23 jul 2019

Introducción a la Electromecánica

Introducción a la Electromecánica
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1. Definición

La electromecánica es la aplicación híbrida que surge de la combinación sinérgica de distintas áreas como son: electromagnetismo, electrónica, electricidad y la mecánica. Se aplica principalmente en mecanismos eléctricos, máquinas industriales, generación y transformación de energía. En la Figura 1 se muestra un diagrama simplificado sobre generación y transformación de energía. En la Figura 2 se muestra un diagrama de bloques simplificado de un sistema electromecánico. Desde el punto de vista de la ingeniería, en la electromecánica se elaboran circuitos eléctricos de máquinas con movimiento, se desarrollan automatismos eléctricos-electrónicos y neumáticos, con sus respectivos diseños, selección y cálculos, que son aplicados a la industria en general.
Figura 1: Generación y transformación de energía
Figura 2: Diagrama de bloques simplificado de un sistema electromecánico

2. Ejemplos de Aplicaciones

Ejemplos de dispositivos electromecánicos son los motores eléctricos utilizados en los aparatos domésticos, tales como: ventiladores, refrigeradores, lavadoras, secadores de cabello, mecanismos de transmisión de potencia y demás, que convierten energía eléctrica en energía mecánica. Los teléfonos transmiten información de un lugar a otro, y convierten la energía mecánica originada por ondas sonoras en señales eléctricas y reconvirtiendo estas señales eléctricas en ondas sonoras para su recepción. En la Figura 3 se muestra un circuito básico simplificado de un aparato electrodoméstico en base a un motor y a un mecanismo reductor de velocidad.
Todos estos aparatos pueden considerarse formados por partes que son eléctricas y de partes que pueden ser clasificadas como mecánicas. Esta clasificación no implica que las partes eléctricas y mecánicas puedan ser siempre físicamente separadas y operadas independientemente una de otra. La energía es recibida o suministrada por estas partes dependiendo de la naturaleza y aplicación del equipo particular. El proceso de conversión de energía electromecánica también abarca usualmente el almacenamiento y transferencia de energía eléctrica.

3. Electromecánica en la Ingeniería

Las funciones principales en la ingeniería electromecánica son:
Ø   Calcular, seleccionar, dimensionar y diseñar elementos de sistemas mecánicos.
Ø  Seleccionar, implementar y controlar procesos de fabricación industrial de piezas o elementos y seleccionar los materiales adecuados.
Ø  Organizar, administrar, planear y controlar las actividades de mantenimiento en plantas industriales.
Ø  Planear, calcular, diseñar, construir, operar, evaluar y mantener instalaciones eléctricas de alta, media y baja tensión, de acuerdo con la reglamentación vigente.
Ø   Seleccionar, calcular, diseñar, evaluar, operar y mantener sistemas básicos de medición y de control de procesos industriales.
A nivel técnico, se ejecutan y desarrollan labores de mantenimiento electromecánica correctiva, y preventiva de máquinas, equipos y sistemas. Lo que implica, diagnóstico de la causa raíz de fallas y condiciones subestándar, y evaluación de la calidad del proceso.
Las áreas temáticas específicas de la ingeniería electromecánica son: Comunicación gráfica de programas CAD; Seguridad Industrial; Mecánica; Resistencia de Materiales; Cálculo y diseño de Elementos de Máquinas; Procesos de Manufactura; Materiales de Ingeniería; Mantenimiento Industrial; Máquinas y Procesos térmicos; Motores; Máquinas y Redes Hidráulicas; Circuitos Eléctricos; Máquinas Eléctricas; Instalaciones Eléctricas; Electrónica; Mediciones Industriales; Control Automático.

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24 nov 2018

Redes

Redes

1. Definición y Topologías

El término red se refiere a un sistema que permite comunicación entre dos o más computadores/microcontroladores para intercambiar datos. La configuración lógica del enlace se conoce como topología de la red. El término nodo se refiere al punto de una red donde llegan una o más líneas de comunicación o donde se conectan una unidad con las líneas de comunicación. Las topologías de red más comunes son:

1.       Bus de datos (Multidrop)

Consta de un bus lineal (Ver Figura 1a) el cual se conectan todas las estaciones. Con frecuencia, este sistema se utiliza en agrupamientos de terminales multipunto. Es el método preferido cuando las distancias entre los nodos son de más de 100 m.

 

2.       Estrella

Esta configuración tiene canales asignados entre cada estación y un anillo (hub) conmutador central (Ver Figura 1b), a través del cual deben pasar todas las comunicaciones. Este tipo de red se utiliza en los sistemas telefónicos de muchas empresas (centrales privadas o PBX), en los cuales todas las líneas pasan a través de una central telefónica. Este sistema con frecuencia también se utiliza para conectar terminales remotas y locales con una computadora principal central. La desventaja de este sistema es que si hay una falla en el anillo central, todo el sistema falla.

 

3.       Jerárquica o de árbol

Esta configuración consiste en una serie de derivaciones que convergen en forma directa en un punto de la parte superior del árbol (Ver Figura 1c). En este sistema sólo hay una ruta de transmisión entre dos estaciones. La configuración se obtiene con varios sistemas de bus de datos vinculados entre sí. Al igual que el método del bus, se utiliza cuando las distancias entre los nodos rebasan los 100 m.

 

4.       Anillo

Es un método muy popular en las redes de área local, y en él cada estación se conecta con un anillo (Ver Figura 1d). Las distancias entre los nodos por lo general son menores a 100m. Los datos que se introducen en el sistema de anillo circulan por el anillo hasta que algún sistema los saca de allí. Todas las estaciones tienen acceso a los datos.

 

5.       Malla

En este método (Ver Figura 1e) no existe una configuración formal para las conexiones entre estaciones, y puede haber varias trayectorias de datos entre ellas.

Figura1: Topologías de red: a) bus de datos, b) estrella, c) jerárquica, d) anillo, e) malla

El término red de área local (LAN, Local Area Network ) se refiere a redes que se localizan en determinada área geográfica, por ejemplo, un edificio o un conjunto de edificios. La topología en general es de bus, estrella o anillo. Una red de área amplia interconecta computadores, terminales y redes de área local a nivel nacional o internacional. Se estudiará principalmente las redes de área locales.

2. Control de Acceso a Redes

Los métodos para controlar el acceso a una red son necesarios para garantizar que sólo un usuario de la red pueda transmitir en cualquier momento. Los métodos empleados son los siguientes:

En redes de área local basadas en anillos, dos métodos comúnmente utilizados son:

1.       Paso por token (token passing)

En este método se hace circular un patrón de bits especiales (token). Si una estación desea transmitir, debe esperar hasta recibir el token; entonces transmite los datos manteniendo el token en su extremo final. Si otra estación desea transmitir, retira el token del paquete de datos y transmite sus propios datos con el token añadido a su extremo final.

 

2.       Paso por ranura

Este método contiene ranuras vacías que circulan. Si una estación desea transmitir datos, los deposita en la primera ranura vacía que aparezca.

Para las redes de bus o de árbol el método que se utiliza es:

 

3.       Método de acceso múltiple por detección de portadora y detección de colisión (CSMA/CD)

En general este método se relaciona con el bus LAN Ethernet. En el método de acceso CSMA/CD, antes de transmitir las estaciones deben verificar otras transmisiones y cualquier estación puede obtener el control de la red y transmitir; de ahí el término acceso múltiple. Si no se detecta actividad, procede a transmitir. Si hay actividad, el sistema debe esperar hasta que no la detecte. A pesar de esta verificación antes de transmitir, es posible que dos o más sistemas empiecen a transmitir al mismo tiempo. Si se detecta esta situación, ambas estaciones dejan de transmitir y esperan un tiempo aleatorio antes de intentar la retransmisión.

3. Banda Ancha y Banda Base

El término transmisión de banda ancha se refiere a una red en la cual la información se modula a una portadora de radiofrecuencia, que pasa a través del medio de transmisión como un cable coaxial. La topología típica de las redes de área local de banda ancha es un bus con derivaciones. La transmisión de banda ancha permite transmitir en forma simultánea varias portadoras de radio frecuencia moduladas, por lo que ofrece capacidad de canales múltiples. El término transmisión en banda base se utiliza cuando la información digital se pasa directamente por el medio de transmisión. Las redes de transmisión en banda base sólo aceptan una señal de información a la vez. Las LAN puede ser tanto en banda base como de banda ancha.

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17 sept 2018

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Señales Digitales: Conversión, Muestreo, y Amplificación

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  • Conversión de Señales Analógicas a Digitales
  • Teorema del Muestreo
  • Conversión de Señal Digital a Analógica
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  • Convertidores de Señal Analógica a Señal Digital
  • Amplificadores de Muestreo y Retención

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9 abr 2018

Compuertas Lógicas

Contenido

  • Compuerta AND
  • Compuerta OR
  • Compuerta NOT
  • Compuerta NAND
  • Compuerta NOR
  • Compuerta XOR
  • Combinación de Compuertas

Más información en el vídeo...

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Pantalla LCD 1602A en Arduino y Proteus

Introducción

En este tutorial se muestra cómo conectar y simular una pantalla LCD 1602A, de 16 columnas y 2 filas, a una placa Arduino UNO en el software Proteus para mostrar texto por pantalla. El texto a mostrar corresponde a un mensaje en la primera fila, que es ejemplo LCD. En la segunda fila se muestran los segundos.

La simulación fue desarrollada en Proteus 8.4 en Windows 10. El código fue desarrollado en el IDE de Arduino 1.613. En este tutorial no se muestran los procesos de instalación de Software ni de librerías, como es el caso, de la librería de Arduino en Proteus.

Cabe destacar que, este tutorial es de carácter de simulación por lo que no se realiza el proyecto de manera física, el cual es muy ventajoso para realizar pruebas y para el aprendizaje, así como, ahorrar en materiales en caso de que no se disponga de ellos. Por otra parte, el diagrama esquemático desarrollado en Proteus está asociado con el desarrollo de placas electrónicas o PCB de manera más profesional. El desarrollo de PCB no se abarca en este tutorial.

Contenido

  • Circuito en Proteus
  • Creación del Proyecto
  • Selección de Componentes
  • Conexionado
  • Código Arduino
  • Implementación Código Arduino en Proteus
  • Simulación

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1 abr 2018

Sensores de Fuerza y Presión de Fluidos

Contenido

  1. Fuerza
    • Indicador de Presiones con Extensómetro
  2. Presión de Fluidos
    • Sensores Piezoeléctricos
    • Sensor Táctil

Más información en el vídeo...

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