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¿Qué es el bucle de corriente de 20 mA: comunicaciones de datos en serie?

¿Qué es el bucle de corriente de 20 mA: comunicaciones de datos en serie?


La tecnología de bucle de corriente para comunicaciones de datos en serie es una técnica que tiene algunas ventajas sobre el enfoque de voltaje más utilizado.

Impulsado por un suministro de corriente constante, el bucle de corriente puede proporcionar comunicaciones a largas distancias donde las caídas de voltaje pueden ser un problema.

Aunque se puede utilizar una variedad de niveles de corriente, el más común es, con mucho, un bucle de corriente de 20 mA.

El esquema de bucle de corriente de 20 mA se ha utilizado durante muchos años para enviar datos digitales. Aunque no es un estándar formal, es un estándar de facto que fue ampliamente utilizado para muchas aplicaciones de comunicaciones de datos en serie. Se incorporó a los antiguos teletipos o teletipos para enviar datos entre dos equipos, además de ser utilizado en una variedad de otras aplicaciones. De hecho, muchas máquinas más antiguas (antes de la década de 1960) usaban un sistema de bucle de corriente de 60 mA, aunque las máquinas posteriores adoptaron un estándar de bucle de corriente de 20 mA, siendo el primero el teletipo Modelo 33.

Hoy en día, el sistema de bucle de corriente no se utiliza tanto, pero todavía encuentra aplicaciones en una serie de áreas como resultado de sus ventajas. Cuando se introdujo por primera vez RS-422 (introducido por primera vez en 1978) y luego RS-485 (introducido por primera vez en 1983), la popularidad del bucle de corriente de 20 mA pronto disminuyó. Ahora rara vez se usa, pero se incluye aquí para completarlo.

Ventajas y desventajas del bucle de corriente.

El formato de bucle de corriente de 20 mA para comunicaciones de datos en serie tiene una serie de ventajas que significan que todavía se utiliza en una variedad de aplicaciones. Sin embargo, es necesario equilibrar las ventajas y desventajas de cualquier aplicación.

Ventajas del bucle de corriente de 20 mA

  • Las pérdidas de línea no suelen ser significativas: El hecho de que se utilice una fuente de corriente significa que es poco probable que las pérdidas de voltaje causadas por la resistencia de línea causen un problema.
  • Puede utilizarse para largas distancias: Como las pérdidas de voltaje normalmente no son significativas, los sistemas de bucle de corriente de 20 mA pueden ser demandados por transportar datos a largas distancias, a veces hasta varios kilómetros.
  • Puede aislarse del suelo: Mediante el uso de optoaisladores es posible aislar el sistema de señalización de tierra.
  • Proporcionó una forma simple de trabajo en red: Como el sistema utiliza un bucle de corriente, es posible ejecutar varios teleimpresores que reciben datos de una fuente colocando cada teleimpresor en el bucle. Esto significó que el lazo de corriente de 20 mA proporcionó una forma temprana de conexión en red.

Desventajas del bucle de corriente de 20 mA

  • Sin estándar oficial: Ningún organismo de normalización reconocido ha publicado jamás una norma para el sistema de bucle de corriente de 20 mA. Esto ha significado que haya áreas de incertidumbre. Por ejemplo, es necesario conocer algunos detalles técnicos de los circuitos de interfaz para asegurarse de que se interconectan correctamente.
  • Velocidad lenta: La velocidad a la que los sistemas de bucle de corriente pueden transmitir datos es generalmente mucho menor que la de los sistemas basados ​​en voltaje. Sin embargo, para distancias cortas son posibles velocidades de hasta 19,2 k baudios, aunque para distancias más largas será necesario reducir la velocidad, posiblemente tan baja como 300 baudios.
  • Conveniencia: Los circuitos usados ​​para sistemas de señalización basados ​​en voltaje son generalmente más convenientes que los usados ​​para bucle de corriente de 20 mA.
  • Señalización: Muchos sistemas basados ​​en voltaje utilizan múltiples líneas para el protocolo de enlace que acelera la operación. El bucle de corriente de 20 mA tradicionalmente solo usa dos líneas y, por lo tanto, cualquier señal de protocolo de enlace debe transmitirse dentro de la mensajería, lo que la hace menos flexible.

Bucle de corriente analógica

Mientras que el sistema de bucle de corriente descrito aquí se centra en un formato digital utilizado para la señalización de datos, otros sistemas utilizan un enfoque analógico. Estos esquemas generalmente usan un sistema de bucle de corriente de 4 - 20 mA y pueden usarse para controlar transductores.

Aunque son un poco toscos para los estándares actuales, los sistemas de bucle de corriente analógicos de 4-20 mA permiten el control sobre un solo par de cables y, nuevamente, las pérdidas resistivas son menos significativas, lo que permite un control más preciso que el proporcionado por un sistema basado en voltaje a distancia.

Además, los sistemas analógicos como este sistema de bucle de corriente son más fáciles de solucionar que cualquier sistema digital que se pueda utilizar. Sin embargo, pueden ser mucho menos flexibles, ya que solo se puede controlar un parámetro a la vez.

Si bien el sistema de bucle de corriente de 20 mA no se usa tan ampliamente como solía ser, todavía se encuentra en algunas áreas específicas. Todavía tiene ventajas que ofrecer en términos de distancias que se pueden cubrir y la inmunidad al ruido que puede ofrecer. Sin embargo, nunca se adoptó como estándar formal y esto significa que cuando se utilizan equipos con bucle de corriente de 20 mA, es necesario verificar las especificaciones de las interfaces tanto del transmisor como del receptor.

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