Módulos Xbee S1

¿Qué son los módulos Xbee?

Bienvenidos al mundo inalámbrico Xbee. Tal vez hayas escuchado de esta tecnología, o quizás no, de cualquier manera daremos a conocer los detalles de estos dispositivos. Los módulos Xbee son soluciones integradas que brindan un medio inalámbrico para la interconexión y comunicación entre dispositivos. Estos módulos utilizan el protocolo de red llamado IEEE 802.15.4 para crear redes FAST POINT-TO-MULTIPOINT (punto a multipunto); o para redes PEER-TO-PEER (punto a punto).

Existen diferentes módulos de comunicación RF Xbee y la principal ventaja es que todas las series conservan la misma distribución de pines (alimentación, pines de comunicación, entre otros), haciendo que los módulos sean completamente intercambiables. Es necesario aclarar que, aunque son compatibles en distribución de pines, no son compatibles en algunas características más avanzadas.

Estándar IEEE 802.15.4

Las características más importantes en este estándar son su flexibilidad de red, bajos costos, bajo consumo de energía; este estándar se puede utilizar para muchas aplicaciones en el hogar que requieren una tasa baja en la transmisión de datos.

En el año 2000 dos grupos especialistas en estándares (ZigBee y el grupo 15 de trabajo IEEE 802) se unieron para dar a conocer la necesidad de un nuevo estándar para redes inalámbricas de bajo poder y por lo tanto bajos costos en ambientes industriales y caseros. Dando como resultado que en diciembre de ese año el comité para nuevos estándares IEEE (NesCom) designara oficialmente un nuevo grupo de trabajo para el desarrollo de un nuevo estándar de baja transmisión en redes inalámbricas para áreas personales (LR-WPAN), con lo que nació el estándar que ahora se conoce como el 802.14. Algunas características de alto nivel del 80215.4 se resumen en la tabla.

Propiedades del IEEE 802.14.4

Xbee S1 / Xbee – S1 PRO

Los Xbee s1  son los módulos más simples de utilizar, solo es necesario declarar un módulo como emisor y el segundo como receptor. Funcionan mediante un simple protocolo serie TTL. Permiten una comunicación bidireccional entre microcontroladores, ordenadores o prácticamente cualquier cosa que disponga de un puerto serie o Serie/USB a nivel TTL.

La diferencia entre la serie S1 y S1 PRO básicamente es la potencia de transmisión y rango de distancia de transmisión.

Especificación Xbee S1 Xbee S1 Pro
Potencia de transmisión

1 mW (+0 dBm)

60 mW (+18 dBm)
Rango de transmisión línea de vista 300 ft (100 m) 1 mi (1.6 km)
Rango de transmisión interiores 100 ft (30 m) 300 ft (100 m)

Direccionamiento de los módulos

Los módulos permiten 2 tipos de direccionamiento. La de 16 bit y la de 64 bits. La principal diferencia es que en la de 64 bit, es posible obtener una mayor cantidad de direcciones y por lo tanto, una mayor cantidad de nodos o equipos funcionando en la misma red. Son a través de estas direcciones que los módulos se comunican entre sí.

Direccionamiento de 16 Bit

El comando MY, define un número de 16 bit como dirección del módulo dentro de la red. El rango se encuentra entre 0x0 y 0xFFFE (la dirección 0xFFFF y 0xFFFE son para habilitar la dirección de 64-bit, por lo que si se desea utilizar direccionamiento de 16 bits, estos valores no deben ser usados). Para definirla se ingresa ATMY y el número en formato hexadecimal, pero sin el ‘0x’. Por ejemplo si a un módulo se le quiere asignar la dirección 0x3BF1 (15345 en decimal), entonces se debe ingresar el comando ATMY3BF1.

El comando DL, permite definir un número de 16 bit como dirección del módulo de destino dentro de la red al cual se va a realizar la comunicación. El rango debe estar entre 0x0 y 0xFFFE (las direcciones 0xFFFE y 0xFFFF se utilizan para direccionamiento de 64 bits).

Así para habilitar el direccionamiento de 16 bit, se debe utilizar una dirección menor a 0xFFFE con el comando MY, de igual modo para DL y se debe dejar en cero el comando DH=0 (ATDH0). No se permite usar la dirección 0xFFFE ni 0xFFFE para el direccionamiento de 16 bits.

Parámetro Módulo 1 Parámetro Módulo 2
MY 20 (Decimal 32) MY 21 (Decimal 33)
DH 0 DH 0
DL 21 DL 20

Direccionamiento de 64 Bit

Cuando se utiliza direccionamiento de 64 bit, para asignar una dirección de destino, se utilizan los comandos DL y DH. Éstos son de 32 bit cada uno (para el direccionamiento de 16 bit, DL se maneja como uno de 16, mientras que DH se mantiene en cero) y juntos (DL+DH) forman el número de 64 bit que debe corresponder con el número serial de otro módulo formado por SL+SH.

Parámetro Módulo 1 Parámetro Módulo 2
MY 0xFFFF MY 0xFFFF
DH 0013A200 DH 0013A200
DL 4153E7DB DL 41668012

Comunicación Punto a punto

Es la conexión ideal para reemplazar comunicación serial por un cable. Sólo se debe configurar la dirección. Para ello se utilizan los comandos MY y el DL. La idea, es definir arbitrariamente una dirección para un módulo, usando el comando MY, el cual se va a comunicar con otro que tiene la dirección DL, también definida arbitrariamente. Con esto cada módulo define su dirección con MY, y escribe la dirección del módulo al cual se desea conectar usando DL.

En la siguiente figura se muestra un pequeño ejemplo donde las direcciones se eligieron arbitrariamente:

configuración módulo 1

configuración módulo 2

Para crear un cable virtual, se debe notar que los pines de entrada/salida o I/O, están asociados entre sí, es decir, vienen en pares. Por esto, sólo se pueden crear cables entre estos

pares de pines de distintos módulos. Por ejemplo, una entrada digital DI5, sale por una salida

digital DO5 y una entrada analógica ADC 0, sale por una salida analógica PWM 0. Algunas entradas y salidas tienen el mismo pin asignado, pero en otros como los analógicos, éstas encuentran en diferentes pines. Por ejemplo, DI-0 y DO-0 están en el pin 20 (DIO-20).

configuración módulo 1

configuración módulo 2

Por último, se debe configurar el parámetro (IA) el cual indica la dirección del modulo al cual se le aceptaran los paquetes para cambiar las salidas I/O. Acepta direcciones de 16 y 64 bits. Si IA=0xFFFFFFFFFFFFFFFF no se aceptarán paquetes de ningún módulo. Ésta, es la configuración por defecto. Si IA=0xFFFF, se aceptarán cambios de todos los paquetes.

configuración módulo 2

Manipulación de cargas de mayor potencia

Para activar cargas de mayor potencia (AC/DC) con la señal enviada de emisor a receptor, se debe utilizar un circuito adicional que incluya el control de potencia por medio de relé mecánico o semiconductores. A continuación, se muestra un módulo de 6 relés para el control de dichas cargas.

Modulo Relé (Código Suconel WR6)

 

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