ACTIVIDAD6 SENSORES - Salvador Hdz M

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Índice
Introducción………………………………..……….2
¿Que es un actuador?.........................................3
· tipos……………………………………………..3
· beneficios………………………………………4
Implementación de un actuador 
eléctrico, neumático e hidráulico.………………...5
Shield Bomba………………………………..……..5
Shield Cargador de Batería……………..………14
Mecanismo……………………………..…………24
Conclusión…………………………….………….27
INTRODUCCION.
En el presente informe se dará a conocer sobre los distintos actuadores eléctricos, neumáticos e hidráulicos los cuales intervienen en un sistema mecatrónico. 
La mejor definición es los actuadores son todos aquellos elementos que intervienen en el control y cuya misión es realizar alguna función como respuesta a una necesidad del control (función de salida). 
Todo mecanismo requiere de una fuente de potencia para operar. Inicialmente esta fuente de potencia fue de origen animal, posteriormente se aprovechó la fuerza generada por el flujo de aire o agua, pasando luego a la generación de potencia con vapor, por combustión interna y actualmente con electricidad. Si esta fuente de potencia es modulable o controlable, se tiene un actuador. Los principales desarrollos de los actuadores en la Mecatrónica son: manejo directo, eliminando mecanismos, utilizando actuadores electromagnéticos, piezoeléctricos y ultrasónicos. También deben prever los actuadores neumáticos u oleo-hidráulicos.
DESARROLLO
¿Qué es un actuador?
Al definir qué es un actuador debe comenzar con explicar que se trata de un dispositivo mecánico esencial que tiene la función de proporcionar fuerza para mover o “actuar” otro dispositivo mecánico. Mediante el controlador se genera una respuesta al recibir un impulso y convertirlo en una acción. La fuerza que provoca un actuador proviene de tres fuentes diferentes: presión neumática, presión hidráulica, y fuerza motriz eléctrica. Un actuador se denomina de acuerdo con el origen de la fuerza.
Tipos de actuadores
No solo es necesario conocer qué es un actuador, sino conocer las clasificaciones que tiene. De acuerdo con la aplicación que se le daría, existen actuadores de diferentes tamaños, estilos y modos de operación.
Primero se debe tomar en cuenta que los actuadores pueden ser lineales y giratorios. Los lineales personalizados la energía en movimientos lineales rectos, esto sirve para empujar o tirar; mientras que los giratorios sincronizan la energía en movimientos balanceados y se utilizan en válvulas de mariposa o de bola.
· Actuadores mecánicos. Trabajan mediante la conversión de un tipo de movimiento (rotativo o lineal). Combinan distintos componentes para operar, como engranes, poleas, cadenas, resortes y rieles, entre otros.
· Actuadores neumáticos. Su fuente de energía es el aire comprimido, esto permite que respondan con rapidez a operaciones de arranque y paro. Son seguros, poderosos,  confiables y baratos.
· Actuadores hidráulicos. Utilizan líquidos como aceites para generar movimientos donde se requiere de una mayor fuerza, por manejar cargas pesadas.
· Actuadores eléctricos. Estos son limpios, fáciles de usar y con disponibilidad inmediata. Requieren de energía de una fuente externa (batería), para conducir un motor y convertir la energía eléctrica en fuerza mecánica.
· Actuadores térmicos. Como su nombre lo dice, utilizan energía térmica o magnética para producir el movimiento. Se caracterizan por ser ligeros, muy económicos y brindar densidad de alta potencia.
Beneficios de los actuadores
Los actuadores son una excelente opción para facilitar la gestión de los sistemas eléctricos sobre accionamientos o mecanismos, ya que posee autorregulación. Ahora que conoces los tipos de actuadores puedes elegir el más adecuado a tus necesidades.
Los actuadores en la industria brindan un beneficio en la transmisión de energía de dispositivos como válvulas, motores, interruptores y bombas, para funcionar dependen ampliamente de ellos.
Implementación de un actuador eléctrico, neumático e hidráulico
Shield Bomba
Lista de materiales
· 3 resistencias de 220omhs. Figura 0.1
· 1 TIP 41. Figura 0.2
· 2 Terminal Block 2. Figura 0.3
· 1 Pin Header Sencillo. Figura 0.4
· 2 Cables Junoer. Figura 0.5
· 1 Disipador de calor tipo aleta. Figura 0.6
· 1 Bomba de Agua. Figura 0.7
Figura 0.1 Figura 0.2
 Figura 0.3 Figura 0.4
 Figura 0.5 Figura 0.6
Figura 0.7
Ahora que sabemos los materiales para la implementacion de la shield bomba queda buscar en el fritzing cada uno de los materiales para poder proceder a realizar la shield, para la cual tenemos esta representación de como debe de quedarnos nuestra shield. Figura 1
Figura 1
Ahora que tenemos la representación de como debe quedarnos y el como debemos acomodar las cosas procedemos a realizarlo en Fritzing. Figura 2.
Figura 2.
Continuamos ahora a realizar la conexión de los componentes, observar la figura 3.
Figura 3.
Ahora que tenemos la placa terminada en PCB y con sus conexiones procedemos a realizar la forma esquemática de la SHIELD, para la cual solo deberemos conectar de nuevo los componentes y darles un formato mas practico para no perder de vista las conexiones de los componentes, observar la figura 4.
Figura 4.
Ahora que tenemos la forma esquemática deberemos separar los componentes para tener una mejor visualización de lo que hacemos y no equivocarnos al momento de unir las piezas con otras o de amontonar los componentes y no se vea nada estético. Observar la figura 5.
Figura 5.
Coloque la imagen en horizontal para una mejor apreciación de los componentes ya que no se lograba apreciar mucho por el screen que le tome con la computadora. 
Ahora que tenemos los componentes separados toca unirlos y utilizar la imaginación para que no se unan los trazados y si no podemos utilizar la ayuda que nos brinda Fritzing para la unión de los componentes, como se muestra en la imagen, observar la figura 6.
Figura 6.
Al utilizar la función de enrutamiento nos ayuda el software con este problema, de igual manera en esta implementación no es tan complicado de realizar el enrutamiento por lo que no se utilizara de manera final esta opción, primero lo que hare sera enrutarlo yo mismo y luego lo enrutare con el software para ver las diferencias y utilizar el mejor. Figura 7.
Figura 7.
Este es el resultado de como lo implemento el software el auto enrutamiento y se ve de una muy buena manera y lo raro es que yo de igual manera hice un enrutamiento similar. Observe figura 8.
Figura 8.
Es casi parecido el mismo enrutamiento, pero no igual, de igual manera usare el que realice yo manualmente por comodidad meramente. 
Una vez realizado el enrutamiento de los componentes hay que realizar ahora el agregado de los componentes en la protoboard pero de igual manera se encuentran todas por sin ningún lado y toca analizar cada pieza. Figura 9.
Figura 9.
Ahora como analizamos las figuras anteriores toca separar los componentes para un mejor análisis de los componentes. Como se observa en la figura 10.
Figura 10.
Ahora que tenemos separados los componentes sigue la implementacion en la protoboard. Figura 11.
Figura 11.
Shield Cargador de Bateria
Listado de materiales a utilizar
· 1 LM741 Figura 12.0
· 1 1N5400 Figura 12.1
· 1 LED Figura 12.2
· 1 relevador 12v Figura 12.3
· 1 Tip41 Figura 12.4
· 1 resistencia de 220ohms Figura 12.5
· 3 resistencias de 1k ohms Figura 12.6
· 1 capacitor 1000 microfaradios Figura 12.7
· 1 POT 10k ohms Figura 12.8
· 1 base de 8 pin Figura 12.9
· 1 disipador de calor Figura 12.10
· 1 bateria recargable de 12v Figura 12.11
 Figura 12.0 Figura 12.1
 Figura 12.2 Figura 12.3
 Figura 12.4 Figura 12.5 
 Figura 12.6 Figura 12.7
 Figura 12.8 Figura 12.9
 Figura 12.10 Figura 12.11
Ahora que tenemos los materiales procedemos a la realización de la implementación de la shield cargador bat. La cual nos debe quedar de la siguiente manera. Figura 13.
Figura 13.
Ahora bien procedemos primero a realizar la fabricación del pcb en el software de Fritzing donde primero deberemos de buscar los componentes como con la shield pasada, asi que a continuación se mostraradonde ya buscamos los componentes y procederemos a separarlos para distinguirlos de cada uno, luego se mostrara como sera la unión de cada uno de los componentes. Figura 14.
Figura 14
Ahora procedemos a realizar la unión de cada uno de los componentes para terminar la fabricación del PCB que estamos realizando en este paso de elaboración. Figura 15. 
También cabe mencionar que en la figura 14 se me paso un detalle y es que olvide implementar un capacitor, pero en la figura 15 si lo implemente, solo me falto ese detalle.
Figura 15.
Ahora que termine la implementación del pcb puedo destacar que al ser la ultima actividad puedo decir que se ve la diferencia de trabajo realizado ya que al principio de las actividades se podía notar o destacar como eran las uniones de los componentes muy juntas o que no se lograba distinguir muy bien cada unión de los componentes también se debe mencionar que solo se me muestra una idea de como se deben conectar los componentes mas no me dan unos planos como tal mas que el diagrama electrónico y no tengo tanta experiencia para poder realizar una conexión como tal se requiere pero se hace lo mejor posible por ejemplo en la figura 13 se me muestra como iban algunos componentes pero no se logra distinguir bien de que lado se conectan cada uno.
Ahora que termine de realizar el PCB procederé a realizar la unión por medio del diagrama electrónico. Figura 16.
Figura 16.
Ahora como se aprecia ver los componentes están todos juntos y no se logra apreciar las uniones establecidas entonces para poder realizar un mejor trabajo debo primero separar los componentes y ver como realizar el dibujado de las conexiones, a continuación se mostrara la separación de los componentes para proceder a la conexión de estos. Figura 17.
Figura 17.
Bien ahora terminado esto para no tardar mucho en las conexiones puedo utilizar el auto enrutamiento y asi ahorrar varios pasos y tiempo el cual es valioso, asi que a continuación mostrare como es que me quedo el auto enrutamiento y si hay algún detalle tratar de corregirlo para no tener problemas al unir todas las piezas. Figura 18.
Figura 18.
Como se puede ver en la parte inferior me marca que aun no se han conectado 2 conectores, pero a como se muestra el enrutamiento fue muy preciso y de mucha ayuda ya que no batalle nada en realizarlo, muy útil para cuando debes realizar los trabajos rápido. Ahora en la figura 19 si se mostrara todo terminado y unido cada conector.
Figura 19.
Bien ahora procederé a realizar la ultima conexión que es en la placa de pruebas o conocida como protoboard en la cual consiste en solo la conexión de cada componente en esta placa que cuenta con orificios para cada conexión. Figura 20
Figura 20.
Ahora solo queda realizar las conexiones de cada componente, pero primero hay que acomodarlos de manera que no tengamos que utilizar muchos puentes y sea eficiente cada conexión, además debo mencionar que las resistencias que se muestran son meramente como simbología de que ahí va una resistencia y de igual manera el relay de 12v, ya que el relay no logre encontrarlo como tal me lo pedían y utilice uno parecido es por esto que no se ve igual que en las imágenes del material. Figura 21
Figura 21.
Y asi es como quedo nuestro circuito en la protoboard. 
Mecanismo
Ahora para terminar hay que mencionar como se nos hubiera planteado la realización del mecanismo a utilizar es decir como realizaría el mecanismo para el cual mantendría el invernadero húmedo con la bomba de agua, que utilizaría para la fabricación de este mecanismo y a continuación lo mostrare Figura 22 y 23.
Primero conseguiría este tipo de tubos de pvc (Figura 22), unos 5 metros tal vez sea mucho para el invernadero que tengo en mente, pero es mejor que sobre.
 Figura 22.
Una vez teniendo esta tubería realizaría este tipo de construcción (Figura 23):
Figura 23.
Con este tipo de construcción me ahorraría también el material para realizar el soporte del invernadero, pero lo haría con el fin de que los tubos encontrados en la parte superior del cubo tengan unos agujeros pequeños por los cuales pueda salir el agua de esta manera (Figura 24.) 
 Figura 24.
Ahora con estos agujeros le implementaría un sistema de goteo (teniendo en cuenta que habrá gravedad artificial en la nave espacial) para que no derrame el agua de golpe sobre las plantas y las llegue a lastimar o algo con la presión.
Ahora si no cuenta con gravedad artificial la gota de agua jamás caería lo cual seria un problema para el cual podría utilizar un aspersor el cual utilizaría de esta manera Figura 25.
Figura 25.
Este es un aspersor el cual pondría boca abajo para que el agua logre llegar a cada una de las plantas, el sistema para el cual pondría la bomba de agua seria lo de menos, lo mas importante seria este mecanismo que utilizaría ya que la bomba con solo conectarla a una toma de agua empezaría a hacer su función. Pero si se requiere de un sistema que filtre el agua y se pueda reutilizar cuantas veces sea posible quizás lo mas eficiente seria poner las plantas en una base y debajo de esa base que se pueda filtrar el agua y de ahí poder conectar la bomba de agua de la siguiente manera (Figura 26.)
 Figura 26
Esta es una idea de como seria la doble base planteada que propongo y a continuación el sistema de filtro el cual lo café representa la tierra y lo azul el agua, donde las rayas negras logran realizar un sistema con declive para poder reutilizar el agua que se logre filtrar y va a la bomba de agua la cual representa el cuadrado azul. Figura 27.
Conclusión 
En este reporte de implementación me plantee varias ideas para el cual podría utilizar el mecanismo del sistema de riego pero son varias cosas las que debo tener en cuenta ya que se supone este sistema va al espacio y como se sabe ahí no hay gravedad entonces para el sistema de riego se tendría que utilizar un aspersor que pueda mandar el agua hacia las plantas con mayor fuerza y pueda hacer que el agua llegue a las plantas, además se me ocurrió la idea de realizar todo con tubos de PVC ya que cuento con la facilidad de utilizar este tipo de material para lo que sea que me plantee, también pensando en la idea del filtrado del agua el cual puede ayudar mucho a reutilizar el agua que no consumen las plantas y no gastar de más, creo que para esto seria lo ideal utilizar la bomba de agua, ya sea que tenga una conexión a una toma directa de agua o solo al filtrado en la segunda base que plantee