Bienvenida al curso

1

Enlaces del taller IoT

2

Qu茅 aprender谩s sobre el desarrollo de hardware con Arduino

Introducci贸n al hardware libre

3

驴Qu茅 es Arduino y qu茅 placas hay?

4

驴C贸mo se desarrolla el Hardware?

5

驴Cu谩l es el software para dise帽o mec谩nico?

6

Elecci贸n del software a utilizar

7

Limitaciones de Arduino y qu茅 es el hardware libre

8

Reto 1: Para un proyecto de IoT, 驴Cu谩l tarjeta Arduino utilizar铆as?

9

驴C贸mo funciona el Curso de Desarrollo de Hardware con Arduino?

10

Lista de Materiales o Componentes a Utilizar

Sensores, Actuadores y Procesadores

11

Sensores, actuadores y procesadores

12

Diferentes tipos de sensores seg煤n la salida

13

Diferentes tipos de sensores seg煤n la aplicaci贸n

14

Diferentes tipos de actuadores

Introducci贸n a la electr贸nica

15

Diferencias entre electricidad y electr贸nica

16

Tipos de componentes electr贸nicos

17

M谩s tipos de componentes electr贸nicos

18

Limitando la corriente para evitar quemar un led

Manos a la obra

19

Puertos de un arduino y sus funciones

20

Qu茅 es un protoboard

21

Estructura general de un programa en Arduino y hello world con un LED

22

Variables y Constantes Globales

23

Manejo de librer铆as y funciones

24

Manejo de valores anal贸gicos: uso del potenci贸metro

25

Uso del monitor serial

26

PWM y se帽ales anal贸gicas

27

Un control de color RGB e intensidad lum铆nica para una lampara de mesa

28

Uso de push buttons

29

Monitor de temperatura con Arduino (uso de LM35 y un lcd 16x2)

30

Continuando con el monitor de temperatura con Arduino

31

Finalizando con el monitor de temperatura con Arduino

32

Reto: Crea tu sem谩foro con Arduino

Automatizaci贸n de procesos

33

C贸mo generar movimiento y uso de motores

34

C贸mo generar movimiento y servomotores

35

Agregando un potenciom茅tro para controlar la posici贸n del Servomotor

36

Robot evasor de obst谩culos

37

Continuando con el Robot evasor de obst谩culos

38

Terminando con el Robot evasor de obst谩culos

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Diferentes tipos de actuadores

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Recursos

En esta clase vamos a familiarizarnos con los distintos tipos de actuadores que existen. Para esto, te muestro un mapa conceptual en el que puedes observar el tipo de movimiento y el medio en el que operan.

Tenemos dos tipos principales de movimiento:

  • Lineal
  • Rotativo

Los medios en los que operan son:

  • Hidr谩ulico
  • Neum谩tico
  • El茅ctrico

Recuerda que el desafi贸 de esta clase es investigar las principales aplicaciones de estos 3 medios y nos cuentes 3 ejemplos en la secci贸n de comentarios.

Aportes 30

Preguntas 1

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o inicia sesi贸n.

Para los actuadores hidr谩ulicos tenemos tres aplicaciones:
-Cilindro hidr谩ulico
-Motor hidr谩ulico
-Motor hidr谩ulico de Oscilaci贸n

Para los actuadores hidr谩ulicos tenemos dos aplicaciones:
-Expulsi贸n de piezas en la industria
-Dispositivos de corte y plegado

Para los actuadores el茅ctricos los vemos en:
-Aplicaciones para la regulaci贸n de velocidad.
-Aplicaciones de precisi贸n en la industria.

EJEMPLOS de actuadores.

  1. Hidraulico: excavadora, platafomas elevadoras, puerta del bus.
    Los actuadores hidraulicos tienen mas potencia, aguantan mas carga y son mas precisos por el contrario requieren de mayor mantenimiento y la instalacion es mas compleja.

  2. Neumatico: pistolas de aire, soplete para pintar, pistola de clavos, spray para pintar, brazo robotico con motores neumaticos.

  3. Electrico: brazo robotico, elevadores verticales, rejas automaticas, carro electrico, electrovalvula de agua.

Actuador hidr谩ulico para movimiento rotativo de las orugas de una excavadora. (imagen de este video. https://www.youtube.com/watch?v=dRSeXnWPMvc&t=265s)

actuador neumatico con movimiento rotativo(imagenes del video https://www.youtube.com/watch?v=0vkHEER7GRw)

actuador electrico con movimiento lineal y en el video se ve como es por dentro.(https://www.youtube.com/watch?v=NEcG3dkZyTg)

Los actuadores hidraulicos se encuentran en los brazos de grua:

Los actuadores neumaticos se encuentran en una lijadora orbital:

Los actuadores electricos se ven en los carros (motores electricos):

鈥 NEUM脕TICA: cilindros con v谩stago, actuadores giratorios con aleta giratoria, actuadores giratorios con pi帽贸n cremallera

鈥 HIDR脕ULICA: actuador rotativo hidr谩ulico de pi帽贸n cremallera, actuador lineal hidr谩ulico de precisi贸n, actuador con 3 posiciones lineal hidr谩ulico de doble efecto

鈥 EL脡CTRICO: dispositivos que llevan incorporado un motor el茅ctrico reductor que permite la acci贸n de otro dispositivo. Motores de corriente continua ( controlados por excitaci贸n, inducci贸n), motores de corriente alterna (s铆ncronos o as铆ncronos
Los actuadores se emplean en acciones como sistemas de visi贸n, movimiento de brazos articulados, encolado, manipulaci贸n autom谩tica de objetos, elevadores, desplazamiento鈥

ACTUADORES HIDRAULICOS: son com煤nmente usados en las gr煤as de carga por su alta resistencia Mec谩nica.

ACTUADORES NEUMATICOS: Son mecanismos que convierten la energ铆a del aire comprimido en trabajo mec谩nico.

ACTUADORES ELECTRICOS: Los actuadores el茅ctricos son accionados por medio de corrientes el茅ctricas, estos son utilizados en diferentes aparatos mecatronicos, como robots.

ACTUADOR HIDRAULICO

ACTUADOR NEUMATICO

ACTUADOR ELECTRICO

  • Un actuador neum谩tico convierte aire comprimido en energ铆a mec谩nica, que puede ser en forma de movimiento rotativo o lineal, seg煤n el tipo de actuador

  • Los actuadores electicos llevan incorporado un motor el茅ctrico y un reductor que permite accionar cualquier dispositivo para llevar a cabo determinado movimiento u acci贸n.

  • Actuadores Hidr谩ulicos
    Se clasifican en Actuadores Lineales, llamados Cilindros. Y actuadores rotativos en general
    denominados motores hidr谩ulicos. Los actuadores son alimentados con fluido a presi贸n y se obtiene un
    movimiento con una determinada velocidad, fuerza, o bien velocidad angular y momento a partir de la
    perdida de presi贸n de un determinado caudal del fluido en cuesti贸n.

actuador hidraulico: pistones
actuador neumatico: actuadores rotativos
actuadores electricos: servomotores

buenas im谩genes xd

Aplicacion Medio Hidraulico: Pistones hidraulico dentro de un vehicul caterpilar, para mover sus brazos y extraer tierra o piedra.
Aplicacion Medio Neumatico: Podemos encontrar en v谩lvulas neum谩ticas en una planta industrial, cortanel paso de un fluido industrial.
Aplicacion medio electrico, los motores electricos, valvulas selenoies,

los filtec. utilizados en lineas de producci贸n para detectar botellas con algun problema, conozco uno que tiene una lectura basada en pixeles, las botellas seg煤n su forma tienen una fotografiara pixelada para cada una, el sensor le toma a una 360 fotos a la botella a una velocidad de 600 Botellas por minuto, si se detecta un solo pixel diferente se manda la se帽al a un actuador y este cierra una puerta en el transportador y la botella sale por otro carril a defectos.

http://mapersa.com.co/images/productos/filtec/inspector_nivel.jpg

Hidr谩ulico: Las f谩bricas de papel, la explotaci贸n forestal, la fabricaci贸n, la rob贸tica y el procesamiento del acero son los principales usuarios de equipos hidr谩ulicos. Como forma eficaz y rentable de crear movimiento o repetici贸n, los equipos basados en sistemas hidr谩ulicos son dif铆ciles de superar.

Neum谩tico:

COMPRESORES DE AIRE.
PROTECCI脫N LABORAL.
EQUIPOS DE SOLDADURA.
HERRAMIENTAS.
VENTILACI脫N Y EXTRACCI脫N INDUSTRIAL.
MAQUINARIA INDUSTRIAL.
NEUM脕TICA.
TRANSMISIONES.

El茅ctrico: En el hogar, en los servicios, en la industria o, incluso, en el transporte, la energ铆a el茅ctrica tiene un amplio abanico de aplicaciones. Con la electricidad, se puede iluminar, obtener calor y fr铆o, calentar agua, cocinar, o poner en marcha un aparato.

驴Qu茅 es un actuador?

馃挕 Un actuador es un dispositivo/elemento que hace uso de un tipo de energ铆a (el茅ctrica, magn茅tica, t茅rmica) para realizar movimiento 鈥渁ctuar鈥 en base a la informaci贸n procesada por un CI (Circuito Integrado) y obtenida desde un sensor.

El movimiento que realiza es del tipo mec谩nico o mec谩nico rotatorio.


Actuadores El茅ctricos

Los actuadores el茅ctricos son dispositivos que hacen uso de un motor para llevar a cabo un movimiento

Tipos de Actuadores

  1. Motores de Corriente Continua CD
  2. Motores de Corriente Alterna CA
  3. Motores Controlados por excitaci贸n magn茅tica (Se induce un campo magn茅tico en direcci贸n fija).
  4. Motores Paso a paso
    1. Imanes permanentes
    2. Reluctancia variable
    3. H铆brido.

Aplicaciones de un actuador el茅ctrico

  • Manipulaci贸n de objetos en laboratorios con gran precisi贸n y rapidez
  • Brazos articulados de precisi贸n en l铆neas de producci贸n
  • Sistemas de visi贸n para el corregimiento de posici贸n de objetos (Almacenes)
  1. Aplicaciones en sistemas hidr谩ulicos
  • Transmisi贸n fiable de se帽ales en grupos hidr谩ulicos.
  • Medici贸n de temperatura en un grupo hidr谩ulico.
  • Medici贸n de presi贸n en un grupo hidr谩ulico.
  • Medici贸n de nivel en un grupo hidr谩ulico.
  • Control de ciclo en sistemas de lubricaci贸n centralizada.
  1. Aplicaciones en sistemas neum谩tico
  • Frenos de aire en una amplia variedad de veh铆culos de transporte, incluyendo trenes.
  • Una pistola de clavos neum谩tica de carpintero o llaves el茅ctricas usadas por los mec谩nicos de autom贸viles.
  • Sistemas de control HVAC (calefacci贸n, ventilaci贸n y aire acondicionado ).
  • Martillos neum谩ticos utilizados por el personal de la construcci贸n u otros equipos de trabajo.
  • 脫rganos tubulares.
  • Estructuras inflables.
  • Correo neum谩tico u otros sistemas de entrega de documentos.
  • M谩quinas de ejercicio.
  • Compresores de aire de inflado de neum谩ticos en la gasolinera.
  1. Aplicaciones en sistemas el茅ctrico
  • Generador electrost谩tico.
  • Motor el茅ctrico.
  • Transformador.
  • M谩quinas frigor铆ficas y aire acondicionado.
  • Electroimanes.
  • Electroqu铆mica.
  • Electrov谩lvulas.
    Iluminaci贸n y alumbrado.

ACTUADORES HIDR脕ULICOS
1. Actuadores hidr谩ulicos lineales
1.1. Cilindro hidr谩ulico de simple efecto; El movimiento lineal lo realiza en un sentido por la acci贸n de la presi贸n hidr谩ulica y el retorno puede ser mec谩nicamente por un muelle interno o por el mismo proceso retornar con la fuerza mec谩nico externa, al dejar de tener presi贸n hidr谩ulica. USO: Expulsi贸n, sujeci贸n y marcado de piezas.
1.2. Cilindro hidr谩ulico de doble efecto; Los cilindros hidr谩ulicos de doble efecto son actuadores hidr谩ulicos lineales que realizan el movimiento en los dos sentidos por medio de la presi贸n hidr谩ulica. USO: Corte y pegado.

2. Actuadores hidr谩ulicos rotativos
2.1. Motores hidr谩ulicos; Los motores hidr谩ulicos pueden realizar la misma funci贸n que un motor el茅ctrico, pero con algunas ventajas dependiendo de las caracter铆sticas del proceso. USO: Automatizar v谩lvulas de bola, mariposa o macho c贸nico.
VENTAJAS

  1. Pueden estar alejados de la bomba y el circuito el茅ctrico, sin perder fuerza.
  2. Realizan fuerzas superiores a mecanismos del mismo tama帽o y otras energ铆as como la neum谩tica.
  3. Soportan presiones hasta de 4000 PSI.
    DESVENTAJAS
  4. Presentan algunas fugas de liquido en ciertas partes del circuito, como, uniones, v谩lvulas, etc. Esto genera una perdida ligera en la potencia, y presentan un mayor desgaste.
  5. Requiere de mecanismos complejos en el circuito.

ACTUADORES NEUM脕TICOS
Los actuadores neum谩ticos son dispositivos autom谩ticos que funcionan directamente con aire o gas, los hay para baja presi贸n (30-250 psi) y alta presi贸n (300-3000 psi). son utilizados para automatizaci贸n de v谩lvulas de compuerta, bola, macho, mariposa o dampers.
VENTAJAS

  1. El tiempo de operaci贸n es de medio/r谩pido a una taza de 1 seg/pul
    DESVENTAJAS
  2. Dependen de instrumentaci贸n y/o accesorios para funcionar.
  3. Requieren suministro constante

ACTUADORES EL脡CTRICOS
Los actuadores el茅ctricos son dispositivos autom谩ticos que funcionan directamente con alimentaci贸n el茅ctrica, la cual va desde los 24 VCD hasta los 440/3/60 Hz, son utilizados para automatizaci贸n de v谩lvulas de compuerta, bola, macho, mariposa o dampers a un bajo costo. La caracter铆stica t铆pica de estos actuadores es una curva de salida de manera continua por toda la carrera y que a falla de energ铆a el茅ctrica es su 煤ltima posici贸n.
VENTAJAS

  1. Bajo costo de operaci贸n
  2. Tienen funci贸n de ajustes, control e interrogaci贸n de manera no intrusivo a trav茅s de interfaces de comunicaci贸n Bluetooth y otros.
    DESVENTAJAS
  3. El tiempo de respuesta lento 5 seg/pul
  4. No pueden variar su velocidad de salida

Buenas tardes adjunto esta imagen ahi esta mas que explicado los ejemplos de cada uno de los actuadores.

Actuadores neum谩ticos como el llenado en botellas

Tambi茅n existen actuadores de temperatura (Placa Peltier), luz (led), V谩lvulas, etc

todos los actuadores el茅ctricos son motores rotativos?

Los actuadores son sistemas que se activan en funci贸n de algo.

Actuadores El茅ctricos: En el funcionamiento interno de una lavadora

Actuadores Hidr谩ulicos: En las asientos que usan los dentistas. Se ejerce una peque帽a presi贸n hidr谩ulica para elevar la silla a un nivel en el cual se pueda trabajar.

Actuadores Neum谩ticos: Los podemos ver en el funcionamiento de una estampadora en la industria textil.

Actuadores Hidroneum谩ticos: Estos se forman al combinar la hidr谩ulica y la neum谩tica. Se usan comunmente en las elevaciones de las puertas de garajes.

https://www.youtube.com/watch?v=_FTtsCQoRdc
un poco de historio de la electricidad.

Por otro lado tengo entendido que la corriente directa cuando se uso para las casas resultaba que la primera casa esta bien iluminada pero si te tocaba la suerte de ser de las ultimas, la corriente disminu铆a considerablemente por el paso de casa a casa. Pero tiene la ventaja que se puede almacenar en bater铆as.

Con la corriente alterna no pasa eso porque viene de ambos lados y no se tiene esa disminuci贸n de corriente sin importar si eres la primera o la ultima casa. Funciona a mayor distancias con mayor voltaje. Por no tener polaridad definida, permite conectar un dispositivo a un enchufe sin importar donde est茅 el polo positivo y el negativo del enchufe.

Y aunque la clase no sea de electricidad siento que hay que entender unos t茅rminos r谩pido que a mi me ayudaron. Me explicaron con una analog铆a con el agua.
AMPERAJE-- tienes un tinaco o recipiente con agua. La cantidad que le cabe de agua ser铆a el amperaje. Ejemplo las pilas.

VOLTAJE鈥揕a altura del recipiente con agua genera una presi贸n esa presi贸n ser铆a su voltaje.

CORRIENTE鈥揺s el agua que pasar铆a por una manguera si esta conectado en la parte inferior del recipiente.

Si estoy mal corr铆janme porfavor.

Un actuador el茅ctrico se encuentra en la puerta de los ascensores, la cual se abre si detecta la presencia de alg煤n objeto o persona en la trayectoria de cierre de esta.

Un actuador neum谩tico es el de la puerta del maletero de algunos carros, que se activan para amortiguar la apertura o cierre

Un actuador hidr谩ulico se puede ver las prensas de materiales para determinar su resistencia a la fuerza de compresi贸n y determinar su punto de ruptura. Estos ensayos de len hacen a, por ejemplo, diferentes elementos de construcci贸n como ladrillos, fierros, columnas de concreto, etc.

Actuadores hidr谩ulicos: Los actuadores hidr谩ulicos son dispositivos autom谩ticos que funcionan directamente con aceite o agua, los hay para baja presi贸n (250-500 psi) y alta presi贸n (600-5000 psi), utilizan agua de las plantas de tratamiento, aceite hidr谩ulico industrial y aceite biodegradable, son utilizados para automatizaci贸n de v谩lvulas de compuerta, bola, macho, mariposa o dampers.

Excelente clase

Actuador neum谩tico seria un dinamo que es accionado por medio de un flujo de aire que lo hace girar y este dinamo genera una corriente y voltaje que alimenta por ejemplo un panel view y electrovalvulas que controla una bomba de pintura industrial, todo esto dentro de un entorno aislado, esto se hace as铆 para minimizar al m谩ximo el riesgo de explosi贸n por los gases emitidos por la naturaleza de la preparaci贸n de la pintura, al eliminarse conexiones que est茅n en contacto con el ambiente externo en el que se encuentre la bomba de pintura.

Actuador hidr谩ulico seria un par de pistones que sostengan firmemente una pieza para hacerle alg煤n proceso por ejemplo de perforaci贸n con un taladro autom谩tico, o un motor hidr谩ulico que hace girar las llanas de un Manlift para desplazarse.

Actuador el茅ctrico puede ser una combinaci贸n de v谩lvulas neum谩ticas o hidr谩ulicas en donde al energizar una bobina de una v谩lvula esta generara un campo magn茅tico que mover谩 f铆sicamente alg煤n v谩stago o una compuerta que permitir谩 o impedir谩 el paso del flujo de aire o del liquido con el que se trabaje.

Un led o un buzzer, ser铆an actuadores?

transportadores electricos son muy usado en la industria alimentaria ya sean para reposteria, embotellados, etc