38. Tema 1: Protocolos de comunicación.

 Comunicación Serial (Serie)

La comunicación serial transmite datos bit a bit, secuencialmente, por un solo canal. Es más simple que la comunicación paralela pero más lenta.

Características principales:

  • Un bit a la vez por un único cable/hilo

  • Sincronización mediante protocolos específicos

  • Distancias mayores que la comunicación paralela

  • Más económica en cables

RS-232 (Recommended Standard 232)

Características:

  • Tipo: Punto a punto (1 emisor → 1 receptor)

  • Distancia máxima: ~15 metros (a 19.2 kbps)

  • Velocidad típica: Hasta 115.2 kbps

  • Topología: Conexión directa entre dos dispositivos

  • Niveles de voltaje: ±3 a ±15V

    • +3V a +15V = LÓGICO 0

    • -3V a -15V = LÓGICO 1

Configuración típica:

text
Dispositivo A (DTE) ---(TX)--> (RX)--- Dispositivo B (DCE)
Dispositivo A (DTE) <--(RX)--- (TX)--- Dispositivo B (DCE)

Conector común: DB9 (9 pines) o DB25 (25 pines)

Aplicaciones:

  • Computadoras antiguas (mouse, modem)

  • Equipos industriales

  • Dispositivos médicos

  • Conexiones de corta distancia

RS-422 (Recommended Standard 422)

Características:

  • Tipo: Punto a punto o multidrop (1 maestro, varios esclavos)

  • Distancia máxima: ~1200 metros (a 100 kbps)

  • Velocidad: Hasta 10 Mbps en distancias cortas

  • Topología: Una línea de transmisión, varios receptores

  • Señal diferencial: Usa 2 cables por señal (A y B)

    • Diferencia positiva (A > B) = LÓGICO 1

    • Diferencia negativa (A < B) = LÓGICO 0

Ventajas sobre RS-232:

  • Mayor velocidad y distancia

  • Inmunidad al ruido (señal diferencial)

  • Puede conectar múltiples receptores (hasta 10)

Aplicaciones:

  • Sistemas de control industrial

  • Comunicación en ambientes ruidosos

  • CCTV y sistemas de seguridad

RS-485 (Recommended Standard 485)

Características:

  • Tipo: Multidrop/multipunto (varios maestros/esclavos)

  • Distancia máxima: ~1200 metros (a 100 kbps)

  • Velocidad: Hasta 10 Mbps

  • Topología: Bus compartido (todos los dispositivos en la misma línea)

  • Dispositivos por bus: Hasta 32 unidades (o 256 con repetidores)

  • Señal diferencial: Como RS-422

Modos de operación:

  1. Half-duplex: 2 hilos, comunicación en ambos sentidos pero no simultáneamente

  2. Full-duplex: 4 hilos, comunicación bidireccional simultánea

Ventajas principales:

  • Multipunto: Múltiples dispositivos en un solo bus

  • Balanceado: Excelente inmunidad al ruido

  • Bajo costo: Menos cables que soluciones punto a punto

Aplicaciones:

  • Redes industriales (Modbus RTU, Profibus)

  • Sistemas de automatización de edificios

  • Control de procesos industriales

  • Sistemas de sensores distribuidos

Comparativa Resumida

CaracterísticaRS-232RS-422RS-485
TopologíaPunto a puntoPunto a punto/MultidropMultipunto
Máx. dispositivos21 transmisor, 10 receptores32 (hasta 256)
ModoFull-duplexFull-duplexHalf/Full-duplex
SeñalDesbalanceada (unipolar)Diferencial balanceadaDiferencial balanceada
Distancia15 m1200 m1200 m
Velocidad115.2 kbps10 Mbps10 Mbps
Inmunidad ruidoBajaAltaMuy alta

Ejemplo Práctico de Uso

Sistema industrial con RS-485:

text
[PC Master]---RS-485 Bus (2 cables)---|
        |                              |
   [Sensor 1]                    [Actuador 1]
   [Sensor 2]                    [Actuador 2]
   ... (hasta 32 dispositivos)

Configuración típica:

  • Baud rate: 9600, 19200, 38400, 115200 bps

  • Paridad: Par, impar, ninguna

  • Bits de datos: 7 u 8

  • Bits de stop: 1 o 2

Consideraciones de Implementación

  1. Terminadores de línea: Necesarios en RS-485 para evitar reflexiones

  2. Aislamiento galvánico: Importante en entornos industriales

  3. Polaridad: Correcta conexión de A (+) y B (-)

  4. Impedancia característica: 120Ω para RS-422/485

Esta familia de estándares sigue siendo fundamental en automatización industrial, aunque convive con protocolos más modernos como Ethernet Industrial.

 

Comunicación Serial y Protocolos Industriales: RS-232, RS-422, RS-485 y más

¿Alguna vez te has preguntado cómo funcionan las comunicaciones a través de puertos seriales? Aquí te dejo algunos puntos clave sobre este tema fascinante:

🔹 Comunicación serial
La palabra "serial" significa que los datos se envían uno detrás de otro, lo que permite transmitir a larga distancia con solo un par de líneas. Esto ahorra cables y materiales.

Los 3 protocolos seriales más usados

1️⃣ RS-232

  • El pionero, usado inicialmente en PCs y oficinas.

  • Full duplex: permite enviar y recibir datos al mismo tiempo (como una llamada telefónica).

  • Alcance limitado (aprox. 100 metros).

  • Hoy en día ha sido reemplazado mayormente por USB, pero aún se encuentra en algunas impresoras y sensores.

2️⃣ RS-422

  • Una mejora para entornos industriales.

  • Más robusto que el RS-232, pero menos común que el RS-485.

3️⃣ RS-485

  • Netamente industrial, usado a nivel mundial.

  • Transmisión diferencial: resistente al ruido eléctrico, ideal para ambientes industriales.

  • Half duplex: los dispositivos deben turnarse para hablar y escuchar (como un walkie-talkie).

  • Alcance de hasta kilómetros.

  • Ideal para conectar múltiples sensores y sistemas industriales.

Serial vs. Redes (TCP/UDP)

🔸 Comunicación Serial

  • Relación Master/Esclavo (Master-Slave).

  • Usada en aplicaciones industriales, sensores, automatización.

🔸 Comunicación por Red (TCP/UDP)

  • Relación Cliente/Servidor.

  • TCP: Conexión uno a uno, más seguro y confiable.

  • UDP: Comunicación uno-a-muchos (multicast/broadcast), más rápido pero menos seguro. Ideal para redes Mesh, Smart Cities, IoT con múltiples dispositivos.

Conclusiones

  • El RS-485 domina en industria por su inmunidad al ruido y largo alcance.

  • El RS-232 aún tiene aplicaciones específicas, pero ha sido desplazado por USB en entornos de consumo.

  • En IoT, la elección entre TCP y UDP depende de la necesidad: seguridad y confiabilidad (TCP) vs. velocidad y multidifusión (UDP).



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