tecnoloxia.org

Tecnoloxía na Educación Secundaria

Alimentación dos motores e servos e Arduíno

Se fedellando co teu Arduíno tiveches algunha vez a tentación de conectar directamente un servo á placa, mellor non o fagas.

[from intructables]

Por que?

Cando un servo ou motor comeza a moverse necesita máis intensidade de corrente que cando xa está en marcha, o que provoca unha caída de tensión na placa no caso de estar alimentado a través dela.

Se só imos conectar un pequeno e único motor ou microservo e non lles imos dar moita tralla a alimentación dos mesmos pódese realizar a través da placa Arduíno. Porén, se vas utilizar varios motores e servos de maior consumo cómpre utilizar unha alimentación externa para os motores, xa que se non pode suceder que:

  • o alto consumo de corrente dos motores faga que o programa non funcione correctamente ou incluso pode facer que se reinicie o Arduíno.
  • pódese danar a placa Arduíno polas correntes de retorno que se poden producir.

[CC By-SA BQ]

Niso temos experiencia os que participamos cos printbots de BQ na competición da Universidade de Vigo do 2015. Despois de estar o robot un tempo seguindo unha liña a placa paraba de súpeto e había que reiniciala. No segue-liñas os servos de rotación continua estaban arrancando e parando continuamente, facendo un consumo moi elevado de corrente da placa.

Posibles solucións

Alimentación externa

Nesta imaxe podes ver como se faría directamente. Lémbrate de xuntar a masas do alimentador externo e a do Arduíno.

[tecnoloxia.org CC By-SA]


Aquí conectamos varios servos:

mearm_wiring

No caso de usar un controlador de motores ou un controlador de servos utiliza os pins axeitados para a alimentación externa consultando as especificacións dos controladores.

Condensador

Se non queres utilizar alimentación externa, outra opción é conectar un condensador de 470 μF ou maior en paralelo cos pins de alimentación do servo. Desta maneira o servo cada vez que arranca utiliza a carga almacenada no condensador e non demanda tanto da placa, evitando que se reinicie. Ollo coa polaridade do condensador electrolítico: a pata grande sempre ao positivo.

Isto non vai ser suficiente se utilizas varios servos simultaneamente, pois a demanda de corrente da placa nese caso será moi elevada, e será mellor utilizar alimentación externa.

[tecnoloxia.org CC By-SA from Fritzing]

Se queres saber máis sobre como conectar e controlar motores e servos a un Arduíno podes consultar as prácticas de motores e servos.…

Mecánica de papel

Como van chegar uns días de choiva vou propoñer unha actividade para facer na casa e que pode gustar aos máis peques. Trátase de construír autómatas mecánicos de papel. Ensamblando distintas pezas construídas con papel obtemos os sistemas mecánicos básicos: levas, cegoñais, bielas, manivelas, pancas, … e  podemos conseguir moitos tipos de movementos.

Na web de robives.com hai moitos modelos moi chulos que se poden descargar, imprimir e montar. Hai que pagar arredor de 2.50 libras por cada modelo.

machine-animal-01 asheep-b01 loveboat-a01

guarddog-c01 henpecked-a01 cow-a01 oct-ani03

Cómpre imprimilos nun papel algo groso para lles dar resistencia. Se a impresora da vosa casa non o permite, nunha fotocopiadora dun comercio poden facervos a impresión en cartolina.

 

Do mesmo autor son os xa clásicos modelos de Flying Pig. Neste caso non tedes que imprimir, xa que o que mercades é un caderno recortable, xa coloreado.

anicatwalkmid amex aiop impatience

 

En creativecenter.brother.eu podedes descargar de balde moitos proxectos, algúns deles móbiles. Hai que rexistrarse, seleccionar o que vos guste, imprimilo e montalo.

dotdash Crab T2  

Outros autómatas para descargar de balde atopámolos en mecatronica-cbtis122:

  jade_dragon ras

 

E se vos animades, podedes darlles algo máis de vida a estes bechos conectándoos a un servo controlado cunha tarxeta arduino, engadir luces, son, sensores … Aquí vai unha idea, pero as posibilidades son infinitas:

[Paper Automata + Continuous Servo from Seungkyun Lee on Vimeo] (Visto en makingtoys.net)

 

Estes son só uns exemplos, pero hai moitos máis. Buscade un pouco por Internet e veredes que hai unha chea de autómatas de papel para descargar.…

Dirección asistida

Hai pouco preguntoume alguén en clase como funciona a dirección asistida. Como respondín un pouco polo aire vou intentar contárvolo cun pouquiño máis de detalle.

A dirección:

En primeiro lugar hai que saber como funciona a dirección: Ao xirar o volante, mediante o mecanismo piñón-cremalleira conseguimos desprazar unha barra dentada, que fará xirar ás rodas. Podédelo ver nesta animación flash de autoescuela.tv (aproveitade para ver nesta páxina o funcionamento doutras partes dun vehículo)


[Animación flash de autoescuela.tv]

Agora o que necesitamos é algún sistema que nos axude a facer este movemento reducindo o esforzo que teñamos que facer ao mover o volante. Principalmente temos dous sistemas: oleohidráulico e eléctrico, que van a actuar sobre a barra que ten a cremalleira, desprazándoa horizontalmente.

O sistema hidráulico:

O sistema hidráulico ou oleohidráulico consiste nun cilindro de dobre efecto acoplado á barra da cremalleira. Segundo sexa o xiro do volante, unha válvula rotativa conduce o aceite ao cilindro facendo mover o pistón nun sentido ou no contrario.

Neste fragmento do vídeo (do minuto 3:20 ata o 4:39) explícannos como funciona:


[youtube: PFC Roberto Isasa. Direccion asistida de cremallera. Part 1/2]

O sistema electromecánico:

O sistema electromecánico consiste en acoplar un novo piñón á cremalleira, pero esta vez movido por un motor eléctrico.

lectromec-funcion-esq.jpg

Necesitamos uns sensores que nos indiquen como son as condicións do entorno, e unha unidade de control que procese os datos e lle dea ás ordes ao motor.

Entre os sensores atopamos o sensor de ángulo de dirección, que detecta os graos que xira o volante, e o sensor de par de dirección, que mide o par de forza exercido.
Tamén se teñen en conta outros datos coma, por exemplo, a velocidade de marcha do vehículo, xa que necesitamos máis axuda a baixas velocidades.

En función dos sinais de entrada procedentes dos sensores, a unidade de control calcula as necesidades momentáneas de servoasistencia para a dirección, e calcula para cada instante a intensidade de corrente excitadora do motor eléctrico.

Neste vídeo explican de forma moi completa como funciona a dirección asistida electricamente:


[youtube: Direccion Asistida Electricamente EPS (Electrical Powered Steering) ]

Máis información:

Animacións de sensores

Aquí tedes algunhas animacións para entender o funcionamento dalgúns dos transdutores e captadores que estamos a ver no tema de sistemas automáticos e de control de 2º de Bacharelato. Podedes visitar a páxina electronics.wisc-online.com, que inclúe interesantes animacións, ou as aplicacións multimedia sobre sensores da Universidade de Vigo.

Sensores indutivos:

sensorIndutivo_anni15 sensor_prodln1   sensor-inductivo2

Sensores capacitivos

sensorCapacitivo_anni02sensorCapacitivo_anni05capacitivo

Sesnores ópticos

O5-PET-bottlesSensorFotoelectrico_anni14

Sensor CO:

how-carbon-monoxide-detector-works

Sensores ultrasónicos

ultrasonico toon_continuouslevel DopplerAnimation

Potenciómetros como sensores de posición e desprazamento

Creostato1    Creostato2  potenc2

ps2-joystick-300x300 potenciometro_servo

Sensor magnético reed

reedswReed_pt_reed

Hall_sensor_tach Reed_Removable-Tank_01

Reed_Electric_Window_Sensor   Seat-Belt

 

Codificadores ópticos

encoder.jpg

QuadratureAnimation      220px-Incremental_directional_encoder220px-Binary_encoder

 

Sensores de presión:

Manómetro de Bourbon, de diafragma, de indutancia e piezoeléctrico.

presionTuboBourbondiafragmaindutancia magne220px-SchemaPiezo

Sensores de temperatura:

termometro2.png  termopar.png 504px-Bimetal

Termostato bimetálico:

how-bimetal-thermostat-works   DiscThermostat9termo3

Varios:

  • Sensor PIR

PIR2pir1

  • Centrifugal Governor

626px-Centrifugal_governor CentrifugalGovernor_yI2O1.gif

ani_vortexRainmeter_animation

Chris O’Shea. Tecnoarte para a reflexión.

Seguimos coa teoría da diversión, ou como facer que a arte tecnolóxica inflúa no comportamento das persoas divertíndonos, e tamén facéndonos reflexionar sobre a realidade.

Grazas a Microsiervos descubrín a Chris O’Shea, que ten uns proxectos tecnoartísticos moi interesantes.

Con Hand from Above situou estratexicamente unha cámara e un programa de análise de imaxes con gráficos animados nunha rúa comercial de Liverpool. Nunha pantalla unha xigantesca man xurdida dos ceos xoga cos peóns, facéndolles cóxegas, movéndoos, facéndoos máis cativos, ou facéndoos desaparecer. Non volo perdades:


[Hand from Above from Chris O'Shea on Vimeo]

Con esta intervención de realidade aumentada, as persoas vémonos transformadas en parte dun xogo que mestura o mundo real co virtual, facémonos pequenas e vulnerables, coma se fósemos pequenos insectos cos que xoga un humano. Divertido, pero á vez inquietante.

Outro proxecto que me gusta é Audience. Trátase dunha instalación composta por unha serie de espellos xiratorios.

Cando unha persoa ponse diante, os espellos sincronízanse para seguila no seu movemento. Cando deixan de interesarse por esa persoa, buscan a outra á que seguir, ou se non atopan nada interesante míranse os uns aos outros coma se estivesen falando entre eles.


[Audience – rAndom International from Chris O'Shea on Vimeo]

A instalación ten como obxectivo establecer un tipo diferente de relación entre o espectador e a tecnoloxía. Xa non somos as persoas as espectadoras que observamos os obxectos, senón que agora o público son as máquinas, que se comportan coma nós, mentres que as persoas pasamos a ser o centro de atención ou de desinterese.

Funciona grazas a unha cámara aérea que proporciona a imaxe do que está a suceder. Esta imaxe analízase cun software que se encarga de envíar ordes aos servomotores dos mecanismos que moven os espellos.

Podes ver aquí máis proxectos de Chis O´Shea.…