Este documento describe la telemetría y el telecontrol. La telemetría se define como la detección y medición de información en un lugar remoto y su transmisión a una ubicación central. El telecontrol permite controlar un sistema a distancia. La comunicación inalámbrica Zigbee se utiliza comúnmente para estas aplicaciones debido a su bajo consumo de energía y costo. Los módulos XBee implementan el protocolo Zigbee y permiten conectar sensores y actuadores a distancia.

1. FÍSICA APLICADA
Medición con sensores de Temperatura
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Miguel Angel Chicchón Apaza
mchicchon@iberotec.edu.pe

2. Telemetría y Telecontrol
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Definición
IntroducciónTELEMETRÍA
La Telemetría se define como detección y medición de la
información en alguna ubicación remota y su posterior
transmisión a una ubicación central. Allí, puede ser monitoreada y
utilizada para controlar algún proceso en el sitio remoto .
La Telemetría es el proceso por el cual las características de un
objeto se miden (tales como la velocidad de un avión ) , y los
resultados son transmitidos a una estación distante donde se
muestran , registran y analizan. El medio de transmisión puede ser
aire y el espacio para aplicaciones de satélite o cable de cobre y
cable de fibra para la tierra estática entornos como plantas
generadoras de energía .

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¿Cómo funciona?
IntroducciónTELEMETRÍA

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Sistema de Telecomunicaciones
IntroducciónTELEMETRÍA
Terrestre: utilizan medio físico de transmisión entre el receptor y el transmisor como
medio de Propagación, esto puede ser cables de cobre, cable coaxial, guías de onda,
fibra óptica, par trenzado, etc. Por ejemplo la Red Telefónica Conmutada (RTC), que
utiliza el medio de transmisión de par trenzado de cobre.
Radioeléctrico: utilizan como medio de propagación la atmósfera terrestre,
transmitiendo las señales en ondas electromagnéticas, ondas de radio, microondas,
etc. Esto dependiendo de la frecuencia a la cual se transmite. Por ejemplo el WIMAX,
que usa las frecuencias 2.5, 3.5 y 5.4 GHz. Otro ejemplo es el sistema celular que
trabaja a frecuencias de 850, 900, 915 Mhz. Bandas VHF (150 – 174 MHz), UHF (450 –
470 MHz).
Satelitales: Comunicaciones radiales que se realizan entre estaciones espaciales,
entre estaciones terrenas con espaciales o entre estaciones terrenas usando una
estación espacial como repetidora para la retransmisión de información.

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¿Qué es Telecontrol?
IntroducciónTelecontrol
Según la R.A.E. se refiere al mando de un aparato o sistema,
ejercido a distancia.
El telecontrol en tiempo real
consiste en obtener datos
sobre el estado del sistema a
controlar cada pocos
segundos, de forma que un
operador pueda tomar
decisiones sobre el
funcionamiento de las mismas
y enviar órdenes a tal efecto.

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Beneficios
IntroducciónTelecontrol
• Conocimiento inmediato del estado del sistema a controlar y
actuación rápida para corregir las posibles deficiencias: se
incrementa notablemente la confiabilidad en el correcto
funcionamiento de las instalaciones.
• Operación a distancia sobre las instalaciones desde
cualquier lugar y a cualquier hora.
• Obtención de informes sobre el funcionamiento de las
instalaciones al instante, y en cualquier lugar.
• Obtención de datos necesarios para la optimización del
Servicio o los consumos.

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Componentes Básicos
IntroducciónTelecontrol

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Aplicaciones
IntroducciónTELEMETRÍA Y TELECONTROL

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Aplicaciones
IntroducciónTELEMETRÍA Y TELECONTROL

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Aplicaciones
IntroducciónTELEMETRÍA Y TELECONTROL

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Aplicaciones (Sistemas de Transmisión)
IntroducciónTELEMETRÍA Y TELECONTROL

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IntroducciónTELEMETRÍA Y TELECONTROL

14. Comunicación inalámbrica Zigbee
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Zigbee
• Zigbee es un protocolo de comunicaciones inalámbrico basado en el
estándar de comunicaciones para redes inalámbricas IEEE_802.15.4.
Creado por Zigbee Alliance.
• Zigbee permite que dispositivos electrónicos de bajo consumo puedan
realizar sus comunicaciones inalámbricas. Es especialmente útil para
redes de sensores en entornos industriales, médicos y, sobre todo,
domóticos.
• Las comunicaciones Zigbee se realizan en la banda libre de 2.4GHz,
utilizado un solo canal (única frecuencia) de 16 posibles.
• El alcance depende de la potencia de transmisión del dispositivo así
como también del tipo de antenas utilizadas (cerámicas, dipolos, etc).
(Maxtream: antena dipolo y potencia 1mW -> exteriores: 30m e
interiores: 10 m).
• La velocidad de transmisión de datos de una red Zigbee es de hasta
256kbps. Una red Zigbee la pueden formar, teóricamente, hasta 65535
equipos.
IntroducciónConectando arduino a un Zigbee

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Conexión típica usando XBEE
IntroducciónConectando arduino a un Zigbee
Características:
• Bajo costo.
• Ultra-bajo consumo
de potencia.
• Uso de bandas de
radio libres y sin
necesidad de
licencias..
• Instalación barata y
simple.
• Redes flexibles y
extensibles.

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Elementos de una red Zigbee
• El Coordinador:
• Es el nodo de la red que tiene la única función de formar una red.
• Es el responsable de establecer el canal de comunicaciones y del
PAN ID (identificador de red) para toda la red. Con estos
parámetros se forma la red, permitiendo el acceso a la red de los
routers y End Points., y una vez formada la red hace las funciones
de Router.
• Routers:
• Es un nodo que crea y mantiene información sobre la red para
determinar la mejor ruta para transmitir un paquete de
información.
• End Device:
• Los dispositivos finales no tienen capacidad de enrutar paquetes.
• Se necesita de un nodo padre (Coordinador o un Router) para
enviar información a otro end device.
• Su consumo es menor (baterías).
IntroducciónConectando arduino a un Zigbee

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XBEE
• XBee es el nombre comercial de Digi International para una familia de
módulos de radio compatibles basados en el estándar 802.15.4. Existen
al menos 30 combinaciones de componentes hardware, protocolos
firmware, potencia de transmisión y opciones de antena.
• Hardware:
• XBee Serie 1: basado en comunicaciones punto a punto y una
implementación propietaria de las redes de malla. Firmware
802.15.4: ADC, E/S digitales y 128 bits AES
• Xbee Serie 2: ejecuta el firmware de ZigBee mesh 802.15.4. Ofrece
soporte completo del modo mesh y esta basado en el stack de
EmberZNet. Ofrece coordinador, router y ,a funcionalidad de nodo
final, entradas y salidas digitales, configuración remota, modo de
baja potencia (sleep) en los nodos finales.
• Tambien existen los de la serie PRO con mas alcance en las
comunicaciones.
IntroducciónConectando arduino a un Zigbee

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Red Mesh para modulo XBEE
IntroducciónConectando arduino a un Zigbee
• Las redes MESH permiten
acceder a un punto remoto,
utilizando módulos
intermedios para llegar como
routers.
• Además los módulos
automáticamente generaran la
red entre ellos, sin
intervención humana alguna,
permitiendo la reparación de
la red en caso de que algún
nodo falle.
• Al mismo tiempo la red por sí
sola resuelve la mejor ruta
para un determinado paquete.

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Circuito Básico
IntroducciónConectando arduino a un Zigbee
• Alimentación requerida:
2.8 a 3.4 V.
• Conexión a tierra y la línea de
transmisión de datos por el
medio UART (TXD y RXD) con
un microcontrolador o
directamente al puerto serial
(conversor de voltaje).
• Sin control de flujo.

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Modos de Operación
IntroducciónConectando arduino a un Zigbee
1. Recibir/Transmitir:
Cuando al módulo le llega algún
paquete RF a través de la
antena(modo Receive) o cuando se
manda información serial al buffer del
pin 3 (UART Data in) que luego será
transmitida (modo Transmit).
2. Bajo Consumo
El modo de sueño hace posible que el
módulo RF entre en un modo de bajo
consumo de energía cuando no se
encuentra en uso.
3. Comando:
Permite ingresar comandos AT al
módulo Xbee, para configurar, ajustar
o modificar parámetros.
4. Idle: cuando no está en ninguno de los
modos anteriores.

22. APLICACIONES
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