ProtocoloASi_ArthurLuiza

Prévia do material em texto

AS-i
Camada Física
Arthur Irgang e Luíza Heck
Visão Geral
Visão Geral
➢ O protocolo Actuator Sensor Interface (AS-Interface ou na sua forma
abreviada AS-i) foi criado nos anos 90, na Alemanha, por um consórcio
de 11 empresas.
Visão Geral
➢ O protocolo Actuator Sensor Interface (AS-Interface ou na sua forma
abreviada AS-i) foi criado nos anos 90, na Alemanha, por um consórcio
de 11 empresas.
➢ A rede AS-i foi concebida para complementar os demais sistemas e
tornar mais simples e rápida as conexões entre sensores e atuadores
com os seus respectivos controladores.
Visão Geral
Visão Geral
Principais características
➢As topologias de rede podem ser projetadas livremente (estrela, anel, 
linha, árvore). Os dispositivos podem ser conectados em qualquer local 
da rede.
Principais características
➢Um máximo de 62 escravos e um mestre podem ser conectados na rede.
Principais características
➢Um máximo de 62 escravos e um mestre podem ser conectados na rede.
➢A blindagem não é necessária. O cabo não precisa ser torcido. A terminação da 
rede não é necessária.
Principais características
➢Um máximo de 62 escravos e um mestre podem ser conectados na rede.
➢A blindagem não é necessária. O cabo não precisa ser torcido. A terminação da 
rede não é necessária.
➢São obtidos tempos de bits de 6 µs (167,5Kbps).
Principais características
➢Um máximo de 62 escravos e um mestre podem ser conectados na rede.
➢A blindagem não é necessária. O cabo não precisa ser torcido. A terminação da 
rede não é necessária.
➢São obtidos tempos de bits de 6 µs (167,5Kbps).
➢O comprimento total da rede é limitado em 100 m (podendo ser estendido 
com uso de repetidores).
Principais características
➢Um máximo de 62 escravos e um mestre podem ser conectados na rede.
➢A blindagem não é necessária. O cabo não precisa ser torcido. A terminação da 
rede não é necessária.
➢São obtidos tempos de bits de 6 µs (167,5Kbps).
➢O comprimento total da rede é limitado em 100 m (podendo ser estendido 
com uso de repetidores).
➢O fornecimento de energia dos componentes é realizado utilizando o mesmo 
cabo com tensão nominal de 24 V (DC) e corrente total de 8 A.
Visão Geral
Visão Geral
Visão Geral
1. Alimentação
Visão Geral
1. Alimentação
2. Cabeamento
Visão Geral
1. Alimentação
2. Cabeamento
3. Modulação
Alimentação
Alimentação
➢ No protocolo AS-i a alimentação e comunicação são feitas pelo mesmo par
de fios.
Alimentação
➢ No protocolo AS-i a alimentação e comunicação são feitas pelo mesmo par
de fios.
➢ Para que isso funcione, a fonte de alimentação contém um módulo para o
desacoplamento de dados e o balanceamento da rede.
Alimentação
➢ No protocolo AS-i a alimentação e comunicação são feitas pelo mesmo par
de fios.
➢ Para que isso funcione, a fonte de alimentação contém um módulo para o
desacoplamento de dados e o balanceamento da rede.
➢ O protocolo AS-i é projetado para a utilização com sistema de baixa voltagem
e com isolamento (protective extralow voltage [PELV]).
Alimentação
➢ A fonte de alimentação é especificada com uma
tensão nominal de 30 V, sendo capaz de fornecer
entre 29,5 V e 31,6 V, e corrente de até 8 A.
Alimentação
➢ A fonte de alimentação é especificada com uma
tensão nominal de 30 V, sendo capaz de fornecer
entre 29,5 V e 31,6 V, e corrente de até 8 A.
➢ Isso garante que a tensão de alimentação seja de
no mínimo 24 V (DC) mesmo no final da rede AS-i
(100 m).
Alimentação
➢ A fonte de alimentação é especificada com uma
tensão nominal de 30 V, sendo capaz de fornecer
entre 29,5 V e 31,6 V, e corrente de até 8 A.
➢ Isso garante que a tensão de alimentação seja de
no mínimo 24 V (DC) mesmo no final da rede AS-i
(100 m).
➢ Esta especificação permite uma queda de tensão
de cerca de 3 V ao longo do cabo AS-i e um
adicional de 3 V no escravo, onde os dados e a
energia devem ser desacoplados.
Alimentação
➢ A rede AS-i é operada como um sistema
simétrico e não aterrado.
Alimentação
➢ A rede AS-i é operada como um sistema
simétrico e não aterrado.
➢ Visando evitar o acoplamento de ruído
simétrico, é utilizado o circuito de
simetrização na fonte de alimentação.
Alimentação
➢ A rede AS-i é operada como um sistema
simétrico e não aterrado.
➢ Visando evitar o acoplamento de ruído
simétrico, é utilizado o circuito de
simetrização na fonte de alimentação.
➢ A blindagem pode ser conectada no ponto de
potencial zero do sistema.
Alimentação
➢ Ainda na fonte de alimentação, existe o circuito
responsável pelo desacoplamento de dados, constituído
de dois indutores de 50 mH e dois resistores de 39
Ω ligados em paralelo.
Alimentação
➢ Ainda na fonte de alimentação, existe o circuito
responsável pelo desacoplamento de dados, constituído
de dois indutores de 50 mH e dois resistores de 39
Ω ligados em paralelo.
➢ Esse projeto de rede evita que o cabo AS-i seja curto-
circuitado pela fonte de alimentação para a transferência
de dados.
Alimentação
➢ Ainda na fonte de alimentação, existe o circuito
responsável pelo desacoplamento de dados, constituído
de dois indutores de 50 mH e dois resistores de 39
Ω ligados em paralelo.
➢ Esse projeto de rede evita que o cabo AS-i seja curto-
circuitado pela fonte de alimentação para a transferência
de dados.
➢ Ao mesmo tempo, ele transforma os pulsos de corrente
criados pelos transmissores AS-i em pulsos de tensão
que podem ser detectados pelos receptores AS-i.
Cabeamento
Cabeamento
➢No protocolo AS-i o mesmo cabeamento é utilizado
tanto para a alimentação dos dispositivos quanto para a
transferência de dados.
Cabeamento
➢No protocolo AS-i o mesmo cabeamento é utilizado
tanto para a alimentação dos dispositivos quanto para a
transferência de dados.
➢Os dois condutores são denominados AS-i+ e AS-i-,
sendo o AS-i- diferente do terra.
Cabeamento
➢No protocolo AS-i o mesmo cabeamento é utilizado
tanto para a alimentação dos dispositivos quanto para a
transferência de dados.
➢Os dois condutores são denominados AS-i+ e AS-i-,
sendo o AS-i- diferente do terra.
➢Usualmente, os cabos utilizados têm seção transversal
no padrão AWG16 (aproximadamente 1,5 mm²) de fios
não trançados.
Cabeamento
O cabo pode ser modelado como um filtro RLC, tendo sua impedância 
limitada à faixa entre 70 e 140 Ω.
Cabeamento
➢A transmissão de dados é feita na banda de 50kHz até
300kHz, à uma taxa de transmissão de 167,5Kbps.
Cabeamento
➢A transmissão de dados é feita na banda de 50kHz até
300kHz, à uma taxa de transmissão de 167,5Kbps.
➢O cabo atua como um filtro passa-banda na banda de
transmissão da corrente, o que reduz a influência
de interferências.
Cabeamento
➢A transmissão de dados é feita na banda de 50kHz até
300kHz, à uma taxa de transmissão de 167,5Kbps.
➢O cabo atua como um filtro passa-banda na banda de
transmissão da corrente, o que reduz a influência
de interferências.
➢Pode ser realizada a comunicação com uma distância
de até 100 m ou até 600 m com a utilização de
repetidores.
Modulação
Modulação
➢A rede AS-Interface utiliza um método de transmissão de
dados chamado APM (Alternating Pulse Modulation).
Modulação
➢A rede AS-Interface utiliza um método de transmissão de
dados chamado APM (Alternating Pulse Modulation).
➢O sinal de mensagem superposto à tensão de alimentação
não deve possuir componente de corrente contínua.
Modulação
➢A rede AS-Interface utiliza um método de transmissão de
dados chamado APM (Alternating Pulse Modulation).
➢O sinal de mensagem superposto à tensão de alimentação
não deve possuir componente de corrente contínua.
➢A modulação ocorre na banda base e foi pensada para
funcionar de forma simples (o transmissor e o receptor para
o método APM são facilmente integrados em um CI).
Modulação
(5) Sequencia de bits
(4) Tensão detectável pelo receptor(1) Sequencia de bits
(2) Codificação Manchester
(3) Fluxo de transmissão
Desacoplamento
de dados
Transmissor
Rede AS-i
Receptor
Fonte
Modulação
➢As amplitudes de um telegrama completopodem variar entre 3 e 8 V 
de pico a pico.
Modulação
➢As amplitudes de um telegrama completo podem variar entre 3 e 8 V 
de pico a pico.
➢Variações de amplitude permitidas = 35% de Umax
Modulação
➢As amplitudes de um telegrama completo podem variar entre 3 e 8 V 
de pico a pico.
➢Variações de amplitude permitidas = 35% de Umax
➢Sobre tensão permitida = máximo de 30% da amplitude Umax
Referências
➢Industrial Communication Technology Handbook, Second Edition, Richard Zurawski
➢As-i Academy (https://www.as-interface-academy.net/)
➢What is AS-Interface? (https://www.youtube.com/watch?v=S97rhReEnbo)
➢Introdução a Rede AS I (https://www.youtube.com/watch?v=ypBQOXPxoMA)
➢Tutorial sobre a Tecnologia AS-i (https://www.smar.com/brasil/asi#section1)