Instituto Tecnológico Superior de Cosamaloapan
Materia: Sistemas Electrónicos para Informática
Docente: Ing. José Albino Arano García
Alumno(a): Laura Cecilia Guzmán García
Carrera: Ing. Informática
Semestre: 3°
3.1 SISTEMAS DE SUMINISTRO Y RESPALDO DE ENERGÍA
Los sistemas para respaldar energía permiten, entregar energía a una carga para que esta pueda funcionar, la operación normal es tomar la energía de la red y enviarla ala carga. cuando se produce un corte, del suministro de energía domiciliario, el sistema de respaldo, utiliza una fuente de energía propia para seguir alimentando la carga. Según esta definición, muchos sistemas podrían ser clasificados como equipos de respaldo, incluso hasta un grupo motor generador con partida automática.
Cuando se trata de alimentar computadoras, hay que considerar el tiempo de transferencia, es decir cuanto tiempo transcurre: desde que la energía de la red desaparece, hasta que llega la energía propia del sistema de respaldo. La idea es minimizar el tiempo de transferencia, para que la computadora no detectado el corte de energía.
Es común utilizar como nombre genérico de los equipos de respaldo, la sigla inglesa UPS, que significa "Uninterruptable Power Supply", y cuya traducción es "Fuente de poder Ininterrumpida". La palabra Ininterrumpida, se refiere a que el tiempo de transferencia cero. En el mercado existen muchos productos que tienen tiempo de transferencia distinto de cero y mall llamados UPS.
Actualmente existen varias topo-logias para implementar equipos de respaldo, cada una ofrece diferentes características técnicas. El encargado de seleccionar cual equipo se debe comprar, debe tener un conocimiento básicos del tema, debe conocer las partes principales y su función, debe entender las especificaciones de fabricante, y finalmente debe comprar y elegir el producto.
Para entender algunos tópicos relacionados con lo antes mencionado, se analizara dos tipos de equipos de respaldo, que actualmente son muy utilizados.
3.1.1 SISTEMA UPS
Una UPS posee tres módulos fundamentales:
- Rectificador
- Inversor
- Baterías y Cargador de Baterías
La función del inversor es convertir la tensión continua de entrada, en tensión alterna de salida, 220 Volts @ 50 Hz. Este modulo produce la energía que alimenta nuestra computadora.
El inversor es estos aparatos funciona solo cuando la tensión de la red esta fuera del rango de entrada o cuando hay corte de energía. Esta característica también representa un menor costo, bebido a que el inversor este diseñado para operar por algunos minutos.El relé de transferencia conmuta el PC entre, la red domiciliaria y la salida del inversor.El relé es un dispositivo electromecánico, cuando conmuta de una posición a otra, se demora aproximadamente entre 5 a 10 ms. Las baterías almacenan energía eléctrica, de ellas se obtiene la energía para el funcionamiento del pc cuando no hay energía en la red domiciliaria. La función del cargador de baterías es recuperar y mantener la energía almacenada en las baterías.
3.1.2 FUNCIONAMIENTO
- Cuando la tensión de la red domiciliaria, esta dentro del rango de entrada de la SPS, el relé transfiere energía desde la red al PC, en este modo de operación, todas las señales indeseadas presentes en la red, pasan a la carga, es decir no existe un rechazo a los transientes ni a los ruidos.
- Al producirse un corte de energía o si la tensión de la red esta fuera del rango de entrada, el inversor comienza a generar sacando energía desde las baterías, y el relé transfiere energía, desde la salida del inversor al PC.
3.1.3 DIFERENTES TÉCNICAS PRINCIPALES
- La UPS tiene un mejor rechazo de los transientes y ruidos debido a la doble conversación rectificador más inversor, mientras que sea SPS tiene solo una conversión, inversor, y activo solo durante un corte de energía.
- El inversor de un UPS genera tensión con forma de onda sinusoidal, mientras que el inversor de una SPS genera tensión con forma de onda cuadrada, generalmente. La onda es una señal con mucha distorsión y en algunas aplicaciones puede causar ruido eléctrico en el monitor de vídeo.
- La SPS no tiene rectificador, su inversor no tiene funcionamiento continuo y es de onda cuadrada, esto implica menor costo, en comparación al de una UPS de igual potencia de salida.
- Una UPS tiene un rango de entrada mayor que una SPS, pero también su costo mayor.
3.2 SISTEMA DE AUDIO, VÍDEOS Y DATOS
3.2.1 SISTEMA DE AUDIO
En sistema de audio la sensación del sonido es producida por una onda acústica. un micrófono funciona en una forma similar cuando una sola onda acústica golpea un micrófono, este genera ondas magnéticas que representan el sonido en función del tiempo. El oído humano puede percibir ondas acústicas dentro de un rango de frecuencia que es de 20 HZ a 20 000 HZ. El oído muy sensitivo y detecta variaciones que duran unos mili-segundos. El ojo, en cambio, no percibe cambios de luz que duran lo mismo.
Por estas razones, en transmisiones multimedia, la calidad en sonido es mas afectado que la calidad en las imágenes.Un convertidor Analógico Digital (Analog Digital Converter, ADC) puede convertir las ondas de sonido en ondas digitales un ADC toma el voltaje eléctrico como entrada y genera un numero binario con salida.De esta forma el sonido se convierte en datos que pueden ser transportados de un equipo a otro a través de una red.
3.2.2 SISTEMA DE VÍDEO
Un sistema de vídeo es un medio que se percibe con la vista para obtener información por medio de imágenes.Cuando una imaginación es proyectada sobre la retina, esta se retiene por unos mili-segundos antes de perderse si se proyectan 50 o mas imágenes por segundo, el ojo no detecta que esta viendo imágenes discretas. así se produce un efecto de movimiento.vídeo se representa con una secuencia de frames. cada uno se compone de una cuadricula de pixeles. un pixel puede ser un bit, para representar blanco o negro, o mas bit para representar un rango mas amplio de colores.
Como con las imágenes, también existen estándares de compresión de vídeo MPEG (Motion Picture Experts Group) es un conjunto de estándares. Son los algoritmos Principales para comprimir vídeos usados internacionalmente. MPEG puede comprimir Audio y vídeo, ya que las películas normalmente contienen ambos medios. El uso de estos estándares permite una transmisión de películas por Internet más eficiente en cuanto a tiempo.
3.2.3 SISTEMAS DE DATOS MULTIMEDIA
El uso de datos multimedia se ha vuelto popular en la actualidad. Hoy se cuenta con sistemas que soportan texto, audio, imágenes y vídeo. El poder de procesamiento de las computadoras de ahora (comúnmente 1 GB de RAM y 40 GB en disco duro) permite manejar estas capacidades. Además los datos multimedia no solo se tienen en una maquina local, sino que se comparten entre computadoras a través del Internet Literalmente, multimedia significa uno o más medios. Existen dos medios no continuos (textos e imágenes) y dos medios continuos (audio y vídeo). Sin embargo, si se habla de multimedia, las personas entienden la combinación de dos o más medios continuos, es decir, que tengan que reproducirse por un determinado tiempo bien definidos. Usualmente estos dos medios son audio y vídeo.
3.3 SISTEMAS DE TRANSMISIÓN Y RECEPCIÓN INALÁMBRICA
Las comunicaciones inalámbricas son aquellas que no utilizan un medio de propagación físico, sino que utilizan ondas electromagnéticas con una cierta modulación, que se propagan por el aire, sin necesidad de una conexión directa con los dispositivos a comunicar. Este tipo de tecnología usa unas bandas de frecuencia específicas, la cual depende de las aplicaciones de la comunicación, para transmitir y recibir la información. Esta banda puede tener licencia o no, y puede ser privada o estar abierta a cualquier usuario. La velocidad y la distancia de cobertura de la comunicación inalámbrica, depende de forma exclusiva de la tecnología inalámbrica utilizada, así como de los dispositivos que forman parte de la red de comunicación. Como es de esperar, este tipo de comunicaciones presentan una mayor sensibilidad a las interferencias. Por esta razón deben integrar métodos de corrección de errores para evitar la pérdida total de la información, además de implementar una serie de características para evitar que la información que viaje por una misma banda de frecuencias se solape con la de otros usuarios. Únicamente se analizarán con detalle, cuatro tecnologías inalámbricas (entre las múltiples que hay), para posteriormente implementar físicamente dos de las anteriores. Las cuatro tecnologías analizadas son Wi-Fi, RF, Bluetooth y ZigBee; y las implementadas RF y Bluetooth.
3.3.1 SISTEMA DE TRANSMISIÓN WI-FI
Wi-Fi es un sistema de envío de datos sobre redes computacionales, que utiliza ondas de radio en lugar de cables, con el fin de permitir conectar un equipo a una red y entre ellos haber un intercambio de información sin necesidad de cables. Es una tecnología inalámbrica basada en el estándar IEEE 802.11. Actualmente, las principales tecnologías inalámbricas certificadas son 802.11b y 802.11g, compatibles entre ellas.
- Características generales
En primer lugar, es una red que ofrece una comodidad superior a las redes cableadas, porque cualquiera que tenga acceso a la red puede conectarse desde distintos puntos dentro de un rango suficientemente amplio de espacio. Además, una vez configurada, la red WI-FI permite el acceso de múltiples ordenadores al mismo punto de acceso sin problemas de gasto ni infraestructura, siempre que compartan la misma capacidad de transmisión de datos que el punto de acceso. Debido a las interferencias y pérdidas de señal que el ambiente puede acarrear, presenta una menor velocidad en comparación a una conexión con cables.
3.3.2 SISTEMA DE TRANSMISIÓN RADIOFRECUENCIA
También llamada espectro de radiofrecuencia o RF, se aplica a la porción menos energética del espectro electromagnético situado entre 3 Hz y 300 GHz. Las ondas electromagnéticas pueden transmitirse aplicando la corriente alterna originada en un generador a una antena.
- Características generales
Dentro del rango de frecuencias que abarca dicha tecnología, únicamente nos interesa el rango de frecuencias que va de 30-3000 MHz y cuya longitud de onda es de 1m-100 mm, ya que es la banda donde encontramos las comunicaciones inalámbricas. Esta tecnología no tiene un protocolo establecido, es por eso que no tiene unas características generales, una arquitectura de funcionamiento, etc, hecho que también la hace más versátil y dependiente de las características del dispositivo utilizado en la comunicación. Para poder establecer una comunicación multipunto es necesario crear un protocolo que permita el intercambio de información entre los diferentes dispositivos. Este protocolo debe contener tanto unos bits asignados a la información que quiere transmitirse, como unos bits que indiquen el dispositivo receptor de la información, bits de error para evitar pérdidas de comunicación, bits destinados a definir la modulación de dicha información, etc.
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3.3.3 SISTEMA DE TRANSMISIÓN BLUETOOTH
Bluetooth es un estándar concebido para establecer conexiones sin hilos, de corto alcance, entre un amplio número de dispositivos. Ésta tecnología funciona a través de transmisores y receptores radio de alta frecuencia y baja potencia.
- Características generales
Bluetooth, está diseñado para operar en un entorno de radio frecuencia ruidosa, es por eso que utiliza un esquema de reconocimiento rápido y acceso múltiple por división en el código con saltos de frecuencia (CDMA-FH): 79 saltos en frecuencia desplazados 1 MHz. Los módulos de radio Bluetooth eliminan la interferencia con otras señales saltando a una nueva frecuencia inmediatamente después de transmitir o recibir un paquete. Además, también se ve reducido el efecto del ruido aleatorio en enlaces de larga distancia gracias al empleo de una corrección de errores hacia delante (FEC), que incorpora Bluetooth.
3.3.4 SISTEMA DE TRANSMISIÓN ZIGBEE
Es el nombre de la especificación de un conjunto de protocolos de alto nivel de comunicación inalámbrica de bajo consumo, basada en el estándar IEEE 802.15.4 de redes inalámbricas de área personal. Su objetivo son las aplicaciones que requieren comunicaciones seguras con baja tasa de envío de datos y maximizan de la vida útil de sus baterías. En principio, el ámbito donde se prevé que esta tecnología cobre más fuerza es en domótica debido a su bajo coste, su topología de red en malla y su fácil integración.- Características generales
ZigBee puede constar de un máximo de 65535 nodos distribuidos en subredes de 255 nodos, lo que la hace más que suficiente para cubrir cualquier necesidad. Tiene un consumo de 30 mA cuando el dispositivo está transmitiendo y de 3uA cuando éste está en reposo. Además, el sistema ZigBee se queda la mayor parte del tiempo dormido, pudiendo pasar al estado activo en menos de 15 ms. Con velocidades de 20, 40 y 250 Kbps y un alcance en el rango de 10 a 75 metros, ZigBee puede funcionar en las bandas de frecuencia ISM de 2,405-2,480 GHz (16 canales), 902-928 MHz (10 canales) y 868 MHz (1 canal), aunque la mayoría de fabricantes optan por la primera. Está diseñado para proporcionar conectividad de alta eficiencia entre los pequeños paquetes de dispositivos y permite la conexión multipunto.
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