Aquisição e Tratamento de Dados – Teoria (4): Registadores/Controladores Independentes

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Aquisição e Tratamento de Dados – Teoria (3):

Registadores/Controladores Distribuídos Independentes

Além de fornecer os benefícios dos módulos inteligentes de acondicionamento de sinal, e a capacidade de tomar decisões remotamente, a utilização de registadores/controladores independentes aumenta a fiabilidade do sistema. Isto porque uma vez programado, o registador independente pode continuar a operar, mesmo quando o computador hóspede não está funcional ou sequer ligado. De facto, os controladores/registadores independentes são projectados especialmente para operar independentemente do computador servidor. Isto torna-os especialmente úteis para aplicações onde a unidade tem de estar localizada num ambiente remoto particularmente hostil (ex: uma estação meteorológica remota), ou onde a aplicação não permite ligação permanente a um computador (Ex: controle de temperaturas num camião frigorífico).
Os registadores/controladores independentes são dispositivos inteligentes, poderosos e flexíveis, facilmente interfaceáveis com uma vasta gama de transdutores, disponibilizando entradas digitais e saídas de controlo digitais para controlo de processos.
Os registadores/controladores independentes são programáveis quer por uma interface de comunicação série ou usando uma placa de PCMCIA portátil e reutilizável. O tamanho deste tipo de placa é similar ao de um cartão de crédito e isso é especialmente útil quando o registador/controlador independente está localizado remotamente, mas requer uma interface ligada ao computador. É isso que se mostra na figura seguinte.

A interface de comunicação série mais utilizada para a ligação directa entre o computador e o registador/controlador independente é a interface série RS-232. Isso permite a programação e a recolha de dados até distâncias de 50 metros, como mostrado na figura seguinte.

Quando uma aplicação requer mais do que um registador/controlador, cada unidade é ligada dentro de uma rede RS-485 multiqueda. Uma unidade de sinal, escolhida para ser a unidade hóspede, pode ser ligada directamente ao computador host via a interface série RS-232, como mostrado na figura seguinte, evitando assim a necessidade de um cartão interface série RS-232 ou RS-485.
O mesmo método de programação ou de registo de dados de cada registador/controlador está disponível quer via rede de comunicação série ou usando cartões de memória portáteis e reutilizáveis.

Instrumentos Programáveis Remotamente IEEE-488 (GPIB)

O standard de comunicação agora conhecido como GPIB (General Purpose Interface Bus – Bus de Interface de Uso Geral), foi originalmente desenvolvido pela Hewlett-Packard em 1965 como uma interface digital para interligar e controlar os seus instrumentos de teste programáveis. De início referida como HPIB, a sua velocidade, flexibilidade e utilidade na interligação de instrumentos num ambiente laboratorial conduziu à sua grande aceitação, e finalmente à sua adopção como um standard mundial (IEE-488). Desde então, sofreu muitos melhoramentos (IEEE-488.2) e SCPI (Standards Commands for Programmable Instruments), para standardizar o modo como os instrumentos e os seus controladores poderiam comunicar e operar.
Evoluindo a partir da necessidade de recolher dados de um número variado de instrumentos independentes num ambiente laboratorial, o GPIB é uma interface de comunicação paralela de alta velocidade que permite a ligação simultânea de até 15 dispositivos ou instrumentos num pequeno bus paralelo de comunicação de dados. A configuração mais comum requer um controlador GPIB, habitualmente uma placa plug-in para o computador, que endereça cada dispositivo no bus e inicializa os dispositivos que comunicarão uns com os outros. A velocidade máxima de comunicação, o tamanho máximo de cabo, e a distância máxima de cabo entre cada dispositivo depende da velocidade de processamento do controlador GPIB e do tipo de cabo usado. Velocidades de transferência típicas andam à volta de 1 Mbyte/s, enquanto o tamanho máximo de cabo a esta taxa de transferência é de 20 metros. Isto faz com que esta norma seja mais adequada para ambientes de teste industriais ou laboratórios de pesquisa.
Centenas de instrumentos industriais e laboratoriais compatíveis com a norma GPIB, tais como registadores e gravadores de dados, voltímetros e osciloscópios digitais estão disponíveis no mercado para uma vasta gama de aplicações e de um grande número de fabricantes. Uma configuração típica de um sistema é mostrado na figura seguinte.