Muitos de nossos leitores instalam ou já instalaram redes de computadores (redes Ethernet). Quem já não teve problemas ao "crimpar" um conector RJ-45! Quantas horas não foram perdidas até encontrar o conector com problemas? O projeto que propomos é bem simples, tem baixo custo e ajudará nossos leitores interessados em Informática na instalação e manutenção de redes de computadores.
Nota: este artigo saiu numa Eletrônica Total de 2011.
Redes Ethernet
As redes de computadores (figura 1), também conhecidas como redes Ethernet, foram desenvolvidas com o intuito de permitir a comunicação de dois ou mais computadores em um ambiente qualquer. Isso hoje pode parecer muito comum para nossos leitores, mas deve-se considerar que no início dos tempos da Informática os computadores simplesmente não se comunicavam entre si. Cada um era tratado como uma "ilha isolada" Com o advento das redes de computadores e da criação de protocolos para implementação de redes cada vez maiores, hoje pode-se dizer que um computador não é mais uma "ilha isolada"
É significativo o crescimento do número de vagas que se abre no mercado de Informática para técnicos de manutenção e instalação de redes para computadores. Conhecer mais sobre seu funcionamento, protocolos e outros é fundamental para o sucesso do técnico/engenheiro que decidir se especializar na área, que não para de evoluir.
O ponto de partida na instalação de uma rede Ethernet é a montagem dos cabos que farão a ligação entre os vários "elementos" que formarão a "rede" Neste artigo, trataremos apenas sobre dois tipos de cabos muito utilizados hoje em dia. Estes cabos estão demonstrados na figura 2.
Os diagramas presentes nesta figura 2 utilizam cabos UTP CAT 5 (Unshielded Twisted Pair — Categoria 5), com conectores RJ-45 (Registered Jack). Durante as instalações, duas são as normas de conectorização seguidas: a EIA/TIA 568 A e a AT&T 258A (ou EIA/ TIA 568B). Na tabela 1 o leitor pode verificar o uso destas categorias.
A montagem de um cabo que liga um PC a um "hub" ou "switch" segue o padrão EIA/TIA 568 A em suas duas pontas. Já um cabo que ligará um PC a um outro PC (apenas dois pontos) deverá ter em uma de suas pontas o padrão EIA/TIA 568 B.
Não é nosso intuito neste artigo instruir o leitor sobre todos os detalhes envolvidos na instalação/manutenção física e até "lógica" de uma rede, até porque o assunto é bem extenso. Aconselhamos a todos os interessados a buscar informações a respeito em nossa revista "irmã" "Revista PC&Cia" (http://www.revistapcecia.com.br) e também, dentro do possível, a leitura do livro "Cabeamento Estruturado" de Pedro Medoe, publicado pela Editora Saber.
Basic Step 1 LT
Para este projeto escolhemos o microcontrolador Basic Step 1 LT, da Tato Equipamentos Eletrônicos. Este microcontrolador tem baixo custo e não requer gravadores ou outros dispositivos para a sua gravação (inserção do programa em sua memória). Figura 3.
Para lidar com este microcontrolador, o leitor precisa basicamente de um PC com Windows®, uma porta serial livre (RS-232) e um cabo muito simples que será montado por ele próprio, além de uma matriz de contatos ou placa para apoio e inserção do microcontrolador.
As principais características deste microcontrolador são:
• Encapsulamento DIP 18
• 8 linhas de I/O bidirecionais programáveis independentemente
• 128 bytes de memória de programa EEPROM
• 40 a 50 linhas de instruções máximas
• 16 bytes de memória RAM (2 para I/0's e 14 para variáveis)
• Clock de 4 MHz (aproximadamente 2.500 instruções por segundo)
• Comunicação RS-232 até 2400 bps em qualquer pino
• Faixa de alimentação: de 5 VDC +/- 5% (nível TTL)
• Usa interpretador TBASIC (Windows), com comandos em inglês e português
• Possui suporte técnico nacional com fórum em língua portuguesa
• O programa TBASIC, assim como exemplos de uso, são fornecidos gratuitamente pelo fabricante.
Maiores informações sobre o Basic Step 1 OEM podem ser obtidas no site do fabricante www.tato.ind.br. Estudando atentamente as características deste "pequeno notável" pode-se observar que a família "Step" é também uma excelente "porta de entrada" para o mundo dos microcontroladores.
O Circuito
Na figura 4 o leitor pode ver o circuito elétrico do "Teste para cabos de rede': Cl1 é o microcontrolador Basic Step 1 LT. Ele realiza todo o controle e sua operação depende de um programa interno, que será comentado mais à frente neste artigo.
Cl2 é um regulador de 5 VDC para Cl1. Esta é a alimentação padrão para o Basic Step 1 LT. Os capacitores C1 e C2 são "filtros" para a alimentação. D1 a D16 são os LEDs que demonstraram a condutividade dos "fios" climpados" em seus conectores. D1 a D8 serão instalados na placa "LOCAL" e D9 a D16 na placa "REMOTO': Os resistores R1 a R,7 são resistores limitadores de corrente. S1 é a chave liga/desliga.
Uma curiosidade sobre o circuito é que D1 e D9 são LEDs ligados diretamente à alimentação. Sem eles, nenhum outro LED pode acender. Caso o cabo a ser testado seja montado equivocadamente (inversão em qualquer um dos lados), nenhum LED acenderá.
Se D1 for ligado corretamente a D9 através do cabo em teste, os outros LEDs dependerão do seu "par" para acender. Assim, temos 4 LEDs em série durante os testes, o que garante uma queda de tensão mais que adequada para o microcontrolador, uma vez que a alimentação dos LEDs é de 9 VDC.
Um outro detalhe importante sobre o circuito diz respeito a sua alimentação. Ela é feita através de uma bateria de 9 VDC. Se a tensão desta cair abaixo de 7 VDC, o circuito não funcionará, porque o regulador Cl2 necessita em sua entrada de pelo menos 2 VDC a mais em relação a sua saída (5 VDC).
Montagem
Na figura 5 demonstramos o lay-out recomendado para a confecção do circuito impresso. São duas placas: LOCAL (5A) e REMOTO (5B).
O uso de um soquete (suporte para Cls) para Cl1 é aconselhável. Os LEDs utilizados devem ser, preferencialmente, do tipo como indicado na lista de materiais. Outros LEDs como os "azuis" ou mesmo "brancos" de alto brilho devem ser evitados neste circuito. Estes LEDs têm um consumo maior de corrente e também necessitam de uma tensão maior para acender. Utilize os componentes indicados na lista para evitar problemas.
Observe atentamente o sentido indicado na figura para os LEDs. Soldá-los invertidos na placa fará com que o circuito não funcione corretamente, além de fornecer uma indicação equivocada sobre um cabo qualquer em teste.
Os resistores utilizados são de 1/8 watt de dissipação. O capacitor C1 é do tipo eletrolítico e, portanto, requer atenção na sua ligação à placa devido a sua polaridade. O capacitor C2 é de poliéster e não possui polaridade.
Cl2 é um regulador de voltagem com encapsulamento TO-220. O uso de um pequeno radiador de calor é recomendado no caso do circuito ser utilizado durante longos períodos.
Os conectores RJ-45 de ambas as placas devem ser bem presos às placas. Lembre-se que estes conectores serão muito exigidos durante várias e várias conexões. Se achar interessante, o leitor poderá "colar" o conector à placa ou gabinete. Quanto maior a rigidez mecânica, menores as chances de problemas com possíveis maus contatos com ilhas e trilhas ligadas a estes conectores.
A instalação de ambas as placas em gabinetes irá conferir à montagem um acabamento mais profissional e também protegerá o circuito contra curtos-circuitos e danos mecânicos, durante o uso. Na figura 6 o leitor tem a nossa sugestão para o acondicionamento das placas.
O Programa
O programa a ser gravado no microcontrolador está disponível em nosso site (http://www.eletronica-total.com.br) na seção "downloads". Aconselhamos o download do mesmo para uma maior compreensão do que será dito a seguir.
Na figura 7 o leitor tem o fluxograma de operação do programa. Um fluxograma permite compreender o funcionamento de um programa qualquer, sem a necessidade de se conhecer a linguagem de programação utilizada na montagem do "programa".
O programa primeiramente configura o microcontrolador (uso das portas de I/O e memória). Em seguida, ele entra em um "loop" (laço) eterno. Neste laço os pinos de I/O são colocados de maneira a acender ou apagar os LEDs em uma sequência previamente estabelecida. Está sequência é:
• Acende os LEDs em ordem crescente, de D2 (D10) a D8 (D16)
• Pisca todos os LEDs juntos, de D2 (D10) a D8 (D16)
• Acende os LEDs em ordem decrescente, de D8 (D16) a D2 (D10)
• Pisca todos os LEDs juntos, de D2 (D10) a D8 (D16)
Os LEDs D1 e D9 não participam de nenhuma sequência, pois são ligados diretamente à alimentação, mas são de extrema importância para o circuito. Se ambos não estiverem acesos, nenhum outro LED acenderá.
Teste e uso
Para testar o circuito, o leitor irá precisar de um cabo de rede qualquer, previamente montado e testado. Seria muito ruim utilizar um cabo não confiável no teste do circuito. Evita-se assim qualquer dúvida sobre "onde está o problema".
De posse do cabo, basta conectá--lo ao circuito: uma ponta na parte "LOCAL" e a outra em "REMOTO". Ligue o circuito e observe os LEDs. Se tudo correr bem, e dependendo do tipo do cabo utilizado, o leitor poderá ver a sequência para os LEDs detalhada anteriormente. Lembrando que a sequência depende muito do tipo de cabo empregado nos testes. No início do artigo detalhamos os tipos mais usados atualmente. Para a norma T568A nas duas pontas os LEDs acenderão em sequência (crescente e decrescente). Quando em umas das pontas for utilizada a norma T568B (para cabos crossover), o leitor perceberá a troca dos LEDs 1 com 3 e 2 com 6.
Observe que, dependendo do tipo do cabo, os LEDs acenderão em uma sequência um tanto "diferente". O mais importante é o leitor reconhecer no "acender" dos LEDs que tipo de cabo (norma utilizada na ligação dos pares nos conectores) tem em mãos, e se o mesmo está ou não correto para o uso que o mesmo receberá. Qualquer sequência "estranha" poderá indicar um erro ou mesmo a falta de conexão em um dos fios (falha na "climpagem").
Conclusão
O circuito proposto neste artigo é bastante simples, porém pode ser considerado um verdadeiro "maçado gordo" para o técnico instalador de redes. Ele permite testar de maneira rápida e relativamente segura um cabo qualquer, que possa estar sob "suspeita" durante uma manutenção. E para o leitor sem muito domínio em tais cabos, o mesmo pode ser um importante auxiliar durante a montagem destes. Boa montagem e até a próxima!
