A INTERFACES E PROTOCOS

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Universidade Anhanguera Uniderp

Engenharia Elétrica – N101

INTERFACES E PROTOCOS

Campo Grande- MS

2018

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Universidade Anhanguera Uniderp

INTERFACES E PROTOCOS

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Campo Grande- MS

2018

Introdução

        No presente trabalho, serão discutidos de acordo com pesquisas realizadas via internet, referente ao âmbito das redes de comunicação industriais, em especial ressaltando o assunto das interfaces e protocolos, desde o RS 232 e RS 485, além do protocolo IEEE-1451 e os produtos disponíveis no mercado em visão mundial. As breves contextualizações dos assuntos serão abordadas ao longo do desenvolvimento.

Interfaces e protocolos

        A rede é constituída da interligação de links que são caminhos para as máquinas se conectarem umas às outras. Abrangendo toda a arquitetura física chamada por Hardware, constituído dos componentes tais como o monitor, teclado, mouse, CPU, entre outros acessórios importantes para as máquinas, além da arquitetura virtual chamada por Software, constituído por componentes lógicos, processamento de dados, conjuntos de instruções, programas, entre outras funções.

        Nesse momento, surge a necessidade dos protocolos e interfaces, os quais são alocados entre as máquinas e o meio de comunicação. Os protocolos são conjuntos de instruções e regras que regem a comunicação desde seu ponto de origem até o destino, ele basicamente dispõe das funções de endereçamento, ordenação de bits, estabelecimento de conexão, controle de erro, retransmissão, controle de fluxo e confirmação de recepção.  

        Já as interfaces se situam entre as camadas para a comunicação, realizando as principais funções que é de interligar as camadas, e tornar possível a passagens das informações de dados entre as camadas até chegar ao estado final.

        Adiante serão apresentados 3 tipos de protocolos, sendo o RS 232, RS 485 além do IEEE-1451.

A PORTA SERIAL RS 232

Surgiu em meados de 1950 o RS 232, protocolo padronizado e revisado periodicamente pela Eletronics Industries Alliance (EIA), com funcionalidade de realizar troca de dados binários entre um terminal de dados (DTE) e um comunicador de dados (DCE), situado na camada física do Modelo TCP/IP, e atua de forma assíncrona.

A comunicação através do RS modelo 232, já muito usada para interligar computadores e periféricos, além de ser a mais popularmente aplicada para comunicação entre um Controlador Lógico Programável (CLP) e um dispositivo externo. Sua primeira aplicação foi conectar um equipamento eletromecânico de comunicação assíncrona e comunicação ASCII (American Standard Code for Information Interchange) constituída por uma tabela de códigos, a um modem.

O RS 232, é definido pelas principais vertentes, suas especificações elétricas, interface mecânica, ou seja, conectores, além de sua descrição funcional.

Atualmente, a porta de comunicação RS 232 vem sendo gradativamente substituída pelo cabo USB (Universal Serial Bus), porém ainda vem sendo utilizados em on-board, barramento ISA ou placas de barramento PCI.

Na figura 1 apresenta um modelo de RS 232 do tipo fêmea de 9 pinos, comumente aplicado para curtas conexões, aproximadamente a 15 metros, os sinais de alimentação variam de 3 a 15 Volts simétricos, possuindo o terra (GND) como referência.

Figura 1 – Modelo DB-9

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Fonte: André Sarmento

        Na figura 2, consta a esquemática de posicionamento dos pinos e suas devidas funções. Suas configurações são relacionadas à velocidade, bits de paridade e parada.

A velocidade refere- se à transmissão de bits por segundo de um dispositivo a outro, geralmente essas taxas são definidas entre os valores de 300 bps, 1200 bps, 2400 bps, 9600 bps, 19200 bps, entre outros. Para que isso ocorra os dispositivos interligados dever estar configurados na mesma velocidade.

        Já a paridade consiste num método de monitoramento da precisão dos dados, ou seja, funciona modificando os dados de cada byte (8 bits) que é transmitido. Na paridade par os dados são organizados de modo que o número bits seja um par, e na paridade impar o número de bits seja um impar. Além de ser aplicada no dispositivo receptor afim de detectar erros de transmissão caso exista. Por fim, os bits de parada permite que o receptor do sinal sincronize cada byte transmitido.

Figura 2 – Funcionalidade  

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Fonte: André Sarmento

INTERFACE RS-485

O padrão RS-485 (Recomendad Satandart-48) foi aceito em 1993 pela EIA, é um meio de transmissão por cabeamento que é aceito e aplicado em diversas áreas, como: laboratórios, equipamentos médicos, robótica, automação industrias, sistemas de ar condicionado e etc. é um padrão que transmite dados através de um par de fios e permite a comunicação entre diversos elementos constituintes de uma mesma rede de dados. É ideal para transmissão em longas distancias, em alta velocidade e em lugares com possibilidades de interferências eletromagnéticas.

É recomendado que se utilize nesse padrão cabo de par trançado para transmissão dos dados, por se utilizar uma transmissão balanceada e recomenda-se também o uso de uma linha de terra, principalmente para transmissão em grandes distancias.

Esse padrão pode operar em dois modos, o Half-duplex e o Full-duplex. O Half-duplex utiliza um par de cabos padrão e nesse modo só se utiliza uma operação por vez no barramento, assim as operações de recebimento ou envio de dados não se realizam ao mesmo tempo. Além disso, esse modo é predominante em quase todas as aplicações industriais por ser mais barato em relação a implantação e possui ótima velocidade, vide as figuras 3 e 4.

Figura 3 – Modo Half-duplex

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                                 Fonte: Embarcados

No modo Full-duplex, é possível receber e enviar dados ao mesmo tempo.

Figura 4 – Modo Full-duplex

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Fonte: Embarcados

O padrão possui como vantagem a comunicação confiável em ambientes eletricamente ruidosos, flexibilidade de configuração, redes locais baratas comparada as outras, e uma das suas principais vantagens é a transmissão balanceada que permite robustez a ruídos e interferências.

Características do Padrão RS-485: