Mecatrónica (21A26), 6 de marzo de 2020 1 Reconocimiento y bases para la elaboración de un sistema mecatrónico Taquemiche, J.1, Camacho, S.2 , Estupiñan, J.3 , Hoyos, A.4 Universidad de Ibagué Resumen El resumen es como un título un poco más extenso, compuesto de varias frases; en él se hace una síntesis del contenido del artículo donde se destacan los puntos más sobresalientes. El resumen del laboratorio es uno o dos párrafos de la práctica y lo que fue aprendido. El resumen del laboratorio no debe tener detalles del procedimiento (yo sé lo que ustedes hicieron) pero si debe responder las preguntas tales como: ¿Cuál es el propósito del laboratorio? ¿Qué aprendió? ¿Qué se podría mejorar en el laboratorio? Palabras claves Arduino, Mecatrónica, microprocesadores, motor, sensores, sistema INTRODUCCIÓN Sabiendo que “La mecatrónica reúne áreas de la tecnología que involucran sensores y sistemas de medición, sistemas de manejo y actuación, así como sistemas de microprocesador junto con el análisis del comportamiento de sistemas y sistemas de control” (Bolton, 2013). Es importante reconocer sus componentes, analizar su funcionamiento y aprender a elaborar y controlar dichos sistemas; ya que en la actualidad los sistemas mecatrónicos son casi que indispensables para el desarrollo de las actividades rutinarias, tanto en los hogares como en las empresas. Un sistema mecatrónica integra varios subsistemas tecnológicos, entre los cuales encontramos: sensores, sistemas de medición, sistemas de actuación (eléctrico, mecánico, neumático, hidráulico), sistema de control (microprocesador, microcontrolador, PLC) e ingeniería de software por consiguiente se hace una introducción a la programación por medio de Arduino. Continuación se desarrolla el reconocimiento y familiarización de un sistema mecatrónico, que para este caso se seleccionó una impresora, luego abarca el control de un motor DC utilizado un controlador de potencia para medir la posición y velocidad del mismo por medio de in codificador digital. DESARROLLO A. Reconocimiento de los componentes del sistema mecatrónico a inspeccionar La primera practica de laboratorio consistió en el reconocimiento de los diferentes componentes de un sistema mecatrónica, que es este caso fue una impresora All-in-One HP DeskJet F300, la cual fue completamente desmantelada, y luego se escogieron los componentes mecánicos y electrónicos como se describen a continuación. 1 Juan David Taquemiche Beltrán, Ingeniería Mecánica, [email protected]. Sergio Andrés Camacho Sarmiento, Ingeniería Mecánica, [email protected]. 3 Julián Andrés Estupiñan Fontalvo, Ingeniería Mecánica, [email protected]. 4 Andrés Felipe Hoyos Urueña, Ingeniería Mecánica, [email protected]. 2 Mecatrónica (21A26), 6 de marzo de 2020 2 1. Tarjetas de microprocesador. control y 2. Elementos Mecánicos (ejes, poleas, engranajes, rodillos, sistema de tensión, soportes y tornillos) 3. Actuadores (motor DC, motor Paso a Paso) 4. Sensores (lector LASER, finales de carrera, codificadores de ejes (encoder) lineal o rotacional, detector de tinta, detectores) 5. Buses de comunicación y control (Cinta Flex Escaner) 6. Interruptores (ON/OFF, menú); Visualizadores gráficos (LED) Como se observó en el desarme de la impresora marca HP(Hewlett-Packard) con la referencia All-In-One HP DeskJet F300 sus componentes básicos constaban de un par de motores Dc de 5v; un eje rotacional que en la punta tiene un sensor circular de arrastre, una tarjeta madre que cuenta con las especificaciones en el link (https://support.hp.com/es-es/document/c00671283 ). B. Diseño y fabricación asistida por computador (CAD / CAM) Describa de forma concisa y concreta la práctica realizada en el laboratorio para reconocer los componentes de un sistema mecatrónico comercial (impresora, unidad de CD o DVD). En la Fig. 1 se muestra el diagrama del circuito de conexiones electrónicas. (Esto es un ejemplo) Mecatrónica (21A26), 6 de marzo de 2020 3 Puede ser: una Imagen, un diagrama esquemático (Circuito), un diagrama de bloques o una fotografía. Figura 1. Diagrama de bloques general de un sistema mecatrónico. (Esto es un ejemplo) C. Sistemas programables (Arduino) Cada paso que involucre el cableado de componentes debe acompañarse por un diagrama de cableado en los apéndices. El diagrama de cableado debe ser titulado y referenciado apropiadamente en el texto. El diagrama esquemático debe ser de su propia creación, no copiado del laboratorio asignado. Cada paso de los requisitos de programación de la tarjeta Arduino debe acompañarse de un código fuente o un diagrama de Simulink/Stateflow, cualquiera es apropiado en los apéndices. El código o diagrama debe ser titulado y referenciado apropiadamente en el texto. Puede ser necesario recortarlos de sus dimensiones originales con el fin de minimizar la impresión. En la Fig. 2 se muestra el diagrama del circuito de conexiones electrónicas. (Esto es un ejemplo) Puede ser: una Imagen, un diagrama esquemático (Circuito), un diagrama de bloques o una fotografía. Figura 2. Diagrama de bloques general de un sistema mecatrónico. (Esto es un ejemplo) D. Motores Paso a Paso En la Fig. 3 se muestra el diagrama del circuito de conexiones electrónicas. (Esto es un ejemplo) Mecatrónica (21A26), 6 de marzo de 2020 4 Puede ser: una Imagen, un diagrama esquemático (Circuito), un diagrama de bloques o una fotografía. Figura 3. Diagrama de bloques general de un sistema mecatrónico. (Esto es un ejemplo) Las gráficas deben ser escaladas de tal manera que las mediciones se puedan determinar con precisión. Las gráficas deben ser tituladas para reflejar el contenido. Los ejes de las gráficas deben ser etiquetados. Asegúrese que la frecuencia y duración de muestreo son apropiadas. Los datos deben ser almacenados e importados en MATLAB para un mejor trazado y análisis. En la Fig. 4 se muestra el diagrama del circuito de conexiones electrónicas. (Esto es un ejemplo) (Si va a colocar fotos, por favor señale las cosas relevantes de la imagen tomada en el laboratorio, si tienen varias, las demás van como anexo y deben ser referenciadas dentro del informe. Se espera análisis de datos, gráficas, Excel, etc.) (¡Los diagramas deben ser desarrollados por usted en PowerPoint, Proteus, Gliffy, Fritzing!) ¡NO SE ACEPTAN COPIAS DE INTERNET! Puede ser: una Imagen, un diagrama esquemático (Circuito), un diagrama de bloques o una fotografía. Figura 4. Diagrama de bloques general de un sistema mecatrónico. (Esto es un ejemplo) E. Sensores Los resultados deben tabularse donde corresponda. Incluya un ejemplo de cálculo. Etiquete todos los puntos usados para calcular las gráficas. En la Fig. 4 se muestra el diagrama del circuito de conexiones electrónicas. (Esto es un ejemplo) Mecatrónica (21A26), 6 de marzo de 2020 5 Puede ser: una Imagen, un diagrama esquemático (Circuito), un diagrama de bloques o una fotografía. Figura 5. Diagrama de bloques general de un sistema mecatrónico. (Esto es un ejemplo) NOTA: El informe debe ser máximo 6 páginas (3 hojas) y mínimo 4 páginas (2 hojas). Sin contar los anexos. NOTA: Se debe de entregar impreso por ambas caras de las hojas. Solo se entrega el informe. Además, se debe de enviar por correo electrónico el informe en formato Word, junto con todos los anexos. Por favor, comprima todos los documentos y envíelos en un solo archivo. NOTA: El informe que se compruebe que hizo PLAGIO o COPIA, tendrá como no CERO y será reportado a su respectivo programa para proceder con las sanciones académicas pertinentes. En la Tabla 1 se relacionan los datos teóricos y prácticos obtenidos durante la práctica de laboratorio sobre sensores.... Tabla 1. Datos teórico-prácticos obtenidos en el laboratorio (Esto es un ejemplo) Resistencia Voltaje Teórico (V) Voltaje Medido (V) Error relativo (%) R1 2.20 1.98 𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟 = 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟𝑚𝑒𝑑𝑖𝑑𝑜 − 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟𝑟𝑒𝑎𝑙 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟𝑟𝑒𝑎𝑙 R2 2.00 1.90 𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟 = 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟𝑚𝑒𝑑𝑖𝑑𝑜 − 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟𝑟𝑒𝑎𝑙 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟𝑟𝑒𝑎𝑙 R3 2.00 1.93 𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟 = 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟𝑚𝑒𝑑𝑖𝑑𝑜 − 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟𝑟𝑒𝑎𝑙 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟𝑟𝑒𝑎𝑙 R4 2.00 1.99 𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟 = 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟𝑚𝑒𝑑𝑖𝑑𝑜 − 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟𝑟𝑒𝑎𝑙 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟𝑟𝑒𝑎𝑙 1. CONCLUSIONES Al finalizar la lectura del informe, el lector espera que el autor puntualice las conclusiones que se derivan. Las conclusiones son la oportunidad para recapitular los resultados más importantes del trabajo realizado en el laboratorio. Por eso, es esencial que sean claras y precisas, pues están presentando nuevos conocimientos adquiridos. No reitere detalles ya expuestos en el debate; limítese a presentar las conclusiones brevemente. Evite a toda costa formular conclusiones que no estén sustentadas en el debate previo. Estructure las conclusiones de su informe de acuerdo con estas dos preguntas: ¿Cuáles fueron las conclusiones más importantes? ¿Qué consecuencias se derivan de los resultados obtenidos? Mecatrónica (21A26), 6 de marzo de 2020 6 No siempre las conclusiones corresponden a las expectativas iniciales; a menudo, en las prácticas se pone manifiesto limitaciones o excepciones que obligan a replantear o corregir los problemas. Si esto le sucede, indíquelo en las conclusiones; no oculte los límites de su trabajo. Las primeras conclusiones son puntuales y las últimas serán generales. REFERENCIAS Bishop, R. H. (2007). Mechatronic systems, sensors, and actuators: fundamentals and modeling. Asutin: CRC press. NOTA: Se adjunta un resumen de la norma APA para que por favor referencien la bibliografía consultada. Es importante no utilizar fuentes de dudosa procedencia, por favor utilicen libros, artículos, bases de datos. Recuerden que la universidad tiene bases de datos electrónicas que pueden consultar. Se referencian los libros, artículos y demás materiales que hayan sido consultados para la escritura del informe. Para las referencias bibliográficas deben utilizar la norma APA. Es importante que aprendan a colocar las referencias bibliográficas utilizando REFERENCIA de Word. Revisar el vídeo: https://www.youtube.com/watch?v=kpxPddiNs3Q. Mecatrónica (21A26), 6 de marzo de 2020 Anexo A. Cálculos detallados. 7 Mecatrónica (21A26), 6 de marzo de 2020 Anexo C. Los diagramas esquemáticos de circuitos. Utilice para ello programas como Proteus, Fritzing, etc. 8 Mecatrónica (21A26), 6 de marzo de 2020 9 Anexo D. Diagramas de flujo. Utilice para ello programas como Draw.io, Visio o cualquier otro para dicho propósito. Mecatrónica (21A26), 6 de marzo de 2020 10 Anexo E. Fotografías o vídeos. Evidencia fotográfica de las prácticas realizadas. Si la imagen no es legible no la ponga. Por favor señale las cosas relevantes que presenta en las imágenes, enumere y etiquete cada imagen o grupo de imágenes. Mecatrónica (21A26), 6 de marzo de 2020 11 ANEXO F. Fichas técnicas. (Colocar un recorte de la primera página de la ficha técnica suministrada por el fabricante de los dispositivos utilizados, como por ejemplo el Arduino, el motor paso a paso, el driver de potencia, etc.).
