El alfabeto radiofónico

¿ Quién no ha escuchado alguna vez aquello de Alfa, Bravo, Charlie?, los que hemos trabajado las radiocomunicaciones en muchas ocasiones aunque  otros como pilotos de aviación o servicios de seguridad también lo usan. Es un lenguaje de desambiguación alfabética utilizado internacionalmente en radiocomunicaciones de transmisión de voz, en marina y en aviación tanto por los servicios civiles como los militares, además de las fuerzas de seguridad.

Es interesante hacer notar que el primer alfabeto fonético reconocido internacionalmente fue adoptado por la Conferencia Radial de la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT) en 1927 y fue para el uso del servicio móvil marítimo; dicho alfabeto asignaba palabras clave a cada letra del alfabeto (por ejemplo Alfa para la A, Bravo para la B, etc.), de manera que las combinaciones críticas de letras (y números) pudieran ser pronunciadas y entendidas por los que emitían y recibían mensajes de voz por radio o teléfono sin importar cuál fuera su idioma nativo, en especial cuando se ponía en juego la seguridad de las personas. El resultado de esa experiencia resultó en varios cambios hechos en la Conferencia Radial de la UIT de 1932. El alfabeto resultante fue adoptado por la Comisión Internacional de Aeronavegación (ICAN, por sus siglas en inglés), la predecesora de la ICAO, y fue utilizado en la aviación civil hasta la Segunda Guerra Mundial.²​

Durante la Segunda Guerra Mundial surgió un nuevo alfabeto para uso de los Aliados que llevó a posteriores confusiones y revisiones sucesivas, hasta que el 1º de marzo de 1956 la ICAO implementó la revisión final que fue luego aceptada por otras organizaciones como la OTAN y la OMI (Organización Marítima Internacional) hasta ser conocido internacionalmente como el «Alfabeto Internacional de Deletreo Radiotelefónico» (International Radiotelephony Spelling Alphabet, en inglés).

Autómatas, Siemens LOGO

LOGO! es un módulo lógico universal para la electrotecnia. 

Podríamos decir que se trata de un hermano pequeño de los PLC o autómatas programables (puede programarse) y la filosofía de su uso se asemeja en gran medida a la de estos. 

LOGO! no tiene como misión controlar complejos procesos, sino que está pensado para solucionar de forma sencilla y rápida las aplicaciones más usuales y cotidianas. 

Las dimensiones son 72 x 90 x 55 milímetros. En este pequeño espacio están integrados un panel de visualización, las teclas de programación y manejo, 8 entradas y 4 salidas.

APLICACIONES DE LOGO

LOGO! puede utilizarse en numerosas aplicaciones. Por ejemplo:  En sistemas de edificios, para automatizar la iluminación, persianas, toldos, portales y puertas, controles de acceso, barreras, instalaciones de calefacción y de aire acondicionado, etcétera.  En armarios y cuadros eléctricos.  En pequeñas máquinas y aparatos, para automatizar válvulas, peque- ños motores, etcétera.  Para el procesamiento previo de señales en controles. 

DATOS TÉCNICOS

- ALIMENTACIÓN Tensión: 115/120 V c. a. o 230/240 V c. a. 

- Margen admisible 85 ... 265 V c. a. 

- Frecuencia de red comprendida entre 47 y 63 Hz. 

- CONSUMO Típico 10 ... 40 mA para 115/120 V c. a. Típico 10 ... 25 mA para 230/240 V c. a.  

 -COMPENSACIÓN DE FALLOS DE- TENSIÓN Para 115/120 V c. a., típico 10 ms. Para 230/240 V c. a., típico 20 ms. 19 LOGO! 230 RC 5.1.4. 

- POTENCIA DISIPADA Típico 1,1 ... 4,6 W para 115/120 V c. a. Típico 2,4 ... 6 W para 230/240 V c. a. 

OCHO ENTRADAS DIGITALES Con una tensión nominal idéntica a la de la fuente de alimentación. Estado 0: tensión comprendida entre 0 y 40 V c. a. Estado 1: tensión comprendida entre 79 V y 265 V c. a., a 230 V. Corriente de entrada: señal “0” inferior a 0,03 mA, para señal “1” mayor de 0,08 mA. Retardo tras el que se detecta un cambio del estado, bien de 0 a 1 o viceversa: 50 ms. 20 LOGO! 230 RC Las 8 entradas digitales están divididas en 2 grupos de 4 + 4, de forma que cada grupo puede estar sometido a una fase diferente, pero no puede ser distinta dentro del mismo grupo. 

4 SALIDAS DE RELÉ DE HASTA 240 V Las salidas están constituidas por medio de relé libre de potencial, con separación galvánica. Con carga óhmica: conmutan 10 A como máximo. Las salidas pueden conectarse a distintas fases o distintas redes, desde una red de 24 V hasta una de 240 V. Eso sí, se tienen que proteger las salidas contra cortocircuitos externos. 

MARCAS Las marcas tienen un concepto funcional como las salidas, pero sin tener conexión física al exterior, es decir, son como salidas pero usadas únicamente como relés internos del propio equipo, utilizándose principalmente como elementos de apoyo de las maniobras. Las marcas digitales utilizadas son M1 ... M24. También se puede disponer de seis marcas analógicas AM1 ... AM6. Existe una marca específica, cuya aplicación es muy concreta. Es la marca M8, que se puede aplicar en el primer ciclo del programa, es decir, se utiliza como marca de arranque; después de este primer ciclo, dicha marca se borra. 

BITS DE REGISTRO DE DESPLAZAMIENTO Los registros de desplazamiento S1 ... S8 pueden ser leídos por el equipo, pero solo pueden procesarse cuando se selecciona la función especial “Registro de desplazamiento” que veremos en su momento. 

RELOJ También incluye un reloj con una reserva de marcha de 80 horas. Esto quiere decir que el reloj sigue funcionando aunque la alimentación se interrumpa durante 80 horas a una temperatura de 25 ºC. 

Espectro radioeléctrico

El espectro radioeléctrico es el conjunto de frecuencias en las que se progpagan las ondas electromagnéticas por el espacio. Este rango se encuentra entre las frecuencias de 9KHz y 3000GHz y así lo recogen las normativas de la Comisión Europea y la Ley General de Telecomunicaciones.

El organismo internacional encargado de regular el uso del espectro radioeléctrico es la Unión Internacional de Telecomunicaciones (ITU), que es el organismo especializado de Naciones Unidas para las tecnologías de la información y comunicación.

Una primeera división del espectro se realiza a través de las bandas de frecuencias. La clasificación más utilizada para las bandas de frecuencia es la que definió en 1953 el Consejo Consultivo Internacional de Radiocomunicaciones (CCIR) de la ITU:

BANDA		FRECUENCIA	LONGITUD DE ONDA	CARACTERÍSTICAS	APLICACIONES
VLF	Very Low Frequencies	10 KHz a 30 KHz	30Km a 10Km	Propagación por onda de tierra, atenuación Débil, características estables	Enlaces de radio a gran distancia
LF	Low Frequencies (Baja frecuencia)	30 KHz a 300 KHz	10 Km a 1 Km	Similar a la anterior pero de características menos estables	Enlaces de radio a gran distancia, ayuda a la navegación aérea y marítima
MF	Medium Frequencies	300 KHz a 3 MHz	10 Km a 1 Km	Similar a la anterior pero con absorción elevada durante el día. Prevalece propagación ionosférica durante la noche	Radiodifusión
HF	High Frequencies	3 MHz a 30 MHz	100m a 10m	Prevalece propagación ionosférica con fuertes variaciones estacionales y en las diferentes horas del día y la noche	Comunicaciones de todo tipo a media y larga distancia
VHF	Very High Frequencies	30 MHz a 300MHz	10m a 1m	Pevalece propagación directa, ocasionalmente propagación ionosférica o troposférica	Enlaces de radio a corta distancia, televisión, radio, FM.
UHF	Ultra High Frequencies	300MHz a 3GHz	1m a 10cm	Solamente propagación directa, posibilidad de enlaces por reflexión o a través de satélites artificiales	Enlaces de radio, ayuda a la navegación aérea, radar, televisión
SHF	Super High Frequencies	3HGz a 30 GHz	10cm a 1cm	Como la anterior	Radar, enlaces de radio
EHF	Extra High Frequencies	30 GHz a 3000GHz	1cm a 0.1mm	Como la anterior	Como la anterior

El decibelio, valores de referencia

El decibelio es una relación logarítmica entre dos medidas, es una unidad de comparación compuesta de unidad a comparar y unidad de referencia.

Para determinar los niveles de potencia sonora, intensidad sonora o presión sonora se deben aplicar las siguientes fórmulas matemáticas.

Niveles de presión sonora típicos para distintas fuentes

Unidades basadas en el decibelio

• dB_SPL: Hace referencia al nivel de presión sonora. Es la medida, por ejemplo, usada para referirse a ganancia o atenuación de volumen. Para sonido en el aire, toma como unidad de referencia 20 micropascal (20 μPa). En el agua se utiliza una referencia de 1 μPa.
• dBW: La W indica que el decibelio hace referencia a vatios. Es decir, se toma como referencia 1 W (vatio). Así, a un vatio le corresponden 0 dBW.
• dBm: Cuando el valor expresado en vatios es muy pequeño, se usa el milivatio (mW). Así, a 1 mW le corresponden 0 dBm.
• dBu: El dBu expresa el nivel de señal en decibelios y referido a 0,7746 voltios ${\displaystyle \left({\sqrt {\frac {3}{5}}}\right)\,\!}$. 0,7746 V es la tensión que aplicada a una impedancia de 600 Ω, desarrolla una potencia de 1 mW. Se emplea la referencia de una impedancia de 600 Ω por razones históricas

¿ Qué es el sonido?

DEFINICIÓN DE SONIDO:

 Es la sensación auditiva provocada por la vibración mecánica de algún material, si no existe un medio no existe sonido y si no existe vibración no existe sonido.

La propagación del sonido involucra transporte de energía sin transporte de materia, en forma de ondas mecánicas que se propagan a través de un medio elástico sólido, líquido o gaseoso. Entre los más comunes se encuentran el aire y el agua. No se propagan en el vacío, al contrario que las ondas electromagnéticas. Si las vibraciones se producen en la misma dirección en la que se propaga el sonido, se trata de una onda longitudinal y si las vibraciones son perpendiculares a la dirección de propagación es una onda transversal.

VELOCIDAD DEL SONIDO:  

• En el aire, el sonido tiene una velocidad de 331,5 m/s cuando: la temperatura es de 0 °C, la presión atmosférica es de 1 atm (nivel del mar) y se presenta una humedad relativa del aire de 0 % (aire seco). Aunque depende muy poco de la presión del aire.

• La velocidad del sonido depende del tipo de material por el que se propague. Cuando el sonido se desplaza en los sólidos tiene mayor velocidad que en los líquidos, y en los líquidos es más veloz que en los gases. Esto se debe a que las partículas en los sólidos están más cercanas.

El compresor en sonido

  

El compresor es un instrumento de control de dinámica que nos ayudará a poder registrar o controlar señales con drásticos cambios en su nivel a lo largo del tiempo.

De esta manera, por ejemplo, una voz que en un principio susurra y luego grita, podría ser grabada sin que distorsionara el grito y manteniendo un nivel aceptable para el susurro

Ajustes del compresor.

La compresión es un proceso de reducción de ganancia constante, mientras que la limitación es una reducción brusca del nivel de la señal. El limitador recorta la señal a partir de un punto que prefijemos.

El compresor dispone de diversos ajustes para controlar el proceso de compresión de la señal:

AJUSTES DEL COMPRESOR

UMBRAL o THRESHOLD es el punto en el que comienza a reducirse ganancia a la señal. Ese punto lo determinaremos mediante un potenciómetro. (de -40 a +20dB). Las señales que entran en el compresor con un nivel por debajo del THRESHOLD seleccionado no se verán afectadas por la reducción de ganancia. Las que lo sobrepasen se verán mermadas en su nivel según el RATIO de compresión.

RATIO de compresión. Nos da la relación del porcentaje de señal que vamos a recortar. El ratio suele ir desde 1.2:1 hasta infinito:1, con otras relaciones intermedias. Un radio de 1:1 resultaría la no actuación del compresor.

Un radio de 2:1 significaría que de la señal que pasa del THRESHOLD, solo la mitad llega a la salida del compresor. El radio infinito:1 quiere decir que toda la señal que se pasa del THRESHOLD establecido, se recortará hasta ese mismo valor de threshold, en ese caso hablamos ya de un limitador.

ATAQUE. El tiempo de ataque en el compresor es el tiempo que necesita éste para realizar la reducción correspondiente cuando aparece una señal por encima del THRESHOLD. El ajuste viene desde 5 m s hasta 100 ms. Con este mando, básicamente le decimos al compresor que se espere un determinado tiempo en milisegundos para empezar a comprimir.

RELEASE. Es el tiempo de recuperación, es decir, el tiempo que tarda en recuperar el nivel normal, después de la compresión. Los ajustes están entre 0.05 s. y 5 s.

El MIDI ( Musical Instruments Digital Interface)

El MIDI es un sistema de conunicación entre dispositivos utilizados en la industria musical, como sintetizadores, controladores, mesas de mezclas etc, veremos en esta lección los principios del MIDI y la utilidad del secuenciador

MIDI.

El sistema MIDI es un sistema de comunicación entre máquinas musicales (Musical Instrument Digital Interface). Los equipos musicales con inplementación MIDI tienen un transmisor y/o receptor. El transmisor es el que origina los mensajes MIDI (palabras en código binario) y los transmite a la red. El receptor capta los mensajes de la red e interpreta los datos del mensaje. Cada palabra MIDI está formada por 10 bits, 8 de información y 2 de espacio de separación entre bytes (grupo de bits). La capacidad de transmisión del MIDI es de 3.000 palabras MIDI por segundo.

Para poder conectar los diferentes dispositivos MIDI se utiliza tres tipos de conexiones básicas que son: MIDI IN, MIDI OUT y MIDI THRU.

MIDI IN: Es la entrada para datos MIDI.

MIDI OUT: Es la salida de datos MIDI.

MIDI THRU: Es un puente que envía datos MIDI idénticos a los recibidos en la entrada.

El MIDI utiliza un cable multipolar con cinco líneas, aunque generalmente solo se utilizan tres. Además se conectan mediante conectores tipo DIN de 5 pines.

Mediante el MIDI podemos controlar muchos aparatos del estudio, automatizando unos, jerarquizando unos sobre otros... Podemos cambiar el programa de un sintetizador desde otro, alterar parámetros de un procesador de efectos desde un secuenciador en un momento determinado de un tema musical. Se puede mutear (callar) una pista en una grabación en los compases donde solo hay ruido residual que no interesa. Todo esto lo podemos hacer de forma automatizada. Además el MIDI nos proporciona la capacidad de almacenar en disco todos los ajustes que realicemos en un aparato mediante un volcado de datos.

En la figura podemos ver un esquema básico de conexionado MIDI. Por ejemplo, un secuenciador (que puede ser un programa informático desde un ordenador) envía datos MIDI hacia un sintetizador. Esa misma señal sale por el puente de datos MIDI THRU hacia un multiefectos para poder disparar, mediante el secuenciador, cambios de programa en el multiefectos. A través del controlador MIDI también podremos grabar eventos en las pistas MIDI del secuenciador.

El sistema MIDI consta de 16 canales de datos y podemos asignar a cada canal un aparato para que este sea controlado “Vía MIDI”. Cada dispositivo con MIDI tiene canales de recepción y transmisión pudiendo prefijar si el instrumento recibirá por todos los canales ó por alguno específico.

Los mensajes MIDI conforman eventos y pueden significar cambio de programa, de afinación, ejecución de una nota, start (inicio de una canción), stop...

Máquinas con MIDI

SINTETIZADORES: Suelen llevar interface MIDI. Las prestaciones de que son capaces van descritas en la MIDI implementation Chart, donde vienen los mensajes que son capaces de reconocer o enviar.

ORDENADORES: Se encargan de disparar, de forma programada, sonidos, cambios de programa, etc. ó de salvar información en grandes cantidades y en formato MIDI. Todo esto mediante el software adecuado. Se pueden sincronizar con otros aparatos del estudio. Normalmente requieren una tarjeta para incorporar el puerto MIDI (in, out), aunque algunos modelos lo incorporaban de serie. (por ejemplo el Atari ST). A través de USB o Fire Wire también podemos conectar los puertos MIDI al ordenador.

El transporte de la electricidad

Los alternadores de las centrales proporcionan la energía eléctrica a una tensión de 10Kv a 20Kv. Una vez producida la electricidad por estos hay que transportarla hasta las ciudades, industrias… que casi siempre se encuentran a mucha distancia. El transporte se realiza a través de líneas eléctricas. Como estas no son perfectas ya que poseen gran resistencia eléctrica se producen grandes pérdidas de energía en forma de calor. 

Para reducir estas pérdidas se utilizan líneas de alta tensión (220Kv a 380KV) De esta forma se disminuye la intensidad de la corriente y la electricidad puede recorrer grandes distancias con pocas pérdidas.

El generador produce la energía eléctrica a una tensión de 10 a 20Kv. En las estación transformadora se eleva dicha tensión a 220KV a 380Kv dependiendo de la cantidad de energía que hay que transportar.

Los aparatos que consiguen elevar la tensión son los transformadores eléctricos.

- Las líneas eléctricas de alta tensión: transportan la energía eléctrica desde las centrales hasta las proximidades de los centros de consumo.

- Las subestaciones de transformación: Preparan la energía eléctrica para ser distribuida.

- La red eléctrica: Une todos los centros generadores de energía con los de consumo de un país.

EL AUTÓMATA PROGRAMABLE

El autómata programable: También llamado PLC (Controlador Lógico Programable) es un dispositivo electrónico capaz de gestionar los circuitos de automatismos de forma programada

Los PLC permiten procesar de forma inteligente las señales procedentes de multitud de variables físicas que existen en los procesos industriales y actuar en consecuencia.

Estructura del autómata programable: El autómata programable está gestionado por un sistema electrónico basado en un microprocesador encargado de procesar las señales del exterior tanto de lectura como de escritura a través de los interfaces de entradas y salidas.

Los programas se almacenan en los diferentes tipos de memoria que el PLC dispone y gestiona desde un elemento de programación externo.

Clasificación de los autómatas programables

§  Compactos: Son aquellos que contienen todos sus elementos E/S, CPU, fuente de alimentación en una misma envolvente

§  Semicompactos: Son aquellos en los que alguno de sus elementos está fuera de la envolvente principal (F.A)

§  Modulares: Cada uno de los elementos que lo forman está en una envolvente diferente que se instalan sobre un rack común

Unidad central de procesos: Es el cerebro del autómata, está constituida básicamente por el microprocesador y la memoria.

Tiene como misión procesar las señales del módulo de entradas y actuar sobre el módulo de salidas en función de las instrucciones del programa.

La CPU de los autómatas suelen tener dos tipos de memoria

§  RAM: volátil, se borra cuando el equipo queda sin alimentación eléctrica

§  EPROM: no volátil, se mantiene aunque cese la alimentación eléctrica.

Para salvaguardar el contenido de la memoria RAM ante cortes de la alimentación los fabricantes recurren al uso de baterías o condensadores de alta capacidad.

                Fuente de alimentación: Tiene como misión convertir la CA en CC para alimentar los circuitos integrados y los componentes electrónicos del interior del autómata.

Su tensión del trabajo interna es de 24V aunque existen modelos a 48V

          Entradas y salidas digitales: Está formado por un conjunto de módulos estructuras de conexionado y soporte cuyas principales funciones son:

-Adaptar la tensión de trabajo de los actuadores y captadores a los dispositivos electrónicos del autómata que trabajan a diferentes tensiones

-Aislar eléctricamente los circuitos de mando y potencia.

Módulo de entradas digitales: Tiene como misión recibir la información procedente del control de un proceso o maquina.

Las entradas digitales captan señales de tipo discreto que varían su estado ante cambios de tensión todo o nada. 1 valor máximo 0 valor mínimo.

 Módulo de salidas digitales: Tiene como misión enviar las señales de activación y desactivación a los actuadores (bobinas de contactores, relés, módulos…)

Los digitales envían señales todo o nada a los actuadores pudiendo ser relés y a transistor.

Las salidas a relés son libres de tensión y pueden utilizarse para cualquier tipo de corriente CC o CA y para diferentes tensiones.

Las salidas a transistor también denominadas a colector abierto se utilizan para activar actuadores de corriente contínua

       Entradas y salidas analógicas

Entradas analógicas: detectan valores de tensión o corriente para producir eventos por comparación cuando se alcanzan los prefijados en el programa usuario.

Estándar de tensión: -De 0 a 10Vcc   - de -10 a +10Vcc       -De 2 a 10Vcc.

Estándar de corriente: De 4 a 20mA -de 0 a 20mA  -De 1 a 5mA   -De 0 a 5mA

Salidas analógicas: Adaptan la señal de salida de acuerdo a los estándares antes indicados sobre los actuadores también analógicos conectados a sus bornes.

Para la unión entre los módulos analógicos y sus actuadores es necesario utilizar un cable apantallado para evitar interferencias y perturbaciones.

               Aspectos externos del autómata programable: Todos los autómatas programables presentan en su frontal una serie de indicadores y elementos de conexión que deben ser conocidos por el instalador para su puesta en marcha y mantenimiento

-Bornes de alimentación: permiten la conexión de la tensión de alimentación

-Bornes de E/S: elementos de conexión captadores / actuadores

-Interface de conexión y programación: es un slot generalmente de tipo informático que permite conectar el autómata a la consola de programación o a un PC para su programación

- Interfaz de expansión: permite aumentar las posibilidades de expansión del equipo con diferentes módulos de E/S, de comunicación o espaciales

-Alojamiento cartucho Memory Card o tarjetas SD: permite conectar los cartuchos o tarjetas de memoria no volátil para salvaguardar los programas

-Conector batería: Aloja la pila de salvaguarda. Los autómatas más modernos ya no disponen de batería ya que es sustituida por condensadores de alta capacidad

-Fuente de alimentación 24Vcc: salida de tensión fija a 24Vcc para alimentar las entradas y captadores de tipo activo

-Interruptor RUN/STOP: Ejecuta o detiene en programa de usuario, en muchos modelos de autómatas programables la ejecución RUN/STOP solamente puede hacerse por software

-Potenciómetros analógicos: oresentes en algunos modelos de autómatas hacen posible la variación de valores de temporización y cómputo desde el exterior del equipo sin necesidad de modificar la programación.

                Equipos de programación: Son los elementos que permiten la comunicación entre el usuario y el autómata, sus funciones principales son:

§  Introducir los programas en la memoria

§  Editar y modificar programas existentes en la memoria del autómata

§  Detectar anomalías en el formato de programación

§  Visualizar en tiempo real el estado de entradas/salidas

         Otros dispositivos

Visualizadores y paneles de operación: También conocidos como sistemas HMI permiten la comunicación hombre-máquina y tienen como misión la interactuación del operario con la máquina. Pueden ser de dos tipos

§  Textuales: Presentan la información en una pantalla de cristal líquido cin mensajes en modo texto.

§  Gráficos: Representan el proceso a controlar en una pantalla de forma gráfica, en algunos casos este tipo de pantalla es táctil, este tipo de periférico recibe el nombre de panel operacional

También se pueden utilizar ordenadores para tareas de visualización supervisión y operación, en estos casos ha de estar previamente instalado un software especial denominado SCADA. Los programas SCADA permiten el diseño de los paneles de operación del proceso o instalación a controlar.

               Memory Card: Son de reducido tamaño, rapidez de conexión, transferencia prácticamente instantánea y borrado y grabación desde el propio autómata.

  Posibilidad de expansión del autómata programable: En autómatas compactos y semicompactos esta expansión es bastante limitada de 4 a 10 módulos sin embargo en los autómatas modulares aumenta considerablemente

 Buses de comunicación industrial: Un bus es un sistema de interconexión que permite comunicar varios dispositivos entre si con un número de hilos muy reducido.

Profibus: Process Field Bus es una red universal de altas prestaciones desarrollada para la automatización industrial, permite comunicar dispositivos electrónicos independientemente de quien los haya fabricado.

Bus AS-i: Actuador Sensor Interface se instala en el nivel más bajo del automatismo el que une los captadores y actuadores con los elementos de control.