Sensores
De forma similar a los seres vivos, los sensores facilitan la información necesaria para que los robots interpreten el mundo real. Todo robot debe tener al menos un sensor con el que interactuar. La mayoría de los sistemas robóticos incluyen al menos sensores de obstáculos (bumpers) y algún sensor de guiado por infrarrojos o ultrasonidos. Los sensores avanzados, además de detectar algo, son capaces de reportar una medida de lo detectado, como puede ser un sensor de temperatura, o un medidor de distancias ultrasónico por ejemplo.
Sensores capacitivos
Los sensores capacitivos de proximidad detectan la posición de objetivos no metálicos como vidrio, plástico, papel y madera. Los sensores utilizan detección sin contacto para asegurar su durabilidad en ambientes severos e incorporan el diseño de circuito inmune al ruido patentado por ifm.
• Diseñados para automatización industrial y áreas peligrosas.• Cuentan con diversas cajas y alcances de detección de 4 a 60 mm.
Sensores inductivos de proximidad
Los sensores inductivos de proximidad detectan objetivos metálicos en aplicaciones de detección de posición. Los sensores ofrecen detección sin contacto e incorporan tecnología de mayor alcance que reduce las fallas por daños mecánicos.
• Diseñados para aplicaciones de automatización industrial, metal-mecánica, soldadura, lavado, áreas peligrosas y automatización de vehículos.• Cuentan con diversas cajas y alcances de detección de 0.8 a 50 mm.
Fotoeléctricos
Los sensores de luz roja e infrarrojos proporcionan detección sin contacto para aplicaciones de automatización industrial y lavado. A diferencia de los interruptores inductivos de proximidad, el material objetivo no es importante y su alcance de detección es mucho más largo. Las familias de productos incluyen sensores de rayo continuo, sensores retrorreflejantes, sensores reflejantes difusos y reflejantes difusos sin supresión de fondo.
Sensores magnéticos
Los sensores magnéticos proporcionan un alto nivel de sensibilidad a los objetivos magnéticos y son ideales para usarse en aplicaciones de posición y velocidad. Los sensores pueden detectar imanes a través de paredes de metal no ferroso, acero inoxidable, aluminio, plástico o madera. Sus alcances de detección son de hasta 70 mm.
Sensores accionadores
• Los sensores de cilindros magnéticos incorporan la tecnología GMR y se adaptan a cilindros de ranura en C y en T para proporcionar un montaje de bajo perfil.
• Los sensores inductivos para válvulas detectan la posición abierta y cerrada de las válvulas de husillo desplazable y de un cuarto de vuelta.• Diseñados para automatización industrial y áreas peligrosas.
Sensores láser
Los sensores láser se utilizan cuando se requiere la detección de objetos pequeños o una posición precisa. El rayo de luz del sensor puede detectar objetos muy pequeños en alcances largos. ifm efector ofrece soportes de montaje con ajuste fino que permiten que los sensores láser se alineen con precisión para producir un desempeño óptimo.
EJEMPLOS
Sensor de inclinación analógico que proporciona una tensión de salida proporcional al grado de inclinación. El sensor se conecta directamente en el circuito de control del Robonova en alguna de los conversores analógicos digitales que incorpora y permite saber al robot cual es su grado de inclinación actual, de una forma muy sencilla. El sensor resulta especialmente útil para hacer que el Robonova se ponga de pie automáticamente si se cae por cualquier motivo. El sensor se conecta directamente al circuito de control del Robonova como si fuera un servo , alimentandose directamente de este. Características técnicas: Rango de medida +- 60º. Resolución: 0,1 º. Tiempo de respuesta: 0,5 Sec. Alimentación: 5V 1 mA. Peso 5 g. Sensibilidad: 30 uS/º. Medidas 15 x 19 x 12 mm.
Sensor de distancias por ultrasonidos para Robonova 1 que incluye un sensor Maxsonar EZ1 con cable de conexión tipo servo y una carcasa frontal especialmente mecanizada para alojar el sensor en su interior. El sensor utilizado esta basado en el sensor de ultrasonidos Maxsonar EZ1 que destaca por su pequeño tamaño y bajo consumo. El sensor MaxSonar- EZ1 detecta objetos situados entre 0 y 6,45 metros de distancia, proporcionando los datos obtenidos del cálculo de la distancia con una resolución de 1 pulgada (2,54 cm). El sensor se atornilla en el interior de la carcasa frontal incluida de forma que se sitúa en la parte central del pecho del Robonova. El sensor incluye un cable de conexión tipo servo para conectarlo directamente en el circuito de control del Robonova. Se incluyen el sensor, la carcasa y los tornillos.
Sensor acelerómetro de 2 ejes pensado para ser utilizado con el robot Robonova. El sensor esta basado en el circuito ADXL322 de Analog devices. Este circuito es un sensor acelerómetro con un rango de +/-2g. La salida de cada canal proporciona una tensión entre 0 y 5 V que es proporcional al ángulo en el plano X e Y en el que se encuentra el sensor. De esta forma, el sensor puede utilizarse para saber el grado de inclinación en el que se encuentra el circuito en dos planos. El circuito se conecta mediante dos conectores como los que utilizan los servos, teniendo cada uno de ellos los dos cables de alimentación y un tercer cable con la señal del sensor. Se conecta directamente en cualquiera de los puertos del circuito de control del Robonova, pero también puede utilizarse con cualquier microcontrolador que disponga de entradas analógicas. Por ejemplo se puede conectar a cualquiera de las 8 entradas analógicas que tienen el microcontrolador BasicX24 y hacer una medida directa de la tensión proporcionada por el sensor en función de la inclinación de este.
LOS DISPOSITIVOS DE SALIDA
Los actuadores son dispositivos capaces de generar una fuerza de energía eléctrica y gaseosa.El actuador recibe la orden de un regulador o controlador y da una salida necesaria para activar a un elemento final de control (válvulas).Existen tres tipos de actuadores: hidráulicos, neumáticos y eléctricos.Los actuadores hidráulicos, neumáticos eléctricos son usados pera manejar aparatos mecatrónicos. Por lo general, los actuadores hidráulicos se emplean cuando lo que se necesita es potencia, y los neumáticos son simples posicionamientos. Sin embargo, los hidráulicos requieren demasiado equipo para suministro de energía, así como de mantenimiento periódico. Por otro lado, las aplicaciones de los modelos neumáticos también son limitadas desde el punto de vista de precisión y mantenimiento.Los actuadores eléctricos también son muy utilizados en los aparatos mecatrónicos.
EL REGULADOR O CONTROLADORRegulador digital PIDAunque los primeros reguladores digitales fueron realizados con ordenadores de proceso, actualmentese encuentran integrados, no solo en sistemas mas complejos de mando y automatización, sino en la forma de ejecución de un regulador compacto. Como la estructura PID se ha convertido en un estándar en su utilización, se intenta que el regulador digital que trabaja discretamente respecto al tiempo, se acerque bastante en su comportamiento al del regulador analógico:
• La magnitud regulada es le´ıda y cuantificada en intervalos de tiempo discretos.
• La operaci´on PID es realizada por un algoritmo que est´a disponible en un procesador,y en cada punto de lectura se calcula una igualdad diferencial. Las partes P, I, Dpueden ser ajustadas de forma independiente.
• Por ´ultimo el valor calculado es conectado al tramo de regulaci´on despu´es de pasar porun convertidor digital-anal´ogico y mantenido hasta la llegada del siguiente valor.Para exigir el comportamiento casi ”continuo” del PID digital, habr´a que exigir una exploraci´on frecuente y la elecci´on apropiada del tiempo de muestreo.2.3.3 Ventajas del regulador digitalEn su modo principal de funcionamiento, el regulador se comporta de un modo casi igual alde los controladores anal´ogicos, con unas ventajas adicionales:
• Flexibilidad: Las funciones t´ecnicas de regulaci´on se realizan por software (programas),modific´andose sin que el constructor tenga que cambiar el hardware (cableadointerno) y pudiendo ser usadas por el usuario en diversas partes del proceso.
• Multiplicidad de funciones: Algunos ejemplos son:
– Conmutaci´on autom´atica del servicio manual/autom´atico libre de saltos.
– Evitar la saturaci´on del t´ermino integral al alcanzar un l´ımite del valor prescrito(referencia).
– Limitaci´on ajustable del valor de referencia.
– Rampa parametrizable del valor prescrito.
– Filtrado de magnitudes del proceso sometidas a perturbaciones.
Exactitud: Al ser los par´ametros ajustados digitalmente libres de deriva, y ajustadosa voluntad, no presentan problemas en la realizaci´on de operaciones matem´aticas.
LOS DISPOSITIVOS DE INTERFAZ DE POTENCIALas interfaces de potencia son dispositivos intermedios entre nuestro microcontrolador y aquellos aparatos que requieran cantidades de corriente mayores a los que pueden manejar nuestro microcontrolador (por lo general estamos hablando de 40 miliamperios como máximo por pin), motores de paso, motores DC, servomotores, lamparas incandescentes, reflectores, grupos de leds son ejemplos de dispositivos que podriamos a llegar a controlar desde el microcontrolador a través de las interfaces de potencia, es un grave error tratar de conectarlos directamente a los pines del microcontrolador. Nos valdremos de transistores, reles, puentes-H o interfaces eléctronicas de control, para construir nuestras interfaces de potencia.
LOS DISPOSITIVOS PARA INTERFAZ DE USUARIO
Las interfaces básicas de usuario son aquellas que incluyen cosas como menús, ventanas, teclado, ratón, los "beeps" y algunos otros sonidos que la computadora hace, en general, todos aquellos canales por los cuales se permite la comunicación entre el hombre y la computadora.La idea fundamental en el concepto de interfaz es el de mediación, entre hombre y máquina. La interfaz es lo que "media", lo que facilita la comunicación, la interacción, entre dos sistemas de diferente naturaleza, típicamente el ser humano y una máquina como el computador. Esto implica, además, que se trata de un sistema de traducción, ya que los dos "hablan" lenguajes diferentes: verbo-icónico en el caso del hombre y binario en el caso del procesador electrónico.De una manera más técnica se define a Interfaz de usuario, como conjunto de componentes empleados por los usuarios para comunicarse con las computadoras. El usuario dirige el funcionamiento de la máquina mediante instrucciones, denominadas genéricamente entradas. Las entradas se introducen mediante diversos dispositivos, por ejemplo un teclado, y se convierten en señales electrónicas que pueden ser procesadas por la computadora. Estas señales se transmiten a través de circuitos conocidos como bus, y son coordinadas y controladas por la unidad de proceso central y por un soporte lógico conocido como sistema operativo. Una vez que la UPC ha ejecutado las instrucciones indicadas por el usuario, puede comunicar los resultados mediante señales electrónicas, o salidas, que se transmiten por el bus a uno o más dispositivos de salida, por ejemplo una impresora o un monitor.Resumiendo entonces podemos decir que, una interfaz de software es la parte de una aplicación que el usuario ve y con la cual interactúa. Está relacionada con la subyacente estructura, la arquitectura, y el código que hace el trabajo del software, pero no se confunde con ellos. La interfaz incluye las pantallas, ventanas, controles, menús, metáforas, la ayuda en línea, la documentación y el entrenamiento. Cualquier cosa que el usuario ve y con lo cual interactúa es parte de la interfaz. Una interfaz inteligente es fácil de aprender y usar. Permite a los usuarios hacer su trabajo o desempeñar una tarea en la manera que hace más sentido para ellos, en vez de tener que ajustarse al software. Una interfaz inteligente se diseña específicamente para la gente que la usará.
ClasificaciónDentro de las Interfaces de Usuario se distinguir básicamente dos tipos :
• Una interfaz de hardware, a nivel de los dispositivos utilizados para ingresar, procesar y entregar los datos: teclado, ratón y pantalla visualizadora; y
• Una interfaz de software, destinada a entregar información acerca de los procesos y herramientas de control, a través de lo que el usuario observa habitualmente en la pantalla.De esta clasificación general se puede ir desprendiendo algunas, así por ejemplo según su evolución tenemos:La evolución de las interfaces de usuario corre en paralelo con la de los sistemas operativos; de hecho, la interfaz constituye actualmente uno de los principales elementos de un sistema operativo. A continuación se muestran las distintas interfaces que históricamente han ido apareciendo, ejemplificándolas con las sucesivas versiones de los sistemas operativos más populares.Interfaces de línea de mandatos (command-line user interfaces, CUIs).Es el característico del DOS, el sistema operativo de los primeros PC, y es el estilo más antiguo de interacción hombre-máquina. El usuario escribe órdenes utilizando un lenguaje formal con un vocabulario y una sintaxis propia (los mandatos en el caso del DOS). Se usa un teclado, típicamente, y las órdenes están encaminadas a realizar una acción.El usuario no suele recibir mucha información por parte del sistema (ejemplo: indicador del DOS), y debe conocer cómo funciona el ordenador y dónde están los programas (nada está oculto al usuario). El modelo de la interfaz es el del programador, no el del usuario. Ejemplo del DIR-DEL-DIR, por la falta de información de respuesta del DOS. Otras veces, en cambio, es excesiva: etiqueta del volumen en el DIR.Inconveniente: carga de memoria del usuario (debe memorizar los mandatos; incluso la ayuda es difícil de leer); nombres no siempre adecuados a las funciones, significado de los mandatos mal comprendido a veces (varios mandatos con el mismo o parecido significado, como DEL y ERASE); inflexible en los nombres (DEL y no DELETE).Ventajas: potente, flexible y controlado por el usuario, aunque esto es una ventaja para usuarios experimentados. La sintaxis es estricta, y los errores pueden ser graves
Luego del tratamiento térmico, las latas son limpiadas, etiquetadas y empacadas. Es aquí donde el producto adquiere su apariencia impecable.
