Ampere News
Octubre de 2006

Visita de Veris Industries a AMPERE

El pasado 3 de Octubre, tuvimos el gusto de recibir en nuestras instalaciones a Personal de nuestra representada en México Veris Industries; Gerardo Vergara Monroy y David Colby dedicaron parte de su tiempo para responder todas las dudas e inquietudes que se fueron dando.

En la visita se tocaron temas comerciales y de mercadotecnia de ambas empresas a fin de posicionar a Veris como una marca reconocida en la industria de la automatización en México. E la parte técnica vimos las grandes ventajas que ofrecen los equipos Veris respecto a otras marcas como la opción de manejar tanto señales de corriente en 4 a 20mA como señales de voltaje de 0 a 5/10VCD en un mismo equipo simplemente cambiando un ´Jumper´ lo cual da la flexibilidad de incorporarlos a cualquier dispositivo; también se vió la ventaja que ofrecen los transmisores de Humedad Relativa al tener un sensor intercambiable ya que en caso de que el sensor de Humedad se dañe o se requiera mejorar la precisión e incluso calibrar el equipo basta con cambiar solo el sensor y no todo el equipo; ahorrando más del 70% del costo de un equipo completo nuevo; en el caso de los transmisores de Humedad Relativa para ducto se vio como la parte electrónica viene totalmente cubierta en resina con lo que se evita que el equipo falle como consecuencia de la condensación de la Humedad que se pueda dar en esta parte del equipo, situación que es muy común.

Esta visita, aparte reforzar nuestro enlace comercial y técnico, nos permite tener más acercamiento y confianza con nuestro proveedor a fin de ofrecer un mejor servicio a todos nuestros clientes, expresó el Ing. Federico Ibarra Otero Gerente de la división de Monitoreo y Sensores y Transductores.

Telemetrìa

Comunicación con radios de espectro disperso: Mitos vs. Realidad (1)

Continuaciòn.. Parte II En nuestro número anterior veíamos que siendo la tecnología de radios de espectro disperso una opción de comunicación cada vez más empleada en ambientes industriales, y tratándose de una relativamente nueva tecnología aún persisten muchos mitos respecto a su aplicación.

En Ampere News de Septiembre 2006 analizamos las interpretaciones relativas a conceptos tan importantes como:

  • Seguridad
  • Saturación
  • Rango

En esta ocasión concluiremos nuestro análisis, revisando otros tres “mitos” de los más frecuentes en relación a las aplicaciones recomendadas para los Radios de espectro Disperso que probablemente ya habrá escuchado:

  • Compatibilidad: Si se usan radios de licencia, solo pueden usarse radios licenciados para expandir la red.
  • Interferencia: Si se mezclan radios de licencia con unidades de espectro disperso, o de marcas diferentes en el mismo sistema, se perderán los datos ó surgirá la interferencia.
  • Obstrucción: Se debe tener línea de vista despejada, o los radios de espectro esparcido no se comunicarán. Tal como mencionábamos anteriormente, ninguna de estas declaraciones es exacta. Compatibilidad Muchas personas piensan que si tienen una base instalada de radios licenciados, ellos deberán permanecer con el mismo fabricante y modelo de radio que compraron originalmente. Pero esto no es así, Es posible mezclar radios de espectro disperso en un sistema existente de radios licenciados para aprovechar las ventajas algunas de sus características como la funcionalidad de repetidores múltiples.

Para instalar un nuevo repetidor en un sistema de radios licenciados existente, instale un radio maestro de espectro disperso back-to-back a un esclavo licenciado existente. Los dos radios pueden acoplarse juntos usando un cable “null modem” entre sus respectivos puertos RS-232. Cuando el maestro licenciado transmite al esclavo licenciado, el comando es transferido al radio de espectro disperso via el puerto serial RS232. El maestro de espectro disperso retransmitirá el mensaje al resto de los radios esclavos de espectro disperso de la nueva red ampliada. Este sistema híbrido ofrece muchas ventajas sobre cualquier red de sistema único.

También es posible crear sistemas híbridos combinando CDPD (cellular digital packetized data), satélite, teléfonos celulares GSM, y modems telefónicos fijos. La maravilla de estos sistemas es que el usuario final puede usar un dispositivo de comunicación, como una línea telefónica para cubrir un trecho de gran distancia de digamos, 160 Km (100 Millas) y luego ¨empatar¨ a una red de espectro esparcido para adquirir datos en una amplia red. Esta configuración permitirá al usuario final adquir datos de cientos de dispositivos a través de una sola línea telefónica. Como los cargos por transferencia de datos para las líneas telefónicas, teléfonos celulares y comunicación satelital son mensuales es mucho mas rentable repartir estos costos entre múltiples dispositivos en el campo, que pagar cuotas mensuales para cada aparato individual.

Interferencia Otro mito muy común es que los radios de espectro disperso y otros sistemas de radio se interferirán entre si. Sin embargo, la tecnología de espectro disperso esta diseñada para esperar que exista la interferencia, mientras que los diseños de los radios con tecnología de frecuencia fija, anticipa que no habrá ninguna interferencia.

La banda más común de espectro disperso es 902-928 Megahertz. Muchos gobiernos han separado esta banda específicamente para estos equipos. Las reglas están estructuradas para permitir que la banda sea compartida por múltiples usuarios. La designación oficial de la banda es ISM (Industrial, Scientific and Medical), porque fue originalmente reservada internacionalmente para el uso de campos electromagnéticos de RF en aplicaciones no comerciales.

Algunos países permiten 902-928 MHz y también 2.4-2.483 GHz, mientras que otros permiten alguna de estas bandas , pero no la otra. Los radios que requieren licencia usan frecuencias fuera de la banda ISM y no se otorgan licencias para frecuencias dentro de esta banda. Esto significa que no habrá traslape entre los sistemas licenciados y los de espectro disperso, siempre transmitirán en frecuencias separadas. Las frecuencias mas comúnmente usadas cercanas a la banda ISM son los teléfonos celulares en el límite inferior, y las microondas en el límite alto. Si la potencia de alguno de estos dispositivos es demasiado alta y el equipo no esta sintonizado con precisión a su frecuencia licenciada, es posible que la la emisión RF de estos equipos invada la banda ISM. La solución para esto es usar un -filtro pasa banda- que generalmente son bastante económicos. Este filtro bloqueará cualquier ruido ó interferencia que este fuera del rango de 902-928 MHz. Obstrucciones Muchas veces escucharemos que los radios deben tener “ línea de vista despejada” . También es comun oir que los radios de espectro disperso tienen más restricciones de línea de vista que otros equipos de comunicación.

La verdad es que aunque siempre es preferible tener línea de vista despejada, todos los radios incluidos los de espectro disperso pueden traspasar la señal a través de obstáculos como edificios, árboles o aún algunas colinas en menor grado. En estos ambientes, los obstáculos introducen más “atenuación” en el patrón de la señal de radio. La atenuación es una resistencia que reduce la fortaleza de la señal. Esta en función directa de la distancia: Entre mayor sea la distancia, mayor será la atenuación. La atenuación también se incrementa cuando se encuentran obstáculos: Por ejemplo, entre más arboles y follaje se encuentre en la trayectoria de la señalmayor será la atenuación. Cuando distancia y obstáculos se combinan, la atenuación se incrementa. Por ejemplo: Podemos transmitir para una distancia de 32 Km ( 20 Millas) con –línea de vista- despejada, pero tal vez no sea posible hacerlo si la trayectoria de la señal atraviesa un denso bosque. La pérdida de señal debida a la distancia sumada a la atenuación debida al bosque, puede ser muy grande. Mientras el radio puede transmitir con una condición o la otra, la combinación de ambas pudiera ser demasiado grande para ser superada.

Lo mismo es verdad par a las construcciones y edificios. Podemos traspasar la señal de radio a un edificio, pero no atravesar un edificio y luego comunicarse a una distancia de 32 Km (20 Millas). Existen muchas aplicaciones en donde los radios de espectro disperso son usados para adquirir datos de los diferentes pisos de un edificio y luego llevar los datos a un punto central de recolección en el sótano. Con cada piso de concreto que es traspasado, la señal se debilita. Después de un número determinado de pisos, la señal se hará demasiado débil para penetrar más pisos. Esto obviamente no es “línea de vista despejada” desde el punto en el que el radio penetra el primer piso. Sin embargo, el radio comunicará a través de varios pisos dependiendo del ambiente y las antenas usadas, la limitación pudiera ser 5,6 o quizás más de 10 pisos. Los términos más comunes para designar esta degradación de la señal son ‘path loss ó “signal fade.”. En aplicaciones en exteriores, esto puede ser calculado usando un software que toma en consideración la topografía, la frecuencia, el tipo de antena, y la potencia de salida de la señal.

Un error muy común que comenten los usuarios finales poco experimentados es no realizar un estudio de dispersión previo a realizar la instalación. El típico caso de “prevenir es mejor que lamentar”. Al efectuar un estudio de trayectoria con anterioridad al inicio del proyecto, obtendremos un diseño de la red que nos permita trabajar tomando en cuenta los obstáculos para evadirlos y asegurar un sistema de comunicación robusto, sin importar las posibles limitaciones de “línea de vista”. Obstrucciones Muchas veces escucharemos que los radios deben tener “ línea de vista despejada” . También es comun oir que los radios de espectro disperso tienen más restricciones de línea de vista que otros equipos de comunicación. La verdad es que aunque siempre es preferible tener línea de vista despejada, todos los radios incluidos los de espectro disperso pueden traspasar la señal a través de obstáculos como edificios, árboles o aún algunas colinas en menor grado. En estos ambientes, los obstáculos introducen más “atenuación” en el patrón de la señal de radio. La atenuación es una resistencia que reduce la fortaleza de la señal. Esta en función directa de la distancia: Entre mayor sea la distancia, mayor será la atenuación. La atenuación también se incrementa cuando se encuentran obstáculos: Por ejemplo, entre más arboles y follaje se encuentre en la trayectoria de la señalmayor será la atenuación. Cuando distancia y obstáculos se combinan, la atenuación se incrementa. Por ejemplo: Podemos transmitir para una distancia de 32 Km ( 20 Millas) con –línea de vista- despejada, pero tal vez no sea posible hacerlo si la trayectoria de la señal atraviesa un denso bosque. La pérdida de señal debida a la distancia sumada a la atenuación debida al bosque, puede ser muy grande. Mientras el radio puede transmitir con una condición o la otra, la combinación de ambas pudiera ser demasiado grande para ser superada. Lo mismo es verdad par a las construcciones y edificios.

Podemos traspasar la señal de radio a un edificio, pero no atravesar un edificio y luego comunicarse a una distancia de 32 Km (20 Millas). Existen muchas aplicaciones en donde los radios de espectro disperso son usados para adquirir datos de los diferentes pisos de un edificio y luego llevar los datos a un punto central de recolección en el sótano. Con cada piso de concreto que es traspasado, la señal se debilita. Después de un número determinado de pisos, la señal se hará demasiado débil para penetrar más pisos. Esto obviamente no es “línea de vista despejada” desde el punto en el que el radio penetra el primer piso. Sin embargo, el radio comunicará a través de varios pisos dependiendo del ambiente y las antenas usadas, la limitación pudiera ser 5,6 o quizás más de 10 pisos.

Los términos más comunes para designar esta degradación de la señal son ‘path loss ó “signal fade.”. En aplicaciones en exteriores, esto puede ser calculado usando un software que toma en consideración la topografía, la frecuencia, el tipo de antena, y la potencia de salida de la señal. Un error muy común que comenten los usuarios finales poco experimentados es no realizar un estudio de dispersión previo a realizar la instalación. El típico caso de “prevenir es mejor que lamentar”. Al efectuar un estudio de trayectoria con anterioridad al inicio del proyecto, obtendremos un diseño de la red que nos permita trabajar tomando en cuenta los obstáculos para evadirlos y asegurar un sistema de comunicación robusto, sin importar las posibles limitaciones de “línea de vista”. Obstrucciones Muchas veces escucharemos que los radios deben tener “ línea de vista despejada” . También es comun oir que los radios de espectro disperso tienen más restricciones de línea de vista que otros equipos de comunicación.

La verdad es que aunque siempre es preferible tener línea de vista despejada, todos los radios incluidos los de espectro disperso pueden traspasar la señal a través de obstáculos como edificios, árboles o aún algunas colinas en menor grado. En estos ambientes, los obstáculos introducen más “atenuación” en el patrón de la señal de radio. La atenuación es una resistencia que reduce la fortaleza de la señal. Esta en función directa de la distancia: Entre mayor sea la distancia, mayor será la atenuación. La atenuación también se incrementa cuando se encuentran obstáculos: Por ejemplo, entre más arboles y follaje se encuentre en la trayectoria de la señalmayor será la atenuación. Cuando distancia y obstáculos se combinan, la atenuación se incrementa. Por ejemplo: Podemos transmitir para una distancia de 32 Km ( 20 Millas) con –línea de vista- despejada, pero tal vez no sea posible hacerlo si la trayectoria de la señal atraviesa un denso bosque. La pérdida de señal debida a la distancia sumada a la atenuación debida al bosque, puede ser muy grande. Mientras el radio puede transmitir con una condición o la otra, la combinación de ambas pudiera ser demasiado grande para ser superada.

Lo mismo es verdad par a las construcciones y edificios. Podemos traspasar la señal de radio a un edificio, pero no atravesar un edificio y luego comunicarse a una distancia de 32 Km (20 Millas). Existen muchas aplicaciones en donde los radios de espectro disperso son usados para adquirir datos de los diferentes pisos de un edificio y luego llevar los datos a un punto central de recolección en el sótano. Con cada piso de concreto que es traspasado, la señal se debilita. Después de un número determinado de pisos, la señal se hará demasiado débil para penetrar más pisos. Esto obviamente no es “línea de vista despejada” desde el punto en el que el radio penetra el primer piso. Sin embargo, el radio comunicará a través de varios pisos dependiendo del ambiente y las antenas usadas, la limitación pudiera ser 5,6 o quizás más de 10 pisos. Los términos más comunes para designar esta degradación de la señal son ‘path loss ó “signal fade.”. En aplicaciones en exteriores, esto puede ser calculado usando un software que toma en consideración la topografía, la frecuencia, el tipo de antena, y la potencia de salida de la señal. Un error muy común que comenten los usuarios finales poco experimentados es no realizar un estudio de dispersión previo a realizar la instalación. El típico caso de “prevenir es mejor que lamentar”. Al efectuar un estudio de trayectoria con anterioridad al inicio del proyecto, obtendremos un diseño de la red que nos permita trabajar tomando en cuenta los obstáculos para evadirlos y asegurar un sistema de comunicación robusto, sin importar las posibles limitaciones de “línea de vista”.

Conclusión El espectro disperso es una tecnología relativamente nueva para la comunicación de datos industrial. Y junto con una tecnología nueva aparecen algunas malas interpretaciones respecto a como puede aplicarse. El espectro disperso puede ser aplicado en casi cualquier sistema de adquisición de datos en donde un radio licenciado trabajaría. Sin embargo, el diseño de los radios de espectro disperso es drásticamente diferente. Estos sistemas pueden emplear múltiples repetidores y esclavos / repetidores para permitir una gran variedad de opciones que no eran posibles anteriormente. Los radios de espectro disperso son capaces de entregar datos a velocidades de hasta 867 Kbps con resultados libres de error. Estos radios utilizan verificación CRC en cada paquete de datos y envían respuesta de reconocimiento para garantizar la entrega de datos libre de error. Cuando agregamos la opción de redes de comunicación híbridas, la versatilidad de los sistemas de telemetría y el número de herramientas disponibles hacen posible ahora la adquisición y entrega de datos desde casi cualquier punto remoto. (1) Basado en un artículo de Jim Gardner de Freewave Technologies.

Filtro Pasa Banda
Filtro Pasa Banda

Ampere realiza las primeras entregas para Red Sísmica Mexicana

En el programa denominado Red Sísmica Mexicana en el cual participan el Instituto de Ingeniería, el Servicio Sismológico Nacional por medio del Instituto de Geofísica, el Centro nacional de prevención de desastres y la fundación Javier Barros Sierra, con el fin de compartir información y poner en línea la instrumentación con la cual cuentan cada uno de ellos, Ampere realizo las primeras entregas correspondientes a la ampliación de dicho programa lo cual contempla Sistemas protectores de descargas Rabun Labs, Sismómetros digitales y analógicos de banda ancha y radio-modems Freewave bajo el principio de operación de espectro disperso para realizar telemetría de las estaciones.

Estos equipos cuentan con los estándares internacionales más altos a nivel mundial de fabricación, en el caso de la marca Guralp Systems los sensores pueden tardar hasta un año en ser fabricados debido al complejo funcionamientos del principio básico de medición y a las exhaustivas pruebas y calibraciones necesarias en los equipos a fin de garantizar mediciones confiables para los investigadores.

No cabe duda que dicha integración de la red ha sido posible gracias al entusiasmo, dedicación y compromiso de cada una de las instituciones que lo conforman.

Ejemplo de ondas sísmicas y acústicas
Ejemplo de ondas sísmicas y acústicas

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