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Dando forma al futuro inalámbrico con sistemas y aplicaciones de bajo consumo (y iii)

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Viene de Dando forma al futuro inalámbrico con sistemas y aplicaciones de bajo consumo (ii)

Conectividad y compatibilidad

Debido a que las dos tecnologías son significativamente distintas, existen las dos siguientes opciones de implementación:

  • Dispositivos de un solo modo (Single-mode Devices):

Las implementaciones tradicionales de Bluetooth clásico son de un solo modo. Pero con el agregado del bajo consumo por Bluetooth, existen también dispositivos Bluetooth de bajo consumo de un solo modo, conocidos como dispositivos inteligentes Bluetooth. Estos dispositivos están optimizados para dispositivos pequeños que funcionan a batería con bajo costo y bajo consumo. Los dispositivos típicos de un solo modo incluyen acelerómetros de sensores de ritmo cardíaco y sensores de temperatura y presión.

  • Dispositivos de dos modos (Dual-mode Devices):

Estos dispositivos, también conocidos como dispositivos listos inteligentes Bluetooth, incluyen las tecnologías de Bluetooth de bajo consumo y la clásica. Es muy poco frecuente que los dispositivos de modo doble ahorren energía ya que necesitan soportar ambas implementaciones de la tecnología. Los ahorros de energía solo se logran con la opción de un solo modo. Entre los ejemplos de dispositivos de dos modos se incluyen los smartphones, las computadoras y las plataformas industriales.

Ejemplos de módulos de BluetoothEjemplos de módulos de Bluetooth (connectBlue) que cubren las tecnologías Bluetooth clásico y Bluetooth de bajo consumo. Existen soluciones de Bluetooth clásico de un solo modo y de Bluetooth de bajo consumo de un solo modo, mientras que las soluciones de dos modos proporcionan el puente entre las dos tecnologías.

Instalación sencilla y mayor coexistencia con otras tecnologías inalámbricas

Muchas funciones de Bluetooth clásico se heredan en Bluetooth de bajo consume, como el Salto de frecuencia adaptativa (AFH, por su sigla en inglés) y parte del Enlace lógico. Esta capacidad de herencia permite que Bluetooth de bajo consumo sea muy fácil de instalar y sólido y fiables en entornos exigentes.

Para obtener conjuntos de chips de radio más simples y económicos, Bluetooth de bajo consumo utiliza solo 40 canales de dos MHz, mientras que Bluetooth clásico utiliza 79 canales de un MHz.

La tecnología Bluetooth de bajo consumo utiliza 40 canalesEn la banda de 2,4 GHz, la tecnología Bluetooth de bajo consumo utiliza 40 canales en lugar de los 79 canales que se utilizan en Bluetooth clásico.

Bluetooth, LAN inalámbrica, IEEE 802.15.4/ZigBee, HART inalámbrica, y muchas otras radios patentadas utilizan la banda de 2,4 GHz de ISM (Industria médico científica) sin licencia. Por lo tanto, para obtener una comunicación sólida y fiable, es esencial que muchas tecnologías inalámbricas utilicen una planificación de frecuencia. Sin embargo, la tecnología Bluetooth ya ha resuelto estos problemas gracias a su función de AFH integrada y a la alta tolerancia a las interferencias. Estas funciones también permiten que la tecnología Bluetooth de bajo consumo coexista levemente con otras tecnologías inalámbricas en la banda de 2,4 GHz, ya que Bluetooth no utiliza frecuencias ocupadas por otras tecnologías inalámbricas cercanas. Además, existe también la posibilidad de aplicar el principio de no usar canales designados a través de la denominada lista negra de canales.

Tres canales de LAN inalámbrica más comúnmente usados en la banda de 2,4 GHzAdemás de los tres canales de publicidad y de los 37 canales de datos, los tres canales de publicidad y nueve de los canales de datos están ubicados entre los tres canales de LAN inalámbrica más comúnmente usados en la banda de 2,4 GHz.

Gracias a la modulación modificada, Bluetooth de bajo consumo posee un presupuesto de enlaces de aproximadamente 3 dB en comparación con Bluetooth clásico. Por lo tanto, una unidad Bluetooth de bajo consumo puede ofrecer un rango de 200 a 300 metros de línea en el sitio sin la necesidad de un amplificador de energía adicional. Si bien los sensores y activadores industriales solo suelen necesitar un rango de solo 20 a 50 metros, es importante en cuanto a la solidez y fiabilidad contar con una gran reserva para cubrir los obstáculos temporales y las interferencias.

Casos de uso de la tecnología Bluetooth de bajo consumo

Para obtener un mejor entendimiento de los casos de uso para los cuales es ideal Bluetooth de bajo consumo, los ejemplos siguientes cubren los casos de uso teóricos y prácticos en aplicaciones médicas e industriales.

Monitorización y control portátilMonitorización y control portátil

Una unidad HMU portátil puede estar basada en un iPhone o Smartphone/Tablet Android. Las variables de lectura/escritura se pueden intercambiar con un dispositivo como un Controlador de lógica programable (PLC, por su sigla en inglés) y de iluminación. Los Smartphones también ofrecen nuevas oportunidades usando la conexión a Internet para obtener acceso a listas de piezas de repuesto, obtener instrucciones para el usuario, presentar datos visuales, listas de alarmas y curvas de tendencias.

Unidad de control remoto simpleUnidad de control remoto simple

Un controlador remoto simple puede ser una unidad de E/S con botones pulsadores y LED. Bluetooth de bajo consumo gestiona el intercambio de datos (transferencia de E/S) entre dos dispositivos como un PLC y un dispositivo de E/S o panel HMI. Las señales digitales y analógicas se copian de un lado al otro.

Adquisición de datosAdquisición de datos

La compuerta de acceso de Bluetooth de bajo consumo lee los valores del sensor en un intervalo de tiempo específico o los dispositivos del sensor transmiten los valores del sensor después de un cambio específico de temperatura. El nodo de Bluetooth de bajo consume puede incluir software para cálculos, lógica y para almacenar valores lógicos.

Acceso al dispositivoAcceso al dispositivo

Se utiliza una configuración de conexión rápida y segura como llave para permitir que el panel del operador móvil obtenga acceso a la célula o máquina de automatización. Además, la función de proximidad puede enviar un mensaje si el usuario está dentro de la célula de producción o no para permitir una interacción efectiva.

Administración de recursosAdministración de recursos

El mantenimiento y el uso de la información en los dispositivos siguen aumentando. Es posible almacenar información relacionada con el tipo de dispositivo, el tiempo de ejecución, la última inspección, etc. en el nodo de Bluetooth de bajo consumo. Puede accederse a la información cuando un operador se aproxima al dispositivo.

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Acerca Rolf Nilsson

Rolf Nilsson es el Jefe ejecutivo y fundador de connectBlue, con más de 30 años de profunda experiencia y conocimiento en automatización y comunicación industriales. Antes de fundar connectBlue, Rolf era el presidente de Eurotherm Scandinavia y antes de eso ocupaba puestos líderes en Alfa Laval Automation/ABB Automation Products.
Acerca de connectBlue
connectBlue, marca comercial registrada de connectBlue AB, es un proveedor líder de sólidas soluciones inalámbricas industriales y médicas, diseñadas y probadas para las aplicaciones y entornos más exigentes. Basada en la tecnología Bluetooth clásica, Bluetooth de bajo consumo, LAN inalámbrica (WLAN) e IEEE 802.15.4 / ZigBee, connectBlue ofrece productos y módulos listos para usar y soluciones de diseño personalizado. connectBlue posee su oficina central en Suecia y oficinas locales en Alemania y EE. UU.