Mecatrónica Módulo 12: Interfaces

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. 2005-146319 MINOS, Plazo: 2005 hasta 2007 Proyecto EU Nr. DE/08/LLP-LdV/TOI/147110 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. www.minos-mechatronic.eu

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, 09107 Chemnitz, Deutschland Tel: + 49(0)371 531-23500 Fax: + 49(0)371 531-23509 Email: minos@mb.tu-chemnitz.de Internet: www.tu-chemnitz.de/mb/werkzmasch oder www.minos-mechatronic.eu

Interfaces Minos Contenido 1 Interfaces... 7 1.1 Introducción... 7 1.2 Suministro de energía eléctrica... 8 1.2.1 Euro enchufe... 8 1.2.2 Enchufe a prueba de golpes... 9 1.2.3 Enchufes en Gran Bretaña...11 1.2.4 Conectores en Suiza... 12 1.2.5 Enchufes en América del Norte... 13 1.2.6 Otros sistemas... 14 1.2.7 Acopladores... 15 1.2.8 Lámparas... 19 1.2.9 Baterías o pilas... 21 2 Informática de interfaces... 23 2.1 Introducción... 23 2.1.1 Conceptos... 24 2.2 Interfaces externos en las computadoras... 25 2.2.1 Puertos de conexión de la impresora... 25 2.2.2 Interfaz de serie... 27 2.2.3 Puertos del teclado y ratón (PS / 2)... 29 2.2.4 USB... 31 2.2.5 FireWire... 34 2.3 Puertos de monitor... 36 2.3.1 VGA... 36 2.3.2 DVI... 38 2.3.3 HDMI... 40 2.3.4 DisplayPort... 41 2.4 Interfaces de interior... 42 2.4.1 Fuente de alimentación... 42 2.4.2 ISA-ranura... 44 2.4.3 Ranura PCI... 45 2.4.4 PCI-Express... 47 2.4.5 Otros espacios de funciones adicionales... 48 2.4.6 PCMCIA... 49 2.4.7 Unidad de Disco puerto y conexiones... 50 2.4.8 IDE conexión de disco duro... 52 2.4.9 Serial ATA... 54 2.4.10 esata... 56 2.4.11 SCSI... 57 2.4.12 Serial Attached SCSI... 59 2.4.13 Ranuras RAM... 60 2.4.14 SO-DIMM... 63 2.4.15 Procesador de tomas... 64 3

Minos Interfaces 2.5 Puertos de audio... 66 2.5.1 Transferencia de audio analógico... 66 2.5.2 La transferencia de audio digital... 69 2.6 Puertos video... 70 2.6.1 Compuesto de vídeo... 70 2.6.2 S-Video... 71 2.6.3 SCART... 72 2.6.4 Componente Video... 73 2.7 Interfaces de red en los ordenadores... 74 2.7.1 Ethernet... 74 2.7.2 WLAN... 76 2.7.3 Bluetooth... 78 2.7.4 IrDA... 80 2.8 Telefonía e Internet... 81 2.8.1 Teléfonos analógicos... 81 2.8.2 ISDN... 83 2.8.3 DECT... 84 2.8.4 Los teléfonos móviles... 85 2.8.5 UMTS... 86 2.8.6 WiMAX... 86 2.8.7 DSL... 87 3 Interfaces de Software... 88 3.1 Interfaces de programación... 88 3.2 Protocolos de Internet... 89 3.3 Universal Plug and Play... 90 4 Hombre-máquina-interfaces... 91 4.1 Teclado... 91 4.2 Ratón... 93 4.3 Monitores... 96 4.3.1 Símbolo-interfaz gráfico orientado al usuario... 96 4.3.2 Interfaces gráficas de usuario... 97 4.4 Los interfaces de voz de usuario... 98 4.5 Diseño de Interfaces... 99 4

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... 10 Figura 1.4: Tomas en Gran Bretaña...11 Figura 1.5: Enchufe con adaptador de Suiza... 12 Figura 1.6: Tomas en América del Norte... 13 Figura 1.7: Ejemplo para el adaptador de viaje del enchufe... 14 Figura 1.8: Bajo y acopladores de alta temperatura... 15 Figura 1.9: Tapón de hierro Waffle 16... 16 Figura 1.10: Tapón de trébol y el acoplador 17... 17 Figura 1.11: Acoplador de la Pequeña y conector de acoplamiento afeitadora... 18 Figura 1.12: Bombillas de filamentos con hilos E27, E14 y E10... 19 Figura 1.13: Las lámparas halógenas GU10 de utilizar fundas y empujador de los tapones... 20 Figura 1.14: Mono, mingón, las células de las micro, baterías de litio y pilas de botón... 21 Figura 2.1: Cable de impresora... 25 Figura 2.2: Dongles para la interfaz paralela... 26 Figura 2.3: Cables para la interfaz de serie RS-232... 27 Figura 2.4: Ratón con 9-pin D-Sub-plug... 28 Figura 2.5: PS / 2 zócalos equipo... 29 Figura 2.6: Los contactos de un mini-din-socket... 30 Figura 2.7: USB cables con enchufes de tipo A, tipo B y un mini-plug... 31 Figura 2.8: Los datos de la transferencia diferencial... 32 Figura 2.9: Cable FireWire de 4 pines y conector de 6 pines... 34 Figura 2.10: Cable VGA y conectores BNC... 36 Figura 2.11: Mini-VGA / VGA... 37 Figura 2.12: DVI conector... 38 Figura 2.13: DVI / VGA... 39 Figura 2.14: Cable HDMI... 40 Figura 2.15: Enchufe el conector para la alimentación de la placa base... 42 Figura 2.16: Cable de alimentación para las unidades de... 43 Figura 2.17: ISA tarjeta de inserción... 44 Figura 2.18: PCI tarjeta de inserción... 45 Figura 2.19: Cable para unidad de disco... 50 Figura 2.20: Los conductores de trenzado del cable de la unidad de disquete... 51 Figura 2.21: Cable IDE... 53 Figura 2.22: El disco duro SATA con puertos... 54 Figura 2.23: Dispositivo con toma esata... 56 Figura 2.24: Cable SCSI-... 57 Figura 2.25: SIMM, PS/2-SIMM, SD-RAM... 60 Figura 2.26: SO-DIMM... 63 Figura 2.27: Socket 7 y Pentium de Intel... 65 Figura 2.28: Cable Cinch... 66 Figura 2.29: Diferentes DIN y los conectores Mini-DIN-... 67 5

Minos Interfaces Figura 2.30: 6,35 mm y 3,5 mm estéreo con cuatro contactos... 68 Figura 2.31: Cable Cinch para vídeo compuesto... 70 Figura 2.32: Cable de S-Video... 71 Figura 2.33: Conector SCART... 72 Figura 2.34: Componente tomas de vídeo... 73 Figura 2.35: Adaptador Ethernet para 10Base2 y par trenzado... 74 Figura 2.36: Conmutador Ethernet... 75 Figura 2.37: Antena WLAN... 77 Figura 2.38: Interfaz IrDA de un teléfono móvil... 80 Figura 2.39: Toma del teléfono con NFN codificación y enchufe F... 81 Figura 4.1: Teclado de ordenador con arreglo alemán clave... 91 Figura 4.2: Teclado portátil... 92 Figura 4.3: Ratón con múltiples botones y un solo botón... 93 6

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

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. 1.2.1 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

Interfaces Minos 1.2.2 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

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

Interfaces Minos 1.2.3 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