Embedded Files
Teoria Prèvia
Des de ben petits, a través de la televisió o dels llibres i els còmics, convivim ambels robots. Tots coneixem perfectament personatges com Robocop, C3PO,Terminator i R2D2. L’enigma de crear un autòmat que funcioni segons lesnostres ordres prèvies sembla una fita pròpia de la ciència ficció.
Durant aquest crèdit veurem com podem aplicar la robòtica a la realitat.Aprofitarem aquesta atracció que la majoria sentim pels robots per aprendreelectrònica i mecànica d’una manera pràctica i dinàmica.
Utilitzarem la construcció d’un robot seguidor per realitzar una primeraaproximació al món de l’electrònica, identificant els diferents components queusarem, tant en els esquemes elèctrics, com els components físics. Tambéveurem com és una placa sense cap component i com ho hem de fer per muntar-los.
Possiblement ens trobarem amb algun problema de funcionament, que algunacosa no acabarà de funcionar com nosaltres desitjàvem, i haurem de sercapaços de solventar aquests entrebancs.
En aquest apartat veurem tots els components electrònics que utilitzarem per a la construcció del robot, què són, com funcionen i quina és la seva funció en el nostre robot.
Resistència:
Resistència:
La resistència elèctrica representa l'oposició d'un conductor al pas del corrent elèctric i ésdeguda a la dificultat que ofereixen els àtoms del conductor a la circulació del electrons.
La resistència elèctrica d'un conductor augmenta amb la llargària, disminueix amb la secciótransversal i depèn del material del conductor. La unitat de resistència elèctrica en el SIs’anomena ohm (Ώ).
Si ens imaginem el circuit elèctric com un circuit de tubs per on hi circula aigua, la resistència seria com els tubs estrets, és a dir que com més estrets són més li costa a l’aigua circular-hi, doncs amb el circuit elèctric la resistència s’oposa al pas d’electrons.
Les resistències poden tenir valors molt diversos des de uns pocs ohms fins a uns quantsmilers, per saber el valor que té cada resistència es fa servir un codi de colors.
Els dos primers anells corresponen a les dues primeres xifres, i el tercer anell, indica el factor a multiplicar. Finalment hi ha un quart anell que indica la tolerància del component.
Led:
Led:
Un LED és un component electrònic molt utilitzat com a indicadorlluminós de l’estat d’un aparell (encès, apagat, en espera, carregant-se, etc.). Les sigles LED corresponen a l'anglès light-emitting diode (díode emissor de llum). En aquest apartat podràs descobrir com està constituït iquins tipus n'hi ha.
Potenciòmetre:
Potenciòmetre:
Un potenciòmetre és un element de tres terminals, que funciona com a dos resistències variables, però la suma de les dues és sempre constant.
La resistència entre els terminals A i B és sempre constants, el terminalC es pot desplaçar des d’A fins a B, de manera que la resistència rAC i rBC podran variar des de zero fins al valor nominal del potenciòmetre.
rAC+rBC= rAB.
Transistor:
Transistor:
El transistor és un dispositiu electrònic de tres patilles, amb els següents noms:
o base (B)
o emissor (E) coincideix sempre amb la patilla que té la fletxeta.
o col·lector (C)
Es habitual veure circuits com el de la figura, on el circuit estarà connectat entre
el col·lector i l’emissor.
El transistor es comporta com un interruptor obert, sense deixar circular corrent entre els terminalsC i E.
Si volem que hi circuli corrent només hem de fer passarun petit corrent per la base (B) i llavors el transistorentra en conducció.
És a dir, si volem que circuli corrent entre l’emissor i el col·lector, primer de tot hem de fercircular corrent per la base.
El corrent que circula per la base i el que passa pel col·lector i l’emissor ésproporcional:
Ic=βIb
- Ic és el corrent de col·lector.
- Ib el corrent de la base
- β el guany
En aquesta fórmula es reflecteix clarament que si no circula corrent per la base el correntque passa pel col·lector és nul
Ic=β*0 Ic=0
El guany de cada transistor no és infinit, sinó que depèn de cada component, de la mateixa manera el corrent que circula pel col·lector no augmenta tampoc fins a l’infinit;un cop ha assolit el seu valor màxim per molt que augmenti el corrent de base la intensitat de col·lector es manté en aquest valor màxim.
Amplificador operacional:
Amplificador operacional:
L’amplificador operacional és un dispositiu electrònic molt utilitzat. Nosaltres el veurem treballant com a comparador.
Es tracta d’un dispositiu amb dues entrades: (V+i V-) i una sortida (Vout).
Perquè funcioni correctament ha d’estar alimentat per dues bandes, +Ecc i – Ecc.
El seu funcionament és molt senzill:
L’operacional, compara el valor de les dues entrades, i en funció de quina és més gran, dóna un valor o un altre a la sortida, aquest valor serà +Ecc si guanya V+ i –Ecc. Si guanya V-
Sensors:
Sensors:
Els nostres sentits ens informen sobre el món que ens envolta, així podem saber què passa al nostre voltant.
La manera que té el nostre robot de saber el que està passant al seu voltant és a través d’un sensor.
Un sensor és un aparell que detecta magnituds físiques. Aquestes poden ser molt variades i van des de la temperatura, pressió, presència d’un objecte o el seu color....
El sensor transforma aquesta magnitud en un senyal elèctric i la transmet a un element del sistema.
Motor de corrent continu:
Motor de corrent continu:
El motor elèctric de CC és un dispositiu electromotriu, això vol dir que converteix l’energia elèctrica en energia motriu.
Tots els motors disposen d’un eix de sortida per a acoblar un engranatge, corriola omecanisme capaç de transmetre el moviment creat pel motor.
El funcionament d’un motor es basa en l’acció de camps magnètics oposats que fan girar el rotor (eix intern) en adreça oposada al estator (imant permanent o bobina), amb el que sisubjectem per mitjà de suports o brides la carcassa del motor el rotor amb l'eix de sortidaserà l’únic cosa que giri.
Per a canviar el sentit de gir d’un motor de corrent continu tan sols hem d’invertirla polaritat de l’alimentació del motor. En cas de voler invertir el senti de gir, caldràper tant algun sistema que permeti aquesta inversió de polaritat.
Servos:
Servos:
El servo és un petit però potent dispositiu que disposa en el seu interior d’un petitmotor amb un reductor de velocitat i multiplicador de força, també disposa d'unpetit circuit que governa el sistema.
El recorregut de l'eix de sortida és de 180º en la majoria d'ells, però pot ser fàcilmentmodificatS per a tenir un recorregut lliure de 360º i actuar així com un motor que és el que farem nosaltres.
Funcionament:
El control de posició ho efectua el servo internament mitjançant un potenciómetreque va connectat mecànicament a l'eix de sortida i controla un PWM (moduladord’amplària de polsos) intern, que mitjançant un sistema de regulació modificar laposició de l’eix de sortida fins que aquesta concedeix amb la posició indicada.
En aquesta posició el motor del servo deixa de consumir corrent i tan sol circula unpetit corrent fins al circuit intern. Si forcem el servo (movent l'eix de sortida amb lamà) en aquest moment el regulador de posició intern ho detecta i envia el correntnecessari al motor per a corregir la posició.
Per a controlar un servo hauríem d’aplicar un pols de durada i freqüènciaespecífics. Tots els servos disposen de tres cables: dos per a alimentació Vcc i Gndi altre cable per a aplicar el tren de polsos de control que indiquen la al servo laposició que ha d’assolir.
Fonaments Teòrics
Potser la manera més senzilla d’entendre el significat de la tensió és fent una analogia amb un fenomen de la naturalesa.
Si comparem el flux de corrent continua amb el flux de la corrent d’aigua i la tensió amb l’altura d’una cascada (caiguda d’aigua) es pot entendre a què es refereix el terme tensió.
Dos casos possibles:
- Una font que entregui molt voltatge però poca corrent, seria el cas d’una caiguda d’aigua molt alta amb molt poc cabal
- Una font que entregui poc voltatge però molt corrent, seria el cas d’una caiguda d’aigua molt petita però amb molta aigua.
Un altre cas seria el d’una font que pugui entregar molt de voltatge i molt corrent, seria el cas d’una caiguda d’aigua molt alta i amb un cabal molt gran.
Associació de resistències:
Associació de resistències:
A vegades per algun motiu dos o més resistències es connecten una darrera l’altra (connectades en sèrie) .El valor total de les resistències connectades en sèrie és igual a la suma dels valors de totes les resistències. Com es veu és molt fàcil. En aquest cas la intensitat que circula per les resistències val el mateix valor.
De manera que el valor de la resistència total serà:
Rt = R1+R2+R3+R4
Un altre cas és aquell en què les resistències estan connectades pels seus extrems, quedant en paral·lel, ara el corrent es divideix i circula per totes les branques, agafant un valor diferent per cada resistència.
El valor que tenen en comú és el del voltatge entre els seus extrems.
Ara calcular la resistència total és una mica més complicat, però continuaa essent fàcil:
1/Rt = 1/R1+1/R2+1/R3+1/R4
Llei d’ohm:
Llei d’ohm:
Es tracta d’una llei que ens relaciona intensitat, voltatge i resistència, de manera que coneixent-ne el valor de dues d’aquestes magnituds podem trobar ràpidament la que ens falta.
Si volem saber a què és igual el voltatge, només cal mirar com estan col·locades la I i la R, es veu que estan de costat per tant es multipliquen així doncs:
V= I * R
Si ara ens interessa el valor de la intensitat, mirem com queden V i R; estan una a sobre l’altra, i la V està a sobre per tant es divideixen de la següent manera;:
I=V/R
Per últim si ens interessa trobar el valor de la resistència, també veiem que la V i la I estant una al damunt de l'altra i la V torna a etar damunt, per tant:
R=V/I
Page updated
Google Sites
Report abuse