10 ene. 2016

Servomotores

Servomotores

Los científicos e ingenieros de todo el mundo llevan años desarrollando robots antropomorfos que se asemejen a los humanos en sus movimientos e incluso en su comportamiento, los llamados Androides. Para conseguir que una máquina sea capaz de realizar los complejos movimientos de una articulación humana utilizamos unos motores eléctricos especiales denominados “Servomotores”.

¿Qué es un servomotor?
Se denomina Servomotor o Servo a un sistema compuesto por un motor eléctrico de corriente contínua, un sistema de engranajes reductores y un sensor óptico que actúa como sistema de control. Gracias a la información obtenida del sensor, se puede saber en tiempo real lo que está haciendo un motor.

¿Cómo funciona un servo?
Los servomotores utilizan la modulación por ancho de pulsos (PWM) para controlar la dirección y posición del motor eléctrico que poseen. Para que el funcionamiento de la máquina sea el correcto, trabajan a una frecuencia de 50Hz (Esto equivale a un periodo de 20 milisegundos; si fuese menor la máquina entraría en reposo, consumiendo apenasapenas 8 mA, lo cual puede ser muy útil en determinadas aplicaciones). El motor actuará en función del ancho de la señal modulada: Si los circuitos dentro del servomotor reciben una señal de entre 0,5 a 1,4 milisegundos, éste se moverá en sentido horario; entre 1,6 a 2 milisegundos moverá el servomotor en sentido antihorario; 1,5 milisegundos representa un estado neutro para los servomotores estándar.
Este sistema ofrece la ventaja de ser mucho más preciso que un sistema tradicional en el que alimentamos el motor durante un tiempo en función del número de grados que queremos que gire puesto que en este sistema no podemos saber si realmente la plataforma ha girado o no, además, en el momento en que la alimentación del motor varíe un poco o simplemente la plataforma tenga más o menos carga, la cantidad de giro con respecto al tiempo también varía.
Por todo esto, lo más sencillo y preciso es utilizar un sensor de tipo óptico que proporcione impulsos a nuestro motor conforme la plataforma gire. De esta forma el sistema de control cuenta con la información necesaria para actuar sobre el motor ya que sabe con exactitud si la plataforma está girando, y a qué velocidad lo hace, independientemente de la carga que esté moviendo en cada momento.

¿Qué aplicaciones tiene un servo?
Estos sistemas tienen diversas aplicaciones en campos como la robótica, el modelismo (en barcos, helicópteros, aviones y trenes para controlar de manera eficaz los sistemas motores y los de dirección) y las industrias y trabajos mecánicos (mayor uso en este ámbito a medida que se reducen sus costes de fabricación y mantenimiento).

Servomotor industrial.

Esquema y funcionamiento de un servo.

Patín Eléctrico

Self Balancing Scooter : "Patín Eléctrico"

· ¿Qué es?

El denominado "Patinete Eléctrico" es una variante del ya conocido segway. Este diseño no tiene manillar y tiene un funcionamiento similar al ya mencionado anteriormente. Consta de sensores encargados de detectar cuando la persona se inclina en una dirección determinada. Además su reducido tamaño ofrece la facilidad de poder guardarse en cualquier parte. Existen las variantes de una rueda y de dos.





· Componentes

Este patín consta de dos motores eléctricos que reciben la información que los sensores han captado, moviendo las ruedas en el momento en el que la persona se haya inclinado. Junto a estos dos motores y sensores, el "hoverboard" contiene una placa lógica principal, encargada de calcular la velocidad a la que vas a viajar, y la velocidad relativa y la inclinación de las ruedas individuales (es el cerebro del patín). Además esta placa se encarga de la administración del pack de baterías.



                            ¿Cómo funcionan Auto Equilibrio Scooters?  Guts Animación

· ¿Cómo funciona?

Para que nos mantengamos en equilibrio es necesario el correcto funcionamiento de los sensores de inclinación. Estos dispositivos reciben la información de la posición de los giroscopios y la envían a la placa principal. Esta nos proporciona la estabilidad sobre el patín.



                                  Self equilibrar componentes de Scooter
· Impacto en la vida cotidiana

Gracias al uso que le han dado personas de interés general, este producto ha llegado a ser el regalo ideal en apenas unos meses. El uso principal que se les da es el de entretener, aunque hay gente que lo usa en su vida laboral o en casa. Desgraciadamente se han encontrado algunos fallos, como explosiones en las baterías, haciendo que grandes empresas comerciales como Amazon los hayan retirado del mercado. 








6 ene. 2016

MOTOR ELÉCTRICO

El motor eléctrico es un dispositivo que transforma la energía 
eléctrica en energía mecánica a través de campos 
magnéticos generados en sus bobinas, compuestas de
un estator y un rotor. Distinguir dos tipos de motores los que son capaces de transformar la energía eléctrica en mecánica y los que ademas también pueden hacer la función de generador transformando la energía mecánica en eléctrica. Sus aplicaciones
abarcan desde una simple tostadora a medios de transporte.


UNA APLICACIÓN DE ESTE TIPO DE MOTORES:”KERS”



Si alguna vez has visto una carrera de fórmula 1 en la televisión, hay momentos en los que aparece una imagen de cámara on-board, en la que se nos muestra un piloto accionando el botón del sistema kers y un gráfico que se nos aparece en la pantalla indicando cómo se descarga en cuestión de segundos.
Este dispositivo aprovecha la energia desprendida en las frenadas,  dicho aprovechamiento se realiza en los momentos de aceleración negativa, que no suelen aportar cambios al rendimiento del coche. Desde que el piloto pulsa el freno hasta que vuelve a pisar el acelerador, el movimiento de deceleración del 
mono-plaza emite una energía en forma de calor en los frenos y el chasis. El kers acumulará toda esa energía y aumentará eléctricamente las revoluciones del motor para proporcionar hasta 80 cv de potencia extra al coche, cuando el piloto lo requiera, al tiempo que reduce el consumo y las emisiones.









FUNCIONAMIENTO


Este dispositivo transforma la energía desprendida por los coches en las frenadas (energía cinética) en energía eléctrica gracias al motor eléctrico acoplado al motor que actúa como un generador,
se producirá entonces una corriente que alimentara la batería y cuando el conductor lo requiera la descargará pulsando un botón y toda esa energía volverá al motor eléctrico y esta vez hará el proceso inverso al anterior transformando la energía eléctrica en cinética aportando una potencia extra al coche.




El kers es implementado en los coches de calle, evidentemente no de la misma forma que en un Fórmula 1, sino usando continuamente la energía obtenida de las frenadas para reducir el consumo de combustible, de lo que se deduce que el kers es un dispositivo ecológico. Empresas como Toyota Bmv o volvo ya tienen coches en el mercado que incluyen esta tecnología.














30 dic. 2015

Aplicaciones del motor eléctrico: La bicicleta eléctrica

La bicicleta eléctrica

- ¿Cuál es su concepto?

La bicicleta eléctrica es básicamente y para resumir, una bicicleta convencional a la que se le han añadido un motor, situado en la rueda trasera, en la delantera o en el eje pedalier, conectado a una batería.

- ¿Qué función realiza el motor?

El motor es utilizado para facilitar y suavizar el pedaleo del ciclista en circunstancias donde se requiera como pendientes con cierta inclinación u ocasiones en las que el viento sopla en contra. También se puede utilizar como medio de transporte para distancias de puerta a puerta menores a 9 kilómetros.

-¿Cuáles son sus componentes?

Además del motor, son necesarios otros componentes que permitan un funcionamiento adecuado. estos son por tanto:
  • Batería: normalmente de litio. Proporciona tensión al motor eléctrico a través de una serie de cables. Está situada en el portaequipaje de la bicicleta. Se recarga en la red eléctrica o panel solar.
  • Controlador: combinando la información del sensor de pedaleo con la del panel de control, envía electricidad al motor. Su potencia se mide en amperios y la potencia que envía al motor lo hace en forma de pulsos.
  • Sensor de pedaleo o PAS: situado en el plato. Detecta el movimiento de los pedales y envía la información al controlador. Existen también sensores que miden la fuerza que ejerces al pedalear pero su uso es complejo.
  • Panel de control: ofrece información sobre el estado de la batería y permite seleccionar el nivel de asistencia.

- ¿Cuál es su funcionamiento?

Como podrán deducir de la explicación de cada elemento es funcionamiento es el siguiente:

"Al comenzar a pedalear el PAS envía la información al controlador. Mediante el panel de control el usuario elige la ayuda que necesita, el controlador recibe todos los datos y envía una serie de pulsos al motor que le permitirán proporcionar la energía necesaria para proporcionar la ayuda demandada. La batería conectada al motor le administrará la energía que necesite para comenzar a funcionar."

- Datos que pueden llegar a ser de interés:
  • Normalmente estas bicicletas suelen ser plegables.
  • En la Unión Europea legalmente se consideran bicicletas siempre que proporcionen asistencia solo cuando se está pedaleando, tienen una potencia inferior a 250 W y el motor se desconecte al alcanzarse velocidades por encima de 25 km/h. Aquellos que no cumplan estas condiciones se considerarán ciclomotores y para su conducción es necesaria una licencia.


- Vídeo curioso sobre el motor:


*En caso de que existan problemas con el vídeo dar click al enlace: youtube.com/motorycontrolador 












- Páginas de ayuda:

youtube.com/motorycontrolador (vídeo anterior)

14 jun. 2015

Galileo,el GPS europeo.

Galileo es un sistema global de navegación por satélite (GNSS) desarrollado por la Unión Europea (UE), con el objeto de evitar la dependencia de los sistemas GPS estadounidense y GLONASS ruso. La principal ventaja de este sistema es que, a diferencia de sus homólogos americano y ruso, es un sistema exclusivamente civil con lo que se garantiza que su señal no podrá ser inhabilitada por ningún tipo de organización militar. Otra ventaja importante es que es un sistema mucho más preciso que sus competidores debido a que sus satélites orbitan con mayor inclinación hacia los polos. Estas órbitas le brindan a Galileo una precisión de metros, marca aún no alcanzada por ningún otro sistema de navegación por satélite público. Este aumento en la precisión será especialmente notable en las zonas polares donde sus competidores pierden en gran medida su precisión. Además, garantizará la disponibilidad continua del servicio, excepto en circunstancias extremas, y, con el apoyo de EGNOS, informará a los usuarios en segundos en caso del fallo de un satélite. Esto lo hace conveniente para aplicaciones donde la seguridad es crucial, tal como las aplicaciones ferroviarias, la conducción de automóviles o el control del tráfico aéreo. Por otra parte será un sistema especialmente seguro puesto que evitará interferencias y denegaciones o degradaciones de la señal utilizando 10 radiofrecuencias distintas, suplementarias unas a otras, de manera totalmente independiente. Lo hará de la siguiente manera:4 frecuencias en el rango de 1164-1215 MHz, 3 frecuencias en el rango de 1260-1300 MHz y 3 frecuencias en el rango de 1559-1591 MHz. A parte, el sistema Galileo será interoperable con los sistemas GPS y GLONASS. Esto hace que el sistema gane aún más en precisión y versatilidad. Por último decir que Galileo consta de veintisiete satélites de los cuáles ya se han lanzado ocho, todos con éxito, y de los cuales ya están operacionales tres (el resto están en estado de pruebas, excepto uno que tiene fallos parciales). Hasta ahora se han estado usando cohetes rusos Soyuz-2-1b Fregat-MT pero pronto empezarán a usarse cohetes Ariane 5 ES de la Agencia Espacial Europea para poner estos satélites en órbita. Como curiosidad añadir que Estados Unidos se había opuesto desde el primer momento al proyecto Galileo en favor del GPS porque entendía que supondría serios retos y problemas a la OTAN ( Pero finalmente estadounidenses y europeos llegaron a un acuerdo de complementariedad de ambos sistemas GNSS) y que cada satélite tiene el nombre de un niño de cada país miembro de la Unión Europea que ganó el concurso de dibujo Galileo de la Comisión Europea. Esta es la imágen del lanzamiento del primer módulo de Galileo en un cohete Soyuz. Esta sería la red Galileo. Este es el funcionamiento de Galileo. Cuatro satélites localizan un mismo objeto. Esta es una de las causas por la cual este sistema es especialmente preciso Por último, una imágen de uno de los múltiples stélites de la red Galileo perteneciente a la ESA Bibliografía:http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_de_navegaci%C3%B3n_Galileo

13 jun. 2015

De la electrónica a la fotónica: "Más cerca de producir el cambio"




En el mundo de la ciencia ficción siempre nos han presentado un escenario en el que todo tipo de dispositivos que utilizamos a diario funcionan a la velocidad de la luz. Esto podrá convertirse realidad, y no precisamente en un futuro muy distante, diciéndole adiós a la electrónica tal y como la conocemos y dándole la bienvenida a la fotónica.
La fotónica parte de una base sencilla e innovadora: cambiar los electrones por los fotones


Nuestros dispositivos deben pasar de utilizar señales eléctricas a que sus microprocesadores funcionen con luz.
  

 
Este proceso representa toda una revolución tecnológica que cambiará la forma en la que hacemos uso de la tecnología a todos los niveles.
El cambio a los fotones permitirá que cualquier dispositivo pueda funcionar millones de veces más rápido que en la actualidad ya que se mejorarían las velocidades de cálculo y del transporte de datos. Y es que los fotones pueden transmitir, manipular y almacenar información de una forma mucho más eficiente que los electrones.

Antes de utilizar directamente chips fotónicos, necesitamos adaptar los dispositivos actuales para que encajen con la transmisión de la información a través de la luz. Para ello:
 
- Ingenieros de la Universidad de Utah crean un divisor de haz ultracompacto


Ingenieros de la Universidad de Utah han desarrollado un divisor de haz ultracompacto (el más pequeño registrado) para dividir las ondas de luz en dos canales separados de información. Esto acerca a los investigadores a la producción de chips fotónicos de silicio que calculan y transportan datos con luz en lugar de electrones.



La fotónica de silicio podría aumentar el poder y la velocidad de máquinas como las supercomputadoras, servidores de centros de datos y equipos especializados para coches autónomos. Con el tiempo, la tecnología podría llegar a los ordenadores personales y dispositivos móviles y mejorar las aplicaciones de juegos de azar.


- Salvar el "cuello de botella" del aparato receptor

La luz es la cosa más rápida que puede utilizarse para transmitir información. Pero esa información tiene que ser convertida en electrones cuando entra en un ordenador. En esa conversión, se produce un freno. Para evitarlo, la idea es hacer todo con luz.

Los fotones de la luz llevan la información a través de Internet, a través de redes de fibra óptica. Pero cuando el flujo de datos alcanza su destino (hogar u oficina), los fotones de luz se deben convertir a electrones antes de que un router o un ordenador pueda manejar la información. Ese "cuello de botella" podría eliminarse si el flujo de datos se mantiene en forma de luz dentro de los procesadores de ordenador.


"Con todo el proceso en forma de luz, la computación puede ser millones de veces más rápida" 





 Bibliografía:
http://www.rtve.es/noticias/20150518/paso-mas-para-sustituir-electronica-fotonica/1146988.shtml
http://www.muyinteresante.es/innovacion/tecno/articulo/de-la-electronica-a-la-fotonica-951432896814