Mecatrónica Módulo 12: Interfaces

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1 Mecatrónica Módulo 12: Interfaces Libro de Textos Ejercicios Solución (Concepto) Dr.-Ing. Gabriele Neugebauer Dipl.-Ing. Matthias Römer np neugebauer und partner ohg, Alemania Proyecto ampliado de transferencia del concepto europeo para la calificación agregada de la Mecatrónica las fuerzas especializadas en la producción industrial globalizada Proyecto EU Nr MINOS, Plazo: 2005 hasta 2007 Proyecto EU Nr. DE/08/LLP-LdV/TOI/ MINOS**, Plazo: 2008 hasta 2010 El presente proyecto ha sido financiado con el apoyo de la Comisión Europea. Esta publicación (comunicación) es responsabilidad exclusiva de su autor. La Comisión no es responsable del uso que pueda hacerse da la información aquí difundida.

2 Colaboradores en la elaboración y aprobación del concepto conjunto de eseñanza: Technische Universität Chemnitz, Institut für Werkzeugmaschinen und Produktionsprozesse, Deutschland Projektleitung Corvinus Universität Budapest, Institut für Informationstechnologien, Ungarn Universität Stockholm, Institut für Soziologie, Schweden Technische Universität Wroclaw, Institut für Produktionstechnik und Automatisierung, Polen Henschke Consulting Dresden, Deutschland Christian Stöhr Unternehmensberatung, Deutschland Neugebauer und Partner OHG Dresden, Deutschland Korff Isomatic sp.z.o.o. Wroclaw, Polen Euroregionale Industrie- und Handelskammer Jelenia Gora, Polen Dunaferr Metallwerke Dunajvaros, Ungarn Knorr-Bremse Kft. Kecskemet, Ungarn Nationales Institut für berufliche Bildung Budapest, Ungarn IMH, Spanien VUT Brno, Tschechische Republik CICma rgune, Spanien University of Naples, Italien Uni s, Tschechische Republik Blumenbecker, Tschechische Republik Tower Automotive, Italien Bildungs-Werkstatt ggmbh, Deutschland VEMAS, Deutschland Concepto conjunto de enseñanza: Libro de texto, libro de ejercicios y libro de soluciones Módulo 1-8: Fundamentos / Competencia intercultural y administración de proyectos / Técnica de fluidos / Accionamiento y mandos eléctricos / Componentes mecatrónicos / Sistemas y funciones de la mecatrónica / La puesta en marcha, seguridad y teleservicio / Mantenimiento y diagnóstico Módulo 9-12: Prototipado Rápido/ Robótica/ Migración Europea/ Interfaces Todos los módulos están disponibles en los siguientes idiomas: Alemán, Inglés, español, italiano, polaco, checo, húngaro Más Información Dr.-Ing. Andreas Hirsch Technische Universität Chemnitz Reichenhainer Straße 70, Chemnitz, Deutschland Tel: + 49(0) Fax: + 49(0) minos@mb.tu-chemnitz.de Internet: oder

3 Mecatrónica Módulo 12: Interfaces Libro de Texto (Concepto) Dr.-Ing. Gabriele Neugebauer Dipl.-Ing. Matthias Römer np neugebauer und partner ohg, Alemania Proyecto ampliado de transferencia del concepto europeo para la calificación agregada de la Mecatrónica las fuerzas especializadas en la producción industrial globalizada Proyecto EU Nr MINOS, Plazo: 2005 hasta 2007 Proyecto EU Nr. DE/08/LLP-LdV/TOI/ MINOS**, Plazo: 2008 hasta 2010 El presente proyecto ha sido financiado con el apoyo de la Comisión Europea. Esta publicación (comunicación) es responsabilidad exclusiva de su autor. La Comisión no es responsable del uso que pueda hacerse da la información aquí difundida.

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5 Interfaces Minos Contenido 1 Interfaces Introducción Suministro de energía eléctrica Euro enchufe Enchufe a prueba de golpes Enchufes en Gran Bretaña Conectores en Suiza Enchufes en América del Norte Otros sistemas Acopladores Lámparas Baterías o pilas Informática de interfaces Introducción Conceptos Interfaces externos en las computadoras Puertos de conexión de la impresora Interfaz de serie Puertos del teclado y ratón (PS / 2) USB FireWire Puertos de monitor VGA DVI HDMI DisplayPort Interfaces de interior Fuente de alimentación ISA-ranura Ranura PCI PCI-Express Otros espacios de funciones adicionales PCMCIA Unidad de Disco puerto y conexiones IDE conexión de disco duro Serial ATA esata SCSI Serial Attached SCSI Ranuras RAM SO-DIMM Procesador de tomas

6 Minos Interfaces 2.5 Puertos de audio Transferencia de audio analógico La transferencia de audio digital Puertos video Compuesto de vídeo S-Video SCART Componente Video Interfaces de red en los ordenadores Ethernet WLAN Bluetooth IrDA Telefonía e Internet Teléfonos analógicos ISDN DECT Los teléfonos móviles UMTS WiMAX DSL Interfaces de Software Interfaces de programación Protocolos de Internet Universal Plug and Play Hombre-máquina-interfaces Teclado Ratón Monitores Símbolo-interfaz gráfico orientado al usuario Interfaces gráficas de usuario Los interfaces de voz de usuario Diseño de Interfaces

7 Interfaces Minos Lista de gráficos Figura 1.1: Euro conector... 8 Figura 1.2: En forma de enchufe y enchufe a prueba de choques... 9 Figura 1.3: Enchufe a prueba de golpes con contacto y sin protección adicional Figura 1.4: Tomas en Gran Bretaña...11 Figura 1.5: Enchufe con adaptador de Suiza Figura 1.6: Tomas en América del Norte Figura 1.7: Ejemplo para el adaptador de viaje del enchufe Figura 1.8: Bajo y acopladores de alta temperatura Figura 1.9: Tapón de hierro Waffle Figura 1.10: Tapón de trébol y el acoplador Figura 1.11: Acoplador de la Pequeña y conector de acoplamiento afeitadora Figura 1.12: Bombillas de filamentos con hilos E27, E14 y E Figura 1.13: Las lámparas halógenas GU10 de utilizar fundas y empujador de los tapones Figura 1.14: Mono, mingón, las células de las micro, baterías de litio y pilas de botón Figura 2.1: Cable de impresora Figura 2.2: Dongles para la interfaz paralela Figura 2.3: Cables para la interfaz de serie RS Figura 2.4: Ratón con 9-pin D-Sub-plug Figura 2.5: PS / 2 zócalos equipo Figura 2.6: Los contactos de un mini-din-socket Figura 2.7: USB cables con enchufes de tipo A, tipo B y un mini-plug Figura 2.8: Los datos de la transferencia diferencial Figura 2.9: Cable FireWire de 4 pines y conector de 6 pines Figura 2.10: Cable VGA y conectores BNC Figura 2.11: Mini-VGA / VGA Figura 2.12: DVI conector Figura 2.13: DVI / VGA Figura 2.14: Cable HDMI Figura 2.15: Enchufe el conector para la alimentación de la placa base Figura 2.16: Cable de alimentación para las unidades de Figura 2.17: ISA tarjeta de inserción Figura 2.18: PCI tarjeta de inserción Figura 2.19: Cable para unidad de disco Figura 2.20: Los conductores de trenzado del cable de la unidad de disquete Figura 2.21: Cable IDE Figura 2.22: El disco duro SATA con puertos Figura 2.23: Dispositivo con toma esata Figura 2.24: Cable SCSI Figura 2.25: SIMM, PS/2-SIMM, SD-RAM Figura 2.26: SO-DIMM Figura 2.27: Socket 7 y Pentium de Intel Figura 2.28: Cable Cinch Figura 2.29: Diferentes DIN y los conectores Mini-DIN

8 Minos Interfaces Figura 2.30: 6,35 mm y 3,5 mm estéreo con cuatro contactos Figura 2.31: Cable Cinch para vídeo compuesto Figura 2.32: Cable de S-Video Figura 2.33: Conector SCART Figura 2.34: Componente tomas de vídeo Figura 2.35: Adaptador Ethernet para 10Base2 y par trenzado Figura 2.36: Conmutador Ethernet Figura 2.37: Antena WLAN Figura 2.38: Interfaz IrDA de un teléfono móvil Figura 2.39: Toma del teléfono con NFN codificación y enchufe F Figura 4.1: Teclado de ordenador con arreglo alemán clave Figura 4.2: Teclado portátil Figura 4.3: Ratón con múltiples botones y un solo botón

9 Interfaces Minos 1 Interfaces 1.1 Introducción Las interfaces son requeridas, en diferentes sistemas necesitan comunicarse entre sí. La interfaz concepto Inglés puede atribuirse a los términos latinos cosas para entre y facies de estructura o forma. Con objeto de conseguir una comunicación entre dos sistemas deben tener interfaces compatibles. No importa la forma en que se procesó la información dentro de un sistema. Las interfaces tienen una normalización múltiple con el fin de asegurar una comunicación sin problemas entre los sistemas. Nosotros, fundamentalmente debemos distinguir entre la comunicación entre los dispositivos y la comunicación entre un dispositivo y humanos. El primer caso se indica como máquina-máquina-interfaz, el segundo hombre-máquina-interfaz. Las interfaces son de gran importancia en las técnicas de ordenador. Las interfaces de hardware de ordenador sirven para conectarse partes separadas entre sí. Esto permite combinar componentes de diferentes fabricantes. Las interfaces de hardware de transferencia de señales eléctricas en primer lugar. Sin embargo, también las dimensiones mecánicas de las interfaces deben coincidir. Las interfaces de software se conectan diferentes programas de computación juntos. Por lo presente se puede por ejemplo, un programa de intercambio de datos de usuario con el sistema operativo. Un caso especial son las interfaces de red, que permiten a diferentes ordenadores comunicarse entre sí, si se utiliza una combinación de hardware y software. Las interfaces son también necesarias para la comunicación entre el hombre y el ordenador. Estas interfaces de usuario deberían permitir un funcionamiento intuitivo con las necesidades de formación. 7

10 Minos Interfaces 1.2 Suministro de energía eléctrica Un ejemplo de un interfaz de todos los días es la fuente de alimentación de un dispositivo eléctrico, que está conectado el conector de enchufe a un tomacorriente de pared. La tensión nominal de 230 V se utiliza en Europa y muchos otros países. Sin embargo, los enchufes y tomas de las mismas dimensiones mecánicas. En primer lugar, debemos distinguir entre los dos conductores y tres conductores conectores enchufables. Son necesarios para la transferencia de energía eléctrica de dos conductores. Una protección de terceros conductores se utiliza para los requisitos de seguridad Euro enchufe El euro enchufe tiene dos contactos, que son ligeramente dobladas hacia la otra. Esto proporciona una firme sujeción de la clavija en una toma de corriente. Los contactos tienen un diámetro de 4 mm. Aproximadamente la mitad de la longitud de los pines de contacto es aislado. El diámetro de las mangas de aislamiento de plástico es más pequeño que los propios contactos. Además permiten corrientes de hasta 2,5 A. Dado que no se utiliza conductor de protección, los dispositivos con los enchufes deberían tener un aislamiento de protección. Ejemplos típicos son las lámparas de bajo consumo y dispositivos eléctricos. El euro enchufe se puede utilizar en muchos países europeos como Suiza, debido a su diseño estrecho. Figura 1.1: Euro conector 8

11 Interfaces Minos Enchufe a prueba de golpes Los enchufes de los llamados a prueba de golpes o enchufes de seguridad son ampliamente utilizados en Europa. Los dos pines de contacto tienen un diámetro de 4,8 mm, que es algo más grueso que los contactos de enchufe del euro. Ambos lados del enchufe tienen superficies de contacto de los conductores de protección. La toma de alimentación dispone de dos muelles de contacto en los lugares correspondientes. Una vez conectado, el contacto de seguridad se conectará primero, antes de los pines de contacto están conectados con los contactos de salida. El enchufe de forma es similar, pero no tiene un contacto de seguridad. Se utiliza con dispositivos que tienen un consumo de corriente superior a la permitida con el enchufe de euro, como las aspiradoras. A diferencia de la clavija del euro, el enchufe en forma no puede ser utilizado en algunos países, como Suiza, debido a sus dimensiones exteriores y las patillas de contacto Dicker. Los pines de contacto de un enchufe en forma de regatear son que los de un enchufes de euro debido a la capacidad de corriente más alto. Sus patillas no están aisladas, porque el aislamiento reduce el diámetro. En forma de enchufes y tapones de seguridad puede transportar una corriente hasta 16 A a 230 V. Figura 1.2: En forma de enchufe y enchufe a prueba de choques 9

12 Minos Interfaces En el sistema de seguridad francés el pasador de contacto de seguridad sobresale de la toma de corriente. Estas tomas se pueden utilizar sólo con enchufes que tiene un agujero para el contacto de seguridad correspondiente. Los enchufes con contactos de seguridad a los lados se pueden utilizar con una toma de corriente sin este pin de contacto. Sin embargo, este caso no está permitido, porque la función de seguridad no está activa en este. Los euro enchufes pueden ser utilizados en el sistema francés debido a su forma estrecha. Los enchufes en forma requieren un hueco para el pasador de contacto de seguridad de la toma. Los contactos de seguridad pin de los enchufes en el sistema francés son de polaridad inversa. Esto significa que no se pueden enchufar invertido en 180 º, a diferencia de los enchufes de euro, por ejemplo. Esto tiene la ventaja de que con el cableado correspondiente de tomas de corriente de la línea de vivir está siempre conectado a la clavija del mismo enchufe mismo. Por ejemplo, esto hace que la línea de vivir siempre conectado a la profundidad de contacto colocado medio de un casquillo, no a su rosca exterior. Hoy en día, el sistema francés de enchufes, así como los enchufes de agujeros sin pasador de seguridad casi nunca se usan. Casi todos utilizan actualmente los enchufes de seguridad, tienen un agujero adicional, que se conecta al conductor de protección. Esto, así, permite el uso de estos enchufes en Francia. Figura 1.3: Enchufe a prueba de golpes con contacto y sin protección 10

13 Interfaces Minos Enchufes en Gran Bretaña Los enchufes usados en Gran Bretaña son bastante grandes. Los contactos tienen una sección rectangular. El contacto de seguridad sobresale y forma un triángulo con los otros dos contactos. Este enchufe está protegido contra inversión de polaridad debido a la forma de los contactos. De esta manera, mientras esté conectado el cable de conexión siempre apuntará hacia abajo. Cada enchufe tiene una protección, porque la toma de corriente en Gran Bretaña tiene un tipo de cableado circular. La línea de alimentación se inicia en la caja de fusibles y conecta todos los conectores de la serie regresa a la caja de fusibles. Por lo tanto, una toma de corriente puede ser alimentado por dos lados. De lo contrario, en Europa el cableado en forma de estrella es de uso común. Cada cable tiene una protección, por lo general 10 A o 16 A. Por otro lado, el anillo en Gran Bretaña tiene 32A de protección, a fin de proporcionar a todos los consumidores con la suficiente energía. Desde esta corriente (32 A) es demasiado alta para dispositivos separados, cada dispositivo debe tener una protección adicional en su enchufe. Estas protecciones habituales se especifican para 3 A, 5 A o 13 A. Figura 1.4: Tomas en Gran Bretaña 11

14 Minos Interfaces Conectores en Suiza Los enchufes de Suiza, son como enchufes de euro, pero tienen un contacto con protección adicional. Este contacto se coloca entre los otros dos un poco desplazado del centro. Aunque todos los pines de contacto tienen la misma longitud, el contacto de protección es la primera conexión después de conectar, ya que su toma de contacto es menos profunda que los otros. El enchufe está protegido contra inversión de polaridad, por el contacto de protección cambiado. Estos enchufes pueden pasar corrientes de hasta 16 A, aunque las corrientes de costumbre no excedan de 10 A. Los euro enchufes se pueden utilizar con conectores de Suiza, mientras que los tapones a prueba de golpes no son adecuados debido a sus pines de contacto de espesor. Por otra parte, el contacto de la protección será fuera de línea aquí. Los enchufes suizos son de ahorro de espacio en comparación con los sistemas de otra toma, y al mismo tiempo, muy seguro. Son similares a los de adaptadores de corriente según IEC , que se publicó de la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) El sistema de IEC combina las ventajas de diferentes sistemas. Sin embargo, sólo se utiliza en Brasil en gran escala. Comparado con el sistema suizo, las espigas de contacto tienen un diámetro de 4,5 mm en lugar de 4 mm y el contacto de seguridad se desplaza de la posición media de 3 mm en lugar de 5 mm. Los euro enchufes se pueden utilizar con conectores del sistema de IEC Figura 1.5: Enchufe con adaptador de Suiza

15 Interfaces Minos Enchufes en América del Norte Los voltajes utilizados en los EE.UU. tienen un rango desde 110 hasta 127 V a 60 Hz. Esto debe ser tomado también en consideración, además de la clavija de los formularios utilizados allí. Hay enchufes de dos o trifásico. Los pines de contacto de un enchufe de dos polos son planos y paralelos entre sí. Con el fin de proporcionar una protección inversión de polaridad, un contacto (el conductor neutro) se lleva a cabo más grueso que el otro. Los enchufes de tres polos tienen un contacto adicional de protección redondeada. Dado que el contacto de protección garantiza la protección de polaridad, los contactos son planos y de igual tamaño. Las tomas de corriente son diseñados para adaptarse a las dos clavijas de dos polos y tres polos. Ellos tienen una forma plana, lo que hace vivir los conductores de línea visible cuando no está completamente enchufado. Un contacto con un conductor de línea viva es posible en este caso. Debido a la forma plana de los contactos de estos enchufes requieren más fuerza para ser enchufado que los redondeados. Por otra parte, estos enchufes no se llevan a cabo con firmeza suficiente en una toma de corriente. Las clavijas planas de contacto pueden ser más fáciles que los doblados redondeados. Por otra parte, es más difícil de insertar un cuerpo extraño en un enchufe con clavijas planas en comparación a un enchufe con ranuras redondeadas. Figura 1.6: Tomas en América del Norte 13

16 Minos Interfaces Otros sistemas Además de los tipos de enchufe mencionadas, hay otras formas en diferentes países. En Australia, las espigas de contacto también son planas. El pasador de protección es demasiado plano. Ambos contactos tienen otra forma, un triángulo isósceles con el pasador de protección. Cada pin de contacto se gira 30 a la protección de contactos. El contacto de protección se encuentra en la parte inferior de un zócalo, para que otros contactos de aspecto similar puedan encajar. Los enchufes similares se utilizan en Israel. Allí, los dos contactos son de forma de V y una Y, respectivamente, junto con el contacto de protección. Desde hace varios años contactos piso donde sustituye con pines de contacto redondeadas. Por esta razón la demanda actual de ambas toma plana y redondeada se ha incrementado. Algunas tomas para contactos planos están diseñados para adaptarse a los enchufes de euro redondeados con contactos también. Los enchufes con contactos redondeados colocados más cerca entre sí que en estado de fuentes de enchufes a prueba de golpes o los enchufes en euro se pueden encontrar en África y Asia. Estos tipos se utilizaban en Gran Bretaña en el pasado. Sin embargo, los enchufes que no son compatibles con otros sistemas también pueden ser encontrados en Dinamarca. Al ir al extranjero, se recomienda tomar un adaptador de viaje. La función más simple de dichos adaptadores es asegurar la compatibilidad mecánica de enchufes diferentes. Los adaptadores más caros pueden transformar las tensiones en distintos países a un valor de tensión adecuado. Estos adaptadores contienen un transformador. 14 Figura 1.7: Ejemplo para el adaptador de viaje del enchufe

17 Interfaces Minos Acopladores No todos los dispositivos eléctricos tienen un cable fijo de conexión. El cable está conectado a menudo en el dispositivo, como en monitores de ordenadores. En este caso, los cables defectuosos pueden ser fácilmente reemplazados. Dichos dispositivos pueden también ser utilizados en diferentes países uniendo los cables de conexiones diferentes. Los cables de conexión requieren un enchufe y un acoplador. El enganche se encuentra en el cable de conexión, mientras que el enchufe se coloca en el dispositivo. El enchufe de contactos es visible, mientras que los contactos de un enganche se ocultan en el interior, lo cual es necesario porque vienen de la línea en vivo. Algunas veces, los acopladores son designados como los conectores en el discurso común. Los contactos de los conectores son clavijas planas. El perno de seguridad se encuentra entre los otros dos en el pasó de la posición central. Los conectores de dos polos puede ser que casi nunca se encuentren. < 70 C < 120 C < 155 C Figura 1.8: Bajo y acopladores de alta temperatura 15

18 Minos Interfaces Estos conectores están protegidos contra inversión de polaridad debido a la forma de la clavija y el cambió de la posición del contacto de protección. Sin embargo, la protección de la inversión de polaridad de un enchufe de conexión se vuelve inútil si la otra parte tiene una inversión de polaridad sin proteger, como un enchufe a prueba de choques. Los enchufes del conector pueden pasar corrientes de hasta 10 A. Algunos conectores tienen tamaños más grandes y los pines de contacto se giran 90. Para los enchufes de una corriente máxima de 16 A está permitido. Muchos dispositivos no se calientan o sólo un poco durante la operación. Para estos dispositivos acopladores y conectores para dispositivos no se utilizan calor. Estos enchufes se pueden utilizar con los dispositivos que se puede calentar a 70 C como máximo. Este es el caso de muchos dispositivos, tales como monitores de ordenador. Los dispositivos que se pueden calentar hasta 120 C los contactos tienen otro tipo de enchufes, que pueden soportar estas temperaturas. Tienen un semicírculo en forma de curvas de nivel en la parte inferior, de modo que los acopladores sólo aptos para este rango de temperaturas pueden ser utilizados. Los enchufes del conector que llegan a temperaturas de hasta 155 C tienen dos diferencias de forma adicional en la parte superior. Un tipo correspondiente de los acopladores se debe utilizar aquí. Por supuesto, acopladores diseñados para altas temperaturas se pueden utilizar para que los dispositivos no se calienten. Figura 1.9: Tapón de hierro Waffle 16

19 Interfaces Minos Todas las formas de acopladores están hechas de la cerámica. Estos enchufes de conexión y acopladores se podían encontrar en todas las bandejas. También se llaman enchufes waffle de hierro o enchufes eléctricos de hierro. Están diseñados para temperaturas de hasta 200 C y aún más alto por breves períodos de tiempo. Hoy en día, estas formas de enchufes casi nunca se usan. Normalmente estos acopladores fueron diseñados para corrientes de 10 A, 16 A y 25 A. Muchos tienen acopladores y un conmutador integrado. Las fuentes de alimentación para ordenadores portátiles y algunos otros dispositivos pueden tener enchufes de tres polos. Los contactos del acoplador están aislados por medio de tres tubos de plástico. Este complemento también se llama el enchufe trébol debido a esta forma. Este tipo de conector es estandarizado por la norma DIN VDE 0625, parte 1, el nivel C5 hoja de especificaciones. Una corriente máxima de 2,5 A está permitido. La temperatura en los pines de contacto no debe superar los 70 C. La protección de la inversión de polaridad de un enchufe de hoja de trébol se vuelve inútil si la otra parte tiene un enchufe a prueba de choques. Figura 1.10: Tapón de trébol y el acoplador 17

20 Minos Interfaces Un conector normal puede ser demasiado grande para algunos dispositivos pequeños. En este caso debe ser utilizado una versión más pequeña. Estos enchufes de conectores pequeños y acopladores son bipolares. No tienen un contacto de un conductor de protección. El enganche de tierra tiene un ranurado en el medio a ambos lados. Su sección transversal tiene forma de número ocho. La máxima permitida actual de los conectores pequeñas cantidades 2,5 A. La temperatura no debe superar los 70 C. Algunos dispositivos con enchufes de conector pequeño también pueden ser alimentados por medio de baterías. En este caso, hay un interruptor en el enchufe del dispositivo, que se apaga cuando el acoplador está insertado. Esto cambia la alimentación de energía de las baterías. Los dispositivos muy pequeños tienen enchufes especiales y enganches que tienen dimensiones aún más pequeñas. La forma es similar pero no el ranurado. Estos enchufes se llaman también enchufes máquina de afeitar, ya que normalmente son utilizados en las máquinas de afeitar. Están diseñados para una corriente máxima de 0,2 A y una temperatura máxima de 70 C. Figura 1.11: Acoplador de la Pequeña y conector de acoplamiento afeitadora 18

21 Interfaces Minos Lámparas Muchos dispositivos eléctricos están conectados a la toma por medio de un cable y un enchufe. Una interfaz entre el consumidor y la fuente de alimentación se requiere para las lámparas eléctricas. En caso de fallo debe ser reemplazada la lámpara defectuosa fácilmente. Lo más comúnmente utilizado es el bulbo de la lámpara de incandescencia. Esta bombilla tiene una rosca que se atornilla a una toma de la bombilla. La indicación y las dimensiones de hilo, le debemos de nuevo a Thomas Edison, el primero que produjo bombillas de incandescencia funcionales a gran escala. Las bombillas de filamento que se utilizan en las casas suelen tener el hilo E27. El diámetro exterior de este hilo tiene cantidades de 27 mm. En una tensión de alimentación de 230 V respecto al consumo habitual de valores de potencia de 40 W, 60 W, 75 W y 100 W. Los bulbos con menores y mayores valores de consumo de energía también existen. El hilo E27 también se utiliza para cerrar el tornillo. Las bombillas de filamento con un consumo de energía de 40 W o 25W a menudo tienen el E14 hilo más pequeño. Estas bombillas se utilizan en las lámparas de noche y con frecuencia tienen una forma alargada. También se les llama las bombillas de las velas. El E10 se utiliza para el hilo de linternas y lámparas de hadas, por ejemplo. Estas lámparas se suministran normalmente con tensiones inferiores. También existen hilos más pequeños, aunque no sea muy habitual su uso. Las que son más grandes que E27 se utilizan en la industria. Se utilizan para las bombillas de filamentos con el consumo de energía superior a 200 W a 230 V. Figura 1.12: Bombillas de filamentos con hilos E27, E14 y E10 19

22 Minos Interfaces Para los sockets fijos de la lámpara el conductor de puesta a tierra neutro tiene que estar conectado a la rosca. En este caso la línea en vivo estará en el interior del zócalo, lo que minimiza la probabilidad de contacto humano. Esta medida es inútil para las lámparas con un cable y un enchufe a prueba de choques en el otro lado, debido a que estos enchufes no están protegidos contra inversión de polaridad. Las lámparas halógenas están también disponibles en forma de filamentos de bombilla normal, pero tienen otras formas. Las lámparas halógenas de alto voltaje en el diseño del reflector tienen una alimentación de 230 V y un consumo de energía de 35 W o 50 W. La tapa de la bombilla GU10 tiene la correspondiente indicación. Para fijar un foco solamente una vez. Por otra parte, las bombillas halógenas de bajo voltaje tienen dos contactos que sobresalen del cuerpo de cristal de la bombilla. Estas bombillas no tienen rosca en los casquillos. Se insertan en el zócalo empujando. La presión en las tapas es también de uso frecuente. Los contactos de descanso están en el cuerpo de vidrio plano desde el exterior. La lámpara se inserta en un socket con una parte de la ampolla de vidrio. Hay muchos tipos distintos de bombillas que se utilizan para las luces del coche. Una fijación fiable de las luces es de gran importancia, debido a las vibraciones continuas y posibles sacudidas. Las lámparas para luces intermitentes, luces traseras y luces de ruptura tienen una tapa de bayoneta. Hace de doble casquillo tubular, no son muy populares hoy en día. Figura 1.13: Las lámparas halógenas GU10 de utilizar fundas y empujador de los tapones 20

23 Interfaces Minos Baterías o pilas Las pilas y acumuladores que se usan para suministrar a dispositivos eléctricos móviles, energía. En este caso, las dimensiones y la tensión de la pila o acumulador son muy importantes. A raíz de las dimensiones se pueden distinguir: mono, bebé, las células mignon y micro. Todos estos tipos tienen una forma cilíndrica. Las células mono tienen las mayores dimensiones. La indicación depende de los patrones utilizados. Por ejemplo, las células están disponibles como mignon R6 o tipo AA. Los cuatro tipos de baterías proporcionan un voltaje de 1,5 V. Todas las pilas de cinc-carbono menos potentes y las baterías alcalinas comunes disponen del mismo voltaje. Otro tipo de batería estándar es de 9 V-Block o Bloque E. Esta batería cúbica contiene seis pilas cilíndricas separadas combinadas, que proporcionan el voltaje de 9 V. La batería de tipo plano era popular en el pasado. Contiene tres baterías combinadas, y proporciona 4,5 V. En comparación con otras baterías antes mencionadas en este modelo no existen recargables. Todos los dispositivos que utilizan baterías de tipo plano pueden funcionar con pilas recargables con tres células mignon con el adaptador correspondiente. Figura 1.14: Mono, mingón, las células de las micro, baterías de litio y pilas de botón 21

24 Minos Interfaces Los acumuladores se designan también como pilas recargables. Los tipos más comunes son las de níquel-cadmio y de níquel metal híbrido. Los acumuladores de níquel-cadmio son raramente utilizados en la actualidad debido a la toxicidad del cadmio. Ambos tipos proporcionan un voltaje de 1,2 V. Por lo tanto los acumuladores proporcionan una tensión poco menor que las baterías normales. A pesar de que esta tensión es algo inferior, se mantiene constante durante un largo período de tiempo, durante el proceso de descarga, mientras que el voltaje de las baterías normales cae lentamente durante el período de descarga. Por lo tanto, los dispositivos diseñados para funcionar con pilas normales deben ser funcionales a tensiones inferiores. Por esta razón, en muchos casos las baterías se pueden reemplazar con acumuladores. Otro tipo de pilas recargables son las de litio. La ventaja de este tipo es la baja auto-descarga en primer lugar, que se traduce en larga vida útil. Las baterías de litio se utilizan en las cámaras, por ejemplo. Las baterías tienen un voltaje de 3 V en este caso. Las baterías de litio se utilizan en el campo de la tecnología informática o en la industria como las baterías de apoyo. Estos tienen un voltaje de 3,6 V. El apoyo de baterías debe suministrar energía a un dispositivo sólo cuando éste no puede ser alimentado de otra fuente. Por lo tanto, la baja auto-descarga y el tiempo de la larga vida de estas baterías son de particular importancia. Las pilas botón, son pilas muy pequeñas que se utilizan en dispositivos con bajo consumo de energía. Se pueden encontrar en relojes, calculadoras y dispositivos auditivos, por ejemplo. Hay una gran variedad de células de ellas. La tensión siempre depende de la composición química de la pila. Las pilas Zinc de aire se utilizan a menudo en los dispositivos de audición. Suministran una tensión de 1,4 V. Las alcalinas y las pilas de óxido de plata proporcionar un voltaje de 1,5 V o 1,55 V. Estos tipos se utilizan con frecuencia en los relojes. Las pilas de botón de litio pueden proporcionar hasta 3,0 V. Con frecuencia se utiliza como copia de seguridad y pilas de apoyo debido a la baja auto-descarga. La indicación de este tipo de baterías depende de su tamaño. Los dos primeros números después de las letras CR indicar el diámetro en mm, ambos apuntan otros números a los espesor dado en décimas de milímetro. El CR2025, por ejemplo, tiene un diámetro de 20 mm y un espesor de 2,5 mm. 22

25 Interfaces Minos 2 Informática de interfaces 2.1 Introducción Hoy en día, las computadoras son parte inseparable de la vida cotidiana. A pesar de su complejidad, los equipos consisten en sólo unos pocos componentes estándar. A fin de garantizar un funcionamiento fiable, estos componentes deben ser compatibles. Algunas interfaces se utilizan para la transferencia de energía solamente. Por otra parte, la mayoría de interfaces son de transferencia de señales. Hay dos tipos fundamentalmente diferentes que deben de distinguirse en la transferencia. En los paquetes de datos de serie de intercambio de información se envían datos uno tras otro. En el ordenador la información técnica se suele representar con Bits, las unidades más pequeñas de información. La diferencia es la transferencia de datos en paralelo. Aquí, los paquetes de información se envían a través de varias líneas paralelas o transferir canales al mismo tiempo. Ocho bits o de sus múltiplos suelen ser transferidos simultáneamente en el ordenador. Esto significa que uno o más bytes se puede enviar al mismo tiempo. A primera vista, el método paralelo puede transferir más información que el método en serie en un período igual de tiempo. La transferencia de datos en paralelo, sin embargo, no está exenta de problemas. Por un lado, todas las líneas de datos deben proporcionar la información correspondiente en exactamente el mismo tiempo. Los diferentes períodos de tiempo de las señales pueden ocurrir en las tasas de transferencia muy altas y a lo largo de diferentes líneas. Otro problema de la transferencia de datos en paralelo consiste en la posibilidad de influencia mutua entre los datos de las líneas de datos diferentes. Este efecto se designa como interferencia, ya que puede ser que también se encuentra en las líneas telefónicas. En este caso, una conversación en una línea puede ser escuchada en el otro. En la transferencia de bits de datos en serie individual deben ser ensambladas en Bytes de nuevo después de la transmisión. Dentro de un equipo, donde todas las líneas de enlace de datos son relativamente breves en transferencia de datos en paralelo, se utiliza estos en primer lugar, mientras que durante más conexiones con dispositivos externos el método en serie es de uso general. 23

26 Minos Interfaces Conceptos Las unidades de baudios y bits por segundo son frecuentemente mezcladas. Un baudio significa que un símbolo por segundo se transfiere. Esto también se señala como tipo de símbolo. Una Baud sin embargo, puede incluir varios bits. Por otra parte, la tasa de transferencia de datos se dan en bits / segundo. En Gigabit Ethernet, por ejemplo, 125 MBaud se transfieren a través de una línea de dos hilos. Cada baudio aquí consta de dos bits, lo que resulta en una tasa de transferencia de datos de 250 Mbit / segundo. Una combinación de cuatro pares de líneas permite alcanzar una velocidad de transferencia de datos de un Giga bit. Tenga en cuenta que a una velocidad de transferencia de datos de 1 kbit / s una tasa real de 1000 bits se transmiten / s. Otro método de recuento se utiliza para medios de almacenamiento de datos. Debido al enfoque binario a las células de almacenamiento, la unidad en kilobytes discos duros por ejemplo, indica exactamente 1024 bytes. Un método de recuento de más bases en el hecho de que las células de almacenamiento de uso de números, que son los poderes con la base de 2 personas Bytes de 210 Bytes exactamente. Para distinguir 1024 Bytes También se indican como Kibibyte. Sin embargo, esta indicación, es muy poco utilizada. La diferencia entre un kilobyte y unkibibyte es de alrededor de 2,5%. Sin embargo, en los actuales discos duros con una capacidad de almacenamiento de un terabyte la diferencia a un tebibyte alcanza cerca del 10%. El tiempo necesario para transferir un tebibyte de datos es, en consecuencia el 10% más largo que para un terabyte en la misma transferencia tasa. Las indicaciones para la dirección de transferencia de datos son también de importancia. Simplex es la indicación para la transferencia de datos en una sola dirección. En este caso, se transfiere la información en una sola dirección especificada. Este es el caso de emisoras de radio, donde se transfiere la información del emisor al receptor. El half-duplex o semi-duplex la indicación se utiliza para los sistemas con la transferencia de datos en ambas direcciones. Sin embargo, la transmisión de datos en ambas direcciones al mismo tiempo, no es posible aquí. Tal intercambio de datos alterna se pueden encontrar en las radios de aficionados. En una transmisión full dúplex, la información puede fluir en ambas direcciones al mismo tiempo. Este es el caso de dispositivos telefónicos. 24

27 Interfaces Minos 2.2 Interfaces externos en las computadoras Puertos de conexión de la impresora Todas las primeras computadoras tienen un puerto especial para impresoras. Es un puerto paralelo. Este puerto se indicó originalmente como CENTRONICS-interfaz, que se relaciona con el nombre de un fabricante de la impresora. Se utilizan enchufes grandes de 36-pin. Los contactos fueron dispuestos en dos filas. La distancia entre dos contactos individuales fue de 2,2 mm. Los conectores de 36-pin todavía se utilizan en las impresoras de hoy en día. Desde el comienzo de la década de 1980, 25-pin D-sub de enchufes se utilizan en el lado del ordenador. Desde que estos puertos son más pequeños, pueden equiparse con un puerto serie de una tarjeta de inserción. Los cables se componen de 18 pares de alambres retorcidos. Dado que los enchufes de 25 pines tienen menos contactos, las líneas de tierra son solo partes combinadas. La longitud de cable máxima depende de su calidad. La longitud de un cable de buena calidad no debe superar los 5 m. Sin embargo, algunos cables especiales tienen una longitud de hasta 30 m. Ocho líneas de transferencia son de 8 bits al mismo tiempo. Otras líneas se utilizan para señales de control. Esto incluye las señales de la línea, al final del papel y validez de los datos. Figura 2.1: Cable de impresora 25

28 Minos Interfaces El estándar IEEE 1284 se aplica para las interfaces paralelas desde Permite que dos-dirección de transferencia de datos se puedan dar. Anteriormente, la transferencia de datos era posible desde el ordenador a la impresora, aparte de algunas excepciones. La tasa de transferencia de datos máxima teórica se aumentó a 4 MBytes / segundo. La nueva norma permitió la transferencia de datos en ambas direcciones. Esta conexión permite la alternancia de soportes de datos como los escáneres, CD-ROM y unidades ZIP. Además de eso, varios dispositivos pueden conectarse a una interfaz de puerto paralelo. Correspondientes dispositivos tienen un puerto de salida para el siguiente dispositivo, además de la toma de entrada. Los puertos de impresora también se utilizan para dongles. Los dongles son los enchufes de protección contra copias. Un dongle se puede conectar en un 25-pin puerto paralelo de la impresora. Dispone de un zócalo de 25 pines en el otro lado, lo que permite conectar una impresora a la computadora. El uso de garantías dongles que el software esté completamente funcionamiento sólo cuando la correspondiente licencia se obtiene. En un dongle únicamente un funcionamiento limitado es generalmente posible. Los dongles actual se conectan a puertos USB. La interfaz de la impresora está indicada como LPT en las computadoras, generalmente seguido de un número como LPT1. Esta indicación se origina en la impresora de líneas, ya que las viejas impresoras stylus tienen de concepto la impresión línea por línea. Figura 2.2: Dongles para la interfaz paralela 26

29 Interfaces Minos Interfaz de serie Aunque hay muchos diferentes interfaces en serie, la designación de interfaz de serie en las computadoras por lo general apunta al puerto RS-232. Uno de los dispositivos más usados, con interfaces en serie es el módem, que permite transferir datos a través de una línea telefónica. Otro dispositivo para interfaces de serie fue el ratón en el pasado. La entrada de datos y terminales de pantalla también estaban conectados a la computadora principal a través de interfaces de serie. Los controles lógicos programables estaban conectados a un ordenador cuando se programa por medio de una interfaz de serie también. 25-pines y 9-pin D-sub-enchufes se utilizan para conectar y enchufar conexiones de socket. Puesto que la transferencia de datos en serie requiere sólo unas pocas líneas, enchufes de 9-pin se utilizan con frecuencia. El enchufe se encuentra en el lado del ordenador, mientras que la toma sea en el cable. Sólo un dispositivo puede ser conectado a un puerto RS-232. La transferencia de datos se realiza en bloques de cinco a nueve bits cada una. Cada bloque comienza con un bit de inicio. Después de que el bloque de datos de un bit de paridad puede ser agregado. Al final hay uno o dos bits de parada. Ambos puertos de comunicación se configuran de acuerdo con este modelo de transferencia de datos. La parte de datos en un bloque por lo general consiste de siete u ocho bits, que permite representar los caracteres correspondientes a ASCII. Por ejemplo, para indicar un bloque de ocho bits de datos sin paridad y un bit de parada se utiliza la abreviatura 8N1. Figura 2.3: Cables para la interfaz de serie RS

30 Minos Interfaces Con el fin de la transferencia de datos debe ser la velocidad de transmisión ajustada en el mismo valor a todos los dispositivos conectados. Baudios de 2400 y baudios son los más utilizados. La longitud de cable máxima para la menor velocidad de transmisión es de aproximadamente 900 m, mientras que para grandes velocidades de transferencia se reduce a varios metros. La transferencia adicional de al menos dos bits de arranque y parada disminuye la transferencia de datos útiles en un 20%. Por lo tanto, a una tasa de transferencia de datos de baudios, sólo baudios de los datos siguen siendo útiles, si el establecimiento fue seleccionado 8N1. El RS-232-interfaz es una interfaz de tensión. Aquí, una tensión entre -3 V y -15 V corresponde a una lógica 1, mientras que una tensión entre 3 V y 15 V representa una lógica cero. El rango entre -3 V y V / 3 no está definido. Una conexión full-dúplex es posible para la transferencia de datos. En este caso dos líneas se utilizan para enviar y recibir funciones. La línea de los datos enviados desde el equipo que se indica como TxD, que significa transmitir los datos. Por otra parte, la línea utilizada para los datos recibidos por la computadora se llama RxD para recibir datos. Dos computadoras se pueden conectar a través de sus puertos en serie. En este caso, un cable con alambres transversales deben ser utilizados. Este cable también se señala como cable de módem nulo. Un puerto serie del ordenador que se indica como puerto COM, por lo general seguido de un número a partir de COM1. Esta indicación se deriva del concepto de comunicación. Figura 2.4: Ratón con 9-pin D-Sub-plug 28

31 Interfaces Minos Puertos del teclado y ratón (PS / 2) PS/2-ports se utilizan para teclados y ratones en primer lugar. En lugar de ratón, un trackball se puede utilizar. En PS/2-ports ordenadores actuales son por lo general sustituye con puertos USB. Este tipo de interfaces se utilizó en los ordenadores IBM de la serie PS / 2 por primera vez, y por lo tanto tiene su nombre. Más tarde, fue cuando PS/2-interfaces ampliamente utilizado en otros equipos de diferentes fabricantes. El PS/2-interface es en serie. Los teclados y ratones tienen la misma forma de enchufes. A pesar de los pines de contacto por separado tienen la misma configuración, los teclados y los ratones usan diferentes protocolos de transferencia de datos. Por lo tanto, sus enchufes no deben ser permutados. Los teclados y ratones tienen enchufes diferentes colores para los propósitos distinción. La toma de color verde se utiliza para el ratón, mientras que el violeta es el puerto del teclado. Los tapones de ratones y teclados tienen colores correspondientes. Los enchufes usados son de seis pines mini-din. El diámetro exterior es de 9,5 mm. El diámetro de la manga de metal es de 7 mm. Estos enchufes sustituyeron a la mayor de cinco pines de los enchufes de teclado. Antes de la interfaz de PS / 2 se eran los que se utilizaban, los ratones tenían uno de nueve pin D-Sub-enchufe conectado a la interfaz serial de la computadora. Figura 2.5: PS / 2 zócalos equipo 29

32 Minos Interfaces El pin de contacto 1 es la línea de datos. El pin 3 se conecta a la línea de tierra. Fuente de alimentación 5 V para el dispositivo conectado está siempre en contacto con el pin 4. La señal del reloj necesario para la transferencia de datos se aplica al contacto con el pin 5. Ambos contactos 2 y 6, por lo general no está conectado. Algunos fabricantes utilizan estos contactos para las señales adicionales. En el método de transferencia de datos en serie, se utiliza un bit de inicio. El bit de comienzo es seguido de 8 bits de los datos reales Byte. A continuación viene un bit de paridad y un bit de parada se envía al final. En cuanto a los teclados, los datos pueden también ser transferidas desde una computadora a un teclado, que permite convertir los LED del teclado. Sólo un dispositivo puede ser conectado a cada PS/2-socket de un ordenador. Una excepción se da en un tipo de portátiles, que permite conectar el ratón y el teclado por medio de un cable en Y a una mini- DIN-socket. El general no conectado contactos se utiliza en esta toma a fin de apoyar la conexión de ratón y teclado a la vez. Otros fabricantes utilizan los contactos libres de la mini-din-socket para un botón del teclado adicional, para encender el ordenador. Esto debe ser tenido en cuenta a la hora de conectar otros dispositivos de entrada a la computadora. PS/2-interfaces no permiten conectar o desconectar los dispositivos durante la operación. A veces, esto puede conducir a daños en el ordenador, el teclado o el ratón Figura 2.6: Los contactos de un mini-din-socket 30

33 Interfaces Minos USB Al comienzo de la era de las computadoras, la mayoría de dispositivos adicionales utilizó un punto de conexión con el punto. Esto significa por ejemplo que sólo una impresora puede ser conectada al puerto de impresora de la computadora. Un interruptor de selección fue requerido cuando las impresoras se utilizaron varias al mismo tiempo. Intel implementado la versión 1996 de Bus Serie Universal (USB) 1.0, a fin de reducir los numerosos, tipos, de interfaces de ordenador. El puerto USB no se propago en mucho al principio. Los distintos fabricantes comenzaron proponiendo una variedad de equipos periféricos como los teclados y ratones por primera vez cuando Apple 1998 en consecuencia sustituirá las interfaces antiguas de imac por USB. La mejor versión USB 1.1 se llevó a cabo a finales de El equipo de primeros para el más rápido en USB versión 2.0 apareció en La velocidad de datos de USB 1.1 es de 1,5 o 12 MBit / s. Este porcentaje es suficiente para dispositivos de entrada, como teclados y ratones, pero no lo suficiente para conectar los discos duros por ejemplo. La versión USB 2.0 admite velocidades de transferencia de hasta 480 MBit / s, que corresponde al 60 MByte / s. En la práctica, sin embargo, sólo alrededor de 30 MBytes / s se puede lograr. Esta tasa también se señala como- High-Speed USB. La versión de Súper Speed USB 3.0 proporciona un nuevo incremento de la velocidad de transferencia de datos. Desde el año 2010 un 5 Gbit / s debería ser posible. Sin embargo, esto requiere otro tipo de enchufes. Figura 2.7: USB cables con enchufes de tipo A, tipo B y un mini-plug 31

34 Minos Interfaces El USB es un bus de serie. Los bits individuales se envían uno tras otro. El equipo tiene el anfitrión-regulador, que también se indica como maestro. El Hub permite conectar varios dispositivos periféricos a la acogida. De esta manera, un centro representa un distribuidor de señales. Varios centros pueden organizar una tras otra, dando lugar a una estructura en forma de estrella. Por ejemplo, un ratón USB puede ser conectado a un puerto USB de teclado con el Hub. El teclado, a su vez está conectado a la computadora. El Hub conecta cada dispositivo periférico con el controlador. Un intercambio directo de datos entre los dispositivos periféricos no es posible. Tenemos así en el punto varios puntos de conexión entre distintos dispositivos y el anfitrión. Además, los dispositivos periféricos no pueden transferir datos de forma autónoma. La investigación se realiza en una secuencia rápida por el anfitrión. Esto significa que el puerto USB de los dispositivos periféricos por separado tiene una estructura muy simple. La inteligencia conjunto de la USB se encuentra en el controlador de host. Aunque el procesador principal de la computadora tiene un poco más de carga, los costes de una interfaz USB no son significativos. Un cable de conexión USB consta de cuatro conductores separados. Dos conductores se tuercen y se utiliza para transferencia de datos. Dos conductores son los otros 5 V y las líneas de tierra, que representan la fuente de alimentación. La torsión no sólo es necesario para los cables con una velocidad de transferencia máxima de 1,5 MBit / s. Estos cables están correctamente conectados a dispositivos periféricos, como un ratón, por ejemplo. Los requerimientos de blindaje de estos cables son también menos estrictos, lo que las hace más flexibles. A + B + Figura 2.8: Los datos de la transferencia diferencial 32