Telemetría

FÍSICA APLICADAMedición con sensores de Temperatura

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Miguel Angel Chicchón [email protected]

Telemetría y Telecontrol

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Definición

IntroducciónTELEMETRÍA

La Telemetría se define como detección y medición de la información en alguna ubicación remota y su posterior transmisión a una ubicación central. Allí, puede ser monitoreada y utilizada para controlar algún proceso en el sitio remoto .

La Telemetría es el proceso por el cual las características de un objeto se miden (tales como la velocidad de un avión ) , y los resultados son transmitidos a una estación distante donde se muestran , registran y analizan. El medio de transmisión puede ser aire y el espacio para aplicaciones de satélite o cable de cobre y cable de fibra para la tierra estática entornos como plantas generadoras de energía .

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¿Cómo funciona?


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Sistema de Telecomunicaciones


Terrestre: utilizan medio físico de transmisión entre el receptor y el transmisor como medio de Propagación, esto puede ser cables de cobre, cable coaxial, guías de onda, fibra óptica, par trenzado, etc. Por ejemplo la Red Telefónica Conmutada (RTC), que utiliza el medio de transmisión de par trenzado de cobre.

Radioeléctrico: utilizan como medio de propagación la atmósfera terrestre, transmitiendo las señales en ondas electromagnéticas, ondas de radio, microondas, etc. Esto dependiendo de la frecuencia a la cual se transmite. Por ejemplo el WIMAX, que usa las frecuencias 2.5, 3.5 y 5.4 GHz. Otro ejemplo es el sistema celular que trabaja a frecuencias de 850, 900, 915 Mhz. Bandas VHF (150 – 174 MHz), UHF (450 – 470 MHz).

Satelitales: Comunicaciones radiales que se realizan entre estaciones espaciales, entre estaciones terrenas con espaciales o entre estaciones terrenas usando una estación espacial como repetidora para la retransmisión de información.

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¿Qué es Telecontrol?

IntroducciónTelecontrol

Según la R.A.E. se refiere al mando de un aparato o sistema, ejercido a distancia.

El telecontrol en tiempo real consiste en obtener datos sobre el estado del sistema a controlar cada pocos segundos, de forma que un operador pueda tomar decisiones sobre el funcionamiento de las mismas y enviar órdenes a tal efecto.

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Beneficios


• Conocimiento inmediato del estado del sistema a controlar y actuación rápida para corregir las posibles deficiencias: se incrementa notablemente la confiabilidad en el correcto funcionamiento de las instalaciones.

• Operación a distancia sobre las instalaciones desde cualquier lugar y a cualquier hora.

• Obtención de informes sobre el funcionamiento de las instalaciones al instante, y en cualquier lugar.

• Obtención de datos necesarios para la optimización del Servicio o los consumos.

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Componentes Básicos


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Aplicaciones

IntroducciónTELEMETRÍA Y TELECONTROL

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Aplicaciones


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Aplicaciones


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Aplicaciones (Sistemas de Transmisión)


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Comunicación inalámbrica Zigbee

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Zigbee• Zigbee es un protocolo de comunicaciones inalámbrico basado en el

estándar de comunicaciones para redes inalámbricas IEEE_802.15.4. Creado por Zigbee Alliance.

• Zigbee permite que dispositivos electrónicos de bajo consumo puedan realizar sus comunicaciones inalámbricas. Es especialmente útil para redes de sensores en entornos industriales, médicos y, sobre todo, domóticos.

• Las comunicaciones Zigbee se realizan en la banda libre de 2.4GHz, utilizado un solo canal (única frecuencia) de 16 posibles.

• El alcance depende de la potencia de transmisión del dispositivo así como también del tipo de antenas utilizadas (cerámicas, dipolos, etc). (Maxtream: antena dipolo y potencia 1mW -> exteriores: 30m e interiores: 10 m).

• La velocidad de transmisión de datos de una red Zigbee es de hasta 256kbps. Una red Zigbee la pueden formar, teóricamente, hasta 65535 equipos.

IntroducciónConectando arduino a un Zigbee

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Conexión típica usando XBEE


Características:• Bajo costo. • Ultra-bajo consumo

de potencia. • Uso de bandas de

radio libres y sin necesidad de licencias..

• Instalación barata y simple.

• Redes flexibles y extensibles.

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Elementos de una red Zigbee• El Coordinador:

• Es el nodo de la red que tiene la única función de formar una red.• Es el responsable de establecer el canal de comunicaciones y del

PAN ID (identificador de red) para toda la red. Con estos parámetros se forma la red, permitiendo el acceso a la red de los routers y End Points., y una vez formada la red hace las funciones de Router.

• Routers:• Es un nodo que crea y mantiene información sobre la red para

determinar la mejor ruta para transmitir un paquete de información.

• End Device:• Los dispositivos finales no tienen capacidad de enrutar paquetes.• Se necesita de un nodo padre (Coordinador o un Router) para

enviar información a otro end device. • Su consumo es menor (baterías).


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XBEE• XBee es el nombre comercial de Digi International para una familia de

módulos de radio compatibles basados en el estándar 802.15.4. Existen al menos 30 combinaciones de componentes hardware, protocolos firmware, potencia de transmisión y opciones de antena.

• Hardware:• XBee Serie 1: basado en comunicaciones punto a punto y una

implementación propietaria de las redes de malla. Firmware 802.15.4: ADC, E/S digitales y 128 bits AES

• Xbee Serie 2: ejecuta el firmware de ZigBee mesh 802.15.4. Ofrece soporte completo del modo mesh y esta basado en el stack de EmberZNet. Ofrece coordinador, router y ,a funcionalidad de nodo final, entradas y salidas digitales, configuración remota, modo de baja potencia (sleep) en los nodos finales.

• Tambien existen los de la serie PRO con mas alcance en las comunicaciones.


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Red Mesh para modulo XBEE


• Las redes MESH permiten acceder a un punto remoto, utilizando módulos intermedios para llegar como routers.

• Además los módulos automáticamente generaran la red entre ellos, sin intervención humana alguna, permitiendo la reparación de la red en caso de que algún nodo falle.

• Al mismo tiempo la red por sí sola resuelve la mejor ruta para un determinado paquete.

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Circuito Básico


• Alimentación requerida:2.8 a 3.4 V.

• Conexión a tierra y la línea de transmisión de datos por el medio UART (TXD y RXD) con un microcontrolador o directamente al puerto serial (conversor de voltaje).

• Sin control de flujo.

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Modos de Operación


1. Recibir/Transmitir:Cuando al módulo le llega algún paquete RF a través de la antena(modo Receive) o cuando se manda información serial al buffer del pin 3 (UART Data in) que luego será transmitida (modo Transmit).

2. Bajo ConsumoEl modo de sueño hace posible que el módulo RF entre en un modo de bajo consumo de energía cuando no se encuentra en uso.

3. Comando:Permite ingresar comandos AT al módulo Xbee, para configurar, ajustar o modificar parámetros.

4. Idle: cuando no está en ninguno de los modos anteriores.

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APLICACIONES

Telemetría

Education

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