método

Diferencia de tensión

Principio

Par trenzado,duplex Multipunto

Interfaz INTERBUS 

Tiene estructura de sistema anular. El conductor de ida y de retorno se conduce en un cable, por cuyo motivo INTERBUS aparece como estructura de árbol en línea, debido a que hay líneas derivadas de un ramal del cable principal. Estas líneas derivadas se conectan con el bus remoto mediante módulos de bus derivado.

Interfaz

Interbus

Normas

IEC 61158 tipo 8

Velocidad de transmisión

500 kbits/s o 2 Mbits/s

Longitud de transmisión

máx. 400 m

Num max de participantes

256

Método de transmisión

RS-422

Principio

Dúplex,punto a punto

Interfaz PROFIBUS-DP 

Profibus DP se define como sistema multímetro, por lo que puede haber mas de un maestro en una red. El sistema Profibus tiene estructura de linea con un maximo de 32 participantes y 1200 m de extension por segmento de bus.

Interfaz

Profibus-DP

Normas

IEC 61158 tipo 3

Velocidad de transmisión

Hasta 12 Mbits/s

Longitud de transmisión

1200 m - 100 m

Num max de participantes

127

Método de transmisión

RS-485(2 hilos)

Principio

Semi-Duplex,Punto a punto

Interfaz PROFIBUS-PA 

Se trata de una variante de Profibus especial para la automatización de procesos y también sigue la norma IEC 61158. Los transmisores PA (figura 1; 3) se conectan normalmente mediante un acoplador DP/PA (figura 1; 4) a un segmento Profibus DP prioritario. Este acoplador transforma la física RS-485 en MBP (Manchester Bus Powered).

Interfaz ControlNet 

Consta cable principal, ramales, repetidor y resistencias de cierre. El cable principal de ControNet es el componente central del sistema. Pueden utilizarse cables coaxiales o cables de FO. En cada nodo de la red se conecta el cable principal con los ramales mediante un conector enchufable BNC. Los ramales están provistos de resistencias de cierre en el extremo de cada segmento de cable. Los repetidores y convertidores de FO permiten aumentar la cantidad isible de ramales, ampliar la longitud total del sistema y crear una estructura en estrella o árbol (bifurcaciones de un cable desde un punto en varias direcciones).

Interfaz

Control Net

Normas

EN 50170

Velocidad de transmisión

5 Mbits/s

Longitud de transmisión

máx. 1000 m

Num max de participantes

99

Método de transmisión

Manchester, bifase

Principio

Semi-Duplex,Punto a punto

Gráfica de Control NET 

Interfaz SHDSL 

SHDSL (Symmetrical Highspeed Digital Subscriber Line) es un método moderno de modulación y permite las mismas velocidades de transmisión en subida y en bajada. Así pueden utilizarse uno o dos circuitos de dos hilos. La máxima velocidad posible depende de la longitud, la sección y el tipo de línea. La comunicación entre dos equipos SHDSL es de tipo punto a punto; no se permiten líneas derivadas. Todos los equipos SHDSL de Phoenix o tienen dos puertos SHDSL. Dos puertos SHDSL por equipo permiten conexiones punto a punto con doble velocidad de transmisión, implementar tramos redundantes y construir una estructura en línea. Los módems SHDSL de Phoenix están optimizados para conseguir alcances extensos con cables propios.

Interfaz

SHSL

Normas

91.2 anexo F +

Velocidad de transmisión

Hasta 15,3 Mbits/s (2 hilos), 30 Mbits/s (4 hilos)

Longitud de transmisión

Hasta 18 km, en función de la línea

Principio

Duplex,Punto a punto

Interfaz CAN  El protocolo Controller Area Network (CAN) se desarrolló originalmente para la conexión en red de sistemas electrónicos de automóviles. Ampliando el protocolo se han desarrollado diferentes derivados como CANopen, DeviceNet o SDS para aplicaciones industriales. Como los diferentes paquetes de datos podrían interferirse mutuamente, un arbitraje por bits evita la pérdida de datos. Este mecanismo se conoce como Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidment (CSMA/CA)

Interfaz

CAN

Normas

ISO 11898, EN 50325-4

Velocidad de transmisión

Hasta máx. 1 Mbits/s

Longitud de transmisión

máx. 5000 m

Num max de participantes

128

Método de transmisión

Similar a RS-485

Principio

Semi-Duplex,Punto a punto

Tabla CAN 

Ethernet 

Ethernet se describe en los estándares IEEE 802 y originalmente se desarrolló para la comunicación de equipos de oficina (PC, impresora, etc.). A tal efecto se utilizaron una topología en línea y cables coaxiales. Hoy en día, las redes únicamente se construyen en topología en estrella descentralizada con líneas de par trenzado o de FO. Al mismo tiempo, en las redes industriales se han establecido las velocidades de transmisión de 10 y 100 Mbits/s. Mediante la colocación en cascada de acopladores en estrella (hubs, switches, routers), las estructuras pueden adaptarse a las necesidades locales.

Interfaz Módem 

La red telefónica normal sólo facilita la transmisión de señales analógicas en la gama de 300 Hz a 3,4 kHz. Por tanto, las señales digitales de interfaces serie deben convertirse mediante la red telefónica para transmitir los datos. Se necesita un equipo que convierta el flujo de datos digital en oscilaciones analógicas y éstas de nuevo en el flujo de datos digital. Este proceso se denomina modulación y demodulación, y por eso el dispositivo que realiza la conversión se denomina módem. De este modo, con ayuda de la red telefónica pública pueden realizarse comunicaciones de datos en todo el mundo.

Interfaz

Modem

Normas

TBR 21, TBR 15

Velocidad de transmisión

33,6 kbits/s

Longitud de transmisión

20km

Método de transmisión

QAM

Principio

Duplex,Punto a punto

GSM

Interfaz GSM/GPRS y UMTS/HSPA  GPRS UMTS HSPA

GSM (Global System for Mobile Communications) Estándar para redes digitales de telefonía móvil en más de 200 países En todo el mundo se utilizan cuatro frecuencias:850 MHz, 900 MHz, 1800 MHz y 1900 MHz. La conexión de datos GSM se establece mediante la marcación de un número de teléfono Esta conexión de datos de hasta 14400 bits/s según su duración

GPRS (General Packet Radio Service) Es un servicio en redes GSM para la transferencia de datos basada en la conmutación por paquetes. A través de la red de telefonía móvil GSM. GPRS se basa en T/IP, es decir, no se marca un número de teléfono para establecer la conexión. Para usar este servicio basta con conectarse a la célula de radio.

Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) Es un estándar de telefonía móvil de tercera generación (3G). Permite velocidades de transmisión de datos hasta 384 kbits/s.

High Speed Downlink Packet Access (HSDPA) . Es un método de transmisión de datos del estándar de telefonía móvil UMTS. Ofrece velocidades de recepción (Downlink) hasta 7,2 Mbits/s y de emisión (Uplink) hasta 2 Mbits/s.

Bluetooth (IEEE 02.15.1) 

Bluetooth es utilizado para la comunicación inalámbrica. Como medio de transmision banda ISM (Industrial, Scientific and Medical) de 2,4 GHz, procedimiento de salto de frecuencias (FHSS: Frequency Hopping Spread Spectrum). la banda de frecuencia disponible se divide en 79 canales con un ancho de banda de 1 MHz cada uno, Se produce interferencias por otros dispositivos.    

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Las características son: – Método de transmisión muy potente y fiable en entornos metálicos. – Posible funcionamiento en paralelo de muchas redes Bluetooth. – Funcionamiento en paralelo sin fallos de WLAN 802.11 b/g mediante procedimiento de salto de frecuencias adaptativo (AFH: Adaptive Frequency Hopping Spread Spectrum) – Redes de radio con hasta siete participantes – Caudal de datos hasta 1 Mbit/s bruto (máx.732,2 kbits/s neto), con Enhanced Data Rate hasta 3 Mbits/s bruto (máx. 2,1 Mbits/s neto) – Alta seguridad gracias al cifrado de datos de 128 bits, protección por contraseña y emparejamiento fijo e invisible de equipos – Alcance hasta 150 m o más (depende del entorno, de la técnica de antena y del producto utilizado)

Interfaz

Bluetooth

Normas

IEEE 802.15.1

Num max de participantes

79

WLAN (IEEE 802.11b/g) 

WLAN (Wireless Local Area Network) normalizado por IEEE 802.11b/g para redes locales de radio. Medio de transmisión, WLAN IEE 802.11 b/g utiliza la banda ISM (Industrial, Scientific and Medical).Procedimiento de expansión de frecuencia (DSSS: Direct Sequence Spread Spectrum). Banda de frecuencia disponible de 2,401 GHz a 2,483 GHz se divide en 13 canales con un ancho de banda de 22 MHz cada uno, y la energía de la señal se distribuye en este ancho de banda.

 Las caracteristicas son:  – Son posibles grandes redes con varios centenares de participantes  – Redes de gran cobertura con alta movilidad gracias al roaming automatico  – Caudal de datos hasta 54 Mbits/s bruto  – Alta seguridad de datos gracias al uso de amplios mecanismos de cifrado (WEP, WPA, WPa PSK) y autenticacion (EAP)  – Alcance hasta 150 m o mas (depende del entorno, de la tecnica de antena y del producto utilizado)

Bibliografía 