Guacal electrónico
Instituto Tecnológico de Tijuana
Información General
Caja con varios actuadores electrónicos, realizada para exponerse en el museo interactivo el TROMPO en la semana de la ciencia 2017. Todos los dispositivos son controlados por una sola tarjeta CPLD, la CoolRunner II.
Funcionamiento del Guacal
La caja tiene varios sensores de luz (LDR), ilumínalos con la lampara de tu celular para ver el funcionamiento de los diferentes dispositivos.
En esta pagina encontraras una sencilla explicación de los dispositivos que estas viendo.
LED
Las siglas LED significan Diodo Emisor de Luz. Un LED es una fuente de luz constituida por un material semiconductor dotado de dos terminales (P-N). Si se aplica un voltaje adecuado a los terminales los electrones se recombinan con los huecos en su región de la unión P-N del dispositivo, liberando energía en forma de fotones. Este efecto se denomina electroluminiscencia, y el color de la luz generado a depende de la energía de los fotones emitidos, por eso es una fuente de luz siempre del mismo color.
LED IR
IR significa Rayos Infrarrojos, por lo tanto los LEDs IR son LEDs que emiten luz en el Infrarrojo, nuestros ojos no la pueden ver. Pero si enciendes la cámara de tu celular podrás ver que este LED-IR se prende y se apaga cada segundo, aunque tus ojos siempre lo ven apagado. El LED IR puede verse encendido en tu celular (con luz violeta) porque la cámara del celular si puede ver este espectro de la luz. Estos LEDs son utilizados para la comunicación infrarroja, como por ejemplo el control de televisión de tu casa.
LED RGB
R es Red, G es Green, y B es Blue, por lo tanto un LED RGB es un LED que contiene esos 3 colores. Estos son los colores primarios de la luz, por lo tanto su combinación en diferentes intensidades pueden crear todos los colores. En el guacal hay dos LEDs RGB, con los sensores puedes apagar o encender algunos de estos espectros de luz. Y ver por ejemplo: como el Verde + Azul ve el color el Amarillo; puedes pensar que así funcionan las TV de LEDs sumando luz.
Nota: en lápices de colores son otros los colores primarios (rojo, amarillo y azul), aquí es rojo, verde y azul porque recuerda que aquí estas sumando Luz, no pintura.
Display de 7 segmentos
El display de 7 segmentos es un componente que se utiliza para la representación de números en muchos dispositivos electrónicos. Este elemento esta construido por 8 LEDs, 7 forman el número y 1 es un punto en la parte inferior derecha. Se ensambla de manera que se pueda activar cada segmento por separado logrando de esta manera combinar los elementos y representar todos los números en el del 0 al 9.
Cada elemento del display tiene asignado una letra que identifica su posición en el arreglo: a, b, c, d, e, f y g. Por eso su nombre de 7 segmentos. Por ejemplo: si se activan sólo los segmentos: a, b, c, d y g se forma el número "3". Si se activan sólo los segmentos: b, c, f y g se forma el número "4" (como se ve en la figura)
LDR
LDR significa Light-Dependent Resistor (resistor dependiente de la luz). Su cuerpo está formado por una célula fotorreceptora y dos patitas. El valor de su resistencia eléctrica es pequeño cuando hay luz incidiendo en él y su resistencia es muy alta cuando está a oscuras. Su funcionamiento se basa en el efecto fotoeléctrico. Estos cambios se detectan en el Guacal electrónico y por eso "sabe" cuando le pones o le quitas la luz. Hay muchas aplicaciones en las que se usa un LDR, como por ejemplo para activar una o más luces al llegar la noche (así es el control de las luces de los postes de lamparas de la calles).
Bocina
Las bocinas son dispositivos capaces de trasformar la energía eléctrica en energía acústica. La bocina por lo regular es un dispositivo utilizado para la reproducción de sonido. Pueden ser tan grandes como altavoces en los conciertos o tan pequeñas como los audífonos de un celular. El Guacal también tiene una bocina, pero vez que su forma no es como la esperabas.
Sensor de proximidad
Un sensor de proximidad es un transductor que detecta objetos que se encuentran cerca del elemento sensor. Existen varios tipos de sensores de proximidad según el principio físico que utilizan. Los más comunes son los interruptores de posición, los detectores capacitivos, los inductivos y los fotoeléctricos, como el que esta puesto en el Guacal electrónico. Si te acercas a el el motor azul comienza a girar.
Motores
Un motor es la parte sistemática de una máquina capaz de hacer funcionar el sistema, transformando algún tipo de energía (eléctrica, de combustibles fósiles, etc.), en energía mecánica capaz de realizar un trabajo.
El electrónica el motor más común es el de corriente continua (motor CC o motor CD) es una máquina que convierte energía eléctrica en mecánica, provocando un movimiento rotatorio, gracias a la acción de un campo magnético.
Un motor CD se compone principalmente de dos partes, el estator y el rotor. El estator da soporte mecánico al aparato y el rotor es generalmente de forma cilíndrica. Los motores DC son muy utilizados en las áreas de juguetes debido a su sencillez de construcción, fácil de manejo y que no son muy costosos. El Guacal electrónico tiene tres tipos de motores, espero los puedas identificar.
Motor Solar
Un motor solar es un sistema diseñado para trabajar con paneles solares que recolectan energía del sol. Esta energía puede ser almacenada y usada para alimentar entonces el motor solar, y este a su vez puede ser utilizado en otro sistema como un sistema de bombeo de agua (en el Guacal electrónico esta como un ventilador). El motor solar es costoso de fabricar pero casi no consume energía. Si lo vez moverse es que hay suficiente energía en el panel solar.
Motorreductor
Toda máquina cuyo movimiento sea generado por un motor (ya sea eléctrico, de explosión u otro) necesita que la velocidad de dicho motor se adapte a la velocidad necesaria para el buen funcionamiento de la máquina. Además de esta adaptación de velocidad, se deben contemplar otros factores como la potencia mecánica a transmitir. Esta adaptación se realiza generalmente con uno o varios pares de engranajes que adaptan la velocidad y potencia mecánica montados en un cuerpo compacto denominado caja reductora. Como puedes ver el que esta en el Guacal tiene una llanta, y según el LDR que ilumines sera la velocidad que tendrá la llanta y ¿qué pasa si alumbras los dos al mismo tiempo?
Servomotor
Un servomotor (también llamado servo) es un dispositivo construido con a un motor CD y una caja de engranes. Este no es mecanismo que da giros a lo loco, sino que tiene la capacidad de ubicarse en cualquier posición dentro de su rango de operación, y mantenerse estable en dicha posición. Como puedes ver en el guacal electrónico tiene un batarang (bati-bumerán) este fue realizado en el Tecnológico con una impresora 3D. Este tipo de motores son los utilizados en los brazos robóticos.
Panel solar
Un panel solar o módulo solar es un dispositivo que capta la energía de la radiación solar para su aprovechamiento. El término comprende a los colectores solares, utilizados usualmente para producir agua caliente doméstica mediante energía solar (calentadores de agua), y a los paneles fotovoltaicos, utilizados para generar electricidad mediante energía solar fotovoltaica (en el guacal electrónico puedes ver un panel conectado al motor solar).