¿Qué es este blog?

La idea de este blog nace para compartir los avances que se vayan realizando a lo largo de un estudio sobre cómo interconectar los distintos sensores que se pueden encontrar en el mercado, o fabricar de forma casera, con la plataforma Mindstorms de LEGO. Para ello se hará uso ARDUINO, un entorno de desarrollo abierto basado en microcontrolador.

martes, 30 de noviembre de 2010

Protocolos usados por los Mindstorms en la comunicación (II): RS-485

    El protocolo RS-485, también conocido como EIA-485 es un estándar de comunicaciones en bus de la capa física del modelo OSI.

    Este protocolo se define como un sistema para transmisión multipunto, ideal para transmisión a altas velocidades y a largas distancias (35 Mbps hasta 10 metros y 100 Kbps en 1200 metros) incluso en medios de transmisión ruidosos, ya que reduce los ruidos que aparecen a lo largo de las líneas de transmisión.

    Como medio de transmisión se suele utilizar un par de hilos entrelazados que admite hasta 32 estaciones en un solo hilo con comunicación half-duplex. Se soportan 32 transmisores y 32 receptores. Una de las grandes ventajas de este protocolo es que, al tratarse de un estándar abierto, permite muchas y muy diferentes configuraciones y utilizaciones. En la figura siguiente se puede apreciar un esquema del bus de comunicaciones:

 
    En algunos casos, como en el bus de medición DIN, se puede encontrar un bs de 4 hilos como el que se muestra en la figura inferior. En este caso se cablea la salida de datos del maestro a la entrada de datos de todos los servidores. Las salidas de datos de los servidores están concebidas conjuntamente a la entrada de datos del maestro.


Dado que varios transmisores transmisores trabajan en una línea común, tiene que garantizarse con un protocolo que en todo momento sólo haya activo un transmisor de datos. El resto de transmisores en ese momento deben estar en un estado de alta impedancia para no interferir en la emisión de datos.

    Las principales aplicaciones de este protocolo son:
  • SCSI-2 (Small Computer System Interface) y SCSI-3 usan esta especificación para ejecutar la capa física.
  • Este protocolo se suele usar con frecuencia en las UARTs para comunicaciones de datos de poca velocidad en las cabinas de los aviones. Un ejemplo de ello es su uso en algunas unidades de control de pasajeros. El motivo es que se requiere un cableado mínimo y éste puede ser compartido entre varios asientos, con lo que el sistema resulta simple y de poco peso.
  • Se suele usar también en sistemas grandes de sonido, tales como conciertos, teatros, etc. En los que se controla el sonido desde un ordenador y se envía el sonido a distintos elementos repartidos por la sala.
  • Otro ejemplo de uso de este protocolo es en domótica. Al permitir largas distancias y un cableado simple es idóneo para automatizar distintas partes de un edificio o de una vivienda.

Método físico de transmisión

    Los datos en serie se van a transmitir sin estar referidos a masa, es decir, se envían como la diferencia de tensión entre las líneas correspondientes. Para cada señal a transmitir existe un par de conductores que se compone de una línea de señales invertida y de otra sin invertir.

    La línea invertida suele denominarse “A” y la no invertida “B”, lo que como vimos anteriormente en el caso del Mindstorm corresponde a los pines 5 y 6 respectivamente. El receptor sólo va a evaluar la diferencia de tensión existente entre ambas líneas, de modo que las interferencias comunes a las dos líneas no afectan a la medida.

    Los transmisores ponen a disposición bajo carga un nivel de tensión de ±2V entre las salidas. Los módulos de los receptores reconocen el nivel de ± 200 mV como señal válida.

    La asignación del nivel de tensión diferencial para el estado lógico se define como:

  • A – B <  -0,3 V = MARK = OFF = Nivel lógico ‘1’
  • A – B > +0,3 V = SPACE = ON = Nivel lógico ‘0’
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Referencias
  • El protocolo RS-485. http://es.wikipedia.org/wiki/RS-485
  • El modelo de referencia OSI. http://www.eveliux.com/mx/modelo-de-referencia-osi.php
  • Small Computer System Interface. http://es.wikipedia.org/wiki/SCSI
  • Sistemas de bus RS-485. http://www.wut.de/e-6wwww-11-apes-000.php

No hay comentarios:

Publicar un comentario