Robótica EducativaEtapa 4

Actuadores Hidráulicos

Este tipo de actuadores

funcionan a base de fluidos a

presión, generalmente se utiliza

aceite.

Actuadores Neumáticos

Convierte la energía generada

por aire comprimido dentro de

una cámara en energía

mecánica.

Actuadores Eléctricos

Funcionan con energía

eléctrica, el ejemplo más

común es un motor

Actuador: Dispositivo que convierte una energía en una salida, generalmente mecánica, que puede provocar un efecto sobre el proceso automatizado

Motores de corriente continua (DC Motor):

• Los motorreductores son utilizados en diferentes máquinas y aparatos, entransmisiones de fuerza por correa, cadena o trenes de engranajes, reducenvelocidad y transmiten potencia con regularidad, para una mayor eficiencia.Ejemplos, girar una polea, un elevador o para las llantas de tu robot.

• Los motorreductores poseen dos cables, generalmente un cable rojo(positivo) y un cable negro o café (negativo o tierra) y esto nos indica la formade conectarse.

• El sentido de giro de un motor de corriente continua depende del sentidorelativo de las corrientes circulantes por él, por lo que, si invertimos la formaen que lo estamos conectando a nuestro CPU, lo que sucederá es que vamosa invertir el sentido de giro que originalmente se tenía, a esta acción se leconoce como invertir la polaridad.

Servomotores:

• Es un dispositivo compuesto por un sistema de engranes que le permite tener un girocontrolado a posiciones específicas, recibe una señal codificada de entrada, puedenllegar a levantar varias veces su peso.

• Para conectarse tienen tres cables, generalmente uno rojo (positivo), uno negro o café(negativo o tierra) y un cable que puede ser amarillo, blanco o naranja (señal de control).

•

• Un servomotor se compone principalmente de tres elementos:

• Caja de engranajes: parte mecánica de este componente, consta de una serie deengranes acomodados para conseguir el torque y velocidad del servo deseada alprogramar su movimiento.

• Motor: corresponde a la parte eléctrica

• Controlador: placa electrónica que se encarga de decodificar la señal recibida yaccionar el motor hasta la posición programada.

Sensores

• Dispositivo que detecta eventos o cambios en su entorno físico, mide las magnitudes físicas o químicas, por ejemplo, de temperatura, longitud, fuerza, presión, luz, etc., y posteriormente la transforma en una señal eléctrica que se envía a un procesador.

• Los sensores cumplen la función comparativa a los cinco sentidos del ser humano, encargados de tomar decisiones frente a los estímulos del medio ambiente.

• Los seres vivos tienen órganos encargados de percibir su entorno, envían esta información al cerebro y éste se encarga de enviar una respuesta a través de, por ejemplo, los músculos, ligamentos, etc.

• Los robots tienen sensores que captan información del exterior para enviarla al controlador, para dar una respuesta que es llevada a cabo por músculos, ligamentos, etc. en los robots motores, actuadores, display, etc.

Los sensores son dispositivos utilizados en robot autónomos para que adquieran información de su entorno

y a su vez puedan realizar actividades con un alto grado de autonomía, es decir, casi o sin la ayuda de un

operador humano. Una manera sencilla de representar el funcionamiento del sensor es la siguiente:

Los sensores, se utilizan en gran cantidad de artefactos que utilizamos en nuestra vida diaria y que a veces

nos pasan desapercibidos algunos ejemplos tan sencillos como la lectura de un termómetro o el encendido

de una televisión.

Funcionamiento de los sensores

TransductorDispositivo capaz de transformar determinada energía de entrada en otra desalida, en robótica se utilizan para obtener información de entornos físicos oquímicos y transformarlos en señales o impulsos eléctricos.

El tipo de transductor nos indica cuál es la transformación, por ejemplo:

• Electromecánico, transforma una señal eléctrica en mecánica o viceversa.

• Electromagnético, transforma una señal eléctrica en magnética o viceversa.

• Electroacústico, recibe un sonido y lo transforma en ondas eléctricas (altavoz, micrófono)

La diferencia entre un sensor y un transductor es que el sensor convierte una magnitud física en una señal eléctrica, mientras que el transductor convierte una forma de energía en otra.

Si los dos se utilizan para medir una magnitud pueden resultar parecidos, pero el sensor requiere siempre de alimentación de energía ya que no transforma, sino que mide.

Características técnicas de los sensores

Exactitud: Es el grado de conformidad de un valor indicado a un valor estándarideal, considerando este valor ideal como si fuera el verdadero.

Precisión: Significa que existe o no una pequeña variación aleatoria en lamedición de la variable, la precisión de la medición debe ser tan altacomo fuese posible.

Rango de funcionamiento: El sensor debe tener un amplio rango defuncionamiento y debe ser exacto y preciso en todo el rango.

Velocidad de respuesta: El transductor debe ser capaz de responder a loscambios de la variable detectada en un tiempo mínimo. Lo ideal seríauna respuesta instantánea.

Calibración: Es el proceso de comparar los valores obtenidos con una medidaestándar. Los sensores deben ser fáciles de calibrar, es decir, el tiempoy el procedimiento necesario para la calibración debe ser mínimo y nonecesitar recalibraciones frecuentes.

Fiabilidad: Alta fiabilidad, no debe estar sujeto a fallos frecuentes durante elfuncionamiento.

Clasificación de sensores según el tipo de señal de salida

• Sensor Digital: Dispositivo que toma únicamente dos valores desalida; 1 o 0 encendido o apagado, sí o no, los estados de un sensordigital son absolutos y únicos, y se usan donde se desea verificarestados de "verdad" o "negación“.• Ejemplo, una caja que es transportada llega al final de un recorrido, y activa un

sensor digital; entonces, la señal 0 del sensor en reposo, cambia inmediatamentea 1, dando cuenta al sistema de tal condición.

• Sensor Analógico: Emite una señal comprendida por un campo devalores instantáneos que varían en el tiempo y son proporcionales alos efectos que se están midiendo.• Ejemplo, un termómetro mide la temperatura en grados puede tomar cualquier

valor dentro de un rango.

Clasificación de sensores según el tipo de variable medida

Tipo de Sensor Ejemplos

Sensores Ópticos Sensor IR

Sensores Acústicos Sensor ultrasónico

Sensor de sonido

Sensores Magnéticos Sensor magnético de proximidad

Sensores Mecánicos Sensor de contacto

Sensores Eléctricos Sensores de voltaje

Sensores de corriente

Sensores Térmicos Sensores de temperatura

Sensores de Humedad Termopares

RTD