REDES INDUSTRIAIS
SEMANA 10 – TRANSMISSÃO SERIAL DE
SINAIS EM REDES INDUSTRIAIS
05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
1
Objetivo da Transmissão Serial
Necessidade de comunicação com
equipamentos a distância.
 É um caso particular da transmissão
paralela em que apenas um bit é
transmitido por vez, de forma
sequencial, um após o outro.

05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
2
Transmissão Paralela






Transmissão de dados mais custosa e
complexa.
Necessita mais de um canal de
comunicação.
Baixa imunidade a ruídos.
Utilizada em curtas distâncias.
Custo elevado.
Apresenta maiores velocidades durante a
transmissão de dados.
05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
3
05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
4
05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
5
Transmissão Serial
Menos complexa.
 Necessita apenas de um canal de
comunicação.
 Apresenta menores velocidades
durante a transmissão de dados.
 Menor custo.
 Maior imunidade a ruídos.

05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
6
Comunicação Serial x Paralela
05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
7
05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
8
05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
9
Modo Síncrono de Comunicação





Um dos sistemas conectados deve gerar um
clock que deve ser seguido pelos demais
sistemas.
Os clocks do transmissor e receptor não devem
estar sincronizados e o tempo é dividido em
intervalos fixos que corresponde a 1 bit.
O termo síncrono refere-se a esse intervalo fixo
de cada bit de dados, transmitidos continuamente
através do meio de transmissão.
Não é tão sensível a distorções e pode trabalhar
em velocidades bem mais altas.
Protocolos com envio de blocos de caracteres.
05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
10
Modo Síncrono de Comunicação
05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
11
Modo Assíncrono de Comunicação




Não existe a necessidade de gerar um sinal
de sincronismo externo (clock).
Os dois sistemas devem ter geradores de
clock internos programados para a mesma
velocidade de modulação (baud rate).
Transmissão de caractere a caractere (byte a
byte). Protocolo do tipo bit de paridade.
A transmissão pode começar a qualquer
momento.
05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
12
05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
13
05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
14
05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
15
Sistemas BIT
05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
16
Ex.: pager
Ex: walkie-talkie
Ex.: Transmissão de dados
05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
17
Classificação das Interfaces Seriais quanto
a Referência

Quanto à referência dos sinais em relação ao
“terra” as interfaces seriais classificam-se em:


Desbalanceadas: sinal de dados tem como
referência o “terra” dos sistemas conectados.
Para uma transmissão full duplex bastam 3 fios.
Pequena imunidade a ruídos.
Balanceada: para cada sinal de dados tem-se
uma referência desconectada do “terra”. Para
uma transmissão full duplex precisa-se de 2 pares
de fios. Um par de fios para uma transmissão halfduplex ou simplex. Alta imunidade a ruídos.
05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
18
Principais Padrões de Interface Serial


Os padrões para interface serial especificam
as características: elétricas, mecânicas e
funcionais dos circuitos entre dois
equipamentos e determinam nomes,
números e fios necessários para se
estabelecer a comunicação.
São estabelecidos pela TIA (Associação
Internacional de Telecomunicações) e pela
EIA (Associação Internacional de Eletrônica).
05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
19
Principais Padrões de Interface Serial





RS-232
RS-422
RS-485
V.35
USB
05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
20
05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
21
RS-232




Surgiu em 1969. Criado para interligar ETD
com ECD (Modems).
Emprega transmissão desbalanceada.
Fios básicos para transmissão são o Txd
(transmitted data) e o Rxd (Received data) e
SG (Signal Ground).
A diferença básica entre ETD e ECD é:


No ETD o pino 2 (do conector padrão de 25 pinos) é Txd e o
pino 3 é Rxd. No ECD o pino 2 é Rxd e o pino 3 Txd.
Para conectar 2 ETDs é necessário que a linha de Txd de
um seja a linha de Rxd do outro.
05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
22
05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
23
05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
24
RS 232








Em muitos casos é necessário para ETD saber se o ECD está
pronto para receber. Ou seja, é necessário que o receptor envie
uma informação para o transmissor.
Esta informação é chamada de controle de fluxo (handshaking) e
pode ser enviada via software (pouco utilizado) ou via hardware.
Numa transmissão de um ETD para um ECD o pino 6 é usado
para isto e o sinal chama-se DSR (Data Set Ready)
O pino 5 tem a mesma função e o sinal é conhecido como CTS
(Clear To Send)
Já em uma transmissão de um ECD para um ETD os sinais
utilizados são DTR (Data Terminal Ready) no pino 20 e RTS
(Request to Send) no pino 4.
Os últimos 2 sinais mais utilizados são são o RI (Ring Indicator),
usado para o MODEM sinalizar que o telefone está tocando e o
CD (Carrier Detect).
No toal são mencionados nas linhas externas 9 pinos e por isso
utilizar o conectro DB9 (9 pinos).
O conector de 25 pinos (DB25) é muito utilizado nos
microcomputadores compatíveis IBM-PC.
05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
25
05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
26
RS 232




Como a comunicação é digital deve-se definir
o que é o bit 0 e o que é o bit 1.
No RS-232 o bit zero é uma tensão positiva
entre +5V e + 15V para saída e entre + 3V e
+15V para a entrada.
Já o bit 1 é uma tensão negativa variando
entre -5 e – 15V para a saída e -3V e -15V
para entrada.
Todos esses níveis de tensão são em
relação ao SG (Sinal Ground)
05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
27
05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
28
05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
29
RS 232
A transmissão por RS-232 tem o
alcance de 15 m, porém a distância
efetiva está relacionada diretamente
com a taxa de transmissão, o cabo
utilizado e as condições de ruído do
ambiente.
 O RS-232 é compatível com o padrões
ITU V.24 e V.28 e ISSO 2110.

05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
30
05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
31
05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
32
05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
33
As funções dos sinais da norma EIA 232 podem
ser divididas em 6 categorias:
05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
34
05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
35
05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
36
05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
37
05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
38
05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
39
RS-422










Interface balanceada.
O nível 1: 2 a 12V para a saída (tx) e 0,2 a 12V para entrada
(rx).
Não define um conector físico específico.
Usa muitos conectores diferentes: DB9, DB25 com pinagem
não padronizada. DB25 com padrão RS-530 e DB37 com
padrão RS-449.
O padrão especifica um driver simples unidirecional com
múltiplos receptores (até 32).
O RS-422 suporta circuitos ponto-a-ponto ou multi-drop mas
não suporta circuitos multi-ponto (RS-485).
Utilizado para transmissões a até 1200 m com altas
velocidades.
São necessários 2 pares de fios para transmissão duplex.
Os sinais de controle (RTS, DTS, DTR, CTS) não estão
presentes.
A versão desbalanceada para a RS-422 é a RS-423.
05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
40
Circuito da Interface RS-422
05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
41
Driver RS-422
05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
42
RS-485




No protocolo RS-485 há apenas um par de
fios para transmissão e recepção que deve
ser compartilhado.
Vantagem: possibilidade de interligar vários
equipamentos que podem se comunicar
entre si através do mesmo cabo, diferente do
RS-232 por exemplo.
Muito usado em sistemas industriais onde há
sistemas automatizados ligados em rede.
Desvantagem: comunicação half-duplex. O
protocolo para acesso ao meio pode ser
Ethernet ou Mestre-Escravo.
05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
43
Ligação RS-485
05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
44
RS-485


È necessário a inserção de resistores nas 2
extremidades do cabeamento da rede como
na Ethernet.
Muitos equipamentos já possuem este
resistor internamento sendo acionados por
dip-switches quando colocados na
extremidade da rede.
05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
45
Localização dos resistores de terminação
em rede RS-485 (3.14)
05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
46
Dip-switches utilizados para adicionar o
resistor de terminação.
05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
47
Qual a diferença de comunicação RS-232 e RS-485?





RS-232 é o protocolo padrão de comunicação serial.
Com este protocolo você poderá utilizar apenas um
microterminal conectado a porta serial do PC com
uma distância máxima de até 30 metros.
Caso exista a necessidade de conectar mais de um
equipamento em uma mesma porta serial utiliza-se o
protocolo RS-485.
Neste caso usa-se um conversor de protocolos
denominado CP-100.
Esta configuração física permite utilizar até 32
equipamentos em uma única porta serial do PC e
com distância máxima de até 1200 metros
05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
48
Qual a função do CP-100?

Conversor de protocolos de uso
obrigatório em redes RS-485. Converte
o protocolo padrão RS-232 da porta
serial do PC para o protocolo RS-485
possibilitando a conexão de até 32
equipamentos na mesma porta serial.
05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
49
V.35
V.35 é o padrão internacional de
transmissão de dados a 48 kbps
usando grupos de circuitos de banda de
60 a 108 kHz.
 Este padrão é comumente utilizado
para DTE ou DCE fazendo a interface
com uma portadora digital (sinal digital)
de alta velocidade.

05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
50
Cabo para Interface V.35 DTE
(DB25M/M34M)
05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
51
Aspecto Final do Cabo
05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
52
Conector V.35 e Capa
05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
53
Pinos Estampados para Crimp
05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
54
Adaptador V.35
05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
55
Cabo V.35 Montado
05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
56
Cabo Adaptador V.35
05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
57
Tabela Comparação entre Padrões RS-232,
RS-423, RS-422, RS-485
05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
58
Baud Rate x Distância
05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
59
USB




Criado em 1995 através de uma aliança entre
empresas como Microsoft, Compaq, Intel, HP,
Lucent, NEC, Philips.
Muito usado na interligação de periféricos e
computadores PC como webcam, impressoras,
pendrive, scanner, etc.
Seu uso tem crescido em ambiente industrial na
interligação entre CLP e PC, visando principalmente
a programação e monitoramento de CLP, papel este
feito por portas seriais RS-232.
Permite o uso de HUBs USB, que disponibiliza 4 ou
8 outras portas USB, expandindo a quantidade de
dispositivos que se pode conectar através de uma
porta USB.
05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
60
O Padrão USB utiliza conectores A (conectar no computador upstream) e B(conectar no dispositivo – downstream)
05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
61
Teoricamente podemos conectar até 127 dispositivos USB em uma
única porta, porém a velocidade de transmissão de dados de todos
os equipamentos envolvidos é comprometida.
05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
62
Um HUB possui tipicamente 4 portas novas, mas não está limitado a
isso. Você conecta o HUB ao computador e então liga os dispositivos
(ou outros hubs) a ele. Encadeando diversos HUBs é possível ter
muitas portas USB disponíveis em um único Computador.
05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
63
USB





Em redes industriais, hubs USB têm sido utilizados
na camada física ao interligar-se CLP e redes
Ethernet Industrial.
O padrão USB é plug and play, permitindo a fácil
instalação de dispositivos sem precisar desligá-los
pela identificação automática e disponibilidade
imediata de seus recursos, não sendo necessário a
escolha manual de endereços físicos de HW e nem
de requisição de interrupção.
A versão 1.0 permite taxas de transmissão de 1,5
Mbps.
A versão 1.1 permite velocidades de 1,5 Mbps até 12
Mbps.
A versão 2.0 permite velocidades de até 480 Mbps
(60 MBytes por segundo) mantendo a
compatibilidade com as versões anteriores.
05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
64
Adaptadores USB
05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
65
Adaptador USB para Porta Serial
05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
66
- O USB é um barramento serial, por isso os conectores possuem apenas 4
contatos, sendo 2 para a transmissão dos dados (um para enviar, outro
para receber) e os outros 2 para a transmissão de eletricidade.
- Os 2 pinos para a transmissão de dados são os dois centrais, enquanto os
para energia são os 2 externos.
- Olhando um conector USB com os contatos virados para baixo, o pino da
direita é o positivo, enquanto o da esquerda é o neutro.
- Dentro do cabo, o fio vermelho é o positivo, o preto é o neutro, enquanto o
verde e o branco são os usados para transmissão de dados. O padrão é
balanceado.
05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
67
Conector FireWire – Padrão IEEE 1394





FireWire é um método de transferência de informações entre
dispositivos digitais, em especial, equipamentos de áudio e
vídeo.
Também conhecido como IEEE 1394, o FireWire é rápido:
sua última versão atinge velocidades de até 800 Mbps.
No futuro, quando os fabricantes renovarem os atuais cabos,
a expectativa é de que esse número pule para inacreditáveis
3,2 Gbps.
É possível conectar até 63 dispositivos a um barramento
FireWire.
Os sistemas operacionais Windows (98 e posteriores) e Mac
OS (8.6 e posteriores) são compatíveis com essa tecnologia.
05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
68
Conector FireWire – Padrão IEEE 1394




Digamos que a sua filmadora digital esteja conectada ao seu
computador. Quando ele é iniciado, cria uma fila de dispositivos
conectados ao barramento e distribui um endereço a cada um deles, em
um processo chamado de enumeração.
O FireWire é plug-and-play, ou seja, se você conectar um dispositivo
FireWire, ele será detectado automaticamente pelo sistema
operacional, que pedirá o disco com o driver do dispositivo.
Se ele já tiver sido instalado anteriormente, o computador
simplesmente o ativa e comunica-se com ele.
Os dispositivos FireWire são hot pluggable, o que significa que
podem ser conectados e desconectados a qualquer momento, mesmo
que o fornecimento de energia esteja ligado.
05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
69
Porta Firewire de um Notebook
05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
70
Conector FireWire – Padrão IEEE 1394


Criado originalmente pela Apple e padronizado em 1995 como
Barramento Serial de Alto Desempenho IEEE 1394, o FireWire é
muito similar ao Barramento Serial Universal (USB).
Os designers do FireWire tinham em mente vários objetivos quando o
criaram:








alta taxa de transferência
capacidade de colocar vários dispositivos no barramento
facilidade de uso
função hot-pluggable (conectar os equipamentos sem os desenergizar)
fornecimento de energia pelo cabo
desempenho plug-and-play
baixo custo de cabeamento
baixo custo de implementação
05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
71
Especificações FireWire

FireWire 400 (1394a)
Taxas de transferência de até 400 Mbps
 Distância máxima entre dispositivos de 4,5
m (comprimento do cabo)


FireWire 800 (1394b)
Taxas de transferência de até 800 Mbps
 Distância máxima entre dispositivos de
100 m (comprimento do cabo)

05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
72
HD Externo FireWire
05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
73
Conector FireWire
• As imagens mostram os
conectores e as entradas
FireWire que são padrão de
mercado.
•Note que é possível
encontrar cabos com
conectores de 9 vias em uma
ponta e 4 ou 6 vias na outra.
•Assim, dispositivos FireWire
400 podem ser usados em
aparelhos com FireWire 800,
quando há compatibilidade.
05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
74
FireWire
Conectores de 9 e 6
pinos
Portas USB, FireWire e
Ethernet
FireWire

O cabo que permite a conexão de dispositivos em
uma interface FireWire 400 é composto por até 6
vias (ou seja, 6 pequenos fios internos).



Dessas, duas vias são utilizadas para a alimentação
elétrica, enquanto que as demais - separadas em pares tratam especificamente da transmissão e sincronismo dos
dados.
Note que alguns cabos podem conter 4 vias ao invés de 6.
Neste caso, os fios de transmissão de energia não existem.
No caso do FireWire 800, o cabo pode conter até 9
vias.


Das três vias adicionais, duas servem para reforçar a
proteção do cabo, de forma que este não receba ou emita
interferências.
A terceira via adicional não tem nenhum função específica.
FireWire 400 e 800
Plug FireWire 6 Pinos
05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
78
Diagrama dos conectores FireWire de 6 e 4 pinos
05/11/2015
REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI
79
Download

RI-S10(1) - pessoal.utfpr.edu.br