RS232, Ethernet, USB, Wi-Fi o Bluetooth LE: elegir la interfaz de una báscula

Interfaces de báscula comparadas de un vistazo

Para una báscula en un buque, Ethernet es la elección predeterminada para la integración permanente con redes y software, RS232 para enlaces punto a punto sencillos a impresoras, pantallas y equipos antiguos, USB para configuración y conexiones cortas a un dispositivo cercano, y Wi-Fi o Bluetooth LE para uso portátil con tabletas y teléfonos donde los cables no son prácticos. La elección correcta depende de la distancia, de cuántos dispositivos comparten el enlace, y de cuán húmedo, eléctricamente ruidoso y cerrado en metal sea el lugar.

Las distancias son límites típicos de las normas y la bibliografía de interfaces citadas más abajo; los límites prácticos en un buque suelen ser más cortos por el ruido, los conectores y las estructuras de acero.

RS232: sencilla, corta y aún útil

RS232 es una interfaz serie asimétrica, punto a punto, que sigue siendo útil para conectar una báscula a un dispositivo cercano, como una impresora de etiquetas o una pantalla remota, con una configuración mínima.

Según una nota de aplicación de Texas Instruments, las versiones más antiguas del estándar requerían 19,2 kbps a una longitud de cable de 50 pies (unos 15 m), mientras que las revisiones modernas especifican un mínimo de 19,2 kbps sobre una carga capacitiva de 2500 pF, por lo que la longitud máxima depende de la capacitancia por metro del cable. Los niveles lógicos del transmisor están entre ±5 V y ±15 V, y los receptores deben interpretar correctamente ±3 V.

• A bordo: mantenga los tramos cortos, use cable apantallado, tiéndalo lejos de cables de potencia y variadores de motor, y considere convertidores con aislamiento galvánico donde el equipo se alimente de circuitos distintos.
• Formato de datos: RS232 define señales eléctricas, no contenido. La velocidad en baudios, los bits de datos, la paridad, los bits de parada y el formato de texto de la cadena de peso deben coincidir en ambos extremos.
• Distancias mayores: RS485 usa señalización diferencial y admite buses multipunto; la guía de diseño RS-485 de TI da una longitud máxima de cable de 4000 pies (unos 1200 m) a 100 kbps y hasta 32 cargas unitarias.

Ethernet: la columna vertebral de la integración

Ethernet conecta básculas, clasificadoras y ordenadores en una red del buque, admite muchos dispositivos a la vez y transporta protocolos modernos como API HTTP y MQTT, lo que la convierte en la opción estándar para instalaciones permanentes.

El Ethernet de par trenzado según IEEE 802.3 admite segmentos de hasta 100 m entre un dispositivo y un conmutador; distancias mayores usan conmutadores adicionales o fibra. La velocidad rara vez es una limitación para los datos de pesaje. Los problemas prácticos en un buque son físicos:

• Los conectores RJ45 estándar no están sellados. En zonas húmedas, use conectores y prensaestopas con una clasificación IP adecuada, o termine los cables dentro de una caja sellada.
• Use cable apantallado donde los tramos pasen cerca de equipos de alta corriente como chigres, hidráulica y variadores de frecuencia.
• Planifique la red: direcciones IP fijas o DHCP reservado para las básculas, un segmento separado para el equipo operativo, y una ubicación del conmutador que permanezca seca.

Una vez que una báscula está en Ethernet, el software puede usar su API; véase Integrar básculas con su software mediante una API.

USB: configuración y enlaces locales cortos

USB se usa mejor para conexiones cortas y locales: configurar una báscula desde un portátil, cargar diseños de etiqueta a una impresora o transferir datos a un ordenador cercano.

La especificación USB 2.0 (USB Implementers Forum) admite datos de alta velocidad a 480 Mbit/s en cables de hasta 5 m; tramos más largos necesitan concentradores o cables de extensión activos. En un buque, los puntos débiles son los conectores de consumo, que no son estancos ni de enclavamiento, y el modelo host-dispositivo, en el que un PC o tableta debe controlar la conexión. Los conectores USB sellados o de montaje en panel ayudan donde un puerto debe ser accesible en una zona húmeda.

Inalámbrico: Wi-Fi y Bluetooth LE en un buque de acero

Los enlaces inalámbricos eliminan cables que pueden dañarse o corroerse, pero los mamparos, cubiertas y el agua de acero atenúan fuertemente las señales de radio, así que lo inalámbrico funciona mejor dentro de un espacio abierto y debe probarse en el lugar de instalación.

Wi-Fi

Wi-Fi (la familia IEEE 802.11) permite que tabletas, portátiles y teléfonos se conecten a una báscula a través de una red local, a menudo directamente mediante un punto de acceso integrado en la báscula o su indicador. Transporta datos suficientes para interfaces basadas en navegador y API. Prevea que una cubierta o mamparo de acero entre la báscula y el usuario puede bloquear la señal por completo, y que la banda de 2,4 GHz se comparte con Bluetooth y otros dispositivos.

Bluetooth LE

Bluetooth Low Energy está diseñado para conexiones de bajo consumo y corto alcance a teléfonos y tabletas. El Bluetooth SIG describe el alcance efectivo como cualquier cosa desde menos de un metro hasta más de un kilómetro, según la radio, la potencia de transmisión, la sensibilidad del receptor, la antena y la pérdida de trayecto, y señala que obstáculos como el metal y la humedad lo reducen (Bluetooth SIG: Understanding Bluetooth range). En una cubierta de pesca, con acero alrededor y personas y producto húmedo en el trayecto, diseñe para distancias cortas y verifique el enlace en el lugar.

Elegir según la aplicación

Elija la interfaz según la tarea que debe cumplir la conexión, no según la lista de puertos de la báscula.

Para el enlace del buque a tierra, véase Datos de buque a tierra: opciones de conectividad para buques pesqueros.

Lista de comprobación de instalación para entornos húmedos y ruidosos

1. Seleccione conectores y prensaestopas con una clasificación de protección de entrada adecuada para el lavado, según se define en IEC 60529, y mantenga tapados los puertos no utilizados.
2. Tienda los cables de datos separados de los cables de potencia y lejos de variadores de frecuencia, motores de chigre y bombas hidráulicas.
3. Use cable apantallado y conecte la malla a tierra en un único punto definido, salvo que el fabricante del equipo indique lo contrario.
4. Use aislamiento galvánico entre equipos en circuitos de potencia distintos para evitar bucles de tierra.
5. Coloque conmutadores, convertidores e impresoras en cajas secas y ventiladas.
6. Etiquete ambos extremos de cada cable con el dispositivo y el puerto.
7. Pruebe la cobertura inalámbrica en la posición de trabajo con las estructuras de acero del buque en su sitio.
8. Documente los ajustes: direcciones IP, velocidades en baudios, formatos de datos y códigos de emparejamiento.

Las elecciones de materiales y cajas se tratan más a fondo en el centro de higiene y materiales.

El enfoque de WPL

Las básculas de WPL ofrecen varias opciones de interfaz para que la conexión se ajuste a la aplicación. La Báscula marina serie M2 se conecta mediante USB, RS232 y Ethernet a impresoras, equipos de etiquetado, redes y software, con Bluetooth LE y el módulo IOT de WeightControl como opciones. Las básculas de plataforma M5 y M6 ofrecen RS232, Ethernet, Wi-Fi, Bluetooth LE y USB, además de pantallas remotas, placas de relé y E/S digital. El M3 ofrece Bluetooth LE y USB. WeightControl puede abrirse desde un portátil o tableta a través del punto de acceso integrado de la báscula. Para una visión completa, véase el centro de integración de datos.