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AUTOMATISMOS Y

ROBÓTICA

3º E.S.O. Profesor: Ángel Millán León

AUTOMATISMOS Y ROBÓTICA 1. INTRODUCCIÓN. EVOLUCIÓN HISTÓRICA DE LA AUTOMÁTICA. 2. MECANISMOS, AUTOMATISMOS Y ROBOTS. 3. SISTEMAS DE CONTROL.

3.1. Elementos de un sistema de control. 3.2. Tipos de sistemas de control. 3.3. Ejemplos de sistemas de control.

4. ALGUNOS TIPOS DE SISTEMAS DE CONTROL. 4.1. Control mecánico.

4.1.1. Levas. Programador de levas. 4.1.2. Cigüeñal.

4.2. El interruptor fin de carrera. 4.3. Relés. 4.4. Control electrónico.

5. ROBÓTICA. 5.1. Definición de robot. 5.2. Leyes de Asimov de la robótica. 5.3. Arquitectura de un robot.

6. CONSTRUYENDO. 6.1. Sistema de control de tráfico. 6.2. Marcador luminoso. 6.3. Otros.

I.E.S. Virgen de Villadiego Departamento de Tecnología

1. INTRODUCCIÓN. EVOLUCIÓN HISTÓRICA DE LA AUTOMÁTICA. Desde el comienzo de los tiempos, el hombre ha investigado la manera de hacer su trabajo con el menor esfuerzo posible, lo que le ha llevado a inventar y construir máquinas que resuelvan las tareas con menos operarios y menor esfuerzo físico. Ya en la Edad de Piedra se diseñan los primeros dispositivos de la automatización, consistentes en trampas para cazar animales. En el 378 a.C., Platón construye un reloj despertador y lo instala en el olivar de su academia, para despertar a sus discípulos. Hacia el 62 a.C., Herón de Alejandría diseña un mecanismo automático para abrir las puertas de un templo. En el 830 Teófilo de Bizancio construye el primer autómata: un objeto que se mueve por sí mismo. En 1240 Willard de Honecourt recoge en su libro Gremio de constructores el diseño de un águila artificial capaz de mover las alas y el pico. En 1623 aparece la primera máquina calculadora, que empleaba cilindros escalonados para contar. En 1738 Vaucanson realiza “El flautista travesero”, automatismo programado con tarjetas perforadas, y que es capaz de interpretar hasta 12 melodías diferentes. Siete años más tarde, Vaucanson aplica la tarjeta perforada para dirigir telares. En 1769 el inglés Richard Arkwright patenta la hiladora continua. En 1785 el molinero Oliver Evans diseña y construye un molino harinero automático en la ciudad estadounidense de Delaware. Montacargas y cintas transportadoras subían el trigo a la parte superior del molino y después facilitaban el trabajo de tamizar y meter la harina en sacos. Con sólo dos molineros se controlaba todo el proceso de obtención y envasado de la harina. En 1789 James Watt patenta el regulador centrífugo, un dispositivo que permitía controlar la velocidad de la máquina de vapor, mejorando su seguridad. Es el primer ejemplo de realimentación. En 1808 los ingenieros ingleses Maudslay y Brunel fabricaron en serie 130.000 poleas con una máquina construida por ellos. Con ella sólo eran necesarios 10 operarios sin cualificar, frente a los 110 que hubieran necesitado antes.

El flautista de Vaucanson

En 1890 Hermann Hollerith elabora el censo de los Estados Unidos (63 millones de habitantes) en 2 años y medio, gracias a un sistema de recogida de datos con tarjetas perforadas. Este procedimiento se emplearía para introducir la información en los primeros ordenadores. Más adelante, Hollerith fundaría la empresa International Business Machines (IBM).

En 1913, la instalación de cadenas de montaje supone un paso de gran importancia en la automatización de los procesos industriales. El primero en adoptarlas fue el famoso fabricante de coches norteamericano Henry Ford, que las empleó en la fabricación del modelo Ford T. Una cinta transportadora movía los vehículos ante los operarios, que añadían una pieza cuando pasaban ante ellos. La producción en cadenas de montaje y la normalización de las piezas favorecieron el abaratamiento de los coches.

Ford T

Automatismos y robots, 1 3º E.S.O.


En 1914 el norteamericano Alfred Benesch pone a punto un sistema de automatización específico para los semáforos, en la ciudad de Cleveland, Ohio. En 1920, el escritor checoslovaco Karel Capek emplea, por primera vez, la palabra robot en una obra de teatro, para designar un androide que realizaba funciones propias de un hombre. En 1927 R.J. Wensley construye el primer robot. En 1933 es inventado el piloto automático de los aviones, el cual mantiene el rumbo corrigiendo cualquier desviación que altere el curso del vuelo. En 1937 el norteamericano Howard Aiken construye el Mark VII, de IBM, un ordenador de 8 toneladas de peso, más de 15 metros de largo y 2’40 metros de alto, con 800 kilómetros de cables en su interior. Invertía 0’3 segundos en las sumas y 12 segundos para las divisiones. En 1946 aparece la versión definitiva del ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Calculator), primer ordenador electrónico. Consumía 175.000 W de potencia (aproximadamente, lo que 220 braseros conectados simultáneamente).

Una imagen del ENIAC

En 1948 Walter Brattain y John Bardeen, de los Laboratorios Bell, en Estados Unidos, inventan el transistor. Es el gran avance que lleva al mundo actual. En 1980 la empresa IBM lanza al mercado el primer Personal Computer (PC), con la arquitectura que conocemos hoy en día. En 1990 comienzan a montarse las fábricas totalmente automatizadas.

2. MECANISMOS, AUTOMATISMOS Y ROBOTS. Un mecanismo es cualquier dispositivo que se emplea para reducir la fuerza a aplicar a un sistema o para transmitir o transformar un movimiento. Por ejemplo, son mecanismos las poleas, engranajes, palancas, piñón-cremallera. Un automatismo es un dispositivo que, una vez puesto en marcha, realiza una o más tareas sin ayuda externa. Puede haberlos cíclicos (repiten las tareas indefinidamente, como un semáforo) o no. Para que un automatismo realice la tarea, debe estar programado. La programación se puede lograr de diferentes formas:

• Presencia de un programador de bote, que permite un control eléctrico. • Presencia de un programador mecánico, por ejemplo de levas, como ocurre en las lavadoras,

lavavajillas, etc. • Circuito eléctrico o electrónico. • Con un ordenador. • Con un autómata programable: dispositivo electrónico que permite modificar las instrucciones a

realizar por el automatismo. Un robot es un automatismo que debe tener una serie de características adicionales, que estudiaremos en una pregunta posterior.



3. SISTEMAS DE CONTROL. Para que un automatismo pueda funcionar, es indispensable un elemento que indique las funciones que hay que realizar. Algo así como nuestro “cerebro”. Pues bien, esta es la función de un sistema de control. Sin embargo, para que nuestro cerebro ordene, debe haber partes de nuestro cuerpo que actúen, que reciban las órdenes y realicen la tarea que se les pida. Además, el cerebro habrá recibido información a través de los sentidos, información que le hace tomar una u otra decisión. Podemos definir, pues, un sistema de control como aquel sistema que detecta y procesa las señales necesarias para el funcionamiento de una máquina.

3.1. Elementos de un sistema de control. En un sistema de control hay tres elementos fundamentales: entrada, controlador y salida. Vamos a ver los tres elementos en un sistema de control cualquiera. Por ejemplo, en una lavadora. Entrada: es el punto donde se recoge información sobre el entorno del automatismo. La entrada se realiza, normalmente, a través de sensores, de los cuales hay de diversos tipos: de contacto, de presión, de nivel, de luminosidad, de tiempo, de sonido, de temperatura, de concentración, etc. Así, por ejemplo, en una lavadora, un sensor (un interruptor) es el encargado de indicar que la puerta está o no cerrada y, por tanto, puede o no comenzar el lavado. Controlador: interpreta la señal que le llega, su procedencia, y en ocasiones la intensidad; la compara con cierta señal de referencia y genera otra señal que haga actuar a otros elementos de la máquina. Por ejemplo, en una lavadora esta función la cumple el programador. Las más modernas disponen de microprocesadores que calculan la cantidad de ropa, su grado de suciedad, el tipo de tejido y el tipo de lavado más adecuado en cada caso. Salida: es el resultado de las “decisiones” tomadas por el controlador. Unos dispositivos, llamados actuadores son los encargados de llevarlas a cabo. Estos actuadores pueden ser muy diversos: motores, electroimanes, resistencias, cilindros hidráulicos, cilindros neumáticos, etc. En nuestro ejemplo de la lavadora, los actuadores son la electroválvula, el motor, la bomba de desagüe y la resistencia calefactora. Si las señales presentes en un sistema de control son producidas por una serie de mecanismos que transmiten movimiento o fuerza, estaremos ante sistemas de control mecánicos. Es el caso del programador de nuestra lavadora o lavavajillas. Si las señales (de entrada o de salida) son producidas por elementos que convierten una magnitud física u otro tipo de efecto (presión, fuerza, contacto, temperatura, etc.) en una señal eléctrica estaremos ante un sistema de control eléctrico o electrónico. Los elementos que cambian la naturaleza de la señal se llaman transductores. 3.2. Tipos de sistemas de control. Hay dos tipos principales de sistemas de control: en lazo abierto y en lazo cerrado. Sistemas en lazo abierto: no se tiene en cuenta el estado de la salida para realizar el proceso de control. Sistemas de este tipo son, por ejemplo, todos los programados: lavavajillas, lavadora, temporizador del horno, temporizador del microondas. También pertenecería a este grupo, por ejemplo, una estufa sin termostato.

CONTROL ACTUADOR ENTRADA



Sistemas en lazo cerrado: se compara la salida con la entrada para corregir posibles perturbaciones en el sistema. Este proceso se llama realimentación. Ejemplos: cisterna de un inodoro, control de la temperatura del cuerpo humano, conducción con automóvil, sistemas automáticos de iluminación, sistemas de calefacción o de aire acondicionado con termostato, etc.

3.3. Algunos ejemplos de sistemas de control.

CONTROL SALIDA

SENSOR

COMPARADOR

ENTRADA

3.3.1. El temporizador.

Temporizador digital

Es un dispositivo que retarda el tiempo que transcurre entre la producción de una señal y la respuesta a la misma mediante una acción. Encontramos temporizadores, por ejemplo, en un horno, convencional, en un microondas, o en las luces del pasillo de un bloque de pisos. También, por supuesto, en un televisor, un vídeo o un grabador de DVD. Hoy en día es incluso posible encontrar temporizadores programables (analógicos o digitales), que nos permiten conectar o desconectar de la red eléctrica dispositivos a determinadas horas del día (foto de la derecha). 3.3.2. El programador. Un programador es un dispositivo que ejecuta un programa: Un programa es un conjunto de acciones, que se realizan en un orden determinado, y en secuencias de tiempo distintas y adecuadas a cada acción. Hay diversos tipos de programadores: de levas, electrónicos, etc.

Programador de bote

Encontramos programadores en la distribución de un automóvil (árbol de levas), en una lavadora, en un lavavajillas o en los semáforos de las ciudades. 3.3.3. Un ordenador. Es un dispositivo muy empleado en el control industrial en la actualidad, ya que permite mucha versatilidad, así como la posibilidad de realizar cambios en función de las necesidades que tengan las instalaciones donde se utilizan.



4. TIPOS DE SISTEMAS DE CONTROL. 4.1. Control mecánico.

Se dice que el control es mecánico cuando el sistema de control está formado por un mecanismo. Veamos algunos.

4.1.1. Levas. Programador de levas. Si tienes la ocasión de desmontar una vieja lavadora, observarás que su sistema de control es muy sencillo. Consiste en un cilindro que a su alrededor tiene unas piezas especiales, llamadas levas (observa la figura). Estas levas, al girar el cilindro, accionan diferentes interruptores que ponen en marcha los dispositivos del interior de la lavadora: motor para giro de tambor, bomba para la toma de agua, resistencia para el calentamiento del agua, motor para el centrifugado

4.1.2. Cigüeñal. Un cigüeñal es un mecanismo que nos permite transformar un movimiento de rotación (el de su eje) en un movimiento alternativo (el de los dispositivos a él acoplados mediante bielas). Nosotros podemos construir fácilmente un cigüeñal. Basta con tomar un trozo de alambre rígido y formar los acodamientos que deseemos. Será importante que el inicio y el final del cigüeñal estén alineados, para que al girar no se produzcan brusquedades. Puede hacerse girar con ayuda de un motor eléctrico y una serie de poleas y pueden pensarse trabajos como la construcción de marionetas automáticas, encendido y apagado de luces, etc.

Cigüeñal

4.1.3. El interruptor fin de carrera. Habrás observado alguna vez, por ejemplo, que la puerta de una cochera automática se detiene cuando se ha abierto por completo, espera un poco a que entre el vehículo y se cierra pasados unos segundos.

Interruptor fin de carrera

El hecho de que se haya parado se ha debido a que se ha activado un pulsador de fin de carrera. Estos pulsadores son elementos que se activan/desactivan por la acción de un elemento móvil en el sistema (por ejemplo, la propia puerta). Hay dos tipos de finales de carrera, cuyos símbolos son:

NA

NC

NORMALMENTE ABIERTO NORMALMENTE CERRADO



4.1.4. Relés. Un relé es un interruptor electromagnético. Consta de una bobina de hilo de cobre enrollada sobre un alma de material férrico. Al pasar corriente por el hilo, la bobina se transforma en un electroimán, que atrae una chapa metálica, la cual desplaza, a su vez, a unos contactos interiores.

El relé se representa con el símbolo de la izquierda. A la derecha, por otra parte, podemos ver algunos relés comerciales. Se pueden construir diversos circuitos de control con relés, algunos de los cuales podemos ver a continuación:

Símbolo del

relé Algunos relés comerciales

RELÉ DE UN CONTACTO QUE ACTIVA UNA LÁMPARA

Al actuar sobre el pulsador (PUSH) del circuito de control, pasa corriente por la bobina del relé, el

contacto móvil cambia de posición y se enciende la lámpara del circuito controlado (el de la derecha)

LLAVE DE CRUCE CON DOS PILAS Y RELÉ DE UN CONTACTO El motor (M) se encuentra girando cuando cerramos el interruptor del

circuito controlado, ya que lo alimenta la pila de la derecha. Al

actuar sobre el pulsador del circuito de control, el contacto del relé cambia de posición, y pasa a ser la pila de la izquierda la que alimenta al motor. Ambas pilas

están conectadas al contrario, por lo que cambia el sentido de giro del

motor.

LLAVE DE CRUCE CON RELÉ DE DOS CONTACTOS

Tenemos aquí un relé con dos contactos móviles. Cuando se cierra el interruptor de

la derecha, el motor es alimentado con una determinada polaridad (el polo

superior es +). Cuando accionamos el relé, los contactos se desplazan, y el polo

superior pasa a ser -, por lo que el motor cambiará de sentido de giro.



RELÉ DE ENGANCHE

Con esta disposición, conseguimos que al accionar el pulsador inferior y soltar, el relé quede “enganchado”, es decir,

que no cambie de posición. Para que se “desenganche”, hay que accionar el pulsador de arriba

CIRCUITO DEL ASCENSOR (AVANZADO)

Este circuito permite construir un ascensor que se pone en marcha desde dos plantas (baja y alta), y que

se detiene automáticamente cuando alcanza su destino.

4.1.5. Control electrónico.

El control electrónico se basa en la utilización de dispositivos semiconductores que permiten el cambio de estado (conmutación) de los circuitos en los que se encuentran en función de determinados parámetros: tiempo, luz, temperatura, humedad, etc.. Los componentes semiconductores pueden aparecer:

◊ Individualmente: transistores, diodos, LED, etc. ◊ Formando parte de circuitos integrados, como el LM741, LM555, L293 o la familia 74XX

(puertas lógicas).



• Detectores:

Detector de humedad

Detector de luz

Detector de temperatura

• Temporizadores, que emplean condensadores o el circuito integrado 555:



• Comparadores: en este caso se emplea un componente electrónico nuevo, el amplificador operacional (LM741). En el circuito de la derecha puedes ver que el LM741 tiene dos entradas (-) y (+). Si la entrada (-) tiene menor tensión que la entrada (+), a la salida colocaremos la tensión de alimentación (9 V). Si es al contrario, colocaremos 0 V a la salida.

4.1.6. Control por ordenador. El control por ordenador se realiza gracias a la confluencia de cuatro elementos fundamentales:

- El dispositivo a controlar. - El propio PC. - Un dispositivo que conecte el objeto a

controlar con el PC: un interfaz. - Un programa escrito en un lenguaje de programación.

4.1.6.1. En el aula de Tecnología. En el Aula de Tecnología, el objeto a controlar es una maqueta cualquiera. El interfaz será una tarjeta controladora didáctica, de la cual hay diferentes modelos. En nuestro taller tenemos controladoras de dos tipos:

TARJETA CNICE TARJETA ENCONOR

Regletas de conexión a la maqueta

El lenguaje de programación a emplear puede ser XLogo.

Autómata programable (PLC) comercial

4.1.6.2. En una fábrica. Se utilizan en este contexto autómatas programables (PLC) como el que aparece a la derecha, que requieren un lenguaje de programación específico y cuyo estudio sobrepasa este nivel.



5. ROBÓTICA. La robótica es una ciencia muy joven, pero en continua expansión, y que tiene una enorme importancia, especialmente en las industrias modernas.

5.1. Definición de robot. La definición de robot puede hacerse con cuatro puntos clave:

Un robot industrial

• Es una máquina. • Automática (las tareas las realiza el

propio robot sin ayuda externa). • Reprogramable: pueden modificarse

las tareas que puede realizar la máquina.

• Reactiva: detecta la información de su entorno y reacciona ante ella.

Estamos acostumbrados a asignar apariencia humana a los robots, pero esto no debe ser necesariamente así. Los robots con apariencia humana se llaman androides.

5.2. Leyes de Asimov de la robótica. Primera Ley: un robot no puede hacer daño a un ser humano o, por inacción, permitir que

un ser humano sufra daño. Segunda Ley: un robot debe obedecer las órdenes dadas por los seres humanos, excepto

si estas órdenes entrasen en conflicto con la Primera Ley. Tercera Ley: un robot debe proteger su propia existencia en la medida en que esta

protección no entre en conflicto con la Primera o la Segunda Ley. 5.3. Arquitectura de un robot.

Los robots tienen cuatro unidades funcionales: Sensores: miden magnitudes físicas (velocidad, temperatura, humedad) y los transforman en

magnitudes eléctricas. Dentro del robot hay dos tipos de sensores: los que se ocupan del estado interno de la máquina y los que se ocupan del entorno.

Actuadores: reciben las órdenes desde el controlador y efectúan movimientos. Los más habituales son motores, relés o accionadores hidráulicos o neumáticos.

Alimentación: proporciona la energía para el funcionamiento de todo el sistema. Suelen ser baterías o placas fotovoltaicas, para garantizar autonomía.

Controlador: dirige el trabajo de los actuadores. La entrada es la información obtenida de los sensores. La salida está formada por las órdenes eléctricas enviadas a los actuadores (paro/puesta en marcha). La mayor parte de los robots están controlados por ordenadores.



6. CONSTRUYENDO. 6.1. Programador de bote: sistema de control de tráfico.

Con un simple bote podemos conseguir programar secuencialmente una serie de acciones como encender y apagar luces, parar y arrancar motores... Puedes ver un montaje de un semáforo en la fotografía de la derecha. Algunas cosas a tener en cuenta:

• Utilizar un bote metálico con tapa.

• Poner tantos contactos metálicos como efectos deseemos más uno. Puede suprimirse este contacto si ponemos una escobilla (contacto móvil) sobre el eje, que debe ser metálico.

• Cuidar que los contactos toquen siempre la superficie del bote: puede usarse un sistema de gomas elásticas para asegurarnos de ello.

• Tapar con cinta aislante las zonas del bote que nos interesen (en la parte del bote que tocará con los contactos que van a producir los efectos) tdel bote que vaya a ser recorrida por el contacto que va directamente a la pila (si estamos empleando una escobilla, no habrá problema siempre que el eje esté libre de pintura). Raspar bien el bote y las

eniendo cuidado de no tapar ninguna zona

• láminas con la punta de

• eguirse que el bote gire muy despacio: construiremos una buena reductora con

Los circ an ahora de forma muy sencilla

unas tijeras para asegurar que se produzca contacto. Debe conspoleas o engranajes, o usaremos un motor que la incorpore. uitos secundarios, destinados a producir los efectos, se mont

cortando los cables que, viniendo de las chapas (contactos con el bote) terminan uniéndose, e intercalando los circuitos que queramos entre sus extremos: por ejemplo, si queremos construir un semáforo automático, deberíamos tener 4 contactos (3 para cada bombilla y otro para meter corriente al bote) según el esquema de al lado.



6.1.1. Diagrama de tiempos. Podemos conseguir una representación gráfica en forma de tabla de lo que van realizando las lámparas de nuestro proyecto. A esto lo llamaremos diagrama de tiempos. Vamos a entender esto un poco mejor si lo aplicamos a un semáforo para vehículos. Así, en el eje y representaremos las luces disponibles, y en el eje x haremos marcas que nos indicarán el tiempo transcurrido. Por ejemplo, divisiones de 10 en 10 segundos. Veamos cómo queda.

Luz roja

Luz ámbar

Luz verde

0 10 20 30 40 50 60 t(s)

Es fácil interpretar en este gráfico que, inicialmente, se enciende la luz verde durante 20 segundos, que se apaga e inmediatamente se enciende la luz ámbar, la cual dura encendida otros 10 segundos (hasta el segundo 30, contando desde que empezó el ciclo). Por último, tras apagarse la luz ámbar, se enciende la luz roja, que permanece 30 segundos encendida.

6.2. Marcador luminoso. Recuerda que los primeros ordenadores recibían las instrucciones codificadas en tarjetas perforadas. Puedes aplicar esta técnica de forma sencilla para el control de determinados sistemas. Por ejemplo, para un marcador luminoso que indique números del 0 al 9 o las letras que quieras. Vamos a ver cómo indicar los números del 0 al 0. Para ello, en un rectángulo de cartulina, cartón o contrachapado podemos dibujar la siguiente trama, en la que se ha indicado

Números que queremos conseguir en el marcador 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

CONTACTO 1 CONTACTO 2 CONTACTO 3 CONTACTO 4 CONTACTO 5 CONTACTO 6 CONTACTO 7

Cada contacto controla una de las lámparas que se han colocado y numerado como indica la figura de la derecha.

1

6

7

2

5

3

Las zonas sombreadas en gris son zonas que habremos eliminado de la tarjeta controladora, para que el contacto que se sitúe sobre ella pueda tocar sobre el material conductor que habremos colocado bajo la mencionada tarjeta, lo cual provocará, en ese caso, el encendido de la luz correspondiente. Un posible montaje de este proyecto es el que aparece en el croquis de la página siguiente.

4



Propuesta de maqueta para un marcador luminoso controlado con tarjeta perforada

.3. Otros.

Lo cierto es que con un programador de bote o con una tarjeta programadora podemos hacer funcionar

se observen efectos de luces tintineantes, sonidos, etc. etc.

tras

6

proyectos muy variados. Por ejemplo: • Anuncio luminoso: en el que • Maqueta de un teatro, en la que consigamos diferentes efectos: luminosos, acústicos, • Maqueta de mobiliario urbano, en la que se enciendan farolas, se controlen fuentes, etc. • Maqueta de una discoteca, encendiendo y apagando de forma alternativa las luces, mien

ponemos en marcha un dispositivo de audio.



EJERCICIOS Y PROBLEMAS 1. Haz una lista de diez tareas, procesos o situaciones de la vida real que actualmente se encuentren

automatizadas, pero que no lo estuvieran anteriormente. Por ejemplo, el envasado de aceite (ya no valen el resto de los envasados).

2. Localiza automatismos que se encuentren en el Instituto, y clasifícalos según las funciones que desempeñan o las tareas que realizan.

3. Hoy en día existen numerosos aparatos que se ponen en marcha de forma automática, pero también nosotros podemos construirlos. Imagina que necesitas un aparato que te encienda la luz, de forma automática, todos los días a las 7:30 de la mañana. Indica cómo podría construirse. Haz un diseño sencillo, señalando operadores, medidas y materiales. Explica el diseño con tus palabras.

4. Una envasadora de frutas situada en el Polígono Industrial de Palma del Río ha decidido, de repente, eliminar toda su maquinaria y volver a una producción tal y como se realiza hace cien años. Explica cuál sería el proceso seguido por 1 kg. de fruta desde que entra en la fábrica hasta que sale de ella. ¿Habría que modificar algo en la fábrica, tanto en lo que se refiere a instalaciones, como a personal?

5. Investiga quién fue James Watt, dónde nació y vivió. Descubrirás que mejoró la máquina de vapor, dotándola de numerosos adelantos. Uno de ellos constituye el primer automatismo industrial de la Historia. ¿Cómo se llamaba y para qué servía?

6. Escribe el conjunto de instrucciones necesarias (y la duración de las mismas) para completar un lavado completo en una lavadora como la que tienes en casa.

7. Escribe un programa para controlar la maqueta de un lavadero automático de vehículos. 8. ¿Cuándo apareció el semáforo? Imagina qué sucedería en una gran ciudad en la que un día se

apagaran, simultáneamente, todos los semáforos. 9. Escribe un programa que regule el funcionamiento de un semáforo para vehículos (3 luces). La

duración total debe ser de 1 minuto. (PROGRAMA SEMÁFORO 1). 10. Dibuja el diagrama de tiempos del programa anterior. 11. Escribe un programa que regule el funcionamiento de un semáforo para vehículos y para peatones

(5 luces). La duración total debe ser de 1 minuto. (PROGRAMA SEMÁFORO 2). 12. Dibuja el diagrama de tiempos del programa anterior. 13. Escribe un programa que regule el funcionamiento dos semáforos (6 luces) situados en el cruce de

dos calles perpendiculares. En cada calle debe haber un semáforo, y ambos están sincronizados, para que no haya problemas de tráfico. La duración total debe ser de 1 minuto. (PROGRAMA SEMÁFORO 3).

14. Dibuja el diagrama de tiempos del programa anterior. 15. Escribe un programa que regule el funcionamiento dos semáforos para vehículos y para peatones

(10 luces) situados en el cruce de dos calles perpendiculares. En cada calle debe haber un semáforo, y ambos están sincronizados, para que no haya problemas de tráfico. La duración total debe ser de 1 minuto. (PROGRAMA SEMÁFORO 4).

16. Dibuja el diagrama de tiempos del programa anterior.



17. Escribe un programa que nos permita controlar un ascensor que sube y baja continuamente entre dos plantas. Debe estar parado 10 segundos en cada planta, y el tiempo total que debe emplear en un ciclo debe ser de 1 minuto. (PROGRAMA ASCENSOR 1).

18. Describe con tus palabras cuáles son los tres pasos que debe seguir un/a compañer@ que quiere coger un bolígrafo que se encuentra sobre la mesa. Fíjate con mucho detalle.

19. Vamos a realizar una experiencia similar a la anterior, pero tapándole los ojos a tu compañer@. Indica los pasos que ahora debe seguir. ¿Cómo llamarías a la nueva tarea que ahora ha hecho?

20. ¿Qué parecido eres capaz de encontrar entre una lavadora y un ordenador? ¿Se parece tu compañero en algo a ellos?

21. ¿Qué es la realimentación? Pon ejemplos de sistemas realimentados. 22. Hemos construido un display de siete segmentos controlado por tarjeta perforada. Cada una de las

lámparas consume 1,5 A cuando se conecta a una pila de 4,5 V. Calcula qué potencia consume el display cuando se iluminan los siguientes números: a) el uno; b) el siete; c) el ocho; d) el cuatro.

23. ¿Qué es una cadena de montaje? ¿Cuándo apareció la primera cadena de montaje? ¿Quién y por qué la inventó?

24. Haz una lista con las ventajas y los inconvenientes que presentan algunos de los automatismos que conoces.

25. ¿Qué es un código de barras? ¿Para qué sirve? ¿Puedes explicar el significado de alguna de las barras o cifras que aparecen en él?

26. ¿De dónde viene la palabra informática? ¿Cuándo se construyó el primer ordenador? 27. ¿Para qué se usa el código postal? ¿Cuál es el código postal de nuestra ciudad? ¿Cómo sería la

distribución de cartas y paquetes postales si no se empleara? 28. En los relojes de cuerda hay 3 agujas, que dan vueltas a distintas velocidades. Pero en el reloj hay

un solo motor (que, por cierto, es muy pequeño). ¿Cómo crees, entonces, que puede conseguirse el efecto deseado: marcado de horas, minutos y segundos? Haz un dibujo en el que aclares tu explicación.

29. El código Morse consiste en un conjunto de puntos y rayas. Cada combinación de puntos y rayas significa una letra o número, y sirve para comunicarse a distancia (por ejemplo, barcos con tierra, etc.). Diseña un programador de disco (algo modificado) para que, mediante una bombilla, nos transmita la palabra TECNOLOGÍA en código Morse. Solución: programa de un solo surco. Debemos poner unas guías para que el “lector” no se salga.

30. En el programa “El Club de las Ideas”, de Canal Sur Televisión, se hablará el próximo día acerca de los automatismos. Escribe en tu cuaderno qué tenemos que indicarle al vídeo que tenemos en el Departamento para que nos grabe dicho programa, sabiendo que comienza a las 9:30 y acaba a las 10:30 de la mañana.

31. Los automatismos industriales están sometidos a continuos cambios en las condiciones de funcionamiento. Así, por ejemplo, cambia la temperatura, la presión, la velocidad de producción, etc., y ellos deben adaptarse continuamente a las nuevas situaciones, para que el funcionamiento del automatismo sea el adecuado. Escribe un diagrama en el que muestres el proceso de funcionamiento de cualquier automatismo.

32. ¿Qué son las tarjetas perforadas? ¿Para qué se empleaban? Escribe un mensaje con una tarjeta perforada. ¿Eres capaz de encontrar algún artilugio o máquina modernos que funcionen con algo parecido a tarjetas perforadas?



33. ¿Podría un robot de una cadena de montaje de automóviles utilizarse en la fabricación de circuitos electrónicos impresos? En caso afirmativo, señala qué habría que hacer para que así fuera.

34. ¿Con qué posibilidades contamos en la actualidad para poder comunicarnos e intercambiar información? Averigua los medios de que disponíamos hace 50 ó 100 años.

35. Busca información sobre los sensores. Localiza varios tipos de ellos, y clasifícalos según las tareas que hagan y las aplicaciones en las que se empleen.

36. Haz una lista con todos los sensores que seas capaz de encontrar, tanto en casa, como en el Instituto, en el supermercado, etc.

37. ¿Qué es la radiación ultravioleta? ¿Podemos verla o sentirla de alguna manera? ¿Y la infrarroja? ¿Se te ocurren posibles aplicaciones tecnológicas de estas radiaciones?

38. ¿Qué son los ultrasonidos? ¿Se te ocurren algunas aplicaciones tecnológicas para ellos? 39. ¿Qué es una célula fotoeléctrica? ¿Conoces alguna aplicación a un sistema automático? 40. ¿Qué es una célula o placa fotovoltaica? ¿Podríamos emplearla como un sensor? 41. Si has observado los escaparates de algunas tiendas, sus cristales llevan pegados unos pequeños

rectángulos, de los que salen unos cables? ¿Para qué crees que sirven? 42. ¿Por qué crees que, cuando vas a entrar en un ascensor, las puertas se abren sin necesidad de

que le des a ningún botón? ¿Crees que en esa situación se está empleando algún sensor? 43. ¿Puede considerarse un interruptor como un sensor? 44. Visita la web http://www.automates-anciens.com/version_espanola/index-espanol.htm y obtén

información sobre los principales creadores de autómatas.


http://www.automates-anciens.com/version_espanola/index-espanol.htm

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