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O que é, e como funciona um terminador PROFIBUS PA?

Renato Rodrigues, especialista de Produtos na Pepperl+Fuchs e
diretor PROFIBUS DP na PI Brasil

Todos nós conhecemos a importância da utilização de terminadores de redes, como aplicá-los e, talvez, os mais curiosos, do que consiste um terminador.

Por outro lado, sabemos para que exatamente ele serve? Como funciona? Como um componente tão simples em meio a tanta tecnologia ajuda a garantir a qualidade do sinal?

O que é? Como aplicar?
O terminador da rede PROFIBUS PA é composto por basicamente dois componentes: um resistor de 100Ω e um capacitor de 1µF em série:
Terminador Fieldbus

Devem existir apenas dois terminadores na rede! Um no início do segmento, junto à fonte de alimentação, e outro no final do segmento. Muitos fabricantes incorporam terminadores nos próprios produtos para facilitar a instalação em campo, então, é comum encontrarmos fontes de alimentação e caixas de derivação com terminadores acoplados e habilitados através de alguma chave de seleção.

Os terminadores de rede têm basicamente duas funções:
  • Proteger a rede contra reflexões de sinal;
  • Desviar a corrente referente ao sinal de comunicação.

Proteção contra reflexão
A reflexão de sinais na linha de comunicação pode gerar ruídos, jitter ou outras perturbações indesejadas. Os terminadores de rede ajudam a eliminar essas perturbações amortizando as reflexões causadas pela interrupção do cabo de rede.

Analogamente, podemos imaginar uma piscina. Quando uma onda é propagada pela água, vemos que ao atingir um obstáculo, como a borda da piscina, a onda retorna na direção contrária e vai de encontro a outras ondas que ainda estão a caminho da borda. Essas ondas sobrepostas, no mundo da eletrônica de sinais, podem causar distorções no sinal principal. O terminador seria algo na borda dessa piscina que minimiza a amplitude dessas ondas refletidas.

Desvio de corrente de sinal
Outra função do terminador é desviar a corrente da rede através do capacitor e resistor para gerar um sinal de tensão que possa ser lido.

Os instrumentos Profibus PA se comunicam na rede alterando o seu consumo de energia (variação de corrente). Essa modulação passa pelo terminador e gera o sinal de tensão utilizado para comunicação.

Importante lembrar que o capacitor em série é um componente que se comporta como um curto-circuito para sinais de alta frequência, e como um circuito aberto para sinais de baixa frequência. Por este motivo, a corrente de consumo normal dos instrumentos não passa pela resistência, mas apenas a corrente modulada para comunicação.

Assim, temos a seguinte relação para conversão do sinal de corrente para tensão:
 
Conversor de Sinal de Corrente para Tenso



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