Clasificación de loas actuadores

 

Subtema 2: Clasificación de los actuadores

Continuamos con este interesante tema de los actuadores. Como ya sabrás, ahora veremos la clasificación de estos dispositivos, ya que existe una diversidad de actuadores que se diferencian por su forma, función y manera de actuar. ¡Así que toma nota de lo siguiente!

Tipos de actuadores

Los actuadores se categorizan según la fuente de energía que utilizan para generar el movimiento. Por ejemplo:

·         Los actuadores neumáticos utilizan aire comprimido para producir el movimiento deseado.

·         Los actuadores hidráulicos utilizan líquido para generar movimiento.

·         Los actuadores eléctricos usan una fuente de energía externa, como una batería, para producir movimiento.

Actuadores neumáticos

Los actuadores neumáticos son quizás el tipo de actuador más común. Su fuente de energía es el aire comprimido, el cual se utiliza para mover un pistón cuando el aire se libera o descomprime. Los actuadores neumáticos de pistón se usan comúnmente para la operación de válvulas mariposa son deseables en muchas aplicaciones, debido a que pueden responder con rapidez a operaciones de arranque y paro, así como debido a que no necesitan una fuente de energía para operar. Asimismo, son más baratos, seguros, más poderosos y confiables que otros actuadores.

Actuadores eléctricos

Los actuadores eléctricos son de los más limpios, fáciles de usar y de disponibilidad inmediata, debido a que no usan aceite ni requieren aire comprimido para operar. En cambio, dependen de la energía de una fuente externa, como una batería, para conducir un motor y convertir la energía eléctrica en fuerza mecánica. Los actuadores eléctricos operados por motor se utilizan en líneas de tubería de grandes diámetros.

Son los más usados en la actualidad debido a su facilidad de control. En este caso, se utiliza en el propio motor un sensor de posición (Encoder) para poder realizar su control. Los motores de DC están constituidos por dos devanados internos, inductor e inducido, que se alimentan con corriente continua:

El inducido, también denominado devanado de excitación, esta situado en el estator y crea un campo magnético de dirección fija, denominado excitación. El inducido, situado en el rotor, hace girar al mismo debido a la fuerza de Lorentz que aparece como combinación de la corriente circulante por él y del campo magnético de excitación. Recibe la corriente del exterior a través del colector de delgas, en el que se apoyan unas escobillas de grafito.

Actuadores hidráulicos

Los actuadores hidráulicos utilizan líquidos como aceite para generar movimientos lineales, rotativos u oscilatorios. A diferencia del aire, los líquidos son prácticamente imposibles de comprimir, por lo que los actuadores hidráulicos se utilizan en aplicaciones donde se requiere de una fuerza inmensa. Se utilizan en todos los sistemas que manejan cargas grandes, como maquinaria pesada de construcción y barcos.

Un ejemplo sencillo de la operación de un actuador mecánico es un bloque de cadena con engranes utilizado para levantar una carga desde el piso. El movimiento mecánico de la cadena sobre los engranes crea un movimiento lineal ascendente, que permite levantar la carga.

Actuadores mecánicos

Los actuadores mecánicos son dispositivos que transforman el movimiento rotativo la entrada, en un movimiento lineal en la salida. Los actuadores mecánicos son aplicables para los campos donde se requieran.

Fuente: https://www.especificarmag.com.mx/todo-sobre-los-actuadores.html

Actuadores

 

                            Tema de la semana                                         

 Actuadores

¡Hola nuevamente! En esta ocasión te comparto información valiosa sobre los “actuadores”. En este primer subtema verás qué es un actuador, en el segundo subtema abordaremos su clasificación y, por último, en el tercer subtema exploraremos las características particulares según su tipo.

Así que toma nota de lo siguiente, pues te servirá para comprender mejor la robótica. 

Un actuador es un dispositivo que convierte la energía en movimiento o que se utiliza para aplicar fuerza. El dispositivo toma energía de una determinada fuente (que puede ser energía creada por aire, líquido o electricidad) y la convierte en el movimiento deseado. Los dos tipos de movimiento básico deseados son lineal y rotativo, pero también es común el movimiento oscilatorio.

Los actuadores lineales trabajan convirtiendo energía en movimientos lineales rectos, los cuales sirven para empujar o tirar. Los actuadores rotativos, por otro lado, convierten la energía en movimientos oscilatorios y se utilizan, en general, en distintas válvulas, como las de mariposa o de bola.

Los actuadores se utilizan típicamente en aplicaciones industriales y de manufactura. Dispositivos como válvulas, motores, interruptores y bombas dependen ampliamente de ellos. Cada tipo de actuador cuenta con distintas versiones y se ofrece en diferentes tamaños, estilos y modos de operación, de acuerdo con cada aplicación en específico.

Es un componente que emplea la energía recibida para activar el funcionamiento de un proceso automatizado. El actuador puede realizar su función gracias a la información que recibe de las unidades de control, en función de esta, se genera una orden de actuación, que puede ser hidráulica, neumática, eléctrica o automática.

Gracias a los distintos tipos de actuador, se pueden realizar tareas esenciales en el funcionamiento de los motores de los coches y en sus sistemas de seguridad activa y pasiva.

 

Fuente: https://www.especificarmag.com.mx/todo-sobre-los-actuadores.html

 

Características de los sensores

 

Subtema 3: Características de los sensores

¿Recuerdas qué es un sensor? ¿Sabes cómo se clasifican?... En lo subtemas anteriores resolvimos estas preguntas. En esta ocasión conoceremos las características más habituales de los sensores; es decir, ¿qué tiene un sensor que lo hace ser sensor?

 

Muchas de las características de los sensores dependen de la variable a medir; sin embargo, hay algunas partes que son comunes a todos los sensores. A continuación comparto ciertos aspectos a tener en cuenta en el momento de seleccionar un sensor:

 

• Exactitud: Especifica la diferencia entre el valor medido y el valor real de la variable que se está midiendo.
• Conformidad o repetitividad: El grado con el que mediciones sucesivas difieren unas de las otras.
• Resolución: Es el cambio más pequeño que se puede medir.
• Precisión: Se compone de las características de conformidad y resolución.
• Sensibilidad: Viene dado por el mínimo valor de la variable medida que produce un cambio en la salida.
• Error: Es la desviación entre valor verdadero y valor medido.
• Linealidad: Nos indica qué tan cerca está la correlación entre la entrada y la salida a una línea recta.
• Rango: Es la diferencia entre el mayor valor y el menor valor que se puede medir.
• Rapidez de respuesta: Es la capacidad del instrumento de seguir las variaciones de la entrada.

 

¿Interesante, no? Si quieres seguir explorando temas de robótica sigue mi página de Facebook: Profe. Juan Carlos – Robótica LCA. Aquí comparto el enlace: www.facebook.com/Profe-Juan-Carlos-Rob%C3%B3tica-LCA-100558468929861 y por supuesto, en este blog seguirás encontrando más información valiosa.

 

Fuentes:

https://controlreal.com/es/sensores-definicion-y-caracteristicas/

 

Clasificación de los sensores

 

Subtema 2: Clasificación de los sensores

 

Como vimos en el subtema anterior, existen diversos tipos de sensores. En este breve artículo conoceremos su clasificación. Te invito a observar la siguiente imagen para que vayas pensando más sobre el tema:

Como te puedes imaginar, los sensores se clasifican de muchas maneras según para lo que son requeridos. A continuación veremos algunas clasificaciones de los sensores utilizados en robótica.

·         Según aporte de energía

¾    Moduladores: precisan una fuente externa de alimentación.

¾    Generadores: toman únicamente la energía del medio donde miden.

 

·         Según la señal de salida

¾    Analógicos: la salida varía de forma continua. Normalmente la información está en la amplitud. Cuando la información está en la frecuencia se denominan “cuasi-digitales”.

¾    Digitales: la salida varía en pasos discretos.

·         Según el modo de funcionamiento

¾    Deflexión: la magnitud medida genera un efecto físico (deflexión).

¾    Comparación: se intenta mantener nula la deflexión mediante la aplicación de un efecto opuesto al generado por la magnitud medida.

·         Según la relación entrada-salida

¾    Orden cero, 1er orden, 2do orden.

 

·         Según el principio físico

¾    Resistivo, capacitivo, inductivo, termoeléctrico, piezoeléctrico…

 

·         Según la magnitud media

¾    Temperatura, presión, aceleración, distancia, velocidad, color, posición, caudal, radioactividad  etc...

Fuentes:

https://www.ele.uva.es/~lourdes/docencia/Master_IE/Sensores.pdf

Sensores

 

Tema de la semana:

SENSORES

 

Subtema 1: ¿Qué es un sensor?

 ¡Hola de nuevo! En esta ocasión aprenderás sobre los sensores. Seguramente habrás escuchado esa palabra, quizás hasta puedas explicar para qué sirven o dónde podemos encontrar uno. A continuación vamos a profundizar en este tema para que puedas usarlos en tus robots.

Observa la siguiente imagen:

Debes saber que los sensores tienen muchos tipos de definiciones y muchas veces depende de su área de aplicación. En electrónica, por ejemplo, una definición sencilla puede ser que los sensores son dispositivos que permiten medir variables físicas como luz, temperatura, humedad, aceleración, etc… para transformarla en una señal eléctrica como voltaje, corriente o resistencia.

Los sensores son una parte muy importante para la instrumentación y el control de los procesos industriales. Se utilizan para determinar el estado del proceso donde están instalados. Ellos transforman las variaciones de la magnitud a medir en una señal eléctrica acondicionada de tal manera que pueda ser recibida en su destino.

La señal de salida de un sensor por lo general va a un indicador, a un registrador o a un controlador. Existen una gran variedad de sensores según la variable que se quiera medir, por ejemplo: presión, temperatura, nivel, flujo, posición (proximidad), velocidad, peso, voltaje, corriente, frecuencia, viscosidad, resistividad, radiación, pH, conductividad eléctrica, humedad, entre otras. 

Cuando los sensores tienen salidas digitales (sólo dos posibles valores) son llamados interruptores. Cuando tienen salidas analógicas (más de dos posibles valores) son llamados transmisores. En este sentido se tienen interruptores de presión o transmisores de presión, por ejemplo.

Fuentes:

https://controlreal.com/es/sensores-definicion-y-caracteristicas

Circuito

 

Circuito del robot seguidor de luz

El funcionamiento se basa en que el fotorresistor, al ser iluminado, disminuye fuertemente su valor resistivo. Esto interrumpe la corriente del primer transistor conectado a él, el 2N3904. El resistor de 1K (1.000 ohms) que une el sensor de la base del transistor cumple solamente una función de separación de ambos circuitos. El descenso del valor de corriente en la base del transistor 2N3904 hace que éste se abra como una llave (circuito colector-emisor). Esto habilita el paso de corriente desde el voltaje positivo hacia la base del transistor amplificador final, el PN2222A, a través del diodo emisor de luz (LED), que se coloca en esa parte del circuito sólo a modo de indicador: si está iluminado, el motor gira hacia adelante. El transistor PN2222A se cierra como una llave (circuito colector-emisor), y de este modo el motor recibe alimentación.

1. Una luz de frente activa ambos motores.

2. Una luz desde el lado derecho activa al motor izquierdo (lo que causa que el robot gira hacia la derecha, siguiendo la luz).

3. Una luz desde el lado izquierdo activa al motor derecho, lo que hace que el robot gire hacia la izquierda, siguiendo la luz.

Observando la foto del robot tomado desde arriba es más fácil comprender la dinámica del funcionamiento. Los sensores tienen colocados unos tramos de tubo plástico que ayudan a separar claramente la dirección de la luz.

Dispersión de la luz

 

Subtema 3: El experimento del prisma

Newton, el científico más creativo y completo que ha dado la Historia, no escapó a la fascinación por la luz. En 1667 presentó ante la Royal Society su experimento sobre la descomposición de la luz solar.

 

 

En aquella época dominaba la idea de Descartes de que la luz estaba compuesta por pequeños corpúsculos. Los colores eran la mezcla de luz y oscuridad, en distintas proporciones. Antes que Newton, Descartes ya intentó descomponer la luz, pero sólo logró obtener los colores rojo y azul. 

Newton empleó un par de prismas de vidrio que, por entonces, eran populares como juguetes infantiles. Así que fue un experimento muy barato. Preparó una estancia en total oscuridad. Sólo a través de un agujero en la ventana entraba un rayo de luz solar. Colocó el prisma delante del rayo de luz, de modo que lo atravesara y reflejara la luz en la pared opuesta, a 7 metros de distancia. En la pared aparecían los colores del arcoíris de forma alargada, uno sobre otro.

 

Había dos posibilidades. O bien el prisma daba color a la luz, o la luz era la mezcla de todos los colores y el prisma se limitaba a descomponerla. Para comprobarlo, utilizó el segundo prisma. Tras la luz descompuesta en colores colocó otra pantalla con un agujero, a unos 3 metros. Por este agujero fue haciendo pasar los colores de uno en uno. De modo que, detrás de la pantalla, sólo podía verse el color elegido. Por ejemplo, el rojo. Una vez aislado un color, lo hacía pasar a través del segundo prisma y lo reflejaba en otra pared.

 

Comprobó que ahora sólo cambiaba el ángulo, pero no el color. Es decir, si habíamos aislado el rojo, al atravesar el segundo prisma seguía saliendo rojo. Y así con todos los colores. Dedujo que los colores del arcoíris eran colores puros, mientras que la luz blanca era la mezcla de todos ellos. El prisma no añadía ninguna cualidad a la luz, sino que la descomponía. Al proyectar los colores y juntarlos de nuevo, la luz volvía a ser blanca.

 

El experimento causó sensación en la Royal Society. Newton logró descomponer la luz solar, pero siguió sin saber por qué. Entonces aún no se conocía la naturaleza ondulatoria de la luz.

 

Hoy sí la conocemos: los colores son ondas, y cada color tiene una longitud de onda diferente. Las longitudes de onda son más largas cuanto más se acercan al rojo, y más cortas hacia el violeta. Cuando la luz blanca entra en el prisma, cada color toma un camino distinto y lo atraviesa a distinta velocidad. Salen reflejados con distinto ángulo. Por eso los colores se separan y se ven en la pared de forma alargada uno sobre otro, y no circular.

 

Es el mismo proceso que forma el arcoíris. Las gotas de agua actúan como el prisma. La luz solar se refleja en la cara interna de las gotas de lluvia y se descompone en colores.

 

Una curiosidad: Newton estableció que la luz blanca se descomponía en siete colores. Podría haber dicho seis u otra cifra (¿alguien sabe qué clase de color es el añil?). Se debe al peso de la tradición griega en nuestra cultura europea, donde el número siete es fundamental. De ahí que se repita tanto, incluso en los cuentos infantiles de tradición europea. Es la misma razón que llevó a Pitágoras a fijar en siete las notas musicales.

 

Fuente:

https://www.astromia.com/astronomia/newtonluz.htm