Bienvenida al curso

1

Enlaces del taller IoT

2

Qué aprenderás sobre el desarrollo de hardware con Arduino

Introducción al hardware libre

3

¿Qué es Arduino y qué placas hay?

4

¿Cómo se desarrolla el Hardware?

5

¿Cuál es el software para diseño mecánico?

6

Elección del software a utilizar

7

Limitaciones de Arduino y qué es el hardware libre

8

Reto 1: Para un proyecto de IoT, ¿Cuál tarjeta Arduino utilizarías?

9

¿Cómo 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 según la salida

13

Diferentes tipos de sensores según la aplicación

14

Diferentes tipos de actuadores

Introducción a la electrónica

15

Diferencias entre electricidad y electrónica

16

Tipos de componentes electrónicos

17

Más tipos de componentes electrónicos

18

Limitando la corriente para evitar quemar un led

Manos a la obra

19

Puertos de un arduino y sus funciones

20

Qué 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 librerías y funciones

24

Manejo de valores analógicos: uso del potenciómetro

25

Uso del monitor serial

26

PWM y señales analógicas

27

Un control de color RGB e intensidad lumínica 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 semáforo con Arduino

Automatización de procesos

33

Cómo generar movimiento y uso de motores

34

Cómo generar movimiento y servomotores

35

Agregando un potenciométro para controlar la posición del Servomotor

36

Robot evasor de obstáculos

37

Continuando con el Robot evasor de obstáculos

38

Terminando con el Robot evasor de obstáculos

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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:

  • Hidráulico
  • Neumático
  • Eléctrico

Recuerda que el desafió de esta clase es investigar las principales aplicaciones de estos 3 medios y nos cuentes 3 ejemplos en la sección de comentarios.

Aportes 32

Preguntas 1

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Para los actuadores hidráulicos tenemos tres aplicaciones:
-Cilindro hidráulico
-Motor hidráulico
-Motor hidráulico de Oscilación

Para los actuadores hidráulicos tenemos dos aplicaciones:
-Expulsión de piezas en la industria
-Dispositivos de corte y plegado

Para los actuadores eléctricos los vemos en:
-Aplicaciones para la regulación de velocidad.
-Aplicaciones de precisión 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.

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):

Actuador hidráulico 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)

todos los actuadores eléctricos son motores rotativos?

• NEUMÁTICA: cilindros con vástago, actuadores giratorios con aleta giratoria, actuadores giratorios con piñón cremallera

• HIDRÁULICA: actuador rotativo hidráulico de piñón cremallera, actuador lineal hidráulico de precisión, actuador con 3 posiciones lineal hidráulico de doble efecto

• ELÉCTRICO: dispositivos que llevan incorporado un motor eléctrico reductor que permite la acción de otro dispositivo. Motores de corriente continua ( controlados por excitación, inducción), motores de corriente alterna (síncronos o asíncronos
Los actuadores se emplean en acciones como sistemas de visión, movimiento de brazos articulados, encolado, manipulación automática de objetos, elevadores, desplazamiento…

ACTUADORES HIDRAULICOS: son comúnmente usados en las grúas de carga por su alta resistencia Mecánica.

ACTUADORES NEUMATICOS: Son mecanismos que convierten la energía del aire comprimido en trabajo mecánico.

ACTUADORES ELECTRICOS: Los actuadores eléctricos son accionados por medio de corrientes eléctricas, estos son utilizados en diferentes aparatos mecatronicos, como robots.

ACTUADOR HIDRAULICO

ACTUADOR NEUMATICO

ACTUADOR ELECTRICO

  • Un actuador neumático convierte aire comprimido en energía mecánica, que puede ser en forma de movimiento rotativo o lineal, según el tipo de actuador

  • Los actuadores electicos llevan incorporado un motor eléctrico y un reductor que permite accionar cualquier dispositivo para llevar a cabo determinado movimiento u acción.

  • Actuadores Hidráulicos
    Se clasifican en Actuadores Lineales, llamados Cilindros. Y actuadores rotativos en general
    denominados motores hidráulicos. Los actuadores son alimentados con fluido a presión y se obtiene un
    movimiento con una determinada velocidad, fuerza, o bien velocidad angular y momento a partir de la
    perdida de presión de un determinado caudal del fluido en cuestión.

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

buenas imágenes 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 válvulas neumáticas en una planta industrial, cortanel paso de un fluido industrial.
Aplicacion medio electrico, los motores electricos, valvulas selenoies,

los filtec. utilizados en lineas de producción para detectar botellas con algun problema, conozco uno que tiene una lectura basada en pixeles, las botellas según 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 señal 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

Tipos de actuadores y aplicaciones: * Hidraulicos: Frenos, cilindros para puertas, brazos mecánicos hidráulicos. * Neumáticos: Martillo neumático, dispositivos de corte, soplador de soldadura. * Eléctrico: Parlante, indicadores lumínicos, bomba eléctrica. * Eléctricos:

Actuadores hidráulicos:

Bomba hidráulica: Se encarga de generar la presión hidráulica necesaria para mover el actuador mediante la transferencia de fluido hidráulico.
Cilindro hidráulico: Es el componente que convierte la energía hidráulica en movimiento lineal. Consiste en un cilindro que se expande o contrae cuando se aplica presión de fluido en su interior.
Válvula de control: Este componente regula la dirección y cantidad de fluido que fluye hacia el cilindro, permitiendo controlar el movimiento y la posición del actuador hidráulico.
Actuadores neumáticos:

Compresor de aire: Suministra aire comprimido necesario para la operación del actuador neumático. Genera la presión que se utiliza para mover el pistón o el vástago del actuador.
Cilindro neumático: Es el elemento principal que convierte la energía neumática en movimiento lineal. Se compone de un cilindro que contiene un pistón que se desplaza con el aire comprimido.
Válvula de control neumático: Controla la dirección y flujo del aire comprimido hacia el cilindro, permitiendo así el control del movimiento del actuador neumático.
Actuadores eléctricos:

Motor eléctrico: Es el componente clave para los actuadores eléctricos, ya que convierte la energía eléctrica en movimiento mecánico. Puede ser un motor de corriente continua (DC) o un motor de corriente alterna (AC) dependiendo de la aplicación.
Husillo o tornillo: En algunos actuadores eléctricos, se utiliza un husillo o tornillo para convertir el movimiento giratorio del motor en movimiento lineal.
Potenciómetro o encoder: Estos dispositivos se utilizan para proporcionar retroalimentación de la posición del actuador. El potenciómetro mide la posición directamente, mientras que el encoder proporciona información precisa sobre la posición y la velocidad del actuador.

Hidráulico: Las fábricas de papel, la explotación forestal, la fabricación, la robótica y el procesamiento del acero son los principales usuarios de equipos hidráulicos. Como forma eficaz y rentable de crear movimiento o repetición, los equipos basados en sistemas hidráulicos son difíciles de superar.

Neumático:

COMPRESORES DE AIRE.
PROTECCIÓN LABORAL.
EQUIPOS DE SOLDADURA.
HERRAMIENTAS.
VENTILACIÓN Y EXTRACCIÓN INDUSTRIAL.
MAQUINARIA INDUSTRIAL.
NEUMÁTICA.
TRANSMISIONES.

Eléctrico: En el hogar, en los servicios, en la industria o, incluso, en el transporte, la energía eléctrica tiene un amplio abanico de aplicaciones. Con la electricidad, se puede iluminar, obtener calor y frío, calentar agua, cocinar, o poner en marcha un aparato.

¿Qué es un actuador?

💡 Un actuador es un dispositivo/elemento que hace uso de un tipo de energía (eléctrica, magnética, térmica) para realizar movimiento “actuar” en base a la información procesada por un CI (Circuito Integrado) y obtenida desde un sensor.

El movimiento que realiza es del tipo mecánico o mecánico rotatorio.


Actuadores Eléctricos

Los actuadores eléctricos 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 excitación magnética (Se induce un campo magnético en dirección fija).
  4. Motores Paso a paso
    1. Imanes permanentes
    2. Reluctancia variable
    3. Híbrido.

Aplicaciones de un actuador eléctrico

  • Manipulación de objetos en laboratorios con gran precisión y rapidez
  • Brazos articulados de precisión en líneas de producción
  • Sistemas de visión para el corregimiento de posición de objetos (Almacenes)
  1. Aplicaciones en sistemas hidráulicos
  • Transmisión fiable de señales en grupos hidráulicos.
  • Medición de temperatura en un grupo hidráulico.
  • Medición de presión en un grupo hidráulico.
  • Medición de nivel en un grupo hidráulico.
  • Control de ciclo en sistemas de lubricación centralizada.
  1. Aplicaciones en sistemas neumático
  • Frenos de aire en una amplia variedad de vehículos de transporte, incluyendo trenes.
  • Una pistola de clavos neumática de carpintero o llaves eléctricas usadas por los mecánicos de automóviles.
  • Sistemas de control HVAC (calefacción, ventilación y aire acondicionado ).
  • Martillos neumáticos utilizados por el personal de la construcción u otros equipos de trabajo.
  • Órganos tubulares.
  • Estructuras inflables.
  • Correo neumático u otros sistemas de entrega de documentos.
  • Máquinas de ejercicio.
  • Compresores de aire de inflado de neumáticos en la gasolinera.
  1. Aplicaciones en sistemas eléctrico
  • Generador electrostático.
  • Motor eléctrico.
  • Transformador.
  • Máquinas frigoríficas y aire acondicionado.
  • Electroimanes.
  • Electroquímica.
  • Electroválvulas.
    Iluminación y alumbrado.

ACTUADORES HIDRÁULICOS
1. Actuadores hidráulicos lineales
1.1. Cilindro hidráulico de simple efecto; El movimiento lineal lo realiza en un sentido por la acción de la presión hidráulica y el retorno puede ser mecánicamente por un muelle interno o por el mismo proceso retornar con la fuerza mecánico externa, al dejar de tener presión hidráulica. USO: Expulsión, sujeción y marcado de piezas.
1.2. Cilindro hidráulico de doble efecto; Los cilindros hidráulicos de doble efecto son actuadores hidráulicos lineales que realizan el movimiento en los dos sentidos por medio de la presión hidráulica. USO: Corte y pegado.

2. Actuadores hidráulicos rotativos
2.1. Motores hidráulicos; Los motores hidráulicos pueden realizar la misma función que un motor eléctrico, pero con algunas ventajas dependiendo de las características del proceso. USO: Automatizar válvulas de bola, mariposa o macho cónico.
VENTAJAS

  1. Pueden estar alejados de la bomba y el circuito eléctrico, sin perder fuerza.
  2. Realizan fuerzas superiores a mecanismos del mismo tamaño y otras energías como la neumática.
  3. Soportan presiones hasta de 4000 PSI.
    DESVENTAJAS
  4. Presentan algunas fugas de liquido en ciertas partes del circuito, como, uniones, válvulas, etc. Esto genera una perdida ligera en la potencia, y presentan un mayor desgaste.
  5. Requiere de mecanismos complejos en el circuito.

ACTUADORES NEUMÁTICOS
Los actuadores neumáticos son dispositivos automáticos que funcionan directamente con aire o gas, los hay para baja presión (30-250 psi) y alta presión (300-3000 psi). son utilizados para automatización de válvulas de compuerta, bola, macho, mariposa o dampers.
VENTAJAS

  1. El tiempo de operación es de medio/rápido a una taza de 1 seg/pul
    DESVENTAJAS
  2. Dependen de instrumentación y/o accesorios para funcionar.
  3. Requieren suministro constante

ACTUADORES ELÉCTRICOS
Los actuadores eléctricos son dispositivos automáticos que funcionan directamente con alimentación eléctrica, la cual va desde los 24 VCD hasta los 440/3/60 Hz, son utilizados para automatización de válvulas de compuerta, bola, macho, mariposa o dampers a un bajo costo. La característica típica de estos actuadores es una curva de salida de manera continua por toda la carrera y que a falla de energía eléctrica es su última posición.
VENTAJAS

  1. Bajo costo de operación
  2. Tienen función de ajustes, control e interrogación de manera no intrusivo a través de interfaces de comunicación 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 neumáticos como el llenado en botellas

También existen actuadores de temperatura (Placa Peltier), luz (led), Válvulas, etc

Los actuadores son sistemas que se activan en función de algo.

Actuadores Eléctricos: En el funcionamiento interno de una lavadora

Actuadores Hidráulicos: En las asientos que usan los dentistas. Se ejerce una pequeña presión hidráulica para elevar la silla a un nivel en el cual se pueda trabajar.

Actuadores Neumáticos: Los podemos ver en el funcionamiento de una estampadora en la industria textil.

Actuadores Hidroneumáticos: Estos se forman al combinar la hidráulica y la neumática. 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 disminuía considerablemente por el paso de casa a casa. Pero tiene la ventaja que se puede almacenar en baterías.

Con la corriente alterna no pasa eso porque viene de ambos lados y no se tiene esa disminución 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 esté el polo positivo y el negativo del enchufe.

Y aunque la clase no sea de electricidad siento que hay que entender unos términos rápido que a mi me ayudaron. Me explicaron con una analogía con el agua.
AMPERAJE-- tienes un tinaco o recipiente con agua. La cantidad que le cabe de agua sería el amperaje. Ejemplo las pilas.

VOLTAJE–La altura del recipiente con agua genera una presión esa presión sería su voltaje.

CORRIENTE–es el agua que pasaría por una manguera si esta conectado en la parte inferior del recipiente.

Si estoy mal corríjanme porfavor.

Un actuador eléctrico se encuentra en la puerta de los ascensores, la cual se abre si detecta la presencia de algún objeto o persona en la trayectoria de cierre de esta.

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

Un actuador hidráulico se puede ver las prensas de materiales para determinar su resistencia a la fuerza de compresión y determinar su punto de ruptura. Estos ensayos de len hacen a, por ejemplo, diferentes elementos de construcción como ladrillos, fierros, columnas de concreto, etc.

Actuadores hidráulicos: Los actuadores hidráulicos son dispositivos automáticos que funcionan directamente con aceite o agua, los hay para baja presión (250-500 psi) y alta presión (600-5000 psi), utilizan agua de las plantas de tratamiento, aceite hidráulico industrial y aceite biodegradable, son utilizados para automatización de válvulas de compuerta, bola, macho, mariposa o dampers.

Excelente clase

Actuador neumático 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 así para minimizar al máximo el riesgo de explosión por los gases emitidos por la naturaleza de la preparación de la pintura, al eliminarse conexiones que estén en contacto con el ambiente externo en el que se encuentre la bomba de pintura.

Actuador hidráulico seria un par de pistones que sostengan firmemente una pieza para hacerle algún proceso por ejemplo de perforación con un taladro automático, o un motor hidráulico que hace girar las llanas de un Manlift para desplazarse.

Actuador eléctrico puede ser una combinación de válvulas neumáticas o hidráulicas en donde al energizar una bobina de una válvula esta generara un campo magnético que moverá físicamente algún vástago o una compuerta que permitirá o impedirá el paso del flujo de aire o del liquido con el que se trabaje.

Un led o un buzzer, serían actuadores?

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