Oscilador Reciclado

Influenciados por la sociedad de consumo, tendemos a desechar los artefactos tecnológicos cuando estos dejan de funcionar. Sin embargo, muchos de estos aparatos contienen elementos valiosos que pueden ser empleados en un nuevo proyecto.

Fig. 1 El Oscilador Reciclado

Sin ánimo de incitar la práctica deportiva del "dumpster diving" que literalmente significa buceo en basureros (habitual entre los geeks estadounidenses menos pudientes y/o mas osados), podemos pensar un poco antes de deshacernos del caloventor, radio, televisor, compu, etc. que dejó de funcionar y extraerle algunos elementos útiles y algunas veces, inusuales.

El Oscilador

En este caso, se trató de un par de parlantes de PC (sin amplificador) cuyo cable se había roto. Con unos pocos componentes adicionales, uno de esos parlantes se convirtió en un oscilador para practicar telegrafía que usé tiempo atrás y que, a pesar de que se lo ve (Fig. 1) un poco polvoriento, aún funciona perfectamente.

Fig. 2 El circuito

El circuito que vemos en la Fig. 2 es muy simple, de bajo costo y se puede armar en una placa de 3cm. x 3cm., el gabinete tiene suficiente espacio como para armar una radio, un intercomunicador, una sirena o cualquier otro dispositivo sonoro de baja potencia. Si bien en el circuito muestro dos potenciómetros, uno de 100K para el control de tono y otro de 10K lograrítmico para el control de volumen, en la práctica usé una resistencia fija de 10K en la sección de tono y un preset para el volumen.

Debido a que el tono que emite es puro, resulta verdaderamente fastidioso para cualquiera que no esté interesado en practicar el código Morse (por ejemplo, mi mujer e hijos), por esta razón, le agregué un jack para usarlo con audífono.

A pedido de muchos lectores, aquí va la lista de materiales:

1 timer 7555
1 resistencia 10K
1 potenciómetro miniatura 10K logarítmico *
1 potenciómetro miniatura 100K lineal *
1 capacitor 47.000pF (47nF)
1 capacitor 10.000pF (10nF)
1 capacitor 10uF electrolítico
1 parlante 8ohms
1 batería 9V

* ver texto


Que tengan un gran día,

Sergio Otaño

Preguntas de Radio

Este artículo puede ser de interés tanto para aquellos que se disfrutan de la radio como hobby y aspiran a ser radioaficionados, como para aquellos que sienten curiosidad por la electrónica o la radio en general.

Fig. 1 El programa en funcionamiento

Se trata del banco de preguntas de la Secretaría de Comunicaciones que es la base de los exámenes que se requieren para obtener una licencia de radioaficionado en la República Argentina.

Originalmente lo programé en VBA dentro de un archivo de Access, luego lo rehíce en Visual Basic para facilitar la distribución.

Fig. 2 Al corregir, ofrece la respuesta.

La versión que les presento en el blog está programada en ASP y permite responder en línea las preguntas y poner a prueba los conocimientos sobre estos temas.

Preguntas de Examen Para Ingreso a Categoría Inicial o Categoría Novicio

Se dividen en dos áreas:

Técnica y Electrónica

Reglamentación y Etica Operativa

Se puede acceder desde AQUÍ, o desde las Miniaplicaciones ASP en el panel de la derecha del blog.


Que tengan un gran día,

Sergio Otaño

50 Años de Viajes Espaciales

Mientras revisaba fotos antiguas me encontré con una que se relaciona directamente con la materialización de un símbolo del siglo XX: Los Viajes Espaciales. En la foto de la Fig. 1 estamos con mi hermana Valeria nada menos que a los pies del cohete Atlas que llevó a John Glenn al espacio y que lo convirtió en el primer hombre en orbitar el planeta tierra desde el espacio exterior.

Fig. 1 Foto en el ala Oeste del Instituto Smithsoniano en Washington D.C.

El vuelo espacial ya cumplió 50 años (en el 2009), comenzó con Yuri Gagarin que fue el primer hombre en el espacio y desató los ímpetus competitivos norteamericanos. Entonces, Estados Unidos puso en marcha el Proyecto Mercury para el cual la NASA seleccionó siete Astronautas: Los pioneros del espacio que podemos ver en la Fig. 2.

Fig. 2 Los Astronautas del Proyecto Mercury de la NASA, de izquierda a derecha: Gus Grissom, Alan Shephard, Scott Carpenter, Wally Schirra, Deke Slayton, John Glenn y Gordon y un modelo del cohete Atlas.

El cohete Atlas que vemos en la Fig. 1, solía estar en la denominada Fila de Cohetes (rocket row en inglés) del Instituto Smithsoniano de Artes e Industria en Washington. Esta fila de cohetes ya no está más allí y la calle que se ve en las fotos se convirtió en paseo peatonal, sin embargo, el edificio de estilo victoriano sigue intacto. La genealogía de cohetes Atlas continúa viva en el Siglo XXI con versiones mucho más grandes y poderosas que prestan servicios tanto en los ámbitos militares como civiles.

Fig. 3 Instalación del cohete Atlas en el Instituto Smithsoniano

Compilé un pequeño video que muestra la experiencia del despegue y vuelo orbital de John Glenn, los videos fueron editados y digitalizados por la NASA ya que la filmación de la cápsula fue tomada con una cámara de 8mm y el sonido estaba grabado aparte. De todas formas, es interesante escuchar las señales cardíacas que se registraron del experimentado piloto y los gestos faciales en diversas etapas del vuelo.

Fig. 3 Otra vista de la Fila de Cohetes del Smithsoniano

Tal como relata el locutor en el video, Glenn hizo tres días y tres noches (orbitó tres veces la tierra) en un vuelo que duró 4 horas 50 minutos. ¡Efectivamente, todo el vuelo duró menos de 5 horas! No resulta difícil imaginar las cualidades personales y nivel de entrenamiento de estos pilotos para estar 5 horas o más en una lata de sardinas a decenas de Km de altura.

Hasta la Próxima,

Sergio Otaño

Oscilador Puente de Wien

Proyecto B1

Una vez mas comparto con todos ustedes un circuito del kit EE-20 (Electronic Engineer) de Phillips. Esta vez se trata de un oscilador de audio para practicar telegrafía, aunque se puede aplicar como inyector de señales y muchas otras cosas.

Fig. 1 El Oscilador para Telegrafía en Placa Experimental

Otros Proyectos del Kit Phillips

A1 Amplificador para Gramófono
A4 Amplificador de 2 Canales
A5 Organo Electrónico
B1 Oscilador Puente de Wien
D1 Detector de Luz
D2 Luz Destellante
D3 Relé Acústico
E1 Luz Nocturna Automática
E2 Detector de Lluvia y Humedad

En la Fig. 1 se puede apreciar el circuito implementado sobre una plaqueta de desarrollo (breadboard). Si usted quiere ser radioaficionado, tendrá que rendir un examen de telegrafía y tal vez disponga de un “manipulador” para practicar el código Morse.

Revista Lúpin

También pueden armarse un manipulador (Fig. 2) tal como mostraba Héctor Sidoli en la sección “La Página de Resorte” de la revista Lúpin.

Fig. 2 Manipulador "casero" de La Página de Resorte

Sobre la Revista Lúpin tengo que decir que era una muy linda revista de historietas Argentina que existió por más de 40 años y acompañó a muchos chicos como yo que, además de nadar, andar en bici y jugar a la pelota, nos interesaba construir cosas, desde barriletes, barquitos, aviones, cohetes hasta circuitos electrónicos.

La revista estuvo sustentada en dos dibujantes, Héctor Sidoli y Guillermo Guerrero, hombres de gran calidad humana y mucha pasión por su "revistucha". En Diciembre de 2006 falleció Sidoli y en Junio de 2009 lo acompañó Guillermo Guerrero. Desde este artículo les rindo homenaje a ambos y prometo publicar algunos artículos sobre los "planitos" que venían en la revista y sobre algunas ideas claras que tenían estos dibujantes y su empeño por estimular la imaginación y la creación en los chicos.

Funcionamiento

El oscilador es básicamente un amplificador que realimenta la señal a la entrada, en este caso, una pequeña señal presente en la base, que se convierte en una señal (corriente) mas grande en el colector del transistor. Las variaciones de la señal hacen que la corriente varíe a una frecuencia relativamente grande, del orden de 1000 Hz. que corresponde al espectro de audiofrecuencia.

Fig. 3 Circuito del Oscilador Puente de Wien

Como se puede observar en el circuito que se muestra en la Fig. 3, parte de la señal retorna a la base por medio de un capacitor de 0.1uF y otra parte “sale” hacia el audífono por medio de un capacitor de 3.3uF.

Lo interesante de este circuito en particular es que utiliza un solo transistor que, como sabemos, invierte la señal en su salida, es decir que la señal presente en la base queda rotada 180° al salir por el colector. Si aplicáramos la señal tal cual sale del colector, no se lograría la oscilación debido a que quedaría anulada la señal en la entrada. Por eso, esta ingeniosa configuración de capacitores y resistencias, que se denomina Puente de Wien, logra hacer “girar” nuevamente la señal para que quede en fase con la entrada. ¡Cada capacitor hace correr la fase 60°!

¡Que tengan un gran día!

Sergio Otaño (LU9BSO)

Controlar Máquinas y Aparatos con La PC

El Medio Real y el Medio Virtual

La PC nos trae un mundo lleno de posibilidades, en los que podemos ser héroes de combate y salir victoriosos de encuentros con una docena de pandilleros peligrosos, pilotear aviones jet, conducir un Formula 1, y aún viajar a planetas lejanos.

¿Qué tiene eso que ver con la realidad?

¡Mucho! Un 11 de Septiembre nos enteramos que unos terroristas habían demolido dos torres, casi inexpugnables, en el país más seguro del mundo.... y se habían entrenado con un simulador de vuelo de una PC...

Fig. 1 DTR está Desactivado

Pero mas allá de discutir las implicaciones filosóficas de los efectos reales de un entrenamiento virtual informatizado, en este artículo propongo que realicemos un ejercicio concreto que nos permita operar sobre la realidad con nuestra PC, por ejemplo, encender un velador u otro aparato electrodoméstico. En este artículo les voy a mostrar un método muy FÁCIL de utilizar el Puerto Serie de la PC para encender y apagar un aparato.

Fig. 2 DTR está Activado

En otro artículo, les presenté el programa ServHTTP.exe que desarrollé para controlar “aparatos” a través de Internet (ver Control Remoto por Internet). El objetivo de ese artículo es precisamente demostrar prácticamente cómo se puede controlar un dispositivo por medio de la web con costo cero (pueden bajar una copia del programa aqui: Programa Servhttp.zip). Muchos lectores consultaron sobre los posibles usos del programa y algunos estaban muy interesados en ir un paso más adelante y conectar un dispositivo y controlarlo desde la PC.

Una de las dificultades con el Servidor HTTP es que, para controlar un aparato, es necesario agregar un microcontrolador u otro dispositivo que “interprete” la señal RS232 y active, desactive o controle el aparato. Por esta razón, me parece oportuno desarrollar una serie de artículos que conduzcan, paso a paso, en esa dirección, ahora si, con aparatos reales conectados en nuestra computadora. En el ejemplo que aquí les presento, eliminamos todas esas dificultades y trabajamos directamente con una señal de control del propio puerto.

El Hardware

Con unos pocos componentes podremos realizar nuestro primer ejercicio en el uso del puerto serie para controlar un aparato externo:

Componentes

El circuito es muy simple y su costo total es inferior a 1Dólar.

1 Conector DB9 (o DB25) Hembra
1 LED Rojo
1 LED Verde
2 Resistencias de 1K

El Circuito

Los LEDs son diodos, es decir que solamente se encienden cuando están "polarizados" en forma correcta. La rayita del LED corresponde al CÁTODO y va hacia el negativo o 0V y la base del triángulo es el ÁNODO y va hacia el positivo.

Advertencia: Si quieren probar el led, pongan una resistencia, tal como se ve en la Fig. 3 o conéctenlo con UNA SOLA pila AA o AAA (1.2V - 1.5V), o lo quemarán.

Fig. 3 Circuito del Ejercicio 1

Si observan detenidamente la forma en que está configurado el circuito de la Fig. 3, notarán que SG que es la tierra o 0V está en el centro y los LEDS están polarizados en ambas direcciones, es decir, uno de los leds se encenderá cuando el SG (cero volts) sea Positivo y en el otro caso cuando SG sea Negativo. Esto tiene que ver con las señales típicas de RS232 que son +12 y -12 (obviamente 0V es positivo con respecto a -12V). En el caso de la señal DTR, cuando hay un 1 (está activada) hay +12V y cuando hay un 0 (está desactivada) hay -12V. La mayoría de los circuitos electrónicos, incluída la PC, tabajan solamente con valores positivos (la PC, entre 0V y +5V), por ejemplo, una radio, un CD player, un MP3, etcétera.

Fig. 4 Implementación con "Breadboard"

Recibí numerosas consultas con respecto al armado de circuitos y los conocimientos de electrónica que se requieren para realizarlos. La mayoría de los circuitos que publico en estos artículos son básicos y en mi experiencia los pueden realizar sin mayores dificultades. Sin embargo, voy a publicar algunos artículos sobre los fundamentos de la electrónica para facilitar el paso a la práctica que es lo mas importante.

Por ahora, para los interesados, puse un Manual Introductorio de Radio y Electrónica en Inglés desarrollado por Phillips en formato PDF que pueden bajar aquí: Fundamentals of Radio y otro de Electrónica orientada a los sistemas digitales, de McGraw-Hill, también en inglés aquí: Introduction to Electronics.

Conectores DB9 - DB25

La siguiente tabla muestra las señales RS232 presentes en los conectores DB9 y DB25 que son los más frecuentes.

Fig. 5 Tabla de Señales RS232 y sus Pines

Tal como vimos en el caso del Puerto Paralelo, las direcciones del Puerto Serie también las encontramos en el BIOS:

COM1 en 0x0040:0000 es 03F8
COM2 en 0x0040:0002 es 02F8
COM3 en 0x0040:0004 es 03E8
COM4 en 0x0040:0006 es 02E8

La PC puede utilizar 2 o más direcciones alternativas para sus Puertos Serie: 3F8, 2F8, 3E8 y 2E8 (COM1 a COM4) entre otros. Para averiguar el puerto que utiliza la PC, podemos buscar en el Administrador de Sistema de Windows (que se encuentra en el panel de control) o podemos ejecutar el programa de diagnostico MSD (parte de DOS) y seleccionamos COM. También podemos observar los puertos por medio de Debug con el comando D (dump) a partir del segmento 40 entre 0 y 7 (en la línea de comando de Debug –D 40:0,7)

En nuestro caso, vamos a utilizar dos pines del conector del puerto serie: SG (Signal Ground o Tierra) y DTR (Data Terminal Ready). En otro artículo, analizo algunas particularidades del protocolo RS232, pero pueden encontrar mucha información en Internet sobre el tema.

La dirección de control del Puerto Serie, que nos permitirá activar y desactivar la señal DTR, está en la dirección de base + 4. Esto quiere decir que si nosotros vamos a utilizar el puerto COM1, la dirección de base será 03F8 y la dirección de control será 03FC.

Para activar nuestra línea DTR, debemos poner en 1 el último bit, es decir, enviamos un 1, para activar y un 0 para desactivar.

Ejercicio 1

Con este ejercicio vamos a dejar planteado en forma concreta el “Control Externo” del puerto y además, vamos a verificar alguna de las particularidades del puerto serie de la PC.

El primer paso consiste en realizar el "circuito" (en realidad un par de LEDs y un par de Resistencias) que observamos en la Fig. 3 que pueden realizar por medio de soldar los componentes o por medio de un breadboard (ver Fig. 4).

El Software

Les presento dos modalidades, una implementada en Visual Basic que perfectamente pueden realizarla en VBA para Access, Excel, Word, etcétera (en Herramientas/Macro/Editor de Visual Basic o ALT-F11) y otra en Assembler que la pueden implementar con Debug. En mi caso, tenía disponible el COM3, de manera que utilicé las direcciones 3E8 (Base) y 3EC (Control).

Visual Basic

El primer paso, es verificar si disponen del Control de comunicaciones de Microsoft “MsComm”, en caso de que no esté presente, deben agregarlo en la opción Proyecto/Componentes y en el caso de Word, por ejemplo, insertan un Formulario, abren el cuadro de herramientas y hacen clic con el botón derecho y agregan controles adicionales. El nombre del control es Microsoft Communications Control.

Fig. 6 Agregar el Componente MsComm

Agregan dos Botones

Private Sub Command1_Click()
MSComm1.DTREnable = True
Picture1.Picture = LoadPicture("on.gif")
End Sub

Private Sub Command2_Click()
MSComm1.DTREnable = False
Picture1.Picture = LoadPicture("off.gif")
End Sub

Agregan el código de apertura y cierre del puerto en Load() y Unload()

Private Sub Form_Load()
MSComm1.CommPort = 3
If Not MSComm1.PortOpen Then
MSComm1.PortOpen = True
End If
End Sub

Private Sub Form_Unload(Cancel As Integer)
If MSComm1.PortOpen Then
MSComm1.PortOpen = False
End If
End Sub

Assembler

En el caso del assembler, probé generar dos archivos COM que permiten desde Windows activar y desactivar el DTR, se denominan alternativamente 232on.com y 232off.com. También se puede realizar la acción desde Debug y oprimir P (paso a paso). En el caso de utilizar assembler, es importante primero enviar algo a la dirección de base del puerto para activarlo y luego enviar el valor al puerto de control.

N232on.com
A
MOV DX,03E8
MOV AL,1
OUT DX,AL
MOV DX,03EC
OUT DX,AL
MOV AX,4C
INT 21

RCX
12
W
Q

N232off.com
A
MOV DX,03E8
MOV AL,0
OUT DX,AL
MOV DX,03EC
OUT DX,AL
MOV AX,4C
INT 21

RCX
12
W
Q

En la próxima entrega veremos como encender una linterna, una radio, mas adelante un velador y finalmente un motor de Corriente Alterna.

Que tengan un gran día,

Sergio Otaño

GPS Sistemas de Posicionamiento Global

Lo Básico

A diferencia de los satélites para radioaficionados (ver Taller Práctico de Satélites), los satélites GPS son aparatos altamente sofisticados y costosos y están configurados con propósitos militares y comerciales. El sistema GPS utiliza 24 satélites que desarrollan órbitas circulares sobre la tierra a 20,200 Km de altura con una velocidad de mas de 14000 Km/h. En menos de 24 hs. estos satélites son capaces de dar dos vueltas a la tierra. Para lograr precisión se deben contactar 4 satélites aunque con 3 satélites se obtiene una aproximación.

Fig. 1 GPS de Mano Garmin RINO 110

Este sistema es operado por el departamento de defensa de EE.UU. y recibe el nombre de NAVSTAR. La Federación Rusa, administra un sistema similar denominado GLONASS, y actualmente, la Unión Europea tiene en desarrollo un sistema de posicionamiento global propio denominado Galileo y se estima como inversión la escalofriante suma de € 3.400.000.000 .

Fig. 2 Sistema de GPS NAVSTAR

El Sistema de GPS NAVSTAR (ver Fig. 2) cuenta con 24 satélites que orbitan la tierra dispuestos en 6 planos con 4 satélites cada uno.

La tecnología GPS es de gran utilidad en geografía ya que permite la determinación de límites geográficos, fronteras, elevaciones de terreno y cauces de ríos entre otros. Se utiliza en minería, industria del petróleo, agrimensura, sismografía, cartografía, etcétera. Asimismo, se aplica la tecnología de GPS en la inspección de campos de labranza con la finalidad de optimizar la distribución de fertilizantes. Los zoólogos colocan minúsculos dispositivos GPS a pingüinos, osos polares, ballenas, delfines, gacelas, leones y demás animales con la finalidad de trazar sus rutas y estudiar sus comportamientos en diferentes entornos naturales.

Fig. 3 Determinación de la Posición.

El receptor GPS recibe señales de los satélites y determina la distancia de cada uno de estos por el tiempo que tarda la señal en llegar y luego calcula la posición.

La tecnología GPS es utilizada cada vez más para guiar automóviles, camiones, taxis, trenes, barcos, aviones e incluso satélites. La policía, los equipos de salvamento y rescate y otros servicios públicos utilizan GPS para localizar trayectorias de vehículos y mejorar el tiempo de respuesta ante emergencias. Gracias a GPS se pueden analizar los movimientos y deformaciones de estructuras potencialmente peligrosas como puentes, carreteras y represas. Los pilotos de aviones cuentan con GPS en sus sistemas de navegación y aterrizaje, y también montañistas, ciclistas, conductores de rally y otros deportistas incorporan GPS a sus equipos guía. Incluso se encuentran en desarrollo unidades GPS especiales para la orientación de no videntes en las ciudades.

Fig. 4 Mi Viejo GPS, Compañero de Aventuras

También en el campo de la telefonía móvil se han incorporado los GPS para cuestiones de seguridad y administración de personal. Por otra parte, ya son numerosas las instituciones que hacen uso de GPS para sincronización de relojes, por ejemplo estaciones de radio y televisión, bancos, redes informáticas, etcétera.

En mi caso, utilizo este modelo viejo de Garmin, el RINO 110 para actividades náuticas que antes realizaba en velero y actualmente en lancha, navegación en treckings de montaña, siempre acompañado de pínula y mapa y sólo para corroborar la ubicación o para medir distancias. Es muy útil también para determinar el rítmo y el trayecto recorrido en maratones o carreras de aventura (en los que esté permitido su uso). RINO significa Radio Integrated with Navigatio for the Outdors, en castellano Radio Integrada con la Navegación para Actividades al Aire Libre. En próximas entregas veremos ejemplos prácticos de su uso y su interface para integrarlo con una computadora.

¡Muchas gracias por los mails recibidos y buen año 2009 para todos!

Sergio Otaño

Satélites Meteorológicos NOAA

Experiencias Prácticas

La tecnología de satélites es realmente apasionante y por eso, como anticipé anteriormente, voy a realizar una serie de artículos informativos y también prácticos para tratar de transmitirles el interes en este campo y se pongan a realizar sus propias experiencias. Estas notas estarán basadas en el taller práctico realizado en LU4AAO Radioclúb QRM Belgrano el 29 de Noviembre de 2008.

Introducción

Los satélites meteorológicos contienen en su configuración básica una cámara que captura imágenes de los sistemas nubosos en forma electrónica . La información recibida es enviada rápidamente a la Tierra, debido a que las condiciones meteorológicas pueden variar en muy poco tiempo. La transmisión de estas imágenes televisivas, aunque ofrecen menor definición que la película fotográfica, permiten la suficiente resolución para el trabajo meteorológico.

El esfuerzo económico que realizan los gobiernos en el mantenimiento y actualización de los sistemas de sensores remotos y satélites, se compensa con la mayor rapidez y exactitud de los datos que se obtienen, en contraste con los antiguos sistemas de observacion que se realizaban exclusivamente por medio de barcos científicos.

Icom IC-275 (VHF Multimodo)

Los primeros satélites iban equipados con un registrador magnético que almacenaba toda la información recogida durante la órbita de reconocimiento. Al pasar por la vertical de una estación de adquisición de telemetría, el satélite transmitía, a alta velocidad, todas las imágenes almacenadas. A partir de 1963 la NASA, con el lanzamiento del TIROS-8, puso en servicio un nuevo sistema de transmisión: el sistema APT (Automatic Picture Transmission). Este sistema, perfeccionado con el NIMBUS-1 (1964) y el ESSA-2 (1966), permite a cualquier estación de tierra recibir la comunicación del satélite meteorológico mientras la sobrevuela o bien recorre alguna órbita adyacente. Las imágenes recibidas corresponden a la zona (nadir) que está sobrevolando. De esta forma se consigue un acceso a estos satélites, sin depender de las estaciones de seguimiento de la NASA. El equipo necesario es mucho más simple y económico, permitiendo que los organismos meteorológicos e instituciones educativas de muchos países hayan montado servicios de seguimiento de satélites con excelentes resultados.

Tipos de satélite

Al igual que el resto de satélites pueden clasificarse en geoestacionarios y polares. Los satélites geoestacionarios están ubicados en un punto fijo de la "órbita geoestacionaria", situada a una distancia cercana a los 35800 Km del ecuador terrestre. Permiten la observación continuada de una área geográfica las 24 horas del día, ya que completan en este tiempo una órbita alrededor de la Tierra.

En la actualidad hay activos cinco satélites meteorológicos situados en esta órbita geoestacionaria: el INSAT indio, los americanos GOES E y W (Geostationary Operational Meteorological Satellite), el GMS (Geostationary Environmental Satellite) japonés, el METEOSAT (European Geostationar y Meteorological Satellite) y el GOMS (Geostationary Operational Environmental Satellite) de la Federación Rusa.

Para completar la observación, se dispone de satélites que giran en órbitas circumpolares en dirección norte a sur y a la inversa. Estos satélites polares permiten observar los fenómenos atmosféricos en latitudes altas. Las zonas geográficas situadas por encima de los 60º de latitud no pueden ser monitorizadas por los satélites geoestacionarios debido a la esfericidad de la Tierra.

Satélites de órbita polar

Los satélites de clima de orbita polar que se desplazan a unos 800 Km. de la tierra. Estos satélites ofrecen menos prestaciones que los geoestacionarios, pero son más sencillos, económicos y fáciles de poner en el espacio. Sin embargo, a diferencia de los satélites geoestacionarios, no están fijos con respecto a la tierra, sino que describen una trayectoria. Se desplazan en órbitas alrededor de la tierra que pasan aproximadamente por los polos Norte y Sur. Además, como la Tierra rota sobre su eje, las órbitas no pasan siempre por el mismo sitio, sino que se desplazan en el sentido transversal de la tierra. Esto le agrega un grado más de dificultad que con los satélites geoestacionarios, que localizarlos es tan simple como "apuntar" la antena, y una vez que los encontramos, dejamos fija la antena y tenemos la recepción asegurada (siempre que el satélite esté disponible).

En el caso de los satélites polares, como los NOAA, la operación se complica porque para dirigir nuestras antenas tenemos que saber por donde van a pasar y cuando van a pasar. Este tipo de satélite da una vuelta a la Tierra cada 100 minutos más o menos y transmiten las imágenes por medio del sistema APT (Automatic Picture Transmission) o transmisión automática de imágenes. Es el sistema más simple, económico y fácil de recibir, en la frecuencia de los 137 MHz.

NOAA son las siglas de National Oceanic and Atmospheric Administration. Abajo vemos un ejemplo del tipo de imágen que envía el satélite Norteamericano Noaa-14 en la frecuencia de 137.620 Mhz. Actualmente se encuentran activos el Noaa-12 en la frecuencia de 137.500 Mhz. y el antes citado Noaa-14. Ya está en funcionamiento el satélite NOAA K (NOAA 15) en la frecuencia de 137.500 Mhz. Los satélites NOAA comparten cada línea de información con dos contenidos diferentes: los canales A y B. Para que los neófitos comprendan, se trata de señales de AUDIO que se transmiten en una portadora de RADIO. Cada uno de ellos transmite sus propias señales de sincronismo: 7 pulsos de 1040 Hz para el canal A y 7 pulsos de 832 Hz para el canal B. Cada uno de estos datos, repartidos entre los dos canales A y B permiten transmitir fotografías de diferentes regiones espectrales, siendo la frecuencia de línea de 120 lpm.

Esta imagen muestra un ejemplo de recepción, en concreto esta pasada de satélite NOAA sobre la República Argentina el día 29/11/2008 durante el transcurso del Taller Práctico Sobre Satélites que tuvo lugar en el Radio Clúb QRM Belgrano.

Imágen Wxtoimg Recibida el 29/11/2008

Elementos necesarios:

Para recibir las imágenes que capturan los satélites NOAA no hacen falta equipos demasiado sofisticados, la siguiente lista cubre las necesidades:

- Antena para VHF tipo "Dipolo Cruzado"
- Receptor que reciba en 137 MHz en FM, también puede ser un Handie o Scanner.
- Software Decodificador de señales, por ejemplo el programa WXtoImg es excelente.

Principales Sitios web

http://rapidshare.com/files/188131874/X40A-F-en.pdf

Manual Introductorio de Radio y Electrónica en Inglés Desarrollado por Phillips

http://www.amsat.org.ar/

Sitio web de Amsat Argentina, principal sitio de referencia en Español.

http://www.amsat.org/

Sitio web de Amsat North America, principal sitio de referencia en Inglés.

http://www.arrl.org/

Sitio web de la American Radio Relay League, principal institución que nuclea a radioaficionados.

http://www.wxtoimg.com/

Software para la decodificación automática APT and WEFAX (wxsat).

¡Que tengan un gran día!

Sergio Otaño

Taller Práctico de Satélites

Introducción

Hacía mucho tiempo que no participaba de una actividad con los miembros del radio club QRM Belgrano LU4AAO, de hecho, esta fue mi segunda visita a la sede de Triunvirato 5720 que es bastante diferente de la antigua sede en la calle Arias.

El satélite tipo cube LUSEX

Ante todo me alegró ver muchos socios, gran actividad y buena organización. Me llamó la atención el grupo nuevo de socios que ya son habitués del club (ya los había visto en una visita anterior). También estaban aquellos infaltables pilares del club, Raúl LU5AG y Guillermo LW8DTO Faltaban algunos de los antiguos como Gonzalo LW6DW, Horacio LU1BJW y otros.

Llegué antes de las 9 que era la hora de pasada del satélite AO-51 y ya había muchos presentes todos coordinados por Adrián LU1CGB y Raúl LU5AG, movilizando cables coaxiles, antenas direccionales VHF/UHF de manufactura artesanal pero de aspecto bastante profesional. Estas antenas tenían un soporte tipo bastón para ser operadas en forma manual.

Había dos pares de antenas con soporte manual y en cada una de ellas “colgaban” dos handies uno con cobertura VHF y el otro en UHF para poder escuchar el retorno del satélite. Además de las antenas, había un cronograma muy completo con las pasadas de los satélites que indicaba los modos de operación y muchos otros detalles. Raúl había dispuesto también un gráfico que incluía el edificio en cuya terraza nos encontrábamos, los edificios linderos y las posiciones relativas de azimut y elevación relativos. Esto probó ser bastante práctico para apuntar las antenas en los horarios predeterminados.

Cuando pasó el satélite se produjo silencio y con gran concentración se apuntaron las antenas, hasta que, por fin, se consiguió el retorno y la comunicación entre los dos grupos que sostenían sendas antenas, distantes a unos 8 metros lograron comunicarse por radio a través del satélite a 800 Km. de distancia. En este momento, todos los presentes mostraron signos de mucha emoción. También se hicieron presentes, a través del satélite, un radioaficionado brasilero (aparentemente de San Pablo) y otro de la Patagonia Argentina.

Mas tarde se establecieron en posición antenas “fijas” omnidireccionales para recibir imágenes del satélite geoestacionario NOAA. Otra ves se hizo un gran despliegue de cables, adaptadores, preamplificadores y demás todo coordinados por Adrián LU1CGB que estaba en todos los detalles y explicaba en términos muy sencillos los elementos que se utilizaban en esta operación. Hay que mencionar que Adrián tenía fiebre y la laringe inflamada y que, a pesar de esto, se mantuvo de muy buen humor y le puso mucho entusiasmo durante las horas que dictó el taller.

Baliza de telemetría del globo meteorológico

Antes de bajar al shack, Pedro LU7ABF (de AMSAT), ya comenzó a captar las señales del satélite NOAA en su handie. El shack del RC parecía el centro de control de lanzamiento de la NASA con todas las lapops y las desktops corriendo programas como el ORBITRON, el WXTOIMAGE y demás. Adrián trajo, entre otras cosas, dos equipos Icom con los que el trabaja los satélites un IC-275 (multimodo 144 MHz.) y un IC-475 (multimodo 440 MHz.). Mientras la imagen del satélite meteorológico era bajada y procesada con el WXTOIMG, Adrián explicó numerosas cuestiones prácticas relativas a la prácticas satelital amateur, muchas relacionadas con su amplia experiencia en esta materia. También habló de algunas cuestiones técnicas como el uso de duplexores para conectar antenas VHF/UHF en un solo equipo. También habló de las prácticas de rebote lunar y abundó en detalles prácticos para interesar a los concurrentes, aún con equipos de baja potencia.

La exposición de AMSAT fue iniciada por Ignacio LU1ESY (el presidente del capítulo argentino de AMSAT) que llegó con dos antenas una de VHF y otra de UHF bastante grandes y un montaje metálico que permitía mantenerlas en posición y apuntarlas en la dirección deseada. A este conjunto le sumó un tranceptor Yaesu FT-817 (multimodo de 5W) portatil. En su charla, Ignacio se refirió a la institución, las alianzas con otras instituciones, tales como la UTN, sus numerosos proyectos pasados y presentes, las actividades de difusión que realiza en escuelas y otros organismos como los Boy Scouts. Vimos un video que mostraba a los alumnos de una escuela bilingue argentina en comunicación con los tripulantes del trasbordador espacial por radio en forma directa y realizaban toda clase de preguntas a los astronautas. Mencionaron muchos satélites, como el PEHUENSAT y el LUSAT y las experiencias buenas y malas con ellos. El problema de las baterías que constituyen el talón de Aquiles y son, junto con la radiación las causas de "fallecimiento" satelital mas habituales. Luego Ignacio introdujo a Pedro LU7ABF se refirió a un proyecto actual con un grupo scout en el que armaron una plaqueta para enviar telemetría desde un globo meteorológico pequeño (80 cm. en tierra que se expande a 3 m. a gran altura). El circuito consta de un PIC con entrada analógica que genera patrones de código Morse y los transmite a tierra por medio de un circuito transmisor de baja potencia. La información que codifica es la temperatura y el estado de la batería.

Mas tarde, Pedro (LU7ABF) se refirió a su “hijo”, el nuevo proyecto satelital de AMSAT denominado LUSEX. El LUSEX es un diminuto satélite cúbico de 20 cm. cuadrados por 5 cm. de ancho y tiene la particularidad de desplegar un conjunto de celdas solares en forma de alas para optimizar la llegada de luz solar a las mismas. Los conjuntos se despliegan hacia los lados y forman una cruz. Asimismo, la parte posterior de los paneles desplegados conforman las antenas de UHF y VHF. De modo que mientras los paneles apuntan hacia la luz, las antenas apuntan hacia la tierra. También explicó la forma en la que se logrará posicionar el satélite en el espacio, por medio de detectores fotosensibles para localizar la fuente de luz y magnetorques (bobinas que generan campos magnéticos) localizados en tres de las caras del cubo, lo que permite cubrir los tres ejes de giro. Para ejemplificar cada uno de los puntos, Ignacio mostró una maqueta de tamaño real del LUSEX, así como las baterías (nokia) que llevará en su interior y las bobinas (magnetorques). De manera que el proyecto se hacía muy vívido para quienes participamos del taller.

En fin, una excelente experiencia muy bien organizada y contó con tres expositores de lujo, quienes con mucha experiencia y con mucha vocación sintetizaron muchos textos y mucha experiencia en un taller de un día.

En próximas entregas voy a exponer detalles sobre los dispositivos utilizados: antenas, software, equipos, transponders, duplexores, los tipos de satélite, etcétera.

Felicitaciones a Raúl, a Guillermo, y a todos los que organizaron el taller.

Que tengan un gran día,

Sergio Otaño (LU9BSO)

Redes y Telecomunicaciones - 0.3

Topologías de Red

Tanto las redes LAN (red de área local) como las redes WAN (red de área extendida) presentan una variedad de formas en las que se pueden interconectar a nivel físico y lógico. Técnicamente se denomina topología a la manera en que se interconectan los diversos componentes de una red. Seguidamente vamos a evaluar las tres Topologías básicas mas comunes: Bus, Ring y Star. Otras Topologías pueden construirse integrando estas topologías básicas.

Esquema de Topología BUS

Esquema de Topología RING

Esquema de Topología STAR

Topología Bus

Bus se refiere a una topología física y lógica (ver nota al pié). Desde el punto de vista lógico un Bus (conexión colectiva) se distingue por el hecho de que los paquetes de datos son diseminados (broadcast) de manera que cada nodo recibe el mensaje al mismo tiempo. Las redes Ethernet son los ejemplos más claros de una topología lógica de Bus. Desde el punto de vista físico, el Bus describe una red en la que cada nodo esta conectado a una línea común. Un Bus usualmente tiene al servidor de archivos en un extremo y se extiende hacia todas las estaciones de trabajo por medio del mismo conductor. El Bus es la configuración más popular tanto por su simpleza como por su costo. Como veremos más adelante, se puede implementar una topología lógica Bus mediante un cableado tipo Star que en lenguaje informático recibe el nombre 10 base T, 100 base T, etcétera.

Las ventajas de la topología de Bus son las siguientes:

- El Bus emplea relativamente poco cable en comparación con las otras Topologías y es el modo de tender los cables mas simple (unir los componentes por medio de los cables).
- Es muy sencillo agregar y quitar nodos de la red ya que todos se conectan sobre el mismo cable o Bus.
- Las arquitecturas basadas en esta topología son simples y flexibles (es decir, se pueden agregar o quitar nodos con facilidad).

Las desventajas son:

- Dificultad para diagnosticar y reparar fallas (es difícil determinar el lugar preciso de una falla).
- En redes muy grandes se producen cuellos de botella cuando el trafico de la red se hace intenso. Esto es debido a que los nodos pueden emplear gran parte de su tiempo tratando de acceder a la red.

Topología Ring (anillo)

La topología Ring o anillo es de tipo lógico y físico. En su aspecto lógico, un Ring se distingue por el hecho de que los paquetes de datos son transmitidos en forma secuencial de nodo a nodo, en un orden predefinido. Los nodos se ubican en un lazo cerrado de modo que el nodo que inicia la transmisión del paquete es el último en recibirlo. El ejemplo más conocido de esta topología son las redes Token Ring.

Desde el punto de vista físico, la topología Ring describe una red en la que cada nodo se conecta a otros dos nodos. Los paquetes de datos fluyen por la red en un solo sentido de manera que un nodo recibe el paquete sólo de un nodo y le transmite el paquete sólo a otro nodo. Un paquete viaja al rededor de la red hasta que retorna al nodo que originalmente envió dicho paquete (con el agregado de alguna información de control como por ejemplo, si el destinatario recibió correctamente el paquete).

Las redes Ring físicas son bastante raras. En cambio, es muy frecuente ver una configuración lógica Ring implementada con una topología física Star.

La ventaja de la topología Ring es que la cantidad de cable requerido es mínima.

Las desventajas son:

- Si un nodo cae (deja de funcionar correctamente), toda la red cae.
- El diagnostico y mantenimiento (determinación de la falla) es bastante dificultoso debido a que la comunicación circula en un solo sentido.
- Agregar o remover nodos produce disrupción en la red.

Topología Star (estrella)

La topología star es de tipo física y se caracteriza por permitir la interconexión de nodos con un componente central llamado Hub. Este Hub a su vez puede estar conectado con un servidor o con otro Hub (ampliando el tamaño de la red). Todas las señales, instrucciones y datos yendo desde y hacia cada nodo deben pasar por el Hub al que dicho nodo está conectado.

Esquema de la aplicación más conocida de una topología estrella: el sistema telefónico

El sistema de cableado de las compañías de teléfono es el ejemplo mas difundido de una topología Star, con líneas que llegan directamente a los aparatos de los usuarios desde una central. En el mundo de las redes LAN, el ejemplo mas conocido de topología Star son las redes ARCnet.

Ventajas:

- El mantenimiento y la determinación de fallas es bastante simple.
- Es fácil agregar o remover nodos y modificar el cableado.

Desventajas:

- Si un Hub falla, la red entera falla.
- Requiere una gran cantidad de cable.

Nota: los términos físico y lógico tienen un significado especial en el marco de la tecnología de redes. Cuando hablamos de nivel físico, nos referimos al hardware, a los cables, a los componentes físicos que conectamos en una red y a las señales eléctricas que circulan por estos componentes. El nivel lógico se refiere al software, en forma abstracta a como circulan los paquetes de datos, sin tomar en cuenta la forma en que están conectados los componentes. Esta distinción es tan notable que incluso hay empresas especializadas en instalaciones físicas de redes que hacen el cableado, conectan los equipos, etc. mientras que otras empresas se dedican a configurar los equipos, instalar el software de comunicaciones, cargar los programas, etcétera.

Que tengan un gran día!

Sergio Otaño

Redes y Telecomunicaciones - 0.2

Tipos de Redes

Existen numerosos tipos de redes de telecomunicaciones. Sin embargo, desde el punto de vista del usuario, hay dos tipos básicos de redes, las redes de área extendida o WAN (del inglés, wide area network) y las redes de área local o LAN. Las redes que cubren un espacio geográfico amplio, se denominan redes remotas, redes de larga distancia o más popularmente WAN. Las redes que cubren una gran ciudad o un área metropolitana (red de área metropolitana) pueden también incluirse en la categoría WAN. Estas redes extendidas se han convertido en una necesidad para llevar a cavo las actividades diarias de muchas empresas, organismos estatales y sus respectivos usuarios. De esta forma, las WAN son empleadas por industrias, bancos, comercios, distribuidores, compañías de transporte y organismos gubernamentales para transmitir y recibir información entre sus empleados, clientes, proveedores y otras organizaciones a lo largo de ciudades, regiones, países o inclusive, el mundo.

Las redes de área local o LAN integran dispositivos de procesamiento de datos dentro de un área limitada físicamente, como una oficina, un edificio, una planta industrial u otro establecimiento similar. Las LAN se han convertido en un lugar común en muchas organizaciones para proveer las capacidades de las redes de comunicación a los usuarios finales en oficinas, departamentos y otros grupos de trabajo.

Las redes LAN utilizan una gran variedad de medios de comunicación (ver las cinco categorías de componentes) como los cables telefónicos, cables coaxiales y aun sistemas infrarrojos o de radio para interconectar las computadoras y los periféricos (impresoras, scanners, etc.). En general las LAN utilizan una poderosa PC con gran capacidad de disco llamada servidor de archivos o servidor de red que contiene un sistema operativo de red NOS que controla las comunicaciones y el uso de los recursos de la red. Por ejemplo, permite la ejecución de programas y compartir archivos entre varios usuarios en sus estaciones de trabajo y controla el acceso a impresoras láser y otros periféricos. Las LAN se pueden conectar con las WAN mediante procesadores de comunicación conformando una interfase llamada gateway (puerta de salida).

Las LAN permiten que los usuarios se comuniquen entre si electrónicamente; compartir hardware, software y datos; y sumar sus esfuerzos y capacidades cuando forman parte de un proyecto grupal. Los líderes de proyecto de un grupo de trabajo pueden programar los proyectos en ejecución compartiendo programas de administración de proyectos estableciendo el cronograma de los miembros restantes del grupo. Además de emplear el correo electrónico y, aun las llamadas directas en línea pueden tener contacto con otros miembros del grupo sin abandonar sus respectivas oficinas. La flexibilidad que ofrecen las LAN ha llevado a la adopción de las mismas por parte de empresas pequeñas y medianas y las grandes corporaciones las utilizan para las operaciones de los usuarios finales descartando gradualmente el uso de terminales.

A lo largo de este libro, pondremos nuestro foco en las redes LAN, aprenderemos gradualmente los fundamentos teóricos, la instalación y el uso de estas redes. Sin embargo, abordaremos el tema de las WAN al iniciarnos en Internet que por definición es un internetwork, es decir, una interconexión de networks que a su vez son WAN creando lo que podríamos llamar, con cierta licencia poética, un mega-network o mega-WAN.

Tabla de categorías de comunicación de datos de acuerdo a la distancia de las interconexiones.

Esto es todo por ahora.

Hasta la próxima entrega,

Sergio Otaño

Redes y Telecomunicaciones - 0.1

Comunicación de Datos: Redes Informáticas

Partiendo de las nociones básicas sobre telecomunicaciones esbozadas en la entrega anterior, podemos acercarnos a las definiciones de comunicación de datos y, por último, a la noción de redes. La comunicación de datos es un concepto mas especifico que describe la transmisión y recepción de datos mediante lazos de comunicación entre uno o mas computadoras y una variedad de terminales. Los términos teleprocesamiento y telemática pueden emplearse también ya que indican la integración de las tecnologías de telecomunicaciones y las tecnologías de procesamiento de datos.

La interconexión de computadoras, que en principio se hacia en forma pragmática, simplemente uniendo cables para transmitir y recibir datos, ha conducido en la actualidad al desarrollo de un substancial cuerpo de conocimientos teóricos y tecnológicos. Este marco conceptual permite el diseño sistemático de redes sin importar la dimensión de las mismas, llegando a la concreción del paradigma de un sistema distribuido gigantesco: Internet.

¿Que es una red informática?

Una red consiste de computadoras, llamadas nodos o estaciones de trabajo. Estas computadoras o nodos, están conectadas, o pueden comunicarse, entre sí de alguna forma. Los Nodos trabajan con software (programas) especiales que permite iniciar y administrar las interacciones de la red. Con la ayuda del software de Red, los nodos pueden compartir archivos y recursos.

Las redes ofrecen al diseñador una doble función, permiten crear una computadora virtual muy poderosa y además, permiten compartir recursos costosos. Con respecto a la primera de las funciones función podemos decir que la sumatoria de los recursos informáticos disponibles en una red permite realizar tareas de gran envergadura para las que se requeriría una computadora de gran capacidad y alto costo. La segunda función, consiste en compartir, entre los usuarios de una red, recursos como los siguientes: scanners, generadores de sonido, impresoras láser, cámaras de video, y otros dispositivos, favoreciendo el mejor aprovechamientos de equipos costosos.

Sin importar lo grande y compleja que sea una red, podemos descomponerla en cinco categorías de componentes:

- Estaciones de Trabajo o Terminales.
- Procesadores de Comunicaciones.
- Canales y Medios de Comunicación.
- Servidores o Computadora Central.
- Software de Comunicaciones.

Las estaciones de trabajo pueden ser simples terminales “bobas”, es decir, sin ninguna capacidad de procesamiento propio o computadoras de distinto grado de capacidad, con posibilidad de funcionamiento autónomo (en nuestras prácticas de laboratorio usaremos estas ultimas). En esta definición se incluyen equipos de oficina, terminales de punto de ventas o P.O.S. (cajas de supermercados), etcétera.

Los procesadores de comunicación, cuyo nombre técnico es DCE (Equipo de Comunicación de Datos) facilitan la transmisión y recepción de datos entre las estaciones de trabajo y el servidor. Dependiendo de la complejidad de una red, estos dispositivos pueden ser: módems, tarjetas de red, multiplexores y procesadores “front-end”. Estos dispositivos realizan una variedad de funciones de control y soporte en las redes de telecomunicaciones. Por ejemplo convertir datos analógicos a digitales, codificar y decodificar datos y controlar la precisión y eficiencia del flujo de comunicaciones entre el servidor y las estaciones de trabajo en una red de telecomunicaciones. En nuestras prácticas de laboratorio emplearemos tarjetas de red como procesadores de comunicaciones.

Los canales y medios de comunicación son los elementos físicos que interconectan los componentes y son los medios por los que circulan los datos. Los canales de comunicación emplean diversos medios, tales como cables de cobre, cables coaxiles, fibras ópticas, microondas y satélites para interconectar los distintos componentes de la red. En nuestras prácticas de laboratorio emplearemos cables coaxiales o cables UTP como medios de interconexión.

Los servidores, técnicamente llamados DTE (Equipo de Terminación de Datos) nombre que comparte con las estaciones de trabajo, pueden ser de diversos tamaños y clases. Estos son los dispositivos que llevan a cavo las tareas de procesamiento y administración de datos de la red. Por ejemplo, en una red de gran magnitud, una computadora mainframe (de gran capacidad y alto costo) puede servir de Host (servidor de gran tamaño) y utilizar una minicomputadora (más poderosa que una PC) como front-end (procesador de comunicaciones), mientras que en una red menor, la minicomputadora podría servir de Host y aún, en una red mas pequeña, podríamos emplear una PC como servidor. En nuestra práctica de laboratorio emplearemos una PC como servidor de la red.

El software de comunicaciones consiste de programas que controlan las actividades de comunicación y administran las funciones de la red. Las computadoras grandes (mainframes) usan un programa de software que se denomina monitor de telecomunicaciones mientras que en el ambiente de PC se utilizan los llamados NOS (Sistema Operativo de Redes) ejemplos de este ultimo son Novell Netware, Windows para Grupos de Trabajo, Windows NT, Lantastic, y otros. Nosotros emplearemos el Windows NT en nuestras practicas de laboratorio.

Hasta la próxima entrega,

Sergio Otaño

Redes y Telecomunicaciones – 0.0

Conceptos Básicos

La Enciclopedia Internacional de Comunicaciones, 1989, volumen 4, página. 201; que dice "la transmisión de señales a distancia". En términos simples podemos decir que se trata de la transmisión electrónica (o mediante luz modulada) de voz, datos, gráficos e información visual a distancia.

Esta definición es suficientemente genérica como para incluir desde las comunicaciones de datos completamente automatizadas, las empleadas por los naturalistas para estudiar el comportamiento de ciertas especies de animales (colocando un emisor de señales en un conjunto de miembros de la especie a estudiar y, mediante el uso de un receptor, analizar los patrones de desplazamiento, etc.) hasta la TV por cable en la que una estación emisora envía las señales que son recibidas por muchos espectadores (broadcasting), quienes no tienen posibilidad de devolver la señal.

La aparición de un espectro tan amplio de posibilidades esta cimentada en la integración de varias tecnologías tales como el sistema telefónico, las omputadoras, televisión, satélites y fibras ópticas, entre otras. La integración entre el sistema telefónico y la computadora tuvo un impacto doble, por un lado, los sistemas telefónicos incorporaron la tecnología digital (mejorando la calidad y la velocidad de las conexiones además de multiplicar los servicios) y por el otro, la posibilidad de interconectar computadoras a través de líneas telefónicas. Esta última aplicación se denomina con frecuencia telemática, termino que puede definirse como el fenómeno técnico-económico que surge en la intersección entre las industrias de la computación y de las comunicaciones.

Para poder analizar las distintas implicancias que obedecen en mayor o menor medida a las telecomunicaciones, es necesario establecer un criterio de categorización adecuado. Esta categorización estará fundamentada en las características funcionales de los sistemas de telecomunicaciones, que pudiendo emplear tecnologías semejantes (hay una marcada tendencia en la actualidad hacia la integración horizontal de las diversas tecnologías) su aplicación es especializada. Es por lo tanto, la función, la que permite una categorización racional para un análisis de riqueza conceptual.

Podemos, entonces, definir las siguientes categorías:

UNO A UNO

UNO A MUCHOS

MUCHOS A UNO

La categoría uno a uno corresponde a aquellos sistemas que permiten la comunicación en dos sentidos (transmisión y recepción) de dos o más participantes (nótese que los participantes pueden ser tanto humanos, como así también computadoras o sistemas de control). Los ejemplos más comunes son: el sistema telefónico, la telefonía celular, las radiocomunicaciones y las redes de computadoras, entre otras.

La segunda categoría, uno a muchos, es indicativa de aquellos sistemas que se comunican en un solo sentido, donde uno de los participantes (por ejemplo, una estación de radio) transmite señales, y muchos participantes (la audiencia) reciben las mismas. Este sistema no ofrece la posibilidad de establecer un retorno de señal por parte de los receptores. Es de destacar, que existen algunas aplicaciones experimentales en las que se puede establecer un retorno por parte de los espectadores (por ejemplo, la televisión interactiva), pero son solo experimentales y no alcanzaron ni la madurez tecnológica ni su difusión es significativa.

Por último, la categoría muchos a uno, donde muchos participantes transmiten señales y un participante es receptor de las mismas. Un ejemplo de este tipo de aplicación, son los sistemas de meteorología, en los que, una estación receptora, recibe señales de numerosos dispositivos (sondas).

Desde una perspectiva económica, el más rentable de los segmentos del mercado de las telecomunicaciones es sin duda el comprendido en la categoría UNO A UNO, es el de crecimiento más explosivo pero, como contrapartida, es donde la competencia de oferentes de servicios es mayor: satélites, fibras ópticas, cables coaxiales, repetidores de radio y telefonía celular, entre otras tecnologías, permiten establecer comunicaciones de uno a uno en un espacio geográfico que abarca todo el globo.

En próximas entregas vamos a analizar aspectos técnicos de las telecomunicaciones tales como el espectro electromagnético, ancho de banda, frecuencias, sistemas de modulación y demás.

Que tengan un gran día!

Sergio Otaño

Redes: Modelo OSI Entrega I

El Modelo de Referencia OSI de ISO

El Modelo de Referencia Sistema Abierto de Interconexión (OSI) de la Organización Internacional de Estándares (ISO) es un modelo de siete niveles o capas que describe como interconectar una combinación cualquiera de dispositivos con propósitos de comunicación. Este modelo describe las tareas en términos de estas siete capas y especifica las funciones que cada capa debe realizar.

Fig. 1 Esquema de transporte de paquetes OSI

Los principios en que se basó la Organización Internacional de Estándares para arribar al modelo de siete niveles son los siguientes:

- Un nivel distinto debe ser creado cuando se requiera un mayor nivel de abstracción.

- Cada nivel debe realizar una función bien definida.

- La función de cada nivel debe ser escogida con miras a la definición de protocolos estandarizados internacionalmente.

- Los límites del nivel deben seleccionarse para minimizar el flujo de información entre las interfaces.

- El número de niveles debe ser suficiente como para que distintas funciones no deban ser agrupadas en el mismo nivel por simple necesidad y tampoco debe ser excesivo para que la arquitectura no sea inmanejable.

Operación del Modelo

El concepto clave del modelo OSI es el de Paridad, esto implica que cada nivel jerárquico, cada capa de una máquina, se comunica con la misma capa de otra máquina. Dado que quienes establecen comunicación son capas equivalentes de diferentes máquinas, una aplicación en la máquina A se comunica con una aplicación en la máquina B. Del mismo modo, la capa de transporte de la máquina A se comunica con la capa de transporte de la máquina B.

Debido a que no existe una conexión directa entre capas pares, la comunicación debe tomar un camino indirecto. En la practica, ningún datos se transfiere directamente del nivel N de una máquina al nivel N de otra máquina (con excepción del nivel más bajo). En cambio, cada nivel pasa los datos y la información de control al nivel inmediatamente inferior, hasta alcanzar la capa física.

Observe en la Fig. 1 el esquema del modelo OSI y note que para comunicarse, la capa de aplicación de una máquina debe comunicarse con la capa de presentación de la misma máquina. La capa de presentación, a su vez, debe comunicarse con la capa de sesión, y así, hasta llegar a la capa física.

También podemos notar en la Fig. 1 que las capas agregan, al paquete recibido, elementos de control delante y detrás del paquete. Este tipo de proceso es similar al que sufren los tomates, que se almacenan en una lata, luego la lata en una caja, la caja en en un contenedor, etcétera.

En el nivel inferior se establece la comunicación física (mediante señales eléctricas) con otra máquina a diferencia de la comunicación virtual que se establece entre los niveles superiores.

Entre un nivel y el inmediato inferior existe una interfase. Esta interfase define que servicios y operaciones básicos ofrece el nivel inferior al superior. La definición clara de interfaces es fundamental no sólo para minimizar la cantidad de información que debe pasar de un nivel al siguiente, sino también para permitir el reemplazo de un nivel con uno completamente diferente (por ejemplo, el reemplazo de los cables telefónicos por canales satelitales), ya que todo lo que el modelo requiere es que la capa física de reemplazo ofrezca los mismos servicios que ofrecía el viejo a la capa superior.

Hasta la próxima entrega,

Sergio Otaño

Control Remoto por Internet

Introducción

*** NOTICIA ****** NOTICIA ****** NOTICIA ****** NOTICIA ***

Debido a la demanda, puse una copia para bajar en [Nueva Dirección]:

https://sites.google.com/site/guialtsen/archivos/ServHttp.rar

Fig. 1 El Programa HTTPSERV en ejecución

Controlar las instalaciones y empleados de su empresa desde Internet. Monitorear su casa desde cualquier parte del mundo. Encender, apagar y controlar artefactos a distancia. Verificar la temperatura y otros parámetros en lugares remotos. Todas estas cosas son posibles por medio de Internet. Sensores tales como termostatos, estaciones meteorológicas, cámaras de video y sistemas robotizados (actuadores) son ejemplos de dispositivos de control vía Internet.

Serhttp.exe (o HTTPSERV) es un programa que desarrollé para demostrar la posibilidad de controlar cualquier tipo de dispositivo a través de Internet. Luego de ver numerosos equipos costosos que combinan software y hardware para realizar distinto tipo de tareas en forma remota, se me ocurrió que en realidad, se puede demostrar perfectamente la posibilidad de controlar y de recolectar datos sin gastar un centavo.

Fig. 2 Sensores, cámaras de video y robots controlados por Internet

La idéa detrás de este proyecto fué la de realizar un experimento significativo, es decir, que tenga relevancia en el terreno de la realidad y no una simple simulación imaginaria de un hecho. Además, como su destinatario son los alumnos, se trata de no tener que invertir en componentes para realizar las experiencias. Por eso vamos a trabajar con un esquema que permite comandar en forma bidireccional un puerto COM.

El puerto COM de la PC permite que conectemos dispositivos tales como cámaras, sensores, balanzas y actuadores que permiten encender y controlar cualquier clase de aparato. Todo depende de la cantidad de $ que podemos disponer para ello.

Esto significa que todo lo que un programa tiene que hacer es enviar un dato al puerto COM para virtualmente comandar cualquier aparato y que pueda leer un dato del puerto COM para conocer el estado de cualquier aparato conectado en dicho puerto. Esto significa que el programa debe “comprender” el protocolo RS232.

Eso en lo que atañe al puerto COM. Sin embargo el programa debe también reconocer los protocolos TCP/IP y HTTP para poder recibir instrucciones por medio de Internet. El servidor HTTP hace precisamente esto.

Al ejecutar el programa se presenta una pantalla con 7 elementos que nos permiten conocer su estado.

a) El botón que permite seleccionar el puerto COM1 al COM4.

b) El botón que permite iniciar y detener el servidor.

c) Los elementos gráficos que dan a conocer el estado del puerto seleccionado como del funcionamiento del loopback.
d) El puerto de enlace que esta preestablecido en 80 (aunque se puede cambiar por otro) que es como ya deben saber el puerto correspondiente al protocolo HTTP.

e) IP Local nos indica la dirección IP del servidor (la máquina en la que está funcionando). En caso de que estemos conectados a Internet nos mostrará la dirección IP de nuestra conexión.

Ya es suficiente introducción, la mayoría de los conceptos teóricos los pueden encontrar tanto en un texto sobre comunicación de datos o sobre el protocolo TCP/IP específicamente.

Test Run del Programa

Realicemos un recorrido del programa para probar su funcionamiento:

1) Arrancamos el servidor

Fig. 3 El programa luego de “darle arranque”

2) Si todo va bien, se verá el puerto de color verde, en el título de la ventana dirá “Habilitado” y la hora y en IP Local dirá cual es la IP de nuestra PC. En este caso, como tengo banda ancha, aparece la IP que hace varios meses tengo asignada por Fibertel.

3) Ahora abrimos el explorador de Internet y le ingresamos la dirección IP (en mi caso ingreso esta dirección: 200.126.252.9)

Fig.4 Acceso a la “página” del servidor

Si están al día con el material de estudio ya comprenderán que se trata de una dirección IP de uso EXTERNO o PUBLICA y es propia de MI máquina. Si se conectan a Internet por medio de una conexión telefónica, tendrán diferentes direcciones cada vez que se conecten. Ahora bien, como la dirección IP PRIVADA de mi máquina es 192.168.0.1 también podría acceder a través de ella. Y por supuesto que también podría utilizar 127.0.0.1 que es el LOCALHOST.

4) Probamos sin el LOOPBACK, es decir con el puerto COM abierto.

Fig. 5 Prueba de Loopback

Escribimos hola o cualquier texto que se nos ocurra y obtenemos como respuesta:

ENVIADO : 123456789
EL PUERTO COM NO RESPONDE

Esto significa que todo funcionó correctamente ya que el servidor es el que dio esa respuesta.

5) Muy bien, ahora vamos a probar el LOOPBACK.

Conectamos el PIN 2 o RXD o recepción con el PIN 3 o TXD o transmisión. El principio de funcionamiento es bien simple y responde a la capa física del modelo OSI. Se trata de señales eléctricas que salen del puerto COM a través de la línea TXD con rangos de voltaje

Señal = 0 > +3.0V
Señal = 1 < -3.0V

Debido a esta conexión lo que sale por la línea de transmisión o TXD es inmediatamente recibido por la línea de recepción o RXD.

Donde dice Texto escribo: hola e inmediatamente recibo hola. Esto significa que el loopback funcionó correctamente.

Fig. 6 Verificación del Control Remoto

Observen que esta vez puse 192.168.0.1 como dirección IP.

Fig. 7 El Servidor muestra el loopback activo

Además pueden ver que el indicador de Loopback se puso de color verde.

Experiencias prácticas a realizar

Además de reproducir las experiencias detalladas antes, se recomienda fervorosamente a los alumnos que realicen las siguiente experiencias:

1) La experiencia práctica más simple consiste en reproducir el experimento tal como se expuso.
2) Luego variar las direcciones, la dirección de LOCALHOST o 127.0.0.1
3) Si dispone de una IP privada pruebe realizar la conexión por esa vía.
4) Pruebe conectarse a Internet, activar el servidor HTTP y desde otra dirección acceder a la máquina remota.
5) Otra prueba que se puede realizar es la de modificar el puerto, por ejemplo le asignamos 1000 al puerto del servidor. Pero en este caso, para acceder al servidor debo escribir la siguiente dirección: http://200.126.252.9:1000/
6) Para aquellos que realmente quieren experimentar en forma completa los servicios de Internet pueden incluso obtener una dirección DNS gratuita en el sitio http://freedns.afraid.org/ En mi caso, asigné el DNS regi.wftp.org a la dirección IP 200.126.252.9 que tenía asignada en ese momento de manera que puede acceder al servidor por medio de una dirección. El servicio permite cambiar la IP en forma rápida por lo que se adapta perfectamente para cualquier usuario que dispone de acceso a Internet y no tiene IP fija.

Fig. 8 Prueba Remota por medio de DNS

7) Finalmente, prueben algunas direcciones de Internet en la que invirtieron algunos o muchos dólares y observen el funcionamiento del control con dispositivos reales.

Enlaces de Interés

Los enlaces de abajo corresponden a dispositivos que se pueden controlar por Internet, el primero es muy interesante ya que es un brazo robotizado con 6 grados de libertad que permite acomodar objetos en un tablero.

http://telerobot.mech.uwa.edu.au/Telerobot/index.html
http://www.cs.cmu.edu/afs/cs.cmu.edu/Web/People/Xavier/
http://www.hellspark.com/dm/index.html
http://ranier.hq.nasa.gov/telerobotics_page/realrobots.html


Que tengan un gran día!

Sergio Otaño