martes, 21 de diciembre de 2021

Historia del telescopio

EL TELESCOPIO

¡La ciencia no se detiene! En estos días la NASA lanzará al espacio exterior un telescopio súper potente que permitirá observar horizontes nunca antes alcanzados por la vista del humano. Sin duda se esperan nuevos avistamientos en los próximos años, por esa razón, en esta semana abordaremos a profundidad el aparato llamado “telescopio”. Conocerás su historia, las partes que lo componen y cómo funciona el telescopio espacial Hubble. 


Subtema 1: La historia del telescopio

No es exagerado decir que el telescopio fue un invento que revolucionó la ciencia. Su historia se remonta al año 1609, cuando Galileo Galilei presentó su nuevo artilugio en Venecia, Italia. Muchos lo tacharon de diabólico, no obstante, el cielo ―y sus sagrados misterios― se abría ante los ojos del hombre. Así inicia la apasionante evolución de aquel tubo con dos lentes: el telescopio.

Es cierto que desde la antigüedad ya se sabía que una esfera de vidrio puede utilizarse para aumentar imágenes, pero fue hasta mucho más tarde que alguien decidió ensamblar dos lentes en un tubo y mirar a través de él; aunque la fecha, lugar y autor parecen no estar muy claros. Los holandeses se inclinan por el 2 de octubre de 1608, cuando Hans Lippershey patentó un instrumento conocido como “kijker”, que significa “mirador”.


Lippershey era alemán, vivía en Holanda y patentó su invento en Bélgica, por lo que varios países reclaman el honor de su autoría. Sin embargo, como dijo Darwin, “en la ciencia el crédito es del que convence al mundo y no del primero que tiene la idea”; y es por eso que la gloria se la llevó Italia gracias a Galileo Galilei.


Las mejoras introducidas por el genio italiano, que utilizó una lente convexa para el objetivo y una cóncava para el ocular, permitieron usar el aparato como instrumento astronómico. El alemán Johannes Kepler fue el primero en usar dos lentes convexas que enfocaban los rayos en un mismo punto, creando el telescopio refractor en 1611.


Galileo acudió a los poderosos y les enseñó las lunas de Júpiter y las orejas de Saturno con el objetivo de “hacerles ver” y confiando en que no iba contra la Iglesia porque su propósito “no es determinar cómo van los cielos, sino cómo ir a ellos”. Sin embargo, Galileo pasaría sus últimos días en arresto domiciliario e intelectualmente olvidado.




Fuente: https://www.muyinteresante.es/ciencia/articulo/el-telescopio-la-historia-del-invento-que-revoluciono-la-ciencia

viernes, 17 de diciembre de 2021

Partes del telescopio James Webb

 Partes del telescopio James Webb



  1. Espejo primario 18 segmentos hexagonales de berilio recubiertos por una fina capa de oro
  2. Espejo secundario refleja la luz del espejo primario hacia el módulo de los instrumentos
  3. Módulo de instrumentos alberga cámaras, sensores e instrumentos científicos
  4. Escudo solar 5 capas de kaptón para disipar el calor y proteger de la luz
  5. Aleta ayuda a estabilizar el satélite y a equilibar la presión solar en el escudo
  6. Pánel solar siempre dirigido hacia el Sol es la fuente de energía del observatorio
  7. Antena de comunicación para enviar los datos a la Tierra y recibir instrucciones de la NASA
  8. Módulo de control con sistemas de computación, comunicación, propulsión, navegación y estructurales
  9. Telescopios estelares pequeños telescopios que emplean patrones de las estrellas para dirigir el observatorio

Organizaciones: NASA, ESA y CSA (Agencia Espacial Estadounidense, Europea y Canadiense, respectivamente)
Fecha de lanzamiento: marzo 2021

martes, 30 de noviembre de 2021

Microcontroldadores.

 

Subtema 3. Microcontroladores

Ahora conocerás más sobre los sistemas de control, al explorar el interesante mundo de los “microcontroladores”. Es importante reconocer que, para la robótica, es necesario el uso de diversos dispositivos para un óptimo trabajo y la incorporación de microcontroladores aumentan los componentes físicos de los robots. En la actualidad, el software de los robots se estructura en tres niveles: sistema operativo, plataforma de desarrollo y aplicaciones concretas, el microcontrolador puede hacer operaciones muy sofisticadas, con la idea de facilitar las aplicaciones robóticas.

Como sabes, el modo en que se programan los robots se ha ido desarrollando, ya que cuentan con microcontroladores baratos y rápidos que los hacen más inteligentes. La mecánica de creación de aplicaciones para robots no difiere especialmente de la de aplicación, es decir: El programador tiene que escribir la aplicación en cierto lenguaje, compilar y enlazar su código con las bibliotecas de la plataforma o del sistema operativo, para este proceso es necesario el estudio y aprendizaje de la lógica utilizada y el lenguaje de la máquina, para así finalmente ejecutarla en los computadores a bordo del robot.

Los microcontroladores son pequeños chips o dispositivos que pueden ser programados para realizar acciones o instrucciones que nosotros deseemos. Muchos son de bajo costo, prácticos y poderosos para circuitos que necesitan ahorrar espacio físico. Además, son utilizados para mejorar la fiabilidad del funcionamiento y disminuir el consumo en los circuitos.

Características de un microcontrolador

En otras palabras, los microcontroladores son circuitos integrados compuestos de entradas salidas, memoria y unidades lógico-aritméticas. Son, en sí, un elemento completo y funcional para realizar operaciones digitales. En contraste, comparados con un microprocesador, son más “lentos”, dado que realizan menos instrucciones por segundo. A continuación, podrás ver un ejemplo con símbolos y sus principales partes.



El circuito integrado L293D es un controlador de motores. Esta construido con 4 mitades de puente-H; esta característica nos permite controlar distintas cantidades de motores. Por ejemplo, puede controlar cuatro motores DC unidireccionalmente o dos motores DC en ambas direcciones. También podría controlar un motor a pasos de bi-polar. Como puedes ver, este controlador tiene varias aplicaciones.

 

Una de las principales ventajas del controlador, es que permite una alimentación independiente para los motores. Por darte un ejemplo, se pueden controlar motores desde los 4.5 Vdc hasta 36 Vdc. Es importante mencionar que, cuando se manejan potencias mayores a 5 watts (P = V*I), se necesita un buen disipador. El voltaje lógico de control es de 5 Vdc. A pesar de esta restricción, podría ser controlado con lógica de 3.3 V. La desventaja de usar lógica de 3.3 V es que aún requeriría una fuente de 5 VDC conectada al pin 16.

 

De momento esto es lo más importante sobre sistemas de control. Te recomiendo repasar la información varas veces y observar vídeos que te ayuden a comprender mejor el universo de los robots. Si tienes alguna pregunta, sugerencia o comentario, no dudes en ponerte en contacto con un servidor, para mí es un gusto platicar sobre estos temas. ¡Nos vemos a la próxima!

 

 

Fuente: https://aleph.org.mx/que-es-el-puente-h-l293d

jueves, 11 de noviembre de 2021

Sistemas de control - grados de control

 

Subtema 2: Grados de control

 

¿Recuerdas qué es un sistema de control? ¿Te acuerdas cuál es su principal función? ¡Recurre a tus apuntes! Ya que ahora continuaremos con este tema, al conocer los “grados de control”. Lo primero que debes saber es que existen varios grados de control en son función del tipo de parámetros que se regulan, lo que da lugar a las siguientes unidades de control:

®      De posición: el controlador interviene únicamente en el control de la posición del elemento terminal.

®      Cinemático: en este caso el control se realiza sobre la posición y la velocidad.

®      Dinámico: controla las propiedades dinámicas del manipulador y de los elementos asociados a él, además de regular la velocidad y la posición.

®      Adaptativo: engloba todas las regulaciones anteriores y, también, se ocupa de controlar la variación de las características del manipulador al variar la posición.

Cabe destacar otra clasificación de control, y es la que distingue entre control en bucle abierto y control en bucle cerrado. El control en bucle abierto da lugar a muchos errores, y aunque es más simple y económico que el control en bucle cerrado, no se admite en aplicaciones industriales en las que la exactitud es una cualidad imprescindible.

La inmensa mayoría de los robots que hoy día se utilizan con fines industriales se controlan mediante un proceso en bucle cerrado, es decir, mediante un bucle de realimentación. Este control se lleva a cabo con el uso de un sensor de la posición real del elemento terminal. La información recibida desde el sensor se compara con el valor inicial deseado y se actúa en función del error obtenido, de forma tal que la posición real coincida con la que se había establecido inicialmente.

¿Qué es un sistema de lazo abierto?

Un sistema de control de lazo abierto se caracteriza por que no recibe ninguna información o retroalimentación sobre el estado de la variable, por lo regular estos se utilizan cuando la variable es predecible y tiene un amplio margen de error, ya que se puede calcular el tiempo o las veces que se debe de repetir el ciclo para completar el proceso.

 



 

¿Qué es un sistema de lazo cerrado?

Como te puedes imaginar ya, este sistema es más completo ya que recibe información sobre los estados que va tomando la variable. Esta retroalimentación se logra colocando sensores que envían información de puntos clave del proceso para que así pueda actuar de manera autónoma.





 

Fuentes: https://platea.pntic.mec.es/vgonzale/cyr_0708/archivos/_15/Tema_5.3.htm

https://ingmecafenix.com/automatizacion/sistema-de-control

viernes, 5 de noviembre de 2021

Sistema de control de un robot

 

TEMA DE LA SEMANA:

SISTEMA DE CONTROL DE UN ROBOT

¡Hola de nuevo! Para mí es un gusto continuar compartiendo información relevante relacionada con la robótica. En esta ocasión hablaremos sobre los sistemas de control de un robot; veremos qué son, los grados de control que hay sobre ellos, y cómo funcionan los microcontroladores. Así que abre tu bloc de notas, libreta de apuntes o cuaderno de robótica, ¡porque ya comenzamos!

 

Subtema 1: ¿Qué son los sistemas de control?

Los sistemas de control están formados por un conjunto de dispositivos de diversa naturaleza (mecánicos, eléctricos, electrónicos, neumáticos, hidráulicos) cuya finalidad es controlar el funcionamiento de una máquina o de un proceso.

En todo sistema de control podemos considerar una señal de entrada que actúa sobre el mismo y una señal de salida proporcionada por el sistema, según el siguiente esquema:

 


Podemos pensar, por ejemplo, en un sistema de control destinado a verificar la temperatura en una habitación: la temperatura es la magnitud variable que queremos controlar y para regularla hay que aplicar una señal de entrada al sistema de calefacción; como resultado se alcanza un determinado valor en la temperatura de la habitación que constituye la señal de salida del sistema. Existen dos tipos de sistemas de control: en lazo abierto y en lazo cerrado.

En otras palabras, el sistema de control es el "cerebro" del robot, el órgano de tratamiento de la información. Es el responsable de determinar los movimientos precisos de cada parte del mecanismo para que el elemento terminal pueda ser movido a la posición y orientación requeridas en el espacio. Puede tratarse de un PLC (Programmable Logic Controller) en los modelos menos avanzados o de un sistema basado en microprocesadores en los más avanzados. En su memoria contiene un modelo físico del propio robot, un modelo de su entorno y los programas necesarios para desarrollar los algoritmos de control.

 

 

Fuente: https://ingmecafenix.com/automatizacion/sistema-de-control

jueves, 7 de octubre de 2021

Características de los actuadores

 

Subtema 3: Características de los actuadores

Interesante, ¿verdad? Los actuadores son dispositivos muy importantes en la robótica; de ahí la relevancia de conocer su clasificación. Ahora, en este último subtema, abordaremos las características de los actuadores. ¡Observa atentamente las imágenes y toma nota de este contenido!

Tipo 1: Actuador hidráulico


 

Los cilindros hidráulicos tienen varias partes o varios componentes en su construcción interna que hacen que funcionen de la manera que funcionan. Los componentes de los cilindros hidráulicos se muestran en la imagen de arriba. Estos son un Barril, Sellos Hidráulicos, un Vástago, un Ojo del Vástaga si es necesario, un Pistón y un puerto de entrada y uno de salida. A continuación, mencionamos cuál es la función de cada uno de ellos dentro del cilindro:

Barril: Aquí es dónde el aceite entra y sale de los cilindros hidráulicos. Normalmente cuando el aceite entra por el puerto de entrada, entra a presiones fuertes o altas, entonces el barril tiene que ser muy resistente, y esa es una de las razones por las cuales se utiliza un Tubo Honeado.

Sellos Hidráulicos: Los sellos hidráulicos bloquean el paso del aceite de un lado al otro del Pistón de los cilindros hidráulicos. O sea que no permiten que el aceite que va entrando llegue hasta el puerto de salida. El aceite queda bloqueado o sellado en la parte de los cilindros hidráulicos en dónde tiene que estar.

Vástago: El Vástago es una Barra Cromada que permite la transmisión de fuerza que se genera por la presión de entrada de aceite en los cilindros hidráulicos. El aceite entra en el puerto de entrada y empuja al Pistón, esto hace que el Vástago se extraiga o de los cilindros hidráulicos con mucha fuerza.

Pistón: El Pistón o Émbolo de los cilindros hidráulicos es empujado por el flujo de entrada o de salida dentro del barril, y ya que el Vástago está soldado a él, cuando el pistón se mueve hacia cada uno de los lados del cilindro el Vástago se contrae o se extrae.

Estas son las partes de los cilindros hidráulicos básicos. Hay más cilindros, unos más complejos en su construcción y unos menos complejos. Sin embargo, estos componentes son esenciales para casi todos los cilindros hidráulicos, y es bueno conocer cuáles son y cómo funcionan.

 

Símbolo:

 

Tipo 2: Actuadores neumáticos

 


Función de un cilindro neumático

El actuador neumático consiste en un cilindro cerrado con un pistón en su interior que desliza y que trasmite su movimiento al exterior mediante un vástago, se compone de las tapas delanteras y traseras, de la camisa donde se mueve el pistón, del propio pistón, de las juntas estáticas y dinámicas del pistón y el anillo rascador que limpia el vástago de suciedad. 

Un cilindro de simple efecto desarrolla un trabajo sólo en un sentido. El émbolo se hace retornar por medio de un resorte interno o por algún otro medio externo como cargas, movimientos mecánicos, etc. Puede ser de tipo “normalmente dentro” o “normalmente fuera”. Los cilindros de simple efecto se utilizan para sujetar, marcar, expulsar, etc.; tienen un consumo de aire algo más bajo que un cilindro de doble efecto de igual tamaño. Sin embargo, hay una reducción de impulso debida a la fuerza contraria del resorte, así que puede ser necesario un diámetro interno algo más grande para conseguir una misma fuerza.

También la adecuación del resorte tiene como consecuencia una longitud global más larga y una longitud de carrera limitada, debido a un espacio muerto. La variedad constructiva de los cilindros de simple efecto es muy importante, pero todos ellos presentan la misma mecánica de trabajo.


Símbolo:






Tipo 3: Actuador eléctrico

Un actuador lineal eléctrico es un dispositivo que convierte el movimiento rotatorio de un motor en movimiento lineal. Se puede integrar en cualquier equipo para empujar, tirar, levantar, bajar, posicionar o girar una carga.

Partes de un motor eléctrico

Un motor eléctrico tiene dos elementos esenciales. El primero, es un componente estático que consiste en materiales magnéticos y conductores eléctricos para generar campos magnéticos de una forma deseada, al que se le denomina estator.

El segundo, que también está formado por conductores magnéticos y eléctricos para generar campos magnéticos de forma que interactúen con los campos generados por el estator, es conocido como el rotor.

El rotor comprende el componente móvil del motor, que tiene un eje giratorio para conectarse a la máquina que se está impulsando y algún medio para mantener un contacto eléctrico entre el rotor y la carcasa del motor.

En funcionamiento, la corriente eléctrica suministrada al motor se utiliza para generar campos magnéticos tanto en el rotor como en el estator. Estos campos se empujan entre sí, con el resultado de que el rotor experimenta un par y, por consiguiente, gira.

Los motores eléctricos tienen muchas partes de trabajo diferentes para que puedan girar continuamente, proporcionando energía según sea necesario. Asimismo, pueden funcionar con corriente continua (DC) o con corriente alterna (AC), y ambas tienen sus ventajas y desventajas.

¿Cuáles son los tipos de motores eléctricos?

Los motores eléctricos se clasifican principalmente en dos tipos o categorías, dependiendo del tipo de energía eléctrica aplicada: motores de corriente continua (DC) y motores de corriente alterna (AC).


Símbolo:

Fuentes:

https://cursosonlineweb.com/partes_de_un_motor_electrico.html

http://infmk2013ricardovazquez.blogspot.com/2014/07/informe-del-mes-de-agosto-2014.html

http://www.ashm.mx/blog/partes-de-los-cilindros-hidraulicos/

miércoles, 29 de septiembre de 2021

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



Experimento para calcular la constante G de la atracción de la gravedad.

 E n 1798, el físico británico Henry Cavendish midió la atracción gravitatoria entre dos masas de laboratorio con ayuda de una balanza de to...