Sistema Distribuido Multifunción RS485 o USB 1.1
  • Fecha: 2002 – 2003. 
  • Empresa propietaria: CreaSoft SL.
  • Clientes: Valeo.
  • Autores: Raúl Bartolomé Castro y otros ingenieros. 
  • Contribución de Raúl: diseño completo de los PCBAs, incluyendo esquemáticos, layout, selección de componentes y validaron de hardware. Desarrollo de software en C para los microcontroladores.
  • Mercado: cableados eléctricos.
  • Categoría del producto: test eléctrico.

Se pretende realizar la comprobación del cableado, pero en esta ocasión no se desea una orientación tipo rack como la del INTE, sino tarjetas ubicadas en guías de plástico proporcionándoles así mayor versatilidad. En la siguiente fotografía podemos apreciar un ejemplo de diferentes tarjetas ubicadas en las guías e interconectadas entre si (la fotografía no corresponde con la realidad del proyecto).

Estos sistemas consisten en tarjetas electrónicas controladas mediante el PC. La comunicación con este se realizan mediante el bus USB si existen requerimientos de velocidades de transmisión elevadas, o mediante el bus RS485 si se desean grandes distancias en entornos industriales. Seguidamente se presentan los diagramas generales de dichos sistemas.

En la siguiente ilustración se puede observar como el PC se comunica con un concentrador USB (HUB), y éste a su vez lo hace con cada tarjeta CPU. En total se pude implementar una red en topología de estrella de hasta 127 nodos (lo típico de una red USB). Cada tarjeta CPU puede controlar hasta 8 periféricos.

En esta otra imagen el PC se comunica con una tarjeta que convierte de RS232 a RS485, seguidamente mediante una topología de conexionado en bus se conecta cada tarjeta CPU. El total de la red viene determinado por los requerimientos de velocidad, pero se pueden alcanzar hasta 127 nodos.

El nodo CPU se caracteriza por su versatilidad y potencia a un precio razonable. Según la aplicación se tiene una variante del circuito u otra, de esta manera se optimizan los recurso económicos. En la siguiente ilustración presenta la versión completa.

La CPU está diseñada alrededor de un microcontrolador de 8 bits (un Cypress si es el modelo USB o un AVR de Atmel si es el modelo RS485) y una PLD (de Altera o Lattice respectivamente). Respecto a la memoria externa al microcontrolador se ha implementado una memoria SRAM de 32 KBy (datos), una memoria EEPROM de hasta 64 kBy como máximo (datos no volátiles), una una memoria FLASH de 64 kBy (programa). Como periféricos internos hay un sensor de temperatura I2C, 3 relés electromecánicos y una entrada opto acoplada.

Los periféricos externos son: un display LCD de 2 filas y 40 caracteres para presentar información al usuario, un teclado de 8 teclas para adquisición de datos por parte del usuario y un ventilador expulsar el calor si es necesario. Evidentemente se siguen pudiendo conectar hasta ocho tarjetas periféricas como se mostraba en el diagrama general.

Las tarjetas periféricas desarrolladas has sido dos. La primera consiste en 64 entradas para la detección de contactos libres de potencial. La segunda posee 64 entradas para la detección de contactos más 64 salidas para la activación de diodos emisores de luz (LEDs). En total cada tarjeta CPU puede direccionar 128 bytes.

Este sistema pude trabajar de dos maneras. Como se ha mostrado en las dos primeras ilustraciones, es decir, completamente controlador por el PC. También puede trabajar de forma autónoma (stand alone), donde el PC no interviene, como mucho para actualizar datos u otras actividades.

Casi todas las tarjetas electrónicas descritas en el apartado fueron diseñadas, implementadas y programadas en su totalidad por el autor de la presente página web. Las colaboraciones por parte de otros miembros del departamento fueron en la implementación de la tarjeta de conversión RS232 / RS485 y en la programación de la tarjeta CPU RS485 (por cierto, el compañero realizó un estupendo trabajo).

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