FUNDAMENTACION TEÓRICA
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15 FUNDAMENTACION TEÓRICA Se procura abordar aquellos elementos que sirven de sustentación a las variables sujetas al presente estudio. Para ello, se acude a: ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN. Ogata (1988) expone que el primer trabajo significativo en controles fue el regulador centrifugo realizado en el siglo XVIII por James Watt para el control de la velocidad de una maquina de vapor. Otros avances relevantes en las primeras etapas del desarrollo de la teoría de control se deben a Minorsky (1922), Hazen (1934) y Nyquist (1932), entre otros. En el caso de Mynorsky, este trabajo en controladores automáticos de dirección de barcos y mostró como se podría determinar la estabilidad a partir de un minucioso estudio de las ecuaciones diferenciales que describen el sistema. Mientras tanto Nyquist desarrollo un método sencillo para determinar la estabilidad de un sistema de control de lazo cerrado. En cuanto a Hazen se refiere, introdujo él termino servomecanismo para los sistemas de posición,
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FUNDAMENTACION TEÓRICA
Se procura abordar aquellos elementos que sirven de
sustentación a las variables sujetas al presente estudio. Para ello, se
acude a:
ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN.
Ogata (1988) expone que el primer trabajo significativo en
controles fue el regulador centrifugo realizado en el siglo XVIII por
James Watt para el control de la velocidad de una maquina de vapor.
Otros avances relevantes en las primeras etapas del desarrollo de la
teoría de control se deben a Minorsky (1922), Hazen (1934) y Nyquist
(1932), entre otros. En el caso de Mynorsky, este trabajo en
controladores automáticos de dirección de barcos y mostró como se
podría determinar la estabilidad a partir de un minucioso estudio de las
ecuaciones diferenciales que describen el sistema. Mientras tanto
Nyquist desarrollo un método sencillo para determinar la estabilidad de
un sistema de control de lazo cerrado. En cuanto a Hazen se refiere,
introdujo él termino servomecanismo para los sistemas de posición,
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desarrollo el diseño de servomecanismos repetidores capaces de
seguir con exactitud una entrada inestable.
Sin embargo, a pesar de lo señalado, hoy día, la teoría de control
moderna clásica, que trata de sistemas de una entrada y una salida, se
vuelve absolutamente impotente ante sistemas de múltiples entradas y
salidas. Hacia 1960, la disponibilidad de los avances en materia de
computación digital, se hizo posible el análisis de sistemas complejos
en el dominio del tiempo, desde entonces se ha desarrollado la teoría
de control moderna, basado en el análisis y síntesis en el dominio del
tiempo, utilizando variables de estado, con lo que se posibilita afrontar
la complejidad creciente del mercado y los estrictos requisitos de
exactitud, costo, entre otros.
Actualmente, los sistemas de control poseen muchas
clasificaciones diseñados estos según las necesidades del sistema:
• Controles proporcionales.
• Controles proporcionales - Integrales.
• Controles de dos (2) posiciones.
• Controles Integrales.
• Controles Proporcional integral – derivativo.
• Controles proporcionales – derivativos.
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La mayoría de los controles industriales usan como fuentes de
potencia la electricidad o un fluido a presión que puede ser aceite o
aire. Se clasifican según el tipo de fuente de energía en su
funcionamiento, en:
• Controles Neumáticos.
• Controles Hidráulicos.
• Controles Electrónicos.
Y según su genero en Sistemas de Control de Lazo Abierto y
Sistemas de Control de Lazo Cerrado.
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BASES TEÓRICAS.
ESTÁNDARES DE COMUNICACIÓN.
Representa un papel importante en el crecimiento de la
comunicación de Computadoras, permitiendo a los fabricantes que
diseñen productos que interaccionen más fácilmente con productos de
otros fabricantes.
La necesidad de intercambios de información se expandió mas
allá de los límites creados por el sistema de una organización o por la
arquitectura de una máquina, como consecuencia de ello, se
encontraron muchas dificultades debido a la incompatibilidad entre
sistemas de comunicación. De aquí nació el interés por la
normalización total de la arquitectura de los sistemas de comunicación.
SISTEMAS DE CONTROL.
Desde la perspectiva de Ogata (1988), este tipo de sistema
puede ser reconocido como una entidad en virtud “de ser un todo
destinado a cumplir con un objetivo” (p.59). Explica el autor referido
que el objetivo de este sistema está determinado por quien lo diseña.
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Admite acerca del diseñador, su rol e importancia para la
ingeniería como ciencia y como arte. A la vez, otorga a los sistemas de
control reconocimiento de universalidad.
Hoy día, el avance de la ciencia aproxima lo teórico con lo
practico; y en ese sentido, el control automático sé esta convirtiendo en
un medio adecuado al logro de su funcionamiento y optimización.
La mayor parte de los especialistas en el área señalan que los
sistemas de control exitosos se vinculen con el dinamismo,
mejoramiento de la productividad abaratamiento de los costos,
protección a la vida humana, delegación de funciones, en fin.
Ahora bien, lo que sí es importante destacar es que aplicar un
sistema de este tipo para el control de acceso de transporte de carga
requerirá de personal calificado, con conocimientos sólidos en este
campo.
LOS SISTEMAS DE CONTROL DE LAZO ABIERTO:
Son sistemas en los que la salida no tiene efecto sobre la acción
de control. Son estos sistemas la salida no se mide ni sé retroalimenta
para compararla con la entrada. En cualquier sistema como este, no se
compara la salida con la entrada de referencia, por lo tanto para cada
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entrada de referencia corresponde una condición de operación fija. Así,
la precisión del sistema depende de la calibración. En presencia de
perturbaciones, un sistema de este tipo no cumple la función para la
cual fue diseñado. En la practica el control de lazo abierto solo se
puede utilizar si la relación entre la entrada y la salida es conocida, y si
no se presentan perturbaciones inducidas por otros sistemas.
LOS SISTEMAS DE CONTROL DE LAZO CERRADO:
También llamados controles retroalimentados, son aquellos en
donde la señal producida tiene incidencia directa sobre la acción de
control (Ogata, 1988). Dicho sistema utiliza la acción de retroalimentar
la señal para que el dispositivo controlador pueda evaluar la señal
generando una nueva señal satisfaciendo su propósito.
CARACTERISTICAS DE UN BUEN SISTEMA DE LAZO
CERRADO; Parecería obvio que la medida de un buen sistema de
control de lazo cerrado sea su habilidad para mantener el valor medido
en estrecha concordancia con el valor deseado. En otras palabras, un
buen sistema reduce a cero la señal de error. La diferencia final entre
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el valor medido y el deseado se denomina Desbalance. Por tanto un
buen sistema tiene un desbalance bajo.
Hay otras características de un sistema de lazo cerrado que son
también importantes, en algunos casos más importantes que un
desbalance bajo. Una de estas es la velocidad de respuesta de
sistema.
MODOS DE CONTROL.
La manera como el controlador reacciona a una señal de error en
una indicación del modo de control.
Existen cuatro modos básicos:
• Todo o Nada (Bang - Bang).
• Proporcional (P).
• Proporcional-Integral (PI).
• Proporcional-Integral-Derivativo (PID).
En cuanto al CONTROL TODO O NADA (bang - bang); se
identifica como el dispositivo corrector final; tiene solamente dos
posiciones o estados de operación. Por esta razón, el control Todo o
Nada también se conoce como control de dos posiciones o control
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Bang-Bang. Si la señal de error es positiva, el controlador envía al
dispositivo corrector final a una de las dos posiciones. Si la señal de
error es negativa, el controlador envía al dispositivo corrector final a la
otra posición.
Ningún controlador Todo o Nada puede exhibir la operación
ideal, ya que estos poseen una zona de actuación. La zona de
actuación esta definida como él más pequeño rango de valores
medidos que debe atravesar para hacer que el dispositivo corrector
vaya de una posición a la otra.
La zona de actuación es una expresión del hecho que el valor
medido debe pasar por encima del valor deseado y así alcanzar un
valor positivo en la señal de error, con el efecto de llevar el actuador a
una de las dos posiciones. Igualmente, el valor medido debe caer por
debajo del valor deseado para obtener una señal de error negativa, y
así llevar a la otra posición el actuador.
En muchos controladores Todo o Nada, la zona de actuación es
fija, posiblemente de un 2%.
En un sistema de control todo o nada, el actuador tiene dos
posiciones fijas, que en muchos casos son, simplemente conectados y
desconectados. El controlador de dos posiciones, o de encendido-
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apagado es relativamente simple y económico, y por esta razón se usa
ampliamente en sistemas de controles industriales y domésticos.
CONTROL PROPORCIONAL (p); es el dispositivo corrector
final; no es forzado a tomar toda o ninguna decisión. En lugar de esto,
tiene un rango continuo de posiciones posible. La posición exacta que
toma es proporcional a la señal de error. En otras palabras, la salida
del controlador es proporcional a su entrada.
En todo control proporcional existe una banda proporcional, la
cual es el porcentaje del rango total del controlador en el cual el valor
medido cambiara en orden de producir que el dispositivo de corrección
final cambien en un 100%. La mayoría de los controladores
proporcionales tienen una banda proporcional ajustable.
Este tipo de control elimina la constante oscilación alrededor del
valor deseado.
Como afirmación general, se puede decir que el control
proporcional trabaja bien solamente en sistemas donde los cambios en
el proceso son muy pequeños y lentos.
CONTROL PROPORCIONAL-INTEGRAL (pi); es básico para
las situaciones en las cuales los cambios en la carga son grandes y
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rápidos, y el valor deseado puede variar considerablemente, el modo
de control proporcional-integral se adapta mejor.
En este modo, la operación del dispositivo corrector final está
determinado por dos factores:
• La magnitud de la señal de error. Es la parte proporcional.
• La integral con respecto al tiempo de la señal de error; en
otras palabras, la magnitud del error multiplicada por el tiempo que ha
permanecido. Esta es la parte integral.
Este modo se ajusta a la mayoría de las situaciones de control.
Pueden controlar bastante bien grandes cambios en la carga, atenúa
oscilaciones prolongadas, disminuye el desbalance y se recupera
rápidamente en presencia de una perturbación.
CONTROL PROPORCIONAL–INTEGRAL–DERIVATIVO (pid);
Este modo de control se implementa cuando existen:
• Cambios muy rápidos en la carga.
• Retardos de tiempo grandes entre la aplicación de la acción
correctora y el aparecimiento de los resultados de dicha acción es la
variable medida.
Por otro lado los factores que dominan a la acción correctora
son:
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• La magnitud del error. Esta es la parte proporcional.
• La integral con respecto al tiempo de error. Esta es la parte
integral.
• La razón de tiempo de cambio del error. Esta es la parte
derivativa.
En un sentido intuitivo, la parte derivativa del controlador intenta
mirar adelante y prevee que el proceso sufrirá un gran cambio
basándose en las medidas actuales.
MICROCONTROLADORES.
Son dispositivos digitales integrados, programables y de
actuación secuencial. Funcionalmente, es un dispositivo lógico que
permite el tratamiento de la información almacenada en forma de
“Programa de Instrucciones”. Este es capaz de interpretar estas
instrucciones y ejecutarlas controlando las unidades implicadas en su
composición. Básicamente esta conformado por la Unidad de
Procesamiento Central (CPU), la Unidad de Control, la Unidad
Aritmética-Lógica (ALU), Puertos y dispositivos de memoria (RAM,
ROM, EPROM, etc.)
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MICROCONTROLADOR PIC16C84.
Es un microcontrolador de 8 bits de muy alto rendimiento y
construido bajo tecnología CMOS. Los PIC16/17 emplean una
arquitectura avanzada RISC. Dicho dispositivo posee un núcleo
ensamblado, 8 niveles de pila e interrupciones internas y externas. La
separación del bus de datos y el bus de dirección en la arquitectura
HARVARD permite una palabra de instrucción de 14 bits y un bus de
datos de 8 bits. Las estaciones de instrucciones permiten ejecutar
todas las instrucciones en un solo ciclo, excepto para los programa
ramificados, que requieren dos ciclos. Dispone de 35 instrucciones y
un registro extenso para ejecutar programas de alto nivel.
Típicamente el PIC16C84 realiza un código de compresión de
2:1, y se ejecuta a una velocidad de 2:1 (10 Mhz) por encima de
cualquier microcontrolador del mercado externo. El PIC16C84 posee
36 bytes de memoria RAM, 64 bytes de memoria EEPROM y 13 pines
de puertos I/O. Esta familia posee características especiales para
reducir componentes externos, de esta manera se reducen los costos,
se aumenta la compatibilidad y eficiencia del equipo, reduce el
consumo de potencia. Hay cuatro opciones para el oscilador, el RC
para un costo bajo y funcionamiento sencillo, el LP para reducir el
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consumo de potencia, el XT como oscilador de cristal estándar y el HS
para cristales de alta velocidad.
El modo SLEEP ofrece ahorro de energía. el usuario puede
Despertar el microcontrolador mediante interrupciones externas o
internas. La memoria EEPROM del PIC16C84 permite su uso para
prototipos de pruebas y esta incluida en la misma pastilla. Por otro
lado, permite el uso de un código para reprogramar el dispositivo sin
necesidad de removerlo. El PIC16C84 se ajusta perfectamente para
aplicaciones como el manejo de motores, controles automotivos de alta
velocidad, cerrojos electrónicos, tarjetas inteligentes, sensado remoto y
dispositivos de seguridad.
La tecnología EEPROM permite el trabajo rápido y conveniente;
el pequeño tamaño de este microcontrolador esta diseñando para
aplicaciones donde se limita el espacio de trabajo. El bajo costo, bajo
consumo de potencia, alta eficiencia, fácil uso y flexibilidad de los
puertos hace al PIC16C84 un dispositivo muy versátil en áreas
especificas. La programación serial de este dispositivo, lo hace aun
más versátil.
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ARQUITECTURA.
La alta eficiencia de este dispositivo se puede atribuir a un
numero de características especiales de su arquitectura, comúnmente
encontrada en los microprocesadores RISC. Para comenzar, utiliza
una arquitectura HARVARD. Esta arquitectura tiene por separado el
acceso al programa y a los datos en memorias separadas, por lo tanto
el dispositivo posee un bus de memoria de datos y un bus de memoria
de programa. Esta descripción sobre la vieja arquitectura VON
NEUMANN (donde el bus de datos y de programa están unidos en una
sola memoria), trae mejoras en el ancho de la palabra de operación.
En este microcontrolador la palabra se conoce como OPCODE y
es de 14 bits, y permite el procesamiento de 14 palabras de instrucción
en un ciclo de maquina. Este direcciona 1k x 14 de memoria de
programa interno, a su vez puede ser direccionado directa o
indirectamente hacia sus registros o archivos. Todos los registros de
funciones especiales y el contador de programa están mapeados en la
memoria de datos. Una función simétrica hace posible cargar afuera
cualquier función en cualquier registro utilizando cualquier modo de
direccionamiento.
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Este microcontrolador contiene una ALU de 8 bits y un registro
de trabajo (W). La ALU es una unidad aritmética de propósito general,
ella ejecuta las funciones aritméticas y booleanas entre los datos y el
registro de trabajo en cualquier registro de archivo. Esta unidad es
capaz de sumar, restar, y realizar operaciones lógicas. Las
operaciones aritméticas son realizadas mediante el método de
complemento a dos. Las operaciones simples se realizan con el
registro de trabajo, y las operaciones con dos operandos se realizan
entre el registro de trabajo y una constante predefinida en un registro
de archivo. El registro de trabajo W, no es un registro direccionable.
Dependiendo de la instrucción realizada por el ALU, se afectan los bits
del registro STATUS.
ORGANIZACIÓN DE LA MEMORIA.
En el PIC16C84 hay dos bloques de memorias, estos son la
memoria del programa y la de datos. Cada bloque tiene su propio bus,
lo que el acceso para cada uno puede ocurrir durante el mismo ciclo
del oscilador. La memoria de datos (RAM) se divide en registros de
propósito general y registros de funciones especiales (SFR). Los SFR
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tienen como operación principal controlar el núcleo del
microcontrolador y módulos periféricos.
Por otro lado la memoria del programa contiene la memoria de
datos EEPROM. Esta memoria no esta mapeada directamente sobre
la memoria de datos, pero puede ser mapeada indirectamente. Los 64
bytes de esta memoria tiene el rango de direccionamiento de 0h a 3Fh.
ORGANIZACIÓN DE LA MEMORIA DEL PROGRAMA.
El PIC16C84 posee un contador de programa de 13 bits capaz
de direccional un espacio de memoria de programa de 1K x 14 (0000h
- 03FFh). El acceso a una locación de memoria sobre una dirección
implementada físicamente causará solapamientos, por ejemplo,
locaciones 20h, 420h, 820h, C20h, 1020h, 1420h y 1C20h serán la
misma instrucción.
El vector de puesta a Cero o Reset esta ubicado en la dirección
0000h y el vector de interrupción esta en la dirección 0004h.
ORGANIZACIÓN DE LA MEMORIA DE DATOS; la misma está
particionada en dos áreas. La primera el área de los Registros de
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Funciones Especiales (SFR), mientras la segunda área corresponde a
los Registros de Propósito General (GPR). Los SFR controlan la
operación del dispositivo.
Porciones de la memoria de Datos están ubicadas en Bancos.
Esto es para ambas áreas (SFR y GPR). El área de los GPR está en
un banco para permitir valores superiores a los 116 bytes de RAM para
propósito general. Las áreas del banco de los SFR son para los
registros que controlan las funciones periféricas. El salto de un banco
a otro requiere del uso de bits de control para su selección. Estos bits
de control están ubicados en el registro STATUS.
Toda la memoria de Datos puede ser accesada directamente con
el uso de la dirección absoluta de registro de archivo o indirectamente
a través de la selección de registro de archivo correspondiente. El
direccionamiento indirecto utiliza el valor actual de los bits RP1: RP0
dentro del registro STATUS.
Los GPR están ubicados en el Banco 0, y los SFR en el Banco 1.
El primero es seleccionado mediante la puesta a cero del BIT RP0
(STATUS<5>), por el contrario, la puesta a uno del BIT RP0 selecciona
al Banco 1. Cada banco se extiende hasta los 128 bytes. Las
primeras 12 locaciones de memoria de cada banco están reservadas
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para los SFR, y las locaciones restantes son GPR implementados en
una RAM estática (SRAM).
• Registros de Propósito General (GPR).
Todos los dispositivo poseen cierta cantidad de área para los
Registros de Propósito General (GPR). Cada GPR es de 8 bits y
pueden ser accesados directa o indirectamente mediante los registros
de funciones especiales (SFR).
Los GPR direccionados en el Banco 1 son mapeados a las
direcciones del Banco 0. Como ejemplo, direccionar la locación 0Ch u
8Ch accesarán al mismo GPR.
• Registros de Funciones Especiales (SFR).
Los Registros de Funciones Especiales son utilizados por el CPU
y las funciones periféricas para controlar la operación del dispositivo.
Estos registros son SRAM.
Los SFR pueden ser clasificados en dos grupos, núcleo y
periféricos.
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• Registro STATUS.
Contiene el estado aritmético de la ALU, el estado de RESET y el
BIT de selección de banco para la memoria de datos.
Como cualquier registro, el registro STATUS puede ser el destino
para cualquier instrucción. Si el registro STATUS es el destino para
una instrucción que afecte a los bits Z, C o DC, la escritura a estos
registros es automáticamente desactivada. Estos bits son puestos a
cero o uno según la lógica del dispositivo. No obstante, los bits TO y
PD no se pueden escribir. Por otro lado, el resultado de una
instrucción con destino al registro STATUS, podría ser diferente a lo
pensado.
Por ejemplo, la instrucción CLRF STATUS limpiara los 3 bits más
significativos y pondrá a uno el BIT Z, esto coloca al registro STATUS
como 000u u1uu (donde u = invariable).
Únicamente las instrucciones BCF, BSF y MOVWF deben ser
utilizadas para alterar el registro STATUS, porque ninguna de estas
funciones modifican los bits internos de dicho registro.
Los bits IRP y RP1 (STATUS<7:6>) no son utilizados por el
PIC16C84 y deben ser programados como cero. El uso de estos bits
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como bits de propósito general R/W no es recomendado, ya que podría
afectar a la comunicación entre otros dispositivos.
Para la resta, los bits C y DC (STATUS<1:0>), operan como
BORROW y DIGIT BORROW respectivamente.
• Registro OPTION.
Es un registro que puede ser leído y escrito, contiene varios bits
de control para configurar el pre-escalador TMR0/WDT, la interrupción
externa INT, el TMR0 y el Weak Pull-Ups en el puerto B (PORTB).
Cuando el pre-escalador es asignado al WDT (PSA=1), la
asignación al TMR0 es de 1:1.
• Registro INTCON.
Es un registro que puede ser leído y escrito, contiene diversos
bits de habilitación para todas las fuentes de interrupción.
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PUERTOS I/O.
El PIC16C84 posee dos puertos, PORTA y PORTB. Algunos de
los pines de los puertos están multiplexados con una función alterna de
desarrollo del dispositivo.
• REGISTROS PORTA Y TRISA.
El registro PORTA es un “lacth” de 5 bits. RA4 es una entrado
tipo disparo Schmitt y salida de drenador abierto. Los demás RA pines
del puerto poseen niveles de entrada TTL y manejadores de salida
CMOS. Todos los pines tienen bits de dirección de datos (registros
TRIS), los cuales pueden configurar los pines como entradas o salidas
de forma independiente.
Poniendo a uno (1) algún BIT del registro TRISA, colocara el pin
correspondiente al BIT seleccionada como una entrada, si algún BIT es
puesto a cero (0), luego el pin es colocado como salida.
Cuando se lee el registro PORTA, éste lee el estado de los
pines, mientras que el escribir, éste escribirá información en los “latch”
del puerto. Todos las operaciones de escritura son operaciones de
Lectura-Modificación-Escritura, por lo tanto, el escribir en un puerto
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implica que los pines del puerto son leídos primero, luego estos valores
son modificados y escritos en el “latch” del puerto de datos.
El pin RA4 esta multiplexado con la entrada TMR0.
• REGISTROS PORTB Y TRISB.
Los registros PORTB es un puerto bi-direccional de 8 bits, los
datos que le corresponde a dicho puerto es el TRISB. Un “1” en
cualquier BIT del registro TRISB coloca el correspondiente manejador
de salida en un modo de alta impedancia. Un "0” en cualquier BIT del
registro TRISB coloca el contenido del “lacth” de salida en el pin
seleccionado.
Cada pin del PORTB posee un “Weak Pull-Up” interno. Un solo
BIT de control puede activar todos los “weak pull-ups”. Esto es
realizado poniendo en cero el BIT 7 del registro OPTION
(OPTION<7>). Los “weak pull-ups” son automáticamente apagados
cuando los pines del puerto se configuran como salida. Por otro lado
los “weak pull-ups” son desactivados cuando ocurre un “Power-On
Reset”.
Los cuatro pines del PORTB, RB7 a RB4, están multiplexados
con funciones especiales de interrupción. Únicamente los pines que se
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configuren como entrada, serán capaces de ejecutar dichas
interrupciones (cualquier pin de RB7 a RB4 que este configurado como
salida, es excluido de la ejecución de una interrupción). El valor de los
pines en el modo de entrada son comparados con el antiguo valor
transferido en la ultima lectura del PORTB. Las salidas desiguales de
los pines del PORTB son sumadas lógica (OR) y conjuntamente para
generar el cambio del PORTB como una interrupción.
Estas interrupciones pueden despertar el dispositivo del modo
SLEEP. El usuario, en la rutina de servicio de interrupción, puede
borrar la interrupción de la siguiente manera:
• Leer (o escribir) PORTB. Esto culminara la condición de
desigualdad.
• Limpiar el registro de bandera RBIF.
Una condición de desigualdad continuara para poner en “1” el
BIT RBIF. Al leer el PORTB se culminara la condición de desigualdad,
y permitirá que sea puesto a “0” el BIT RBIF.
La característica de condición de desigualdad en las
interrupciones, junto con la programación configurable para el “pull-
ups” de estos cuatro pines permite realizar una sencilla comunicación
con un teclado.
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Un cambio podría ocurrir en el pin I/O cuando el PORTB es leído,
y el BIT RBIF no debe ser puesto a “1”.
No se recomienda hacer una verificación del PORTB cuando
este sé esta utilizando como sistema de interrupciones.
Los pines restantes, de RB3 a RB0 son líneas de I/O de
características comunes.
MEMORIA DE DATOS EEPROM.
La memoria de datos EEPROM puede ser leida y escrita durante
la operación normal (rango completo de VDD). Esta memoria no esta
mapeada directamente al espacio de los registro de archivo. Sin
embargo ésta es direccionada directamente a traves de los registro de
funciones especiales (SFR).
Existen cuatro (4) FSR utilizados para la escritura y lectura de
esta memoria. Estos registros son :
• EECON1
• EECON2
• EEDATA
• EEADR
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El registro EEDARA mantiene los 8 bits de datos para leer /
escribir, y el registro EEADR mantiene el direccionamiento de la
locación EEPROM que va a ser accesada.
La memoria de datos EEPROM permite bytes de lectura y
escritura, un byte de escritura borra automáticamente la locación y
escribe el nuevo data (borra antes de escribir). Esta memoria esta
estimada para altos ciclos de lectura / escritura. El tiempo de escritura
es controlado por un temporizador “On-Chip”. Este tiempo variara con
el voltaje y temperatura como la transferencia de datos de “chip” a
“chip”.
Cuando el dispositivo posee el código de protección, el CPU
debe seguir leyendo y escribiendo la memoria de datos EEPROM.
CARACTERÍSTICAS ESPECIALES DEL CPU.
Lo que aparta a los microcontroladores de otros procesadores
son los circuitos especiales que ejecutan las necesidades de las
aplicaciones de tiempo real. El PIC16C84 posee características
especiales como la de maximizar la confiabilidad del sistema, minimizar
los costos en dispositivos externo, disminuir el consumo de potencia,
diferentes modos de operación y un código de protección.
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• CONFIGURACIÓN DE BITS.
Puede ser programada (leídos como “0”) o no programada
(leídos como “1”), con el fin de seleccionar la configuración de los
dispositivos. Estos bits están mapeados en la locación 2007h en la
memoria del programa.
La dirección 2007h está lejos del espacio de memoria del
programa para el usuario y ésta pertenece al espacio de memoria
especial de prueba y configuración (2000h - 3FFFh); este espacio
puede ser accesable solo durante la programación.
• RESET.
El PIC16C84 se diferencia entre varios tipos de Reset:
• Power-On Reset (POR).
• Reset MCLR durante la operación normal.
• Reset MCLR durante la operación SLEEP.
• Reset del WDT durante la operación normal.
• Reset del WDT durante la operación SLEEP.
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• Power-On Reset (por).
Dentro del “Chip” se genera un pulso de POR cuando se detecta
una caída de tensión en VDD (dentro del rango de 1.2V - 1.7V). Para
tener ventaja del POR, conecte el pin MCLR directamente a VDD a
través de un resistor, esto eliminara las componentes RC externas que
usualmente activan él POR. El circuito de protección del POR no
produce una condición de Reset interna cuando el valor de VDD
disminuye.
• Power-Up Timer (pwrt).
Provee 72ms arreglados nominales de Time-Out para él POR. El
PWRT opera en un oscilador RC interno. El dispositivo se mantiene en
Reset el tiempo que dura la operación del PWRT. Por otro lado, el
PWRT ocasiona un tiempo de retardo, el cual, permite que el nivel de
VDD disminuya hasta un nivel aceptable de operación.
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• Start-Up Oscilador / temporizador (ost).
Provee 1024 ciclos de retardo provenientes del oscilador
(OSC1/CLKIN) después de que el tiempo de retardo del PWRT
culmine; esto asegura al oscilador de cristal o resonador que comience
y estabilice.
El Time-Out del OST (Tost) es invocado solo para los módulos
XT, LP y HS y únicamente en un POR o en un despertar del SLEEP.
Cuando el nivel de VDD disminuye muy lentamente, es posible
que el Time-Out del PWRT (Tpwrt) y el Tost expiren ante de que el
VDD haya alcanzado su valor final, en este caso es recomendable un
circuito externo para el MCLR.
• Bits de Estado: Secuencia Time - Out / Power Down.
En el Power-up la secuencia Time-Out es de la siguiente
manera: Primero el time-out del PWRT es invocado después que él
POR haya expirado. Luego el OST es activado. El time-out final
variara basado en la configuración del oscilador y el BIT de
configuración de estado PWRTE.
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Desde que el time-out proveniente del pulso de reset del POR
ocurre y si el tiempo de permanencia del MCLR en estado bajo e muy
prolongado, entonces, el time-out expirara, y si el MCLR se mantiene
en estado alto la ejecución del time-out será inmediata.
Esto es muy útil para realizar pruebas en la sincronización de
dos o más PIC16Cxx cuando operen en paralelo.
• Brown - Out Reset.
Es una condición donde la fuente de poder del dispositivo (VDD)
cae por debajo de su valor mínimo, pero no cero, y luego se recobra a
su estado original. Es recomendable realizar una condición de reset
cuando se presente el fenómeno Brown-Out.
INTERRUPCIONES.
El PIC16C84 posee cuatro (4) fuentes de interrupción:
• Interrupción externa por el pin RB0/INT.
• Interrupción por rebosamiento del TMR0.
• Interrupciones de cambio en PORTB.
• Interrupción de escritura completa de la EEPROM.
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El registro de control de las interrupciones (INTCON) almacena
los requerimientos de interrupciones individuales en los bits de
bandera. También posee los bits para la habilitación de las
interrupciones globales o individuales.
Por otro lado las interrupciones individuales pueden ser
habilitadas o deshabilitadas por los mismos bits. Es importante
mencionar que el BIT GEI es puesto a cero cuando ocurre una
condición de Reset.
La instrucción para retornar de una interrupción (RETFIE) realiza
la operación de poner a “1” el BIT GIE, para así rehabilitar todas las
interrupciones.
Los bits banderas de interrupción del pin RB0/INT, el cambio RB
del PORTB y el rebosamiento del TMR0, están incluidos en el registro
INTCON.
• Interrupción INT.
La interrupción externa que ocurre en el pin RB0/INT es
disparada por flanco: si el bit INTEDG (OPTION<6>) es puesto a “1”,
entonces, el flanco es de subida; y si es puesto a “0”, luego el flanco es
de bajada. Cuando un flanco valido aparece en el pin RB0/INT, el BIT
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INTF (INTCON<1>) es puesto a “1”. Esta interrupción puede ser
deshabilitada poniendo a “0” el BIT de control INTE (INTCON<4>). El
BIT bandera INTF debe ser puesto a cero por el software dentro de la
sub-rutina designada para las interrupciones.
La interrupción INT puede despertar al dispositivo de su modo
SLEEP.
• Interrupción TMR0.
Un rebosamiento (FFh → 00h) en el TMR0, pondrá un “1” en bit
bandera T0IF (INTCON<2>). Esta interrupción puede ser activada o
desactivada poniendo a “1” o “0” el BIT T0IE (INTCON<5>).
• Interrupción PORT RB.
Un cambio de entrada en PORTB<7:4> colocan en “1” el bit
bandera RBIF (INTCON<0>). Esta interrupción puede activada o
desactivada poniendo a “1” o “0” el BIT RBIE (INTCON<3>).
46
• WATCHDOG TIMER (wdt).
Es un oscilador libre que se ejecuta internamente, el cual no
requiere ningún componente externo. Este oscilador RC esta separado
del oscilador RC del pin OSC1/CLKIN, esto significa que el WDT no
comenzara hasta que el oscilador RC de los pines OSC1/CLKIN y
OSC2/CLKOUT se haya detenido por completo.
Durante la operación normal, el WDT genera un Time-out que
genera una condición de Reset para el dispositivo. Si el dispositivo
esta en modalidad SLEEP, un WDT wake-up causara el despertar y así
continuar con la operación normal.
El WDT puede ser desactivado permanentemente mediante la
programación del BIT de configuración WDTE=0.
• MODO SLEEP.
El PIC16C84 puede ser apagado momentáneamente, es decir,
puesto a dormir (SLEEP) y luego levantarlo (Wake-Up).
El modo SLEEP se activa mediante la utilización de la instrucción
SLEEP. Si ésta habilitada, el WDT es puesto a cero (pero sigue
trabajando), el BIT TO (STATUS<4>) es puesto a “1”, y el manejador
47
del oscilador es apagado. Los puertos I/O mantienen el mismo estado
que tenían antes de que se ejecutara el modo SLEEP.
Para el menor consumo de corriente en el modo SLEEP, se
deben colocarse todos pines de I/O a VDD o Vss sin circuitería externa.
Si los puertos están manejados por altas-impedancias, entonces se
debe manejar en estado bajo o alto para evitar fluctuaciones de
corriente causadas por las entradas flotantes. El pin T0CKI también
debe ir a VDD o Vss. El pin MCLR debe conectarse directamente a
VDD.
SISTEMA DE COMUNICACIÓN.
En el transcurrir de la década de los años setenta (1.970-1.979),
se ha presenciado la manera cómo se va asumiendo, dirigiendo y
absorbiendo el fenómeno microcomputador como una casi necesidad
de su uso, hasta el hecho de que hoy es casi imposible prescindir de él
en la realización de un diseño digital en cualquier acontecer humano.
Hoy día, los sistemas de comunicación están asociados al uso
frecuente del termino ´´ Sistemas distribuidos ´´ para con ello
denominar indistintamente a diferentes clases de sistema informáticos,
48
por lo que la potencia del tratamiento de la información se encuentra
repartida en diferentes elementos, es decir, en un único computador.
En este orden de ideas; y, por lo que se refiere a
denominaciones utilizadas, se ha limitado su división únicamente a
cuatro tipos de sistemas comunicación (o distribuidos):
• Redes de Computadoras.
• Redes Locales de Computadoras.
• Sistema Multicomputadores.
• Sistema Multiprocesadores.
MEDIOS DE TRANSMISIÓN.
Es obvio expresar aquí que, la transmisión de información de un
lugar a otro se realiza a través de vías o medios de transmisión. Para
ello, se acude a un enlace físico como lo es el cableado.
Entre lo de mas uso común y que son los que se desea destacar
la investigación, se mencionan para su respectivas descripción.
49
• CABLES DE PARES TRENZADOS.
Formado por dos hilos de cobre, convenientemente aislados.
Estos hilos que forman un circuito van entrelazados, con pasos
distintos en cada ´´ par ´´ para evitar cruces por diafonía. Son los más
económicos y pueden ser utilizados tanto para transmisión digital como
analógicas siendo susceptibles a errores cuando la transmisión es a
grandes velocidades.
Este medio de transmisión se caracteriza por su diámetro
rigiéndose por el sistema AWG; es decir, a menor diámetro del hilo,
mayor resistencia a la propagación de la señal o viceversa.
Este tipo de cable constituye las bases de las redes urbanas y de
las interurbanas de corta y media distancia existiendo gran variedad
de tipos para cubrir las necesidades de cada circunstancia.
Los pares trenzados se pueden utilizar tanto para transmisión
analógica como digital, y su ancho de banda depende del calibre del
alambre y de la distancia que recorre; en muchos casos puede obtener
transmisiones de varios megabits/s, en distancias de pocos kilómetros.
Debido a su adecuado comportamiento y bajo costo, los pares
trenzados se utilizan ampliamente y es probable que su presencia
permanezca por muchos años. Este tipo de cableado estaría entre las
50
opciones prioritarias a elegir en caso de aplicarse en su totalidad el
sistema.
• CABLES COAXIALES.
Estos cables son portadores de sistemas ´´ múltiplex ´´ de gran
número de canales telefónicos. Un sistema ´´ múltiplex ´´ utiliza como
portadores, generalmente dos pares de (tubo) coaxiales, uno para cada
sentido de transmisión.
Consiste en un conductor central de cobre, el cual esta
recubierto de un material aislante, a éste lo recubre una segunda capa
conductora, razón ésta que no permite que el ruido eléctrico entre al
conductor sólido. Generalmente, se usa un cable de tipo RG –8 ó RG-
58, los cuales tienen una impedancia de 50ohm.
Este tipo de cable tiene inmunidad al ruido, simple de instalar y
bifurcar; además, presenta confiabilidad limitada.
• FIBRA ÓPTICA.
Es un diminuto cilindro de vidrio llamado ´´ núcleo ´´ el cual está
envuelto por capas concéntricas que causan que la luz que se refleja
51
en ella retorne al núcleo. Pueden transmitir varias señales a diferentes
ancho de banda desde 600Mbps. Hasta 200Mbps. Una característica
importante es que es inmune a interferencias eléctricas, ruidos,
temperatura, radiación o agentes químicos. La limitante que tendría
frente al presente estudio es su alto costo.
• MICROONDAS DE RADIO.
Es un enlace punto que se establece entre dos estaciones con
visibilidad directa. Son sensibles a cambios en las condiciones
atmosféricas y a obstáculos sólidos. Los datos pueden ser enviados en
forma analógica o digital, son capaces de transmitir grandes volúmenes
de voz y datos. A pesar de su valor tecnológico el sistema tal como se
propone requiere de medios menos sofisticados y más utilitarios.
• SATÉLITES.
Son repetidores de radio en el espacio, estos están equipados
con amplificadores, antenas receptoras y transmisoras que reciben
señales de estaciones en La Tierra y las retransmite hacia otras
estaciones. La tecnología comunicacional global actual es su mejor
52
aliada. Hoy día, hay aplicaciones diversas de grandes y/o pequeñas
dimensiones. Sin embargo, su elevado costo lo hace inaccesible a la
presente propuesta.
MODULACIÓN DE ANCHO DE PULSO (PWM).
Recuérdese que para transmitir una señal de banda limitada a
una frecuencia intermedia, solo se necesita transmitir la información
sobre sus valores de muestra en intervalos de un medio de dicha
frecuencia en segundos.
Un método de modulación alterno es variar algún parámetro en
la regulación de cada pulso para conducir la información. La
modulación por regulación del pulso puede obtenerse en varias formas,
aunque los principios son básicamente los mismos.
Una de estas formas emplea pulsos de amplitud constante cuyo
ancho es proporcional a los valores de la señal en los instantes de
muestreo. Este tipo se digna como Modulación de Ancho de Pulso
(PWM, pulse-width modulation).
En PWM, la señal se muestrea en forma periódica a una tasa
bastante rápida como para satisfacer los requisitos del teorema de
muestreo. En cada instante de muestreo se genera un pulso de
53
amplitud fija y ancho proporcional a los valores de muestra de la señal,
con un ancho mínimo asignado al valor mínimo de la señal.
La variación del ancho del pulso a partir del ancho mínimo es
proporcional a dicha señal, definiéndose una constante de
proporcionalidad. La duración del pulso debe ser menor que la porción
de tiempo asignada a una muestra en particular, dejando por lo general
un tiempo de guarda adicional. En PWM la modulación puede ser
regulada por flancos de subida, de bajada, o ambos en cada pulso.
La PWM es una elección frecuente cuando se desea el control
remoto proporcional de una posición o cierta razón de posición. El
valor promedio de una señal PWM varia directamente con la
modulación y puede usarse para controlar un motor con operaciones
de conmutación eficientes.
El control proporcional debe mantenerse relativamente
independiente de la fuerza de la señal sobre un intervalo amplio. La FM
también se usa para control remoto de posición, pero los sistemas
PWM suelen ser más fáciles de construir y alinear.
Entre las desventajas de la PWM se encuentra la necesidad de
detectar ambos bordes del pulso y un tiempo de guarda relativamente
largo. Los efectos de los transitorios de la señal introducidos en el
54
sistema pueden variar con el ancho de pulso, causando un
comportamiento no uniforme.
Solo los borde de salida de las señales PWM contienen la
información moduladora, por tanto, la información puede conducirse
enviando solo estas marcas de tiempo. Por otro lado la PWM es
autosincronizable, es decir, la sincronización del reloj esta presente en
la señal modulada, debido a que este es un método de modulación no
lineal.
Para generar la modulación de generación de pulsos, suelen
emplearse diversas combinaciones de un circuito de muestra y
retención, un generador de tensión en rampa de precisión y un
comparador.
INTERFAZ SERIAL.
Al iniciarse el ”boom” de los computadores electrónicos, surgió
también la necesidad de intercambiar información entre estos de una
manera cómoda y rápida.
Existen dos formas de intercambiar información digital: la
paralela y el serial. La comunicación paralela transmite todos los bits
de un dato de manera simultánea y tiene la ventaja de que las
55
interfaces son rápidas, pero la desventaja de necesitar una gran
cantidad de líneas, situación para encarecer los costos y se agrava
cuando las distancias que separan los equipos entre los cuales se hace
el intercambio es muy grande, debido a las capacitancias entre los
conductores, la cual limita el correcto intercambio de datos a unos
pocos metros.
La comunicación serial, mientras tanto, transmite un BIT a la vez,
por lo cual es mucho más lenta, pero posee la ventaja de que necesita
un menor numero de líneas para la transferencia de información y la
distancia a la cual se puede realizar el intercambio es mayor; a esto se
suma que mediante dispositivos como los “modems”, la comunicación
se pueda extender prácticamente a cualquier parte del planeta.
Existen dos formas de comunicación serial: la sincrona y la
asíncrona. En la comunicación sincrona, además de una línea sobre la
que se transfieren los datos, se necesita otra que contenga los pulsos
del reloj que indiquen cuando un dato es valido; la duración del bit está
determinada por la duración del pulso de sincronismo.
En la comunicación asíncrona, los pulsos del reloj no son
necesarios y se acude a otros mecanismos para realizar la lectura /
escritura de los datos; la duración de cada BIT esta determinada por la
56
frecuencia de referencia con la cual se realiza la transferencia de
datos.
En los computadores tipo PC, se pueden tener hasta 4 puertos
de comunicación serial (RS-232), denominados COM1, COM2, COM3
y COM4. Para su uso se debe realizar una configuración previa de los
parámetros de comunicación y aunque el sistema operativo y los
programas utilizan valores por defecto, no siempre son los mismos.
Existen varias formas de establecer los para metros para la
comunicación serial asíncrona con cualquiera de estos puertos.
TÉCNICAS DE TRANSMISIÓN.
A juzgar de Andrew S.Tanenbaum (1.991, pp.67-69) dos técnicas
pueden ser usadas para transmitir señales sobre un medio físico de
comunicación. Ellas son:
• LAS SEÑALES DE BANDA BASE (BASEBAND).
Con esta técnica, las señales de datos son representadas sobre
el medio físico de transmisión por pulso discreto de electricidad o luz.
57
• LAS SEÑALES DE BANDA ANCHA (BROADBAND).
Emplea típicamente transmisión analógica usando un rango de
frecuencia mayor que la transmisión banda base. Con esta técnica de
transmisión las señales empleadas son continuas, no discretas
fluyendo a través del medio de transmisión en forma de ondas
electromagnéticas a través de las características de las ondas
(amplitud, frecuencia y fase), el ancho de banda disponible sobre el
medio frecuentemente dividido en múltiplex canales y usado de
diferentes formas (transmisión de datos, señales de vídeo, voz, etc.)
simultáneamente.
Posteriormente, la investigación decidirá entre estas alternativas
aquella opción que esté en correspondencia con los requerimientos del
sistema.
TIPOS DE TRANSMISIÓN.
La transmisión de la información entre sistemas informáticos
puede realizarse según dos tipos de transmisión; así lo afirma Andrew
S. Tanenbaum (1991, pp. 81-82). En cuanto a ello, indicara:
58
• TRANSMISIÓN ASINCRÓNICA.
Es el tipo de transmisión identificada por caracteres individuales
o bytes, delimitado por bits de arranque y parada, a partir de los cuales
un receptor deriva la temporizacion necesaria para el muestreo de los
bits sin que se transmita específicamente una señal de temporizacion;
también arranque/parada(Sreat/Stop Transmisión).
• TRANSMISIÓN SINCRÓNICA.
Comunicación de datos en la cual caracteres o bytes son
enviados a una velocidad fija, con los dispositivos de transmisor y
receptor sincronizados, elimina la necesidad de los bits de arranque y
parada básico en la transmisión asincrónica. Aumenta
significativamente la eficiencia de las tasas de transmisión de datos. En
función de los objetivos propuestos por este estudio, este tipo seria
muy conveniente.
59
MODOS DE TRANSMISIÓN.
El modo de transmisión es la manera de comunicar los datos a
través de un medio físico de comunicación. Existen dos formas: la
analógica y la digital.
• ANALÓGICA.
Bajo este modo los bits de información son convertidos
colocados y transportados sobre una onda senosoidal, la cual puede
pasar por el proceso modulación.
La transmisión analógica fue la primera que se desarrollo ya que
existían las redes telefónicas en las cuales se transmitían voz, siendo
la voz una onda analógica de sonido, como lo es por ejemplo, una
portadora senosoidal que es construida con la sumarizacion de senos y
cosenos. Este modo de transmisión también es llamado Banda Ancha.
• DIGITAL.
Este modo de transmisión maneja la información codificada en
un conjunto finito o discreto de datos, por lo tanto la tasa de errores en
esta transmisión tiende a ser pequeña.
60
REDES DE COMPUTACIÓN.
Actualmente, el avance de la mundial tecnología, ha permitido la
integración del computador con los sistemas de comunicación,
logrando grandes avances en esta industria, sobre todo en lo
concerniente a redes de áreas locales y redes áreas extensas.
Hoy en día, la eficiencia de las actividades y procesos
desarrollados en una corporación que movilice grandes volúmenes de
información, tiende a depender de los usos de herramientas que
garanticen respuestas en tiempo real y en un marco de confiabilidad
aceptable como es la computadora y con ella, un efecto multiplicador
de representativa escala representado de un sistema de redes que las
comunican efectivamente.
De estas consideraciones se desprenden que las redes de
computación se pueden definir como “ un conjunto de computadoras
interconectadas a través de un medio de transmisión, que permita
transferir e intercambiar datos de información” Andrew S. Tanenbaum.
(1991, p.37).
Considera el mismo autor que las redes de computación ofrecen
ventajas en su uso a aquellas organizaciones modernas que suelen
61
estar bastante dispersas, y a veces incluyen empresas distribuidas en
varios puntos del país o del mundo.
Para que las redes de computación funcionen en óptimos niveles
de frecuencia, muchos de sus terminales y ordenadores necesitan
intercambiar datos de información, y con frecuencia ese intercambio ha
de ser diario.
Por ello, mediante una red, puede conseguirse que, a través de
todos esos ordenadores se intercambie información, y que los
programas y datos necesarios estén al alcance de los miembros de la
organización en la medida que ello sea posible, sólo en aquellos casos
donde por razones de seguridad la información debe jerarquizarse.
De esta manera expuesta, se infiere que la interconexión de
ordenadores permite que varias maquinas compartan los mismos
recursos. Así, por ejemplo, si un ordenador se satura por estar
sometido a una carga de trabajo excesiva, exista la posibilidad de
utilizar la red para que otro ordenador se ocupe de este trabajo,
consiguiendo así un mejor aprovechamiento de los recursos que se
manejan en una empresa.
Esta claro para los especialistas en el área que las redes pueden
resolver problemas, como el de la tolerancia entre fallos. Es decir, en
62
caso de que un ordenador falle, otro puede asumir sus funciones y su
carga de trabajo, tal cuestión se traduce en algo de particular
importancia en los sistemas de control de trafico aéreo; Donde, si un
ordenador falla, los ordenadores de reserva entraran en
funcionamiento rápidamente y tomarán el mando de todas las
operaciones de control, sin que en ningún momento llegue a existir
peligro para los pasajeros u otros usuarios.
Por otra parte, se puede afirmar que, el empleo de redes confiere
flexibilidad a los entornos laborales. Tal argumento obedece al hecho
de que, los empleados modernos pueden trabajar en ocasiones
especiales que así los requieran desde sus casas, utilizando terminales
conectadas con el ordenador de la oficina. Hoy día, es frecuente ver
personas que viajan con su ordenador portátil y lo conectan a la red de
su empresa a través de la línea telefónica situada en la habitación del
hotel, en un restaurante o en otro sitio que disponga la posibilidad
tecnológica para efectuar este tipo de labores.
TIPOS DE REDES.
Según Luis F. G, (1983 p.83), “las redes conocidas hasta ahora
se clasifican según su alcance, conexión utilizada, tecnología
63
desarrollada y dispositivos que la componen, entre otros aspectos de
acuerdo al espacio físico que ocupan”. Las redes pueden ser:
• LAN
• MAN
• WAN
Locales, enlace por vía telefónica, vía microondas o vía satélites
y envía información a velocidades bajas (1.54 Mbps). Estos enlaces
pueden ser transmisiones desde 56kbit/s hasta 2.048Mbit/s.
CONFIGURACIÓN DE REDES.
Tanembaum, A.(1991), cuando se refiere a este aspecto, señala
que existen a su juicio, cinco (5) maneras de configurar un sistema de
redes; a saber:
• REDES PUNTO A PUNTO.
El computador central se conecta a cada uno de los terminales
mediante un enlace físico independiente. Permite la conexión en
cualquier instante, con gran facilidad, fiabilidad y alta velocidad. Sin
64
embargo, tiene un alto costo, poca disponibilidad y enlaces que son
fijos.
• REDES DE COMUNICACIÓN.
La comunicación de datos se establece secuencialmente a
voluntad del usuario; que ha de establecer el enlace entre el servidor y
la estación de trabajo que desea conectar. Tiene gran disponibilidad,
fácil acceso y bajo costo; pero no son de buena calidad, puede
presentarse congestión en la red y posee poca velocidad.
• REDES MULTIPUNTO.
El mensaje se lanza por el computador principal de la red,
precedido de una información; el terminal que se siente identificado lo
recoge y contesta. Permite un gran ahorro y fácil posibilidad de
aumento; sin embargo puede prestarse a un fácil congestionamiento.
• REDES CON CONCENTRADORES.
El concentrador, equipo inteligente, almacena y distribuye la
información correspondiente a cada terminal, en función de las
65
características de tráfico de datos en cada momento. Permite el ahorro
de líneas, reduce costos, aunque sus equipos son bastantes
complejos.
• REDES MULTIPLEXORES.
Estas permiten compartir recursos, utilizados un solo enlace para
varias transmisiones simultáneas, evitando la interferencia entre ellas.
Tienen un gran rendimiento, fácil de ahorro de circuitos, pero a la vez
se hace difícil su sincronización, limita las velocidades y la forma de
realizar los respaldos es compleja.
Un atributo muy claro de las LAN’S es la conectividad, lo cual
permite a cualquier punto dado (nodo o conexión) comunicación con
cualquier otro punto, integrado así comunicaciones electrónicas (datos,
videos, voz, etc.).
VENTAJAS DE LAS REDES.
Casi toda, si no toda, la bibliografía especializada, acepta como
tal que, el uso compartido de periféricos reduce sus costos por usuario:
al tener periféricos de mayor calidad en la red como recursos de uso
66
compartidos, el nivel de confiabilidad será mayor, y el costo que
pueden representar estos equipos para la organización queda
plenamente justificado.
• Puede lograrse excelentes tiempo de repuesta: el rendimiento
de la red debe ser siempre igual o superior al de un microcomputador
individual. La instalación inadecuada o ineficiente de una red casi
siempre deriva en tiempo de repuesta inaceptables.
• Se puede compartir programas de aplicaciones: este factor
representa una ventaja tanto desde el punto de vista económico como
de mantenimiento y soporte y que debe ser prestado a los programas
de aplicación.
• Permite el intercambio de información: por ejemplo, varias
personas pueden estar trabajando en la red con un programa de
control de inventario; a medida que cada ítem es actualizado, la
información queda disponible a todos los usuarios de la red.
• Permite enlazar equipos aislados en una organización: la
capacidad de integrar computadoras aislado para formar una red
estimula la continuidad y la compatibilidad, de manera que las labores
administrativas puedan ser automatizadas y sistematizadas. Al estar
67
aislados en una organización, los Pchs son herramientas poderosas,
pero de valor muy limitado.
PROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN.
Tanembaum (1991) y Ogata (1988) coinciden en conceptualizar
dicho termino como un ´´ conjunto de reglas y procedimientos que
proporcionan una técnica uniforme para gestionar un enlace de
comunicación. Al efecto, Tanembaum, (1991, p.30), agrega que “estas
reglas, procedimientos, prevén la administración, asignación y control
de los recursos involucrados; asimismo, establecen métodos para
evitar y/o solucionar problemas producidos por situaciones de
excepción ocurridas en cualquiera de los elementos interviniente”.
CARACTERÍSTICAS DE LOS PROTOCOLOS.
Para Tanembaun (1991), entre los mas destacados se
mencionan para los fines de la presente investigación, aquellas de
conformidad con lo expuesto:
• Formato de mensaje.
68
• Procedimiento para el establecimiento de la llamada.
• Procedimiento para la fase de transferencia de datos.
• Procedimiento para la terminación de la llamada y
desconexión del enlace.
• Procedimiento para la detección y recuperación de errores.
• Procedimiento de detección de tiempo cumplido (time-out).
TIPOS DE PROTOCOLOS.
Existe una gran variedad de protocolos comúnmente soportados
por equipos conectados en redes de comunicación. Sin embargo,
interesan a este trabajo especial de grado algunos de estos tipos
señalándose entre ellos:
• PROTOCOLO INTERNET - IP.
Es aquel que permite la interconexión de múltiples redes y usa
información, como la dirección de origen y destino global de Internet
para enrutar paquetes de una red a otra. Fue diseñado para ajustarse a
69
medios de transmisión poco confiables. Estos medios pueden ser
desde enlaces seriales sobre redes telefónicas hasta enlaces de alta
velocidad tipo LAN.
• PROTOCOLO DE TRANSMISIÓN – TCP.
Es el protocolo de transporte, que maneja conexiones confiables
entre los extremos de una conversación. Realiza la función de
establecer sesiones entre procesos de usuarios de Internet, y asegura
comunicaciones confiables implementando procedimientos de
recuperación en una base de extremo – extremo.
TCP implementa sus servicios sobre IP. Esto significa que las
tareas de control de flujo, corrección de errores, eliminación y
secuenciamiento de datos se hacen a este nivel, con el fin de poder
ofrecer un canal de flujo continuo a sus usuarios.
• PROTOCOLO TCP/IP.
Es un conjunto de protocolos relacionadas que derivan su
nombre de dos componentes principales: la transmisión de control
70
protocol (TCP) que asegura la confiabilidad de la información y el
Internet Protocol (IP) que envía la información a través de la red.
• PROTOCOLO IPX.
Este protocolo crea y mantiene conexiones de dispositivos entre
redes (estaciones de trabajo, servidor de archivos, enrutadores, etc.).
Lee las direcciones asignadas y dirige los datos hacia el área
apropiada sin necesidad del sistema operativo de estación o servidor.
Posteriormente, el trabajo de investigación enfocado en esta
perspectiva tecnológica decidirá entre estos dispositivos aquel que
posea los componentes que garanticen la confiabilidad de vida.
MÉTODOS DE CONTROL DE ACCESO AL MEDIO.
Al presentar sus explicaciones teóricas sobre este contenido,
orientaron las mismas hacia el hecho de que la naturaleza del método
utilizado para compartir el sistema de transmisión proviene de tres
formas de control de acceso al medio, a saber:
71
• CONTROL ALEATORIO.
Cualquier estación puede transmitir sin que esto requiera un
permiso chequeando el medio para ver si esta libre. Un ejemplo de
este método es, Carrier Sense Múltiple Acces With Collision Detection
(CSMA/CA).
• CONTROL DISTRIBUIDO.
Solo una estación en un momento dado tiene derecho a
transmitir y ese derecho es pasado de estación a estación. Un ejemplo
de este método es, lo mismo, es decir, Carrier Sense Múltiple Accesse
With Collision Avoidance (CSMA/CA).
• CONTROL CENTRALIZADO.
Una estación que controla toda la red y las otras estaciones
deben recibir permiso de la estación controladora para poder transmitir.
Un ejemplo de este método es, Timer División Múltiple Accesse
(TDMA).
72
Cualquiera de estos métodos debe ser evaluados por parte de la
investigación a los fines de adecuar una forma de control confiable que
responda a las necesidades empresariales, del transporte y comercio.
SISTEMA DE VARIABLES.
A continuación se presentan las variables objeto de estudio para
su correspondiente definición conceptual y operacional. Ellas son:
• SISTEMA DE MONITOREO.
• CONTROL DE ACCESO.
SISTEMA DE MONITOREO.
CONCEPTUALMENTE. Es “aquel que controla un proceso de
forma automática desde la pantalla de un computador” (Balcells y
Romeral. 1988).
73
OPERACIONALMENTE. Permite la evaluación de las variables
de un proceso industrial permanentemente en tiempo real. Dicho puede
ser controlado manualmente, en forma neumática, o automatizado.
Además, el monitoreo abarca la observación de las perturbaciones
originadas por agentes externos.
CONTROL DE ACCESO.
CONCEPTUALMENTE. Se define como; una combinación de
componentes que actúa conjuntamente cumpliendo determinado
objetivo. (Ogata, 1993, p.10).
OPERACIONALMENTE. Esta constituido por una maquina de
adquisición de datos y un software de aplicación los cuales en conjunto
se encargan de tomar los datos precedentes de la acción de realizar
una llamada y efectuar las medidas correctivas de acuerdo a lo
especificado en el software.
74
DEFINICION DE TERMINOS BASICOS.
A continuación se presenta un listado ordenado alfabéticamente
de los términos que puedan servir de apoyo base en el manejo
conceptual del presente trabajo.
A.
Archivo. elemento lógico que se encarga de almacenar toda la
información requerida en un momento dado (Freedman Alan,
1.993,p.30).
B.
Bits. Unidad mínima de información digital, se expresa en forma
Binaria.
Bytes. Conjunto de bits que poseen un significado especifico.
75
C.
Chip. Circuito integrado o encapsulado de silicio capaz de
ejecutar una tarea en especifico (Freedman Alan, 1.993, p.45).
Comunicación de Datos. Transferencia electrónica de
información de un lugar a otro (Freedman Alan, 1.993, p.45).
CI. Abreviatura de Circuito Integrado. Dispositivo en que los
componentes pasivos están depositados por técnicas de película fina
sobre un circuito básico de sustrato de silicio que contiene los
componentes activos y algunas partes pasiva (electrónica Moderna
Practica, tomo 4, 1995, p.57).
CPU. Unidad Central de proceso. Modulo encargado de buscar,
decodificar y ejecutar instrucciones en un computador (Electrónica
Moderna Practica, tomo 4, 1995, p.77).
E.
EEPROM. Siglas que denotan memoria de solo lectura
programable y borrable eléctricamente, cuyo contenido puede
establecerse a través de un proceso de programación a través de una
76
delgada capa de dióxido de silicio a una puerta flotante (Electrónica
Moderna Practica, tomo 4, 1995, p.108).
EPROM. Siglas que denotan memoria de solo lectura y borrable,
cuyo contenido puede establecerse a través de un proceso de
programación por inyección de electrones y que pueda borrarse por
exposición a la acción de rayos ultravioletas (Electrónica Moderna,
tomo 4, 1995, p.112).
F.
Frecuencia. Numero de ciclos completos por unidad de tiempo
para una magnitud periódica tal como corriente alterna, ondas
acústicas u ondas de radio (Electrónica Moderna Practica, tomo 4,
1995, p.139).
M.
Memoria. Almacenamiento de todas las instrucciones de la
computadora, físicamente es una serie de CHIPS de tipo RAM
(Random Acces Memory) (Freedman Alan, 1.993, p.550).
77
Mhz (Megahertz). Millón de ciclos por segundo. A menudo es usado
con referencia a la velocidad del reloj del computado, la cual es medida
bruta de su velocidad de procesamiento interno (Freedman Alan,
1.993, p.570).
Microprocesador. Es una CPU en un solo CHIP. Para funcionar
como una computadora, requiere suministro de potencia, reloj y
memoria (Freedman Alan, 1.993, p.602).
P.
Programa. La colección de instrucciones que indica a la
computadora que debe hacer. Se escribe en un lenguaje de
programación y se convierte al lenguaje de maquina de la computadora
(Freedman Alan, 1.993, p.620).
Prototipo. La creación de un sistema con carácter de prueba,
para su verificación y aprobación (Diccionario Salvat, 1.957,p. 793).
Periodo. Tiempo requerido para un ciclo completo de una serie de
eventos repetidos regularmente (Electrónica Moderna Practica, tomo 4,
p. 231).
78
R.
RAM. Memoria de acceso aleatorio de lectura y escritura
(Freedman Alan, 1.993, p.793).
Registros. Pequeños circuitos de alta velocidad que manejan
direcciones de memoria y valores de operaciones internas (Freedman
Alan, 1.993, p.673).
RS-232. Interfaz electrónica de 25 cables entre una computadora
y un dispositivo periférico, tal como un módem, ratón, tabla de dibujo o
impresora (Freedman Alan, 1.993, p.682).
ROM. Memoria de solo lectura. CHIP de memoria que almacena
permanentemente instrucciones datos (Freedman Alan, 1.993, p.682).
T.
Transductor. Elemento que se activa por la energía entregada
por un sistema y que entrega otro tipo de energía distinta a otro
sistema. La energía transformada puede ser de origen físico, químico y
biológico. También se les llaman sensores (Electrónica Moderna
Practica, tomo 4, 1995, p. 314).
79
Transistor. Componente activo de un circuito electrónico
consistente en un pequeño bloque de material semiconductor en el
cual se establecen por lo menos tres contactos eléctricos; se les puede
utilizar como amplificador, detector o conmutador (Electrónica Moderna
Practica, tomo 4, 1995, p.318).
