PROYECTO: MECATRONICA INFORMATICA
Chavez Campos Diego Armando El proyecto realizado es en procesador de palabras (Word) que nos ayudó en el mejor manejo de las herramientas del mismo y correcto uso de las mismas.
1º “I”
14/10/2014
Tabla de contenido MECATRÓNICA .............................. 3 SISTEMAS ................................... 4 TIPOS DE SISTEMAS: .............. 4 SISTEMAS DE MEDICIóN ............ 5 SISTEMA DE CONTROL .............. 7 CONTROLADORES BASADOS EN UN MICROPROCESADOR ....... 10 ENFOQUE DE LA MECATRÓNICA11 EN CONCLUSIÓN ......................... 12 Bibliografía ..................................... 12
hacia el objeto y oprimir el botón. La cámara ajusta el foco y el tiempo de exposición de maneras automática, de
MECATRÓNICA
forma
que
debidamente
¿Qué es mecatrónica?
el
objeto
enfocado
y
queda con
el
tiempo de exposición correcta. Es usado para describir la integración de sistemas de control basados en microprocesadores,
sistemas
eléctricos y sistemas mecánicos.
Áreas tecnológicas relacionadas con
Un sistema macatrónico no es simplemente la unión de sistemas eléctricos y mecánicos, y es más que unos sistemas de control; es una integración completa de todo. A fin de poder diseñar sistemas que sean de mejor costos, más confiable y flexibles es necesario lograr desde las primeras etapas del proceso de diseño la función a través de las fronteras ingenierías
tradicionales mecánica,
de
Conjuntos de:
las
eléctrica,
electrónica y de control. La mecatronica adopta un enfoque concurrente o participativo. Un enfoque e interdisciplinario para el diseño en ingeniería. Una cámara fotográfica con enfoque y exposición automáticos. Para tomar una fotográfica basada con apuntar
sensores y sistemas de medición, sistemas
de
mando
accionamiento, comportamiento sistemas
y
análisis de
de
los
control
de del
sistemas, y
de
microprocesadores. Ejemplo: El diseño de autos, robots, maquinasherramientas, lavadoras, cámaras y muchos otros dispositivos, se adopta con
mayor
frecuencia
SISTEMAS La mecatrónica Trabaja con lo que se conoce como
TIPOS DE SISTEMAS:
Sistema de medición
Sistemas. ¿Qué es un sistema?
Se considera una caja
Como una caja con una entrada y
negra que se utiliza para
una salida de la cual no nos interesa
medir. Su entrada es la
su contenido, sino la relación que
magnitud que se desea
existe entre la salida y la entrada.
medir y su salida es el valor correspondiente a
Ejemplo:
dicha magnitud.
Un motor se considera como un sistema
cuya
entrada
es
En el caso de medición
la
de temperatura como un
alimentación de energía eléctrica y la
termómetro la entrada es
salida es la rotación de un eje.
la temperatura y la salida
Otro ejemplo más claro seria el que
es
se muestra en la imagen:
aparece en una escala.
un
Ejemplo
número
que
Sistema de control
Puede
considerar
como
una caja negra que sirve para controlar la salida de
SISTEMAS DE MEDICIóN
vapor o secuencia de
Están formados por tres elementos:
valores determinados.
Sensor
Por ejemplo:
La entrada de un sistema de la temperatura
que
se
desea
tener en el interior de una casa, su salida seria mantener la casa a esa temperatura; es decir, se fija en el termostato o en el controlador el valor de la temperatura
deseada
y
el
horno de calefacción se ajusta de
modo
que
el
agua
bombeada a través de los radiadores
produzca
la
temperatura deseada en la casa.
El cual responde a la cantidad que se mide, dando como salida una señal relacionada con dicha cantidad. Un termopar es un ejemplo de sensor de temperatura. entrada
Si
es
temperatura
una y
su
salida es una fuerza electromotriz,
se
relaciona con el valor de
la
temperatura
respectiva.
2. Un sistema de presentación visual 1. Un acondicionador de calor
(pantalla o display)
El cual toma la señal de
Es donde se despliega la
sensor y la manipula para
salida producida por el
convertirla
aconcionador de señal.
adecuada
a
una
forma
para
su
Por ejemplo:
presentación visual o, como
una aguja que se mueve a
en el caso de un sistema de
través de una escala, o bien
control, para que ejerza una
una lectura digital.
acción de control. Por ejemplo, la salida que produce un termopar es una fuerza pequeña,
electromotriz, que
tan debe
alimentarse a través de un amplificador para obtener una señal mayor. El amplificador es el aconcionador de la señal.
temperatura
control La temperatura del cuerpo humano casi
constante,
independientemente
de
que
se
encuentre en una ambiente frio o caliente.
constante,
el
cuerpo
cuenta con un sistema de control de temperatura. Si la temperatura del cuerpo empieza a rebasar el valor normal, suda; si disminuye, tiene escalofríos.
la
permite
mantener
una
temperatura constante. Sistemas en lazo cerrado y lazo abierto Existen dos tipos básicos de sistema de control: el de lazo abierto y el de
Para poder mantener este valor de temperatura
y
temperatura real. Este sistema de
SISTEMA DE CONTROL
es
predeterminada
Ambos
lazo cerrado. Con un sistema en lazo abierto, la velocidad de rotación del eje está determinada solo por el ajuste inicial de una perilla que afecta el voltaje aplicado al motor.
mecanismos
sirven para restaurar la temperatura a
En el caso de un sistema en lazo
su valor normal. El sistema de control
cerrado, el ajuste inicial de la perilla
mantiene constante la temperatura.
de
Este sistema recibe una entrada
velocidad del eje, que se mantendrá
enviada por sensores que le dicen
constante
cuál es la temperatura y compara
retroalimentación,
estos datos con el valor que debe
independientemente de los cambios
tener; a continuación produce la
en el voltaje de alimentación, las
respuesta adecuada a fin de lograr la
características del motor a la carga.
temperatura requerida.
En un sistema en lazo abierto, la
control
corresponde
a
mediante
cierta
la
salida del sistema no tiene efecto en El
sistema
de
control
por
retroalimentación más común tiene un termostato o controlador, el cual automáticamente enciende o apaga el horno, según la diferencia entre la
la señal de entrada. En un sistema de control en lazo cerrado, la salida si tiene efecto en la señal de entrada, modificándola para mantener la señal de salida en el valor requerido.
Los sistemas en lazo abierto tienen la
segmento. Como todas las
ventaja
entradas
de
ser
relativamente
se
suman,
sencillos, por lo que su costo es bajo
entrada
y en general su confiabilidad es
retroalimentación
buena. Sin embargo, con frecuencia
como negativa y la señal de
son
hay
referencia como positiva, de
corrección de errores. Los sistemas
una manera que la suma da
en lazo cerrado tienen la ventaja de
la
ser bastante precisos para igualar en
señales. Un ciclo cerrado es
valor real y el deseado. Pero son más
el medio por el cual una señal
complejos
relacionada con la condición
imprecisos
y,
ya
por
que
lo
no
tanto,
más
de
la la
se
diferencia
indica
entre
costosos y con mayor probabilidad de
real
descomposturas debido a la mayor
retroalimenta para modificar
cantidad de componentes.
la señal de entrada de un
Elementos básicos de un sistema en lazo cerrado
Compara el valor deseado o de referencia de la condición variable que se controla con el valor medido de lo que se produce y genera una señal error.
Señal de error= Señal del valor de referencia Señal de valor medido. En
general,
el
se
proceso. Elemento de control En cuanto recibe una señal
Elementos de comparación
de
producida
las
símbolo
utilizado para representar un elemento en el que se suman las señales es un circuito dividido; cada entrada va a un
de error, el elemento de control decide que acción llevar
a
cabo.
Podría
tratarse, de una señal para accionar un interruptor o abrir una válvula. El plan de control
que
aplica
el
elemento podría consistir en entregar
una
señal
que
encienda
o
apague
un
dispositivo al producirse un error.
Las
acciones
de
control pueden ser sistemas alambrados, en cuyo caso la acción de control se define
En el caso del sistema en
de manera permanente por la
conexión
los
lazo cerrado, para una
elementos, o bien, pueden
persona que controla la
ser sistemas programables,
temperatura
donde
habitación, los elementos
el
entre
algoritmo
de
control se almacena en una
de
una
del sistema son:
unidad de memoria y se puede modificar con una
Variable
Temperatura de
reprogramación.
controlada
la habitación
Valor de
Temperatura
referencia
deseada de la
Elementos de corrección Produce un cambio en el
habitación
proceso a fin de corregir o
Elemento de
Persona que
modificar
comparación
compara el valor
la
condición
contralada. Puede ser un
medido y el valor
interruptor que enciende un
de temperatura
calentador para aumentar la
deseada
temperatura de un proceso,
Señal de error
Diferencia entre
o una válvula que al abrirse
las temperaturas
permite la entrada de un
medida y
mayor volumen de líquido al
deseada
proceso.
Unidad de
Elemento de proceso
control
El proceso es aquello que
Unidad de
Interruptor del
corrección
calentador
Proceso
Calentamiento
se está controlando.
mediante un
Elemento de medición Produce
una
calentador
señal
relacionada con el estado
Dispositivo de
de la variable del proceso
medición
que se controla.
Persona
Termómetro
Controladores secuenciales
Una opción más adaptable es el
Existen diversas situaciones en las
controlador lógico programable. Se
que el control se ejerce mediante
trata de un controlador basado en un
elementos que se encienden
microprocesador en el que se utiliza
o
apagan a tiempos o valores fijos para
una
controlar los procesos y producir una
guardar
secuencia
implantar
escalonada
de
memoria
programable
instrucciones funciones,
secuencia,
operaciones.
y
para para
lógicas,
temporización,
y
aritmética para controlar eventos, y El término control secuencial se usa
puede
cuando las acciones de control están
diversas tareas.
programarse
para
realizar
ordenadas estrictamente de acuerdo con una secuencia definida por el
Cámara automática
tiempo o por los eventos.
Las cámaras modernas por lo general cuentan con funciones automáticas de enfoque y tiempo de exposición.
CONTROLADORES BASADOS EN UN MICROPROCESADOR
El programa del microprocesador
Actualmente los microprocesadores
consta de varios pasos donde el
reemplazan
microprocesador
rápidamente
a
los
toma
decisiones
controladores operados por leva y se
sencillas de la forma: existe o no una
utilizan
realizar
señal de entrada en una línea de
funciones de control. Ofrecen la
entrada determinada; existe o no una
ventaja de que mediante su uso es
señal de salida en una línea de salida
factible emplear una gran variedad de
determinad. Las decisiones tomadas
programas.
sistemas
decisiones lógicas, y las señales de
con
entrada y salida tienen valores altos o
en
sencillos
general
para
Muchos cuentan
sólo
un
microprocesador integrado, el cual es
bajos
un microprocesador con memoria y
encendido-apagado.
todo
integrado
específicamente
en
un
programado
chip para
llevar a cabo la tarea en cuestión.
para
producir
el
estado
Algunos de los pasos del programa utilizado para la cámara automática tendrían la siguiente forma:
Inicio Si
la
batería
verificación da
un
afirmativo
de
la
resultado entonces
continuar, de lo contrario, detenerse.
Sistema de mando de un motor El sistema de mando del motor de un automóvil a su cargo el control de las necesidades
de
encendido
y
abastecimiento de combustible de
Ciclo Leer la entrada del sensor de distancia. Calcular el movimiento de la lente. Señal de salida alimentada al control de posición de la
dicho motor. En el caso de una máquina de combustión interna de cuatro tiempos hay varios cilindros, cada uno tiene un pistón conectado a un eje de cigüeñal común y cada uno lleva a cabo una secuencia de operaciones de cuatro pasos.
lente. Datos
de
entrada
producidos por el codificador de posición de la lente. Comparar
la
salida
calculada con la salida real. Interrumpir
la
salida
en
ENFOQUE DE LA MECATRÓNICA Los interruptores mecánicos se han reemplazado por microprocesadores.
cuanto la lente esté en
Puede
posición correcta.
microprocesador es un esencia un
Enviar una señal “en foco” al visor. Etc.
considerarse
que
un
conjunto de compuertas logitas y elementos de memoria que no están instalados
como
independientes, funciones
sino
lógicas
median software.
componentes
se
que
sus
implantan
EN CONCLUSIÓN En
la
mecatrónica
diversas
se
tecnologías,
conjuntan ingenierías,
mecánica, electrónica, eléctrica de cómputo y de control. Podría decirse que es un conjunto de técnicas de control
digital
basadas
en
computadoras, a través de interfaces electrónicas y eléctricas, aplicadas a problemas de ingeniería mecánica. La mecatrónica ofrece la oportunidad de
verlos
problemas
perspectiva
diferente,
desde
una
donde
os
ingenieros mecánicos no se limitan a considerar
un
problema
solo
en
términos de principios mecánicos, sino también en función de una gama de tecnologías. demás
La electrónica
tecnologías
no
y
deben
considerarse como partes agregadas al equipo y elementos mecánicos. Desde la fase del diseñado es necesario mecatrónico.
adoptar
un
enfoque
Bibliografía W. Bolton. Mecatrónica. “Sistemas de control electrónico en ingeniería mecánica y eléctrica”. 2da edición