Transmissão de ordem e recolha de dados com tecnologia
Bluetooth
1. OBJETIVO
Em automação industrial tem-se vindo a massificar a utilização de comunicações sem fios, desde casos com alcances de poucos metros até casos com recurso a redes móveis de telecomunicações.
Este artigo vai incidir sobre casos de curto alcance, aproximadamente 100 metros, em que a tecnologia intrínseca à comunicação sem fios é baseada na especificação Bluetooth.
Neste contexto é importante conhecer as necessidades que podem ser resolvidas com a tecnologia Bluetooth e cujo alcance ronde os 100 metros. Essas necessidades estão relacionadas com os obstáculos que impedem a construção fácil de uma infraestrutura de passagem de cabos entre equipamentos que têm de comunicar permanentemente.
O exemplo mais evidente é o de estabelecer a comunicação entre um equipamento que está instalado numa parte móvel da máquina e outro que está numa parte fixa, como por exemplo uma ferramenta que funciona na extremidade do braço de um robot. Se a ferramenta tiver válvulas ou cilindros, então será necessário instalar pelo menos um cabo de comando (das válvulas ou dos cilindros) entre a ferramenta (na extremidade do robot, parte móvel) e o quadro de comando dessa ferramenta (instalado na proximidade do robot, parte fixa).
2. IDEIA
O esquema da Figura 1 mostra a ideia que está por detrás da implementação de comunicação sem fios por Bluetooth, em casos de automação industrial.
realizadas. Neste caso, o sentido da comunicação inverte-se. São os estados da parte móvel da máquina que são transmitidos à parte fixa, conforme está esquematizado na Figura 2.
Para além da ideia que está na Figura 2, o sentido da comunicação da parte móvel para a parte fixa pode ser aproveitado também para recolher dados, como por exemplo o estado da presença de uma peça na posição correta (dado por um sensor de proximidade). Neste caso não se trata de obter a confirmação de ordens mas de recolher estados de funcionamento, necessários à execução de rotinas automatizadas.
Figura 1.
A ideia é transmitir ordens de um ponto fixo de uma máquina para um ponto móvel. Por exemplo, a ordem pode ser dada por um botão numa consola de operação e transmitida a uma válvula instalada numa parte móvel da máquina.
Para além de transmitir ordens, em automação industrial há sempre a necessidade de saber se as ordens foram efetivamente
Figura 2.
3. TECNOLOGIA BLUETOOTH
A tecnologia Bluetooth é a base da comunicação sem fios. Em automação industrial, o tempo que decorre entre os instantes de ordem dada e de ordem executada tem de ser o mínimo possível, idealmente nulo. A tecnologia Bluetooth tem uma taxa de transmissão binária elevada que minimiza o atraso de atuação a tempos próximos de 1 ms.
Poderá haver a perceção de que a tecnologia Bluetooth permite alcances muito pequenos, na ordem dos 15 metros. Esta perceção é verdadeira para produtos de consumo, em que a potência de emissão é aproximadamente 1 mW. No caso dos equipamentos para aplicação em automação industrial, a potência de emissão está limitada ao limite máximo permissível na banda de frequências dos 2,4 GHz que é de 100 mW. Com esta potência, a tecnologia Bluetooth permite alcances em linha de vista até aproximadamente 400 metros.
Adicionalmente, e não menos importante, a tecnologia Bluetooth permite o estabelecimento de comunicações encriptadas pela tecnologia Frequency Hopping Spread Spectrum – FHSS.
São 3 as principais propriedades da tecnologia FHSS: • Imunidade a interferências provocadas por outros equipamentos de radiocomunicação;
