¿Que son los actuadores?

 

¿Qué es un actuador eléctrico?

Los actuadores eléctricos son un instrumento conformado por un motor eléctrico y un reductor que permite accionar cualquier dispositivo para realizar movimientos o acciones. Sólo requiere la energía como fuente de poder y su estructura es simple en comparación con otros actuadores.

¿Cómo funcionan los actuadores eléctricos?

Se utilizan cables eléctricos para transmitir electricidad y señales; debido a que son altamente versátiles, prácticamente no hay restricciones en cuanto a la distancia entre la fuente de energía y el actuador.

Los actuadores eléctricos almacenan datos y dicha información es procesada por la parte de control, la cual se encarga de conectarlo y desconectarlo, según las necesidades.  Este control suele estar integrado en el actuador e incorpora, además del interfaz eléctrico al sistema de automatización, una unidad de manejo local.

¿Dónde se utilizan los actuadores eléctricos?

El uso más común de los actuadores eléctricos es en las líneas de producción, ya que los robots trabajan en la automatización del montaje del chasis y soldadura en diferentes piezas para la fabricación de automóviles y camiones. Su aplicación en ese sector resulta especialmente interesante por su sencilla instalación, facilidad de control y fiabilidad.

También se emplean en la industria para accionar compuertas, válvulas y en general diferentes elementos que ponen en comunicación un proceso con otro o un estado de un proceso con otro.

Los actuadores eléctricos se emplean para sistemas de visión y corrección remota de posiciones, movimiento de brazos articulados, encolado, fresado, manipulación automática de objetos en laboratorios con gran precisión y rapidez, elevadores verticales y para el desplazamiento de cargas.

No hay que confundir los actuadores eléctricos con los mecánicos, una notoria diferencia entre ellos es que los primeros poseen una transmisión de potencia mediante un funcionamiento electromecánico y la transmisión de potencia de los motorreductores es mediante un funcionamiento mecánico por precisión.

¿Cómo se clasifican los actuadores eléctricos?

Motores de corriente continua (DC)

Son los más empleados en la actualidad por la gran versatilidad y facilidad de control que ofrecen. En el motor se incorpora un sensor para la posición que es el que realiza el control sobre la acción de los actuadores eléctricos.

Pueden convertir la energía eléctrica en mecánica, realizando un movimiento rotatorio. Este motor consta de dos partes, la fija se compone por un electroimán producido por el campo magnético que induce la fuerza sobre la parte móvil. Esta última se denomina rotor y está compuesto por varias bobinas.

Motores de corriente continua (CC

Hay dos tipos de motores de corriente continua:

• Motor shunt. Es un motor cuyo bobinado inductor se conecta en derivación con el circuito formado por bobinas inducidas o auxiliares.
• Motor compound. Su funcionamiento se origina por dos inductores independientes; uno se deriva por el circuito inducido y el otro  por la derivación con el circuito formado por el inducido; es un inductor auxiliar. Este motor tiene un rango de debilitamiento que puede ser el resultado de exceder la velocidad máxima segura del motor sin carga.

Motores de corriente alterna (AC)

Los motores basan su funcionamiento en la obtención de un campo magnético giratorio. Dentro de este puede haber un electroimán, que gira a la misma velocidad que el campo;  este es un motor síncrono.

Una segunda posibilidad es que dentro del campo haya un bobinado sometido a inducción, por lo que aparece una corriente eléctrica y por lo tanto, la fuerza de Lorentz. El giro será más lento que el del campo giratorio, por lo cual el motor se denomina asíncrono o de inducción.

Motores de paso a paso (Step Motors)

Es un dispositivo electromecánico que convierte una serie de impulsos eléctricos en desplazamientos angulares discretos, es decir, que puede girar una cantidad de grados (paso o medio paso) dependiendo de sus entradas de control.

A su vez, estos pueden ser de tres tipos:

• De reluctancia variable (VR). Tiene un rotor multipolar de hierro y un estator devanado, opcionalmente laminado. Rota cuando los dientes más cercanos del rotor son atraídos a las bobinas del estator energizadas, obteniéndose la ruta de menor reluctancia. La respuesta de este motor es muy rápida, aunque la inercia permitida en la carga es pequeña.
• De imán permanente. Permite mantener un par diferente de cero cuando el motor no está energizado. Dependiendo de la construcción del motor, lo más común es obtener pasos angulares de 7.5, 11.25, 15, 18, 45 o 90°.
• Híbrido. Tiene varios dientes en el estator y en el rotor; es una combinación de los tipos de reluctancia variable e imán permanente. El motor híbrido tiene una alta precisión y alto par, por lo que se puede configurar para suministrar un paso angular tan pequeño como 1.8°.

Sensores vs Actuadores

Realmente no es una competencia, si no que ambos trabajan en conjunto para tener sistemas bajo control.

¿Que son los Sensores

Los sensores electrónicos son dispositivos que detectan y convierten diferentes magnitudes físicas en señales eléctricas para su posterior procesamiento.

Estos componentes electrónicos son utilizados en una amplia variedad de aplicaciones, desde la industria automotriz y la electrónica, hasta la medicina y la robótica.

En este artículo, te ofrecemos los primeros pasos que debes conocer sobre los sensores en el mundo de la electrónica, sus diferentes tipos, su funcionamiento y sus principales aplicaciones.

¿Qué son los sensores electrónicos?

Los sensores son dispositivos que detectan y miden magnitudes físicas como la temperatura, la presión, la humedad, la posición, el movimiento, la fuerza, la luz y muchos otros. La mayoría de los sensores están basados en principios físicos como la resistencia eléctrica, la capacidad, la inductancia, la luz o el magnetismo, entre otros.

Una vez que los sensores detectan una magnitud física, convierten esa información en una señal eléctrica, que puede ser procesada por un circuito electrónico. Los sensores electrónicos son un componente fundamental en la mayoría de los sistemas electrónicos modernos, ya que permiten que las máquinas y dispositivos tengan una retroalimentación del entorno que los rodea.

Tipos de sensores electrónicos

Existen diferentes tipos de sensores en la electrónica, cada uno diseñado para medir una magnitud física específica.

A continuación, te presentamos los tipos más comunes de sensores electrónicos.

• De temperatura: miden la temperatura de un objeto o ambiente y convierten la información en una señal eléctrica. Estos sensores se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones, desde la industria alimentaria hasta la medicina.
• De presión: miden la presión de un fluido o gas y convierten la información en una señal eléctrica. Se utilizan en la industria automotriz, aeronáutica y en la medicina.
• De humedad: miden la humedad de un ambiente y convierten la información en una señal eléctrica y  se utilizan en la industria agrícola, de alimentos y en la construcción.
• De posición: miden la posición de un objeto en relación con un punto de referencia y convierten la información en una señal eléctrica. estos sensores se utilizan en la industria automotriz, aeronáutica y en la robótica.
• De movimiento: miden la velocidad y dirección del movimiento de un objeto y convierten la información en una señal eléctrica. Así, se desarrollan especialmente pensando en la industria de la seguridad, la robótica y en la electrónica de consumo.

Iniciando con Arduino

La tarjeta puede funcionar con un suministro externo de 6 a 20 voltios. Si se suministra con menos de 7V, sin embargo, el pasador de 5V puede suministrar menos de cinco voltios y la junta puede ser inestable. Si se utiliza más de 12 V, el regulador de voltaje se puede sobrecalentar y dañar la placa. El rango recomendado es de 7 a 12 voltios.

Los pines de alimentación son los siguientes:

VIN.  Se puede suministrar tensión a través de este pin, o, si el suministro de tensión a través de la toma de alimentación, acceder a él a través de este pin.

Este pin como salida regulada la tensión a 5V. La placa puede ser alimentado ya sea desde el conector de alimentación de CC (7 – 12 V), el conector USB (5V), o por el pin VIN  (7-12V). El suministro de tensión a través de los pasadores de 5V o 3.3V no pasa por el regulador, y puede dañar la placa. No aconsejamos ella.

3V3. Un suministro de 3,3 voltios generada por el regulador a bordo. consumo de corriente máximo es de 50 mA.

GND. Patillas de tierra.

IOREF. Este perno de la placa Arduino proporciona la referencia de tensión con la que opera el microcontrolador.

Entradas y salidas digitales: Están situadas en la parte de arriba de la placa, van del 0 hasta el 13, este ultimo pin lleva una resistencia interna incluida. La señal digital puede estar o encendida o apagada (LOW o HIGH). Los pines cero y uno se pueden utilizar para cargar el programa en la placa. Por ejemplo, se utilizan para parpadear un LED o; como entrada, un pulsador.

Salidas analógicas: Son los pines 11, 10, 9, 6, 5 y 3, si os fijáis tienen una raya curva al lado, se denominan salidas PWM (Pulse Width Modulation) que realmente son salidas digitales que imitan salidas analógicas, modificando la separación entre los diferentes pulsos de la señal. La señal PWM puede dar diversos valores hasta 255, se utilizan, por ejemplo para variar la intensidad de un LED o hacer funcionar un servo. Hay que decir que estos pines funcionan como salidas o entradas digitales o como salidas analógicas.

Entradas analógicas: Son los pines A0, A1, A2, A3, A4 y A5 (analog in). Se utilizan para que entre una señal de un sensor analógico, tipo un potenciómetro o un sensor de temperatura, que dan un valor variable. También se pueden utilizar como pines digitales.

Pines de alimentación:

• GND: Son los pines a tierra de la placa, el negativo.
• 5v: Por este pin suministra 5v
• 3,3v: Por este pin suministra 3,3v
• Vin: Voltaje de entrada, por este pin también se puede alimentar la placa.
• RESET: Por este pin se puede reiniciar la placa
• IOREF: Sirve para que la placa reconozca el tipo de alimentación que requieren los shields

También podemos encontrar el pin AREF, arriba de todo a la izquierda de los pines digitales, este pin sirve para suministrar un voltaje diferente a 5v por los pines digitales.

También están el conector USB, para cargar el programa y alimentar la placa; y el conector de alimentación, para alimentarla.