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.…

Brazo robot con sensor de cor

Este curso a ver se somos quen de poñer a funcionar o brazo robot do curso pasado. Chegara a funcionar clasificando pezas brancas e negras, pero os últimos días de curso empezou a fallar. O problema foi que no conector dun dos servos o pin de alimentación e o pin de sinal estaban curtocircuitados , polo que entraba alimentación á placa a través do servo e facía que funcionase mal. Agora xa está arranxado.

Hai un novo modelo de brazo robot sinxelo que circula por internet e que ten boa pinta: Pedro Robot. A ver se o imprimimos para poñelo tamén a clasificar pezas de forma automática.

[MeArm programado no curso 16/17. tecnoloxia.org]

[Pedro Robot By hackaday.io]?

Este curso engadiremos un sensor de cor para poder distinguir entre pezas de diferentes cores, e non só brancas e negras. Aquí tedes información sobre o funcionamento dun sensor de cor TCS3200.

[TCS3200 tecnoloxia.org CC By-SA]

A ver o que sae!…

Soporte para sensor ultrasónico

Se necesitades un soporte para un sensor ultrasónico, pode servos de utilidade este que usamos neste proxecto do aparcadoiro de hai un par de anos. Está deseñado para o modelo HC-SR04. O ultrasón queda suxeito sen utilizar parafusos e a parte inferior está deseñada para suxeitalo nun servo.


Podedes descargar aquí o STL ou modificar o deseño ao voso gusto con Onshape. E, se queredes, tamén podes repasar como se programa un sensor ultrasónico con arduino.…

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: