MINI CURSO Otros Especialización Mecatrónica

Mini Curso: Sistemas de Comunicación y Redes Inalámbricas en Mecatrónica

Comunicaciones Digitales, Control Distribuido, Redes, Modelo OSI, Interfases Serie/Paralela, WiFi, Bluetooth/BLE, ZigBee, LoRaWAN y Protocolos Industriales

Curso exhaustivo de redes industriales y comunicaciones inalámbricas estructurado en bloques temáticos y clases en video. La Parte 1 cubre los fundamentos de comunicaciones digitales (Teorema de capacidad de Shannon-Hartley, ancho de banda, codificación de línea NRZ/Manchester, transmisión banda base y modulada), la evolución del control centralizado al control jerárquico (pirámide CIM ISA-95) y distribuido (DCS/holónico), las topologías de red, métodos de acceso al medio (CSMA/CD, CSMA/CA, Token Passing, TDMA), el Modelo OSI de 7 capas frente a TCP/IP e IIoT, y las interfases de comunicación en serie y paralela (bus paralelo, IEEE-488 / GPIB). La Parte 2 desarrolla el estado del arte de la comunicación inalámbrica (ecuación de Friis, presupuesto de enlace, RSSI/SNR), WiFi (IEEE 802.11n/ac/ax/ah), Bluetooth Clásico y BLE (perfiles GATT), ZigBee (IEEE 802.15.4 Mesh), LoRa y LoRaWAN (Chirp Spread Spectrum) y otros protocolos avanzados (Thread/Matter, WirelessHART, ISA100.11a, UWB, NFC/RFID, 5G URLLC y NB-IoT).

Bloques del Programa Curricular

Parte 1 (Videos 01 y 02): Sistemas de Comunicación, Comunicaciones Digitales, Control Centralizado, Jerárquico y Distribuido, Redes, Protocolos, Modelo OSI, Interfases Serie, Interfases Paralelas y Protocolos Inalámbricos.
Parte 2 (Videos 03 y 04): Comunicación Inalámbrica, Estado del Arte, Presupuesto de Enlace RF, WiFi (802.11), Bluetooth / BLE, ZigBee (802.15.4), LoRa / LoRaWAN y Otros Protocolos Industriales.

▶ Comenzar en Aula Virtual ⬇ Descargar Pack Completo del Curso (.ZIP)

Tu Avance en este Curso: Progreso guardado en tu navegador

PRESENTACIÓN DEL CURSO Abrir en Aula Completa →

CLASE EN VIDEO RESUMEN EJECUTIVO

Introducción al Curso: Sistemas de Comunicación y Redes Inalámbricas en Mecatrónica

Archivo de Video Local:

Video_00_Introduccion_Al_Curso_1080p.mp4

Ubicación en disco: Videos_Curso_IoT/Curso_Sistemas_de_Comunicacion_y_Redes_Inalambricas_en_Mecatronica/Video_00_Introduccion_Al_Curso

Sube este archivo .mp4 a tu canal de YouTube y pega su enlace en src/data/youtube-ids.json (clave "comunicaciones-y-redes-inalambricas" → "video-00-introduccion") o pruébalo en vivo aquí abajo:

TEMARIO Y RECURSOS CLASE POR CLASE

Lista de Reproducción Completa

Descargar Todos los Códigos y Planos (.ZIP)

CLASE EN VIDEO Presentación General (<= 60 s)

Introducción al Curso: Sistemas de Comunicación y Redes Inalámbricas en Mecatrónica

Presentación del programa de 2 partes sobre redes industriales cableadas, arquitecturas de control distribuido, modelo OSI y tecnologías inalámbricas de corto y largo alcance.

Apuntes Clave de la Clase:

Recorrido desde la capa física cableada (RS-485, CAN, SPI, GPIB) hasta enlaces inalámbricos industriales.
Arquitecturas de control centralizado, jerárquico (pirámide ISA-95) y distribuido determinista.
Análisis profundo de WiFi 6, Bluetooth Low Energy (BLE), mallas ZigBee y telemetría de largo alcance LoRaWAN.
Criterios de ingeniería para seleccionar el protocolo óptimo según alcance, tasa de bits, latencia y consumo energético.

Archivos en el .ZIP: firmware_comunicaciones_video_00.inoanalisis_redes_y_enlace_rf_video_00.pyplc_comunicaciones_industriales_video_00.stplano_01_protoboard_tinkercad.pngplano_02_pcb_fr4_arquitectura.png

▶ Ver Clase en Video 📄 Descargar Manual (.PDF) 📦 Código + Planos (.ZIP)

CLASE EN VIDEO Parte 1 · Sistemas de Comunicación y Redes (Sección A)

Parte 1A: Comunicaciones Digitales, Control Centralizado, Jerárquico y Distribuido, y Topologías de Red

Estudia la teoría de comunicaciones digitales (límite de Shannon-Hartley, codificación NRZ y Manchester, modos Simplex/Half/Full-Duplex), las arquitecturas de control centralizado, jerárquico (ISA-95) y distribuido, y las topologías de red con sus métodos MAC.

Apuntes Clave de la Clase:

Capacidad de canal de Shannon-Hartley C = B log2(1 + S/N), tasa de baudios frente a bps y codificación Manchester.
Evolución arquitectónica: Control Centralizado vs. Jerárquico (5 niveles ISA-95) vs. Distribuido (DCS y nodos autónomos).
Clasificación de redes (PAN, LAN, WLAN, CAN, WAN) y topologías físicas en Bus, Estrella, Anillo y Malla (Mesh).
Métodos de acceso al medio (MAC): contienda aleatoria CSMA/CD y CSMA/CA frente a acceso determinista Maestro-Esclavo, Token y TDMA.

Archivos en el .ZIP: firmware_comunicaciones_video_01.inoanalisis_redes_y_enlace_rf_video_01.pyplc_comunicaciones_industriales_video_01.stplano_01_protoboard_tinkercad.pngplano_02_pcb_fr4_arquitectura.png

▶ Ver Clase en Video 📄 Descargar Manual (.PDF) 📦 Código + Planos (.ZIP)

CLASE EN VIDEO Parte 1 · Sistemas de Comunicación y Redes (Sección B)

Parte 1B: Protocolos, Modelo OSI de 7 Capas, Interfases Serie e Interfases Paralelas (IEEE-488 / GPIB)

Desglosa los elementos de un protocolo, el encapsulamiento en las 7 capas del Modelo OSI (ISO/IEC 7498-1), las interfases serie (UART, RS-232, RS-422/485, SPI, I2C, CAN, USB) y las interfases paralelas (FSMC, Centronics y bus de instrumentación IEEE-488 / GPIB).

Apuntes Clave de la Clase:

Anatomía de una trama industrial (preámbulo, dirección, función, payload, CRC) y control de flujo Stop-and-Wait y Ventana Deslizante.
Modelo OSI de 7 capas (Física a Aplicación) y su equivalencia con la pila TCP/IP y buses de campo (Modbus, EtherCAT, PROFINET).
Comparativa de interfases serie (RS-232, RS-485 diferencial, SPI, I2C, CAN Bus) frente a comunicación paralela.
Interfases paralelas de instrumentación (IEEE-488 / GPIB con triple handshaking DAV, NRFD, NDAC) y por qué el Clock Skew dio paso a SerDes.

Archivos en el .ZIP: firmware_comunicaciones_video_02.inoanalisis_redes_y_enlace_rf_video_02.pyplc_comunicaciones_industriales_video_02.stplano_01_protoboard_tinkercad.pngplano_02_pcb_fr4_arquitectura.png

▶ Ver Clase en Video 📄 Descargar Manual (.PDF) 📦 Código + Planos (.ZIP)

CLASE EN VIDEO Parte 2 · Comunicación Inalámbrica en Mecatrónica (Sección A)

Parte 2A: Comunicación Inalámbrica — Estado del Arte, Presupuesto de Enlace RF, WiFi y Bluetooth / BLE

Calcula presupuestos de enlace RF con la ecuación de Friis, analiza las bandas ISM y el estado del arte inalámbrico, y domina las arquitecturas de WiFi (IEEE 802.11n/ac/ax/ah con OFDMA y TWT) y Bluetooth Clásico / Bluetooth Low Energy (BLE GATT).

Apuntes Clave de la Clase:

Ecuación de transmisión de Friis, pérdidas en espacio libre (FSPL), presupuesto de enlace (Link Budget), RSSI, SNR y margen de desvanecimiento.
Bandas ISM (433 MHz, 868/915 MHz, 2.4 GHz, 5/6 GHz) y compromiso fundamental entre alcance, ancho de banda y consumo.
Estándares WiFi IEEE 802.11 (WiFi 4, 5, 6/6E con OFDMA y Target Wake Time, y WiFi HaLow 802.11ah Sub-GHz) sobre ESP32 y Linux.
Bluetooth Clásico (BR/EDR con salto FHSS) frente a Bluetooth Low Energy (BLE 5.x), arquitectura GAP y jerarquía de perfiles GATT.

Archivos en el .ZIP: firmware_comunicaciones_video_03.inoanalisis_redes_y_enlace_rf_video_03.pyplc_comunicaciones_industriales_video_03.stplano_01_protoboard_tinkercad.pngplano_02_pcb_fr4_arquitectura.png

▶ Ver Clase en Video 📄 Descargar Manual (.PDF) 📦 Código + Planos (.ZIP)

CLASE EN VIDEO Parte 2 · Comunicación Inalámbrica en Mecatrónica (Sección B)

Parte 2B: ZigBee, LoRa / LoRaWAN y Otros Protocolos Inalámbricos (WirelessHART, Thread, UWB y 5G URLLC)

Implementa redes en malla autorreparables con ZigBee (IEEE 802.15.4), enlaces de largo alcance con LoRa (modulación CSS, Spreading Factor SF7-SF12) y LoRaWAN (Clases A, B y C), y evalúa WirelessHART, ISA100.11a, Thread/Matter, UWB, RFID/NFC y 5G URLLC.

Apuntes Clave de la Clase:

Arquitectura ZigBee sobre IEEE 802.15.4 (modulación O-QPSK/DSSS): Coordinador (ZC), Router (ZR), End Device (ZED) y enrutamiento Mesh AODV.
Física de LoRa (Chirp Spread Spectrum CSS, sensibilidad hasta -137 dBm, SF7 a SF12) y arquitectura LoRaWAN en estrella (Clases A, B y C).
Protocolos industriales de proceso y malla IP: WirelessHART e ISA100.11a (TDMA + salto de canal TSCH con 99.9% de fiabilidad) y 6LoWPAN/Thread.
Tecnologías especializadas: Ultra-Wideband (UWB IEEE 802.15.4z con localización ToF < 10 cm), RFID/NFC, LTE-M/NB-IoT y 5G URLLC (<= 1 ms).

Archivos en el .ZIP: firmware_comunicaciones_video_04.inoanalisis_redes_y_enlace_rf_video_04.pyplc_comunicaciones_industriales_video_04.stplano_01_protoboard_tinkercad.pngplano_02_pcb_fr4_arquitectura.png

▶ Ver Clase en Video 📄 Descargar Manual (.PDF) 📦 Código + Planos (.ZIP)

CLASE EN VIDEO Síntesis Global (<= 60 s)

Resumen y Cierre del Curso: Sistemas de Comunicación y Redes Inalámbricas

Síntesis ejecutiva del curso integrando comunicaciones digitales, modelo OSI, buses serie/paralelos y tecnologías inalámbricas.

Apuntes Clave de la Clase:

Matriz de decisión para combinar buses cableados deterministas (RS-485, CAN, EtherCAT) con enlaces inalámbricos.
Cálculo riguroso del presupuesto de enlace RF (Friis, FSPL, RSSI, SNR) antes de desplegar nodos en planta.
Selección óptima entre WiFi 6, BLE GATT, ZigBee Mesh, LoRaWAN, WirelessHART, UWB y 5G URLLC.
Acceso completo a los 6 manuales PDF, 18 programas fuente y 12 planos de ingeniería del curso.

Archivos en el .ZIP: firmware_comunicaciones_video_05.inoanalisis_redes_y_enlace_rf_video_05.pyplc_comunicaciones_industriales_video_05.stplano_01_protoboard_tinkercad.pngplano_02_pcb_fr4_arquitectura.png

▶ Ver Clase en Video 📄 Descargar Manual (.PDF) 📦 Código + Planos (.ZIP)