Máquinas Automáticas y Sistemas de Control

Una máquina es un conjunto de piezas móviles unidas entre sí y capaces de transmitir una fuerza desde una fuente de energía hasta el punto donde es aplicada.

Máquinas Automáticas

Es capaz de realizar por sí sola, sin intervención humana, determinadas acciones y repetirlas cuando se den determinadas condiciones, estas condiciones son captadas por un sensor.

Sistemas de Control

Es una máquina automática capaz de captar una magnitud física de su entorno, compararla con un valor prefijado y poner en marcha los actuadores necesarios.

Hay dos tipos:

• De lazo cerrado o con realimentación: se toman continuamente muestras de la variable a controlar.
• De lazo abierto: carecen de retroalimentación, se consideran simples y son más automáticos.

¿Qué es un Robot?

Es un artículo que capta información del mundo físico que le rodea a través de unos sensores, procesa los datos digitalmente siguiendo un programa y realiza las acciones pertinentes a través de unos actuadores.

Clasificación:

Androides: Forma humana, imitan el comportamiento humano.

Móviles:

• Con ruedas
• Con patas
• Con hélices

Poli-articulados: Tienen brazos articulados.

• Play-back: se controlan mediante controles remoto, cadenas de montaje.
• Controlados por sensores: lazo cerrado.
• Adaptables: pueden reprogramarse y calibrarse.
• De inteligencia artificial: toman decisiones y resuelven problemas complejos.

Motores de Corriente Continua (DC)

Un electroimán se denomina a un hilo conductor enrollado sobre un núcleo ferromagnético. Un solenoide tiene varias capas de espiras, las cuales se llaman bobina.

Funcionamiento de un Motor DC

Un motor de corriente continua convierte la energía eléctrica en energía mecánica de giro. Tiene dos partes:

• Parte fija, formada por un imán.
• Parte móvil, lleva corriente a través de escobillas y el colector.

Existen muchos tipos de motores eléctricos, cada uno necesita una tensión por alimentación y una corriente diferente.

• Se puede utilizar un transistor que controle la corriente.
• También un relé que encienda o apague aparatos de gran potencia.

Inversor del Sentido de Giro de un Motor

Si quieres cambiar el sentido de giro de un motor, hay que cambiar el sentido de la corriente, invirtiendo la polaridad de la pila.

• Usa un conmutador doble o un relé de dos circuitos.
• Emplea un puente en H 1293D formado por 4 transistores.

Sensores de Proximidad

Finales de carrera y pulsadores son interruptores accionados por contacto con elementos mecánicos móviles. Se pueden conectar con una resistencia de pull-up o pull-down.

Tres terminales: COM, NA (normalmente abierto) y NC.

Un condensador es un componente capaz de almacenar electricidad cuando se necesita.

Sensores Magnéticos Tipo Reed consisten en un par de láminas metálicas que se unen en presencia del magnetismo generado por un imán, pueden detectar la posición de un elemento sin necesidad de contacto físico.

Sensores Capacitivos detectan fuerzas de origen eléctrico producido por el contacto o proximidad de un objeto, con Arduino se puede fabricar conectando una resistencia de valor IM entre dos pines y papel aluminio.

Sensores de Distancia Ultrasonidos

Son señales acústicas cuya frecuencia está comprendida entre 20 KHz y 400 KHz, por encima del rango de frecuencias que puede captar el oído humano. Los sensores de ultrasonidos permiten medir la distancia a la que se encuentran de un objeto sin contacto físico.

Emiten un pulso de ultrasonido. El pulso rebota en el objeto y vuelve al sensor. Se mide el tiempo que ha tardado el pulso en ir y volver.

Servomotores o Servos

Los servos están constituidos en su interior por un motor, unos engranajes para reducir la velocidad, un potenciómetro que determina la posición en todo momento del eje y una pequeña placa electrónica para posicionar el eje.

Relés

Un relé es un dispositivo electromecánico que permite encender y apagar un circuito de alta potencia por medio de un circuito electrónico de baja potencia. Los más utilizados son los de armadura, constituidos por un electroimán que al pasar una corriente atrae una chapita y cierra el circuito controlado.

Los relés separan totalmente dos circuitos, el circuito de control y el circuito controlado, por lo que, con una corriente continua de 5 V de Arduino podríamos controlar una corriente alterna de 220V capaz de encender una lavadora. Un relé consume algo más de corriente que la que puede entregar Arduino, siendo necesaria la ayuda de un transistor.

Un relé tiene tres terminales: COM (terminal común), NO (normalmente abierto) y NC (normalmente cerrado).

Señales Periódicas

Ondas Electromagnéticas son radiaciones electromagnéticas generadas por la oscilación de partículas con carga eléctrica. Se pueden propagar por el aire, e incluso por el vacío, a la velocidad de la luz. Transportan energía de un punto a otro sin necesidad de cables.

Frecuencia, Período y Amplitud

Dependiendo de la velocidad y amplitud oscilan, los parámetros son:

• Longitud de onda (A): la distancia entre dos crestas.
• Amplitud (A): la distancia entre el punto bajo o el alto.
• Frecuencia (f): ondulaciones en un segundo, en hercios.
• Período (T): es el tiempo que tarda en completarse una ondulación, inversa de la frecuencia, en segundos.

El Espectro Electromagnético está formado por todas las ondas electromagnéticas en función de su frecuencia o longitud de onda.