tutorial robotica

¿Qué es la Robótica?

El origen del término robot proviene de una palabracheca (robota = trabajo en checo) y fue usado por primeravez en 1921 en una obra teatral del autor checo Karel Ca-pek. Nosotros ampliamos estos conceptos para indicar queel título de esta obra fue “Rossum´s Universal Robots” y enella el autor describe cómo un ejército de máquinas con for-ma humana fue creado por unos científicos para reemplazarel hombre en tareas y trabajos como esclavos del hombre.Sin embargo estas máquinas, los “robots” se sublevan y lu-chan contra el hombre. La obra teatral es muy dramática,pero deja ver cómo la extrapolación de este concepto deltrabajo realizado por máquinas pensantes puede llevar a losconflictos más curiosos. La ciencia-ficción no pudo quedarausente de este planteo y el bien conocido autor del géne-ro, Isaac Asimov, incluyó en una de sus obras las leyes quedebían regir los robots. Sus “Androides pensantes” debíanobedecer las siguientes tres leyes:

1. Los robots no deben en caso alguno lastimar a losseres humanos, ni por su acción, ni por su inacción.

2. Los robots deben obedecer a los humanos, salvocuando la orden viola la primera ley.

3. Los robots deben protegerse, salvo cuando este he-cho contradiga la primera ley.

Las leyes de Asimov son desde luego muy importantesbajo el punto de vista literario y como meta filosófica, perocomo hasta ahora ningún robot entra en la categoría de “an-droide pensante”, habrá que esperar hasta que esto sucedapara ver si estas leyes realmente se cumplirán.

El personaje del robot fue usado también en el cine des-de hace muchos años, como por ejemplo la androide Maríaen la película “Metrópolis”, de Fritz Lang de 1926. Este per-sonaje representaba lo que la gente en general pensaba delaspecto de un robot.

Ahora bien, aun cuando el nombre de “robot” data deapenas 1921 y se refiere a un aparato de aspecto humanoque puede ejecutar ciertas tareas de forma similar a cómolas haría una persona, el concepto del mismo es conocidodesde hace varios siglos. Siempre se combinaba el aspectohumano del mismo con alguna función típica del ser huma-

no, realizada por este artefacto en forma automática. Mitosancestrales describían estatuas caminantes y otras maravi-llas en forma humana o animal. Estas figuras se llamaban“autocamión” y fueron muy populares como relato misterio-so, no siempre basado en la realidad.

En algunas iglesias europeas medievales existían relo-jes con personajes y muñecos que efectuaban algunas ta-reas vistosas, reproducían música, etc. También en la Chinaantigua existían muñecos del tipo “automaton”.

En el siglo XVIII existían varios autómatas famosos, al-gunos construidos por un artesano suizo, Pierre Jacquet-Droz, que podían hacer dibujos simples, ejecutar piezas mu-sicales en un órgano en miniatura o cumplir con otras sim-ples funciones de entretenimiento. Conviene tener presenteque muchos de los dispositivos similares de los tiempos mo-dernos cumplen sólo este tipo de función de entretenimien-to, sin valor real de trabajo útil, aun cuando pueden estar do-tados de grandes novedades tecnológicas con control remo-to por radio, etc.

Los robots modernos cumplen tareas y rutinas repetiti-vas en líneas de montaje, muchos desarrollados en conse-cuencia y a causa de la revolución industrial. La tendenciaes la automatización de muchos procesos industriales a tra-vés del desarrollo de máquinas más versátiles que no re-querían el proceso de entrenamiento que necesita el ser hu-mano y que pueden ser ubicados en ambientes hostiles pa-ra el hombre, por ejemplo en ambientes de altas temperatu-ras o en lugares expuestos a la radiación atómica. El uso derobots en minas bajo tierra, bajo las aguas profundas delocéano o en la luna o en Marte, es sólo una ampliación deeste concepto.

A este tipo de desarrollo contribuyó, sin duda, el naci-miento de la computación y de otros tipos de conceptos quese conocen como inteligencia artificial (AI).

La Inteligencia Artificial

Este término fue discutido durante siglos en las más di-versas acepciones y por los más ilustrados científicos y filó-sofos. En 1637, el filósofo y matemático francés René Des-cartes (1596 – 1650) predijo que nunca sería posible crearuna máquina que pudiese pensar como un ser humano. Es-

Principios Generales de la Robótica

Capítulo 23

Teoría: Principios Generales de la RobóticaSepa qué es la robótica y para qué sirve un robot.

Enciclopedia de Electrónica 3

te ilustre pensador fue el creador de la geometría analítica yde la óptica geométrica y en sus trabajos filosóficos pronun-ció la celebre frase: “Cogito, ergo sum”, (pienso, luego exis-to), que fue la base de muchas innovaciones en el mundo dela filosofía. En contraposición con este pensamiento existeaquel otro de Alan Mathison Turing (1912 – 1954), conocidomatemático y pionero de la computación, en el cual predijoen 1936 las futuras máquinas computadoras. La máquina deTuring fue la base de muchos desarrollos que se pudieronrealizar recién mucho más adelante, cuando la tecnologíadel estado sólido hubo llegado a su pujanza arrolladora. Pa-ra dar una idea de las actuaciones de Turing podemos men-cionar que fue él quien intervino en el proyecto Ultra quepermitió descifrar el código militar alemán durante la segun-da guerra mundial. Después de la guerra formó parte delgrupo que en 1948 desarrolló la primera computadora en laUniversidad de Manchester. Sus teorías inspiraron a otroscientíficos quienes realizaron en 1956 la primera conferen-cia de AI (inteligencia artificial) en la Universidad de Dart-mouth. Posteriormente, se creó un Laboratorio de AI en elInstituto Tecnológico de Massachusetts (M.I.T.) con la inter-vención de otros partidarios de las ideas de Turing, los Doc-tores John McCarthy y Marvin Minsky. El primero de estosinvestigadores inventó el primer lenguaje de computación,LISP, para sus equipos, pero aún faltaba mucho para lograrlos propósitos de la AI.

Uno de los experimentos de Turing fue el “Turing Test”para comprobar la eficiencia de la AI con respecto a la inte-ligencia del ser humano. El Test de Turing consistía en lo si-guiente: Colocar una persona en una habitación y un roboten una segunda habitación. A la vez en una tercera habita-ción se encuentra un interrogador, quien efectúa preguntasal hombre y a la máquina. Cuando las contestaciones deambos son tales, que el interrogador no puede distinguir en-tre hombre y máquina, la inteligencia artificial ha llegado aun punto de similitud humana.

Una de las bases para la AI es la capacidad del proce-samiento en paralelo, que es la forma en que funciona el ce-rebro humano. En computación se empieza a usar este con-cepto en una medida cada vez más avanzada, pero no seha llegado aún al estado necesario para simular el cerebrohumano. También falta incorporar otros términos: Percep-ción, conocimiento, preferencias emocionales, valores, ex-periencia de evaluación, la capacidad de generalizar y deevaluar opciones y muchos otros.

Los Robots en la Ultima Década

Los robots modernos aún sin AI, pueden ser muy útilesen las más variadas formas. Existen numerosos ejemplos

para este criterio y sólo podemos mencionar algunos en es-ta nota. En 1960 se construyó el primer robot verdadero, lla-mado SHAKEY por sus creadores del Instituto de Investiga-ción Stanford, incorporando elementos de computación ensus componentes.

En la década del 1970 la General Motors y el M.I.T.,mencionado más arriba, crearon bajo la dirección del inves-tigador Victor Scheinmann un “brazo” motorizado que fueusado como primer robot industrial.

En la figura 1 vemos un robot industrial. Normalmente,estos automatismos realizan trabajos peligrosos para unoperario humano.

Desde la década del 1970 existen varias instituciones deinvestigación científica que se ocupan del desarrollo de ro-bots para fines industriales. Una de estas instituciones es elLawrence Livermore National Laboratory (LLNL), que el au-tor de la presente nota tuvo oportunidad de conocer en1975, cuando con motivo de una investigación sobre dis-plays LCD (liquid crystal display) se trasladó a la localidadde Livermore en California. Esta pequeña ciudad, de apenas20.000 habitantes, es sin embargo el centro de una distin-guida comunidad científica que alberga todas las especiali-dades imaginables.

La especialidad del LLNL es el desarrollo de equipos ro-bóticos de control remoto, que comprende especialidadestales como sensores de materiales nucleares, templado porradiación, herramientas de desarme de materiales peligro-sos y otras aplicaciones especiales que se acoplan a unaplataforma móvil. Se han desarrollado en este Laboratoriolas tecnologías necesarias para la navegación y traslado delas plataformas remotas específicas.

Muchos de los equipos desarrollados por LLNL están enpleno servicio desde hace más de 15 años. Entre los equi-pos destacados se presentan los siguientes.

ATOM (Automated Tether Operated Manipulator =manipulador automatizado operado por “cordón umbili-cal”). Se trata de un equipo destinado específicamente pa-ra el control remoto en accidentes nucleares. El equipo con-

4 Enciclopedia de Electrónica

Figura 1Figura 1


tiene visión estereoscópica, sensores de materiales nuclea-res, cañón de agua, rango operativo de 6 kilómetros, autoa-bastecimiento energético de hasta 4 horas, dispositivos decorte abrasivo y otras herramientas necesarias para los ca-sos previstos. Se puede considerar este tipo de equipamien-to como típico para la justificación de un trabajo robótico alpermitir el acercamiento operativo de la plataforma en casosen que ninguna persona puede estar expuesto a las radia-ciones previstas.

Entre las características constructivas del ATOM, quefue puesto en servicio en la década del 80, figuran las si-guientes. Una arquitectura del procesador y un sistema decontrol de funcionamiento dual, desarrollado especialmentepor LLNL y un monitor del tipo MIXM (Multiprocessor Inter-worked eXection Monitor) que permiten una comunicaciónpara comando y control a través de un link serie de 9.600baud, incorporado. El dispositivo de corte es del tipo líquidocon un sistema cartesiano de tres ejes y puede ser usado enel lugar mismo de eventuales accidentes nucleares, tanto enusinas eléctricas nucleares como en otros donde materialesnucleares están involucrados. También puede ser usado pa-ra el desarme de armas nucleares o para la eliminación de

minas terrestres u otros dispositivos explosivos.El sistema de transporte de esta plataforma robótica

puede ser por vía aérea por radiofrecuencia o también pormedio de cables, pero siempre por control remoto.

También existen robots educativos como el mostrado enla figura 2. Al respecto, determinadas empresas ofrecen ro-bots de usos múltiples como por ejemplo, el mostrado en lafigura 3, denominado robot educativo "Medusa" que poseecuatro piernas y una forma de andar similar a "Snow Walker"de la película "La Guerra de las Galaxias". El movimiento co-mienza cuando un sensor sonoro detecta un sonido de ele-vado volumen y paraautomáticamente des-pués de algunos se-gundos.

En la figura 4 semuestra un robot de-nominado "Navius".Navius significa "na-vegar". Se trata de unrobot con dos articulaciones cuyo movimiento es controladopor un programa interno almacenado en un disco óptico. Es-te robot es reprogramable con el objeto de que pueda rea-lizar movimientos acordes con las exigencias del operador.Las computadoras que controlan estos robots utilizan infor-maciones codificadas lo más sencillas posibles.

Hoy en día, los robots son parte de la mayoría de lasindustrias modernas, es posible tener brazos de robot paracortar madera en aserraderos y hasta autómatas quecumplen funciones domésticas. En marzo de 2003 resultaimoposible imaginar qué es lo que nos depara la próximadécada en esta materia.

Por otra parte las perspectivas para equipos robóticosson impresionantes, ya que su desarrollo acompaña el pro-greso de equipos de computación, las exigencias de la ex-ploración espacial y muchas otras aplicaciones de granriesgo para el hombre o directamente imposibles para él.

Es ahí donde los robots del siglo XXI, podrán mostrarsu capacidad operativa y su condición de imprescindiblesen el actual desarrollo de la civilización humana.

Qué es un RobotLos robots llevan más de 45 años de estar presentes en

los procesos industriales del ser humano; los primeros ro-bots verdaderos se dieron a conocer a finales de los años50 y principios de los 60, esto gracias a un nuevo desarro-llo de tecnología, es decir la invención de los transistores ylos circuitos integrados.

Hay varios tipos de robots. Siempre cuando uno piensaen el futuro se imagina una nueva tecnología mucho más


Figura 2

Figura 3


Figura 4

sofisticada. La gran variedad que hay de diferentes tipos yfunciones programadas de un robot es impresionante. Exis-ten robots de uso doméstico, otros para ayuda médica, otrospara labores peligrosas, y bien los robots de la industria. Pe-ro los llamados Androides, es decir robots que semejan ca-racterísticas humanas están muy lejos de ser una realidaden nuestro mundo.

Existen muchas formas de definir el término robot, pode-mos utilizar la definición de 1979 del Robot Institute of Ame-rica, que dice:

Es un manipulador reprogramable y multifuncional dise-ñado para mover material, partes, herramientas o bien dis-positivos especializados para desempeñar una variedad delabores a través de movimientos diversos programados.

Obviamente esta definición es bastante rígida e insípida;de una forma más personal se puede decir que un robot esun dispositivo que permite realizar labores mecánicas nor-malmente asociadas con los humanos de una manera mu-cho más eficiente, y sin necesidad de poner en riesgo la vi-da humana.

La palabra robot, no es un término acuñado reciente-mente, el origen etimológico de esta palabra proviene deltérmino checo "Robota" es decir trabajo forzado y su uso seremonta a la obra teatral (PLAY) de 1921 del checo KarelCapek titulada R.U.R., Robots Universales de Rossum (figu-ra 5, vea nuevamente el comienzo de este capítulo). En es-ta obra Capek habla de la deshumanización del hombre en

un medio tecnoló-gico; a diferenciade los robots ac-tuales, éstos noeran de origen me-cánico, sino másbien creados a tra-vés de medios quí-micos.

Pero no fue si-no hasta 1942 queel término robótica,es decir el estudioy uso de robots, seutiliza por primeravez por el escritor ycientífico ruso-americano IsaacAsimov en una pe-queña historia titu-lada Runaround.

Ahora surge lapregunta:

¿A partir de cuándo nacen los robots tal y como los co-nocemos hoy en día?

Hacia finales de la década de los 50 y principios de los60 salen a la luz pública los primeros robots industriales co-nocidos como Unimates diseñados por George Devol y JoeEngelberger, este último creó Unimation y fue el primero enmercadear estas máquinas, con lo cual se ganó el título de"Padre de la Robótica".

Ya en la década de los 80 los brazos industriales moder-nos incrementaron su capacidad y desempeño a través demicrocontroladores y lenguajes de programación más avan-zados. Estos avances se lograron gracias a las grandes in-versiones de las empresas automovilísticas.

Tipos de RobotLos robots tal y como se nos presentan en las películas,

es decir aquellos similares a los seres humanos, conocidoscomo Androides, se encuentran en un futuro muy lejano.

A pesar de eso los robots actuales son máquinas muysofisticadas que realizan labores productivas especializa-das, revolucionando el ambiente laboral. La gran mayoría delos robots actuales son manipuladores industriales es decir"brazos" y "manos" controlados por computadora siendomuy difíciles de asociar con la imagen tradicional de un ro-bot, pero no sólo existen estos dispositivos tipo robot; la ro-bótica incluye muchos otros productos como sensores, ser-vos, sistemas de imagen, etc.

Brazos RobotEl noventa por ciento de los robots trabajan en fábricas,

y más de la mitad hacen automóviles; siendo las compañíasautomotrices altamente automatizadas gracias al uso de losbrazos robot, quedando la mayoría de los seres humanos enlabores de supervisión o mantenimiento de los robots y otrasmáquinas.

Otras de las labores realizadas por los brazos robotsson labores en el campo de los alimentos, donde por ejem-plo un dispositivo de este tipo selecciona los chocolates quecorresponden para armar una caja. Esto lo logra mediante eluso de sensores que identifican los diferentes elementosque conforman una caja del producto, luego de ser identifi-cados son tomado uno a uno y depositados en las cajas.

SensoresLos robots utilizan sensores para así obtener informa-

ción acerca de su entorno. En general, un sensor mide unacaracterística del ambiente o espacio en el que está y pro-porciona señales eléctricas. Estos dispositivos tratan deemular los sentidos humanos, es decir el olfato, la visión, eltacto, etc. Pero estas máquinas tienen la ventaja de poder


Figura 5




detectar información acerca de los campos magnéticos uonda ultrasónicas. Los sensores de luz para la robótica vie-nen en diferentes formas, fotorresistencias, fotodiodos, foto-transistores, obteniendo todos estos el mismo resultado, esdecir cuando un haz de luz es detectado ellos responden yasea creando o cambiando una señal eléctrica la cual seráanalizada y el dispositivo tomará una decisión o bien pro-veerá la información. Mediante el uso de un filtro frente a unsensor de luz se puede crear una respuesta selectiva con locual el robot únicamente podrá ver determinados colores.

El uso de sensores de luz le permite a los robots ubicar-se, muchos de ellos utilizan también sensores infrarrojos pa-ra desplazarse, emitiendo un rayo hacia un obstáculo y mi-diendo la distancia, es decir similar a un sonar o radar. Paralos sistemas más complejos, por ejemplo el eliminar produc-to defectuoso de una banda transportadora, los sensores deluz no son suficientes, se necesita la intervención de unacomputadora, la cual realizará la selección basándose en lainformación que el sensor le provee, una vez procesada lacomputadora enviará la información al dispositivo robóticopara cumplir con la orden.

La visión robótica es uno de los grandes retos para losingenieros de hoy en día. Es difícil programar un robot paraque sepa qué ignorar y qué no. Estasmáquinas tienen problemas para in-terpretar sombras, cambio de luces obrillo, además para poder tener per-cepción de la profundidad es necesa-rio que tengan visión esteroscópica aligual que los humanos. Otro de losgrandes inconvenientes es el lograrresolver imágenes tridimensionalespara poder generar una imagen tridi-mensional a partir de dos imágenes muy similares en untiempo corto se requiere de grandes cantidades de memoriay de un procesador muy poderoso. Los sensores de tactotambién ayudan a los robots sin capacidad de visión a cami-nar. Los sensores contactan y envían una señal para que elrobot sepa que ha "tocado" algún objeto. El material másusado es el "Piezoelectric". Los sensores de posición hacenposible el enseñar a un robot a hacer una función respecti-va en función de los movimientos. Los sensores en ciertospuntos del robot guardan información sobre el cambio deuna serie de posiciones. El robot re-cuerda la información y repite el tra-bajo en forma exacta a como fue rea-lizado inicialmente.

BeneficiosEl beneficio que los robots gene-

ran es increíble para los trabajadores,industrias y países. Obviamente es-tos beneficios dependerán de la co-

rrecta implementación de los mismos, es decir, se deben uti-lizar en las labores adecuadas, por ejemplo manipulandoobjetos muy pesados, sustancias peligrosas o bien trabajan-do en situaciones extremas o dañinas para el hombre; y másbien dejando a los seres humanos realizar las tareas de téc-nicos, ingenieros, programadores y supervisores.

¿Pero cuáles son esos beneficios? Podemos mencionar el mejoramiento en el manejo, con-

trol y productividad, todo esto asociado a una significativamejora en cuanto a la calidad del producto terminado, factordeterminante en un mundo globalizado.

Al ser los robots máquinas pueden trabajar día y noche,en una línea de ensamble sin perder un ápice de su desem-peño, reduciendo los costos de producción; otra enormeventaja comparativa en el difícil mercado de hoy en día.

Arquitectura de un Robot

El concepto de arquitectura de un robot se refiere pri-mordialmente al software y hardware que definen el ámbito

de control de una máquina de este ti-po. Una tarjeta controladora que ejecu-ta algún software para operar motoresno constituye por sí misma la arquitec-tura, más bien el desarrollo de módu-los de software y la comunicación en-tre ellos y el hardware es lo que la de-fine realmente.

Los sistemas robóticos son com-plejos y tienden a ser difíciles de desa-

rrollar, esto debido a la gran variedad de sensores que de-ben integrar, así como delimitar su rango de acción, porejemplo en un brazo robot cuál va a ser el radio de giro o laaltura máxima a la que puede levantar algún objeto que es-tá manipulando. Los desarrolladores de sistemas típicamen-te se han basado en los esquemas tradicionales de desarro-llo para construir dispositivos robóticos pero ha quedado de-mostrado la ineficiencia de este proceso, es decir un diseñoque ha funcionado muy bien para operaciones teledirigidas-manejo de robots submarinos por seres humanos- no ha

dado los resultados esperados parasistemas autónomos -robots de explo-ración espacial-.

La nueva tendencia para el desa-rrollo de arquitectura robótica se ha en-focado en lo que podemos nombrarsistemas reactivos o bien basados enel entorno, esto quiere decir que los ro-bots tendrán la capacidad de reaccio-nar sin necesidad de la intervención

humana ante ciertas situaciones de eventual peligro para lamáquina. Un claro ejemplo de este tipo de diseño es el ro-bot utilizado para la exploración en Marte, el cual mediantesensores determina el ambiente que lo rodea y puede tomarla decisión más acertada acerca de la ruta u operación arealizar. Todo esto está motivado por el tiempo que tomaríaen llegar a la superficie marciana las órdenes desde la Tie-rra.

La capacidad de pensar de los robots está lejos de seruna realidad, los esfuerzos para imitar el pensamiento hu-mano se han centrando alrededor de lógica basada en re-glas, es decir respuestas afirmativas o negativas y los datosson almacenados en formato binario -unos y ceros- para sermanipulado mediante reglas preprogramadas; la mayoría delos llamados "cerebros robots" están basados también enreglas y muy frecuentemente se encuentran codificadas enun único microchip.

Los sistemas basados en reglas pueden ser utilizadospara crear inteligencia artificial, esto se lo-gra mediante la programación de unaenorme cantidad de datos dentro de lacomputadora y confiando en esos datospara lograr imitar la inteligencia. Porejemplo una computadora puede ayudara diagnosticar una enfermedad mediantela comparación de síntomas con aquellosque están en su base de datos. Estos"sistemas expertos" pueden conocer máshechos que un único individuo, pero suutilidad es muy específica y no puedenaprender, por lo tanto únicamente podrándesempeñarse en la labor para la quefueron programados.

Un nuevo acercamiento al tema de lainteligencia artificial se da mediante lasllamadas redes neurales, estos sistemas han sido modela-dos a partir del cerebro humano y su ventaja respecto a lossistemas basados en reglas radica en que pueden manejarconceptos un poco ambiguos, un sistema neural "aprende"

mediante la exposición a grandes cantidades de preguntasy respuestas; una vez entrenado puede dar una respuesta auna pregunta relativamente acertada es decir dará la res-puesta o respuestas más probables.

Un tercer enfoque y quizás el más reciente en este cam-po es el llamado mecanismo de estímulo-respuesta, desa-rrollados por Rodney Brooks del M.I.T. Estos mecanismosconsisten por ejemplo en conectar directamente sensoresde luz a motores, haciendo posible que los motores se acti-ven mediante el impulso de búsqueda de luz, con esto se lo-gra algo que semeja la inteligencia.

Compañías que Producen Robots

El mercado actual de robots se encuentra dividido endos áreas principales:

Robots móviles, dentro de este gru-po podemos hallar dos subgrupos de im-portancia:

Los llamados AGV, por sus siglasen inglés "Automatic Guided Vehicles",es decir Vehículos Guiados Automáticos,estos robots se encargan de transportarmateriales dentro de fábricas permitien-do la automatización de las líneas deproducción, la mayoría de estos robotsutilizan cables que se encuentran en elpiso como medio de ubicación y determi-nar la ruta a seguir. Aunque ya existenalgunos de estos que prescinden de loscables como sistemas de guía. El primerAGV fue instalado en 1954 por CravensCompany en la compañía Mercury Motor

Express en Carolina del Sur. Actualmente compañías comoCaterpillar, BT Systems y AGV Products.

Robots para exploración marina: Estos dispositivos lehan permitido al ser humano realizar labores a profundida-

des y bajo condiciones extremas para cualquier buzo; exis-ten dispositivos operados mediante el sistema umbilical esdecir un cable que los une a la superficie o bien teleopera-dos. Compañías importantes son, por ejemplo, Oceanee-ring International Inc. y R.O.V. Technologies.

Bibliografíawww.frc.ri.cmu.edu/robotics-faqwww.about.comwww.robomag.comhttp://piglet.cs.umass.edu:4321/cgi-bin/robotics/www.gmd.dewww.ljkamm.com/robots.htm




Equipos de Programación

El equipo de programación de un PLC debe proporcio-nar el medio para que puedan grabarse en la memoria lasinstrucciones que definen las secuencias de control del equi-po, en un lenguaje explícito (esquemas de contactos, blo-ques funcionales, ecuaciones de Boole, etc.), que no es di-rectamente interpretable por el procesador.

A diferencia de lo que ocurre en una computadora, eltrabajo de producción del programa se realiza en un proce-sador y la ejecución del mismo es tarea de otro µP. Precisa-mente, la programación se realiza en la Unidad de Progra-mación y la ejecución del programa se lleva a cabo en laUnidad de Proceso Central del autómata.

El equipo de programación puede producir códigos deinstrucciones directamente ejecutables por el procesadorcentral o bien un código intermedio, que será interpretadopor un programa residente en el procesdor central.

Este es el caso de los fabricantes que ofrecen procesa-dores con distintas capacidades, basados en diferentes mi-croprocesadores, pero que emplean el mismo equipo deprogramación para todos ellos. Un equipo de programacióndebe realizar las siguientes tareas:

1) La programación del autómata mediante la introduc-ción de las instrucciones, ya sea en la memoria del procesa-dor o en una memoria específica del equipo de programa-ción. Luego debe visualización del programa en memoria,realizar la modificación y edición del programa y hasta de-tectar los errores de sintaxis o formato.

2) Realizar un back-up de todo el proceso que lleva acabo el autómata.

3) Visualizar y verificar la dinámica del programa.4) Visualizar los códigos de error en el sistema.5) Realizar tareas de mantenimiento tendientes a corre-

gir posibles averías.

Para realizar la programación se suelen emplear conso-las específicas que no son más que computadoras tipo PCcon teclado y pantalla, construidas de forma robusta parapoder ser empleadas en el lugar de trabajo. En general dis-ponen de un dispositivo de archivo de los programas, en cin-ta o disco, y de salida a impresora para poder obtener lista-dos del programa.

Las más modernas poseen la capacidad de realizar de-terminadas funciones como las operaciones de edición, aná-lisis de secuencias de E/S, acceso a la memoria de datos,etc. Cabe aclarar que existen terminales de programaciónque mediante técnicas de CAD permiten la programación di-recta de circuitos eléctricos en formato DIN.

Con el objeto de reducir costos, los diseñadores han de-sarrollado componentes de interconexión y paquetes de pro-gramas que permiten que se emplee una computadora PCcualquiera como terminal de programación.

Los autómatas comerciales pueden trabajar en formaautónoma, es decir, sin estar conectados al procesador; asíla programación y edición pueden desarrollarse en áreas deoficina, y posteriormente se puede realizar una transferenciade información a la memoria del Autómata en la fábrica.

La conexión de la Unidad de programación a la UnidadCentral se hace mediante un enlace serie (RS-232C o RS-422).

Otra alternativa es el uso de pequeños terminales tipocalculadora de sobremesa, que ofrecen la mayoría de ope-raciones de programación, edición, visualización y acceso adatos del programa. La figura 1 muestra un “microautómata”con su terminal para conexión con la Unidad de Programa-ción mientrasque en la figura2 se puede verun PLC de me-jores prestacio-nes que tam-bién posee suunidad de pro-gramación y vi-sualización.

Un progra-mador tipo cal-culadora (comopuede ver en lafigura 3), dispo-ne de un tecla-do de instruc-ciones y un nu-mérico y un pe-queño displayen el que se vi-sualiza el pro-

Cómo se Diagnostican los Circuitos de Autocontrol

Servicio: Cómo se Diagnostican los Equipos deAutocontrol: Equipos de Programación

Conozca las características de los PLCs comerciales y en qué consisten los equipos de programación.

Fig. 1

Fig. 2


grama, instrucción por instrucción, o en otros más capacesse visualiza un grupo de instrucciones o un circuito lógico.

Características de Equipos ComercialesSon muchos los faricantes de autómatas, entre los que

podemos nombrar Omron, Dadac, Honeywell, Square, etc.Todos ellos suelen dar características de sus equipos,

por ejemplo, el autómata de la figura 1 posee las siguientescaracterísticas:

•• Micro PLC de altas prestaciones y conforme a las di-rectivas CE.

•• Funciones: contadores de alta velocidad, control desincronismo, control análogico, etc.

•• Comunicaciones Host Link con ordenador personalvía RS-232C y RS-422.

•• Enlaces punto a punto con otros PLCs. •• Juego de Instrucciones: 79 instrucciones. •• Capacidad de Programación: 2.048 palabras. •• Nº máx. de puntos de E/S: 100 puntos. •• Velocidad de proceso: 0.72 a 16.2 µs instrucción.

Los equipos de la figura 2, modelos “CPM1”, poseen lassiguientes características:

•• Micro PLC de altas prestaciones y conforme a las di-rectivas CE.

•• Funciones: contadores de alta velocidad, control desincronismo, control analógico, etc.

•• Comunicaciones Host Link con ordenador personalvía RS-232C y RS-422.

•• Enlaces punto a punto con otros PLCs. •• Juego de Instrucciones: 79 instrucciones. •• Capacidad de Programación: 2, 048 palabras. •• Nº máx. de puntos de E/S: 100 puntos.•• Velocidad de proceso: 0.72 a 16,2µs instrucción.

En la tabla 1 se dan los valores nominales correspon-dientes a las características generales de algunos modelosde Omron. Cabe aclarar que el fabricante aclara que loscomponentes internos pueden sufrir desperfectos si se repi-ten varias veces los ensayos de resistencia de aislamientocon los terminales LG y GR conectados.

En la tabla 2 se dan las dimensiones de los bastidores yen la tabla 3 las características que hacen al área de progra-mación.

Las unidades de E/S de alta densidad disponen de 32puntos de entrada o de salida, mientras que las unidades deE/S mixtas disponen de 16 puntos de entrada y 16 de salidamás una serie de funciones especiales descritas a continua-ción (vea la tabla 4).


Tabla 1

Tabla 2


Entradas rápidas: La función de entrada de respuestarápida permite leer con total seguridad señales de impulsosde corta duración, tales como las procedentes de fotomicro-sensores.

Operación y diagrama de tiempos: Con unidades deE/S estándar, una entrada debe estar en ON durante el pe-riodo de refresco de E/S para que pueda ser leída por elPLC.

Las señales de entrada de menor duración pueden per-derse a no ser que se produzcan durante el refresco de E/S.Con las unidades de E/S de alta densidad, se utiliza un buf-fer de entrada rápida para retener señales de entrada de du-ración 1 ms ó 4 ms (seleccionable) para que puedan ser leí-das en el área de IR en el siguiente refresco de E/S. Cual-quier impulso que sea igual o superior que el tiempo mínimoseleccionado puede afectar al programa durante la siguien-te ejecución.

Entradas dinámicas: Muchas unidades de E/S mixtasse pueden utilizar para entrada dinámica de 128 puntos. Ca-blear señales de entrada de hasta 36 dígitos, significa que

se pueden introducir al PLC entradas de teclado, décadasde selección, etc.

Operación en modo de entrada dinámico: Con entra-das dinámicas, las señales de datos DATA0 a DATA15 secombinan con señales de strobe STB0 a STB15 para redu-cir el cableado y aumentar considerablemente la capacidadde entrada. Por ejemplo, cuando STB0 está en ON, como semuestra a continuación, los datos deberían leerse de DATA0a DATA7 y el estado de los interruptores A a D deberían re-flejarse en bits 00 a 03 del canal 1n0, donde n es el númerode la unidad de E/S especial.

Salidas dinámicas: Las unidades de E/S de alta densi-dad se pueden utilizar para salida dinámica de 128 puntos,reduciendo considerablemente las necesidades de cablea-do para dispositivos de salida de múltiples dígitos. Con sali-das dinámicas, las señales de datos DATA0 a DATA15 secombinan con señales de strobe STB0 a STB15 para redu-cir cableado y aumentar considerablemente la capacidad desalida. El dispositivo de salida debe ser capaz de recibir se-ñales dinámicas.


Tabla 3

Tabla 4

Con alambres delgados y livianos construidos con unaaleación de níquel y titanio, llamados "alambres muscula-res", es posible crear movimientos rápidos, silenciosos y nomotorizados que pueden servir para gran cantidad de apli-caciones. En este caso daremos dos formas de construcciónde un simulador que recrea el movimiento de una mariposa.

El presente proyecto se toma en base a un trabajo rea-lizado por Roger G. Gilbertoson, que fue publicado en SaberElectrónica Nº 103. Mayor información y consultas sobre losmateriales mencionados puede obtenerlos de la dirección:www.robotstore.com

Los músculos de alambre pertenecen a la clase de me-tales conocidos como Aleaciones de Memoria de Forma(AMFs), las cuales tienen una estructura cristalina que pue-de asumir distintas formas a diferentes temperaturas. A ba-jas temperaturas, los músculos de alambre pueden estirarsefácilmente; luego, cuando se calientan, regresan a su formaoriginal con una fuerza y velocidad sorprendente, las quepueden ser aprovechadas para realizar trabajos mecánicos(vea la figura A).

En 1932, el investigador sueco Arne Olander observólas habilidades de recuperación de forma de una aleaciónde oro-cadmio y notó su potencial para crear movimientos.En 1950, L. C. Chang y T. A. Read, en la Universidad de Co-lumbia en Nueva York, usaron rayos X para estudiar la alea-ción y entender los cambios de fases en su estructura cris-talina.

En 1961, mientras se buscaba una aleación marina nocorrosiva, el equipo liderado por William Beuheler en el La-boratorio de Ordenanza Naval (NOL) encontró el efecto dememoria de forma en una aleación de níquel y titanio quedenominaron Nitinol (pronunciada en inglés "naitinol"), unacrónimo de níquel, titanio y NOL.

Cuando hicieron públicas sus observaciones, su descu-brimiento generó gran interés.

Durante los '60 y '70, investigadores de varias partes delmundo observaron que el efecto de memoria de forma seproducía en varias aleaciones de titanio, cobre, hierro y oro.

La NASA estudió las aleaciones de memoria de formapara aplicaciones tales como antenas satélite, que se abri-rían con el calor del sol y otros experimentos desarrollaronuna variedad de motores que operaban con agua fría y ca-liente. Las universidades y las compañías investigaron acer-ca de las aleaciones de memoria de forma y resultaron algu-nas aplicaciones comerciales. Entre las aplicaciones más

exitosas, Raychem Corporation introdujo una línea de co-nectores de tubería de AMF, los cuales se encogerían parasujetar y hacer un mejor sello para motores de jet y sistemashidráulicos.

En 1986, China fue el anfitrión del Simposio Internacio-nal sobre Aleaciones de Memoria de Forma, en el cual sepresentaron 78 ponencias de 14 países. Los trabajos in-cluían investigación y desarrollo básico de aleaciones, es-tructuras cristalinas, aplicaciones médicas, diseño de pro-ductos y estudios de manufactura.

La aleación del nitinol contiene casi igual cantidad de ní-quel que de titanio. Diferencias de menos de 1% puedencambiar las temperaturas de transición que se encuentranalrededor de 150°C. Así que los materiales requieren unaformulación y procesamiento muy cuidadosa.

El fabricante mide los metales componentes y luego losfunde. El material es luego refrigerado, enrrollado y moldea-do en la forma deseada. La dureza del nitinol, más grandeque en algunos metales, y sus habilidades de cambio de for-ma hacen que su procesamiento sea más difícil y más caroque el de otros metales similares que no poseen el efecto dememoria. Cuando se trefila para producir alambres, el nitinolpuede calentarse fácilmente por una corriente eléctrica y,con procesamiento adicional, como un músculo de alambre,el alambre puede contraerse y relajarse por millones de ci-clos. Estos alambres de aleación de memoria de forma fun-cionan como músculos eléctricos y pueden contribuir a losdispositivos de robótica que serían difíciles de hacer usan-do otros métodos. Alrededor del mundo, el interés en lasaleaciones de memoria de forma continúa creciendo y mu-chas fronteras están ávidas de exploración.

Presentamos a continuación, un par de proyectos senci-llos, puede obtener otros proyectos e información adicionalde nuestra web: www.webelectronica.com.ar, para ello ha-ga click en el ícono password e ingrese la clave: robot23.

Proyecto de Microrrobótica: Alas Espaciales

El kit de alas espaciales demuestra las soprendentescapacidades de los músculos de alambre, filamentos delga-dos de metal que realmente se acortan en longitud cuandoson activados eléctricamente.

El kit posee tanto la parte electrónica del proyecto como


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Diseño de Circuitos de Robótica y Microrrobótica


la parte mecánica, comenzaremos con la explicación delfuncionamiento de las "alas espaciales" (puede ver las ca-racterísticas del kit en: www.robotstore.com).

En la figura 1 se muestra el esquema eléctrico de la par-te "electrónica" de nuestro proyecto. El circuito integradotemporizador 555, U1, contiene cerca de 40 transistores re-sistencias y diodos. El temporizador actúa como un oscila-dor, encendiendo y apagando para controlar la rapidez de laoperación.

Las resistencias R1, R2 y VR1 y el condensador C1ajustan la rata y el ciclo de trabajo de la señal de salida del555, en el pin 3. Un condensador más pequeño haría quelas alas se movieran más rápido y diferentes resistenciascambiarían la relación de los tiempos de "encendido" y "apa-gado" del ciclo de trabajo.

El transistor Q1 actúa como un interruptor que controlala alimentación del músculo de alambre que se estira y con-trae en función de los ciclos del oscilador. Cuando la tensiónen la base es alta (cuando el pin 3 de Q1 está "encendido")fluye una corriente entre emisor y colector del transistor.

Las baterías entregan 3 volt altemporizador Q1 y al músculo dealambre y la resistencia de 1,6Ω(R3) ayuda a limitar el flujo de co-rriente, que fluye para proteger almúsculo de alambre de sobrecalen-tamiento.

Cuando un transistor transfierela potencia a través del músculo dealambre, la resistencia del alambre(cerca de 2Ω hace que éste se ca-liente por encima de 100°C (212°F).Debido a la pequeña masa del alambre, el calor no puedepercibierse cuando se le toca. Calentando el alambre se ac-tiva el cambio de fase de la estructura del cristal y el alam-bre se acorta a su longitud de un 3 a un 5%.

La contracción del músculo de alambre se hace con unafuerza de 1.5 newton (150 gramos) en la base del ala. La es-tructura de la base del ala actúa como un mecanismo de pa-lanca que intercambia el pequeño movimiento al músculo dealambre y una fuerza relativamente grande por un movi-

miento mayor y una fuerza más pequeña en las puntas delas alas.

Cuando las alas alcanzan la parte superior de su posi-ción, el centro de gravedad se mueve hacia adentro y seoponen al músculo de alambre con menos fuerza. También,la base del ala puede ahora doblarse hacia afuera para ab-sorber cualquier contracción extra del alambre. Esta carac-terística de "polarización inversa" protege al músuclo dealambre de una fuerza excesiva cuando se contrae.

La cinta naranja de polidamida (que generalmente seprovee con el alambre muscular, cuando se compra en loscomercios especializados), en la base del ala, puede calen-tarse y flexionarse repetidamene sin dañarse. Las naves es-paciales de la NASA y muchos satélites usan películas depoliamida en sábanas protectoras, las cuales deben ser depeso liviano, fuertes y deben tolerar temperaturas extremas.

Las alas rígidas de poliéster tienen una capa de metalde aluminio vaporizada que hace que brillen y reflejen comoespejo. Cuando el temporizador 555 "apaga" el transistor, sedetiene la corriente que fluye a través del músculo de alam-bre. El aire circundante elimina el exceso de calor del alam-bre y lo restituye a su longitud inicial. La gravedad tira lasalas hacia abajo y el mecanismo descansa hasta el próximociclo del 555.

Damos ahora, las instrucciones para el armado de lasalas espaciales:

Doble los terminales de las resistencias de 75Ω codifica-das con los colores violeta, verde, naranja y dorado e insér-telas en los lugares marcados con R1 y R2, de la placa decircuito impreso (figura 2).

Doble los terminales levemente hacia afuera, como semuestra en la figura 3.1, para hacer que la parte se sosten-ga en la placa y la soldadura quede en su lugar. Después,doble la resistencia de 1.6Ω (con los colores moreno, azul,dorado, dorado) e inserte R3 y suelde como se muestra enla figura 3.2. Recorte la parte sobrante.

Inserte un potenciómetro (también llamado resistenciavariable) de 1MΩ en el lugar de R1. Doble los terminales le-vemente depositando soldadura en cada lugar.


Fig. 1

Fig. 2


Inserte la base de inte-grado en el lugar denotadocomo U1 (figura 3.3) con laranura apuntado hacia arriba,tal como se encuentra impre-so en la tarjeta. Suelde todoslos pines, teniendo cuidadode no cortocircuitarlos conexceso de soldadura.

Inserte el condensadoren el lugar C1 (figura 3.5),con el "-" y "+" del mismo, enlos agujeros correspndientesdel circuito impreso. Suelde yrecorte la parte que sobra delos terminales.

Inserte el minijack de 2.5mm en J1 (figura 3.6) y suél-delo. Inserte el transistor enel lugar Q1 (figura 3.7) con ellado plano como se indica enel circuito impreso. Introdúz-calo hasta que sobresalga uncentímetro por encima de latarjeta (figura 3.8). Suelde yrecorte el resto de los termi-nales.

Inserte un tornillo en el lu-gar J2, por el frente del circui-

to impreso, y otro en sentido contrario, por la parte posterioren J3, tal como se muestra en la figura 3.8. Asegúrelos contuercas, pero no las apriete del todo.

Inspeccione la tarjeta.Todas las partes deben estarcorrectamente posicionadas(especialmente C1, U1 yQ1). Todas las uniones desoldadura deben lucir lim-pias, brillantes, suaves y de-ben estar libres de agujeros.No debe haber exceso desoldadura uniendo o corto-circuitando dos puntos desoldadura separados. Ca-liente y retire el exceso desoldadura, resoldando lasuniones frías. Enderece elalambre de soporte de alam-bre e insértelo en el agujeromarcado como "stand".Suéldelo teniendo cuidadode que igual longitud de

alambre exceda en ambos lados del circuito impreso (figura4.1). Después, doble el alambre levemente, de manera quepueda soportar la tarjeta tal como se muestra.

Inserte el circuito integrado temporizador TLC555, en labase de U1, con el pin 1 en el extremo superior izquierdo (fi-gura 4.2). Asegúrese de que todas las patillas asienten co-rrectamente y no se doblen hacia adentro o salgan fuera dela base.

Coloque un terminal del músculo de alambre bajo la ca-beza del tornillo en J2 y la otra bajo la cabeza del tornillo enJ3. Note cómo se arquea sobre la parte superior de la tarje-ta en AA1. Temporalmente asegure ambos tornillos J2 y J3,dejando una pequeña holgura, tanto como sea posible, en elmúsculo de alambre (ver figura 4.3).

Retire la tapa superior del miniplug e introduzca losalambres de la base del portador de baterías, en los peque-ños orificios de los terminales (figura 4.4). Suelde el alambrerojo (+) a la punta y el negro (-) al cuerpo. Capture el alam-bre y coloque la tapa superior.

Instale dos baterías AA en el portador de baterías ypruebe la salida con un voltímetro para asegurarse de quela punta es el positivo. Pruebe el circuito conectando el gru-po de baterías (o un adaptador de 3 volt / 200 mA de AC) enJ1. Después de unos pocos momentos, los músculos dealambre se deben mover levemente. Si el alambre no semueve, retire la alimentación.

Verifique las baterías o la salida, revise todos los pasosy busque partes mal colocadas, uniones erradas, puentesde soldadura, etc.

Si aún no le funciona, refiérase a los planos electrónicosy use un voltímetro para verificar la entrada de voltaje co-rrecta, continuidad en el circuito y la señal de salida en el pin3 de U1 (Pin 1 es la patilla del integrado más cercana a C1).

Después de verificar que el circuito construido funciona,retire la alimentación.

Suelte uno de los extremos del músculo de alambre ymuévalo fuera por un momento. Doble la cinta de la base delala en una "Y", con las cintas adhesivas del centro mirandohacia arriba (como muestra la figura 5.1).

Retire el protector de una delas cintas adhesivas como semuestra en la figura 5.2.

Presione la parte adhesivacontra la tarjeta, en el lugar mar-cado AA1, con la cinta sobresa-liendo un poco del borde.

Haga lo mismo con el otro ex-tremo, posicionando la cinta demanera que, cuando se haya ce-rrado, la base del ala apunte fue-


Fig. 3

Fig. 4

Fig. 5

ra de la tarjeta (figu-ra 5.3). Pase el mús-culo de alambre através de la "Y" de labase de las alas yposicione el alambrede manera que sólocomience a tirarcuando las alas es-tén cerradas (figura6.1). Apriete el torni-llo para sujetar elalambre en su lugar.

Con un bisturí oun cuchillo afiladocorte las láminas depoliéster de esquinaa esquina y retire lasesquinas más bajaspara generar un pe-queño lado de 1 cm(1/2 pulgada) de lar-go (figura 6.2).

Retire el protec-tor de la cinta delcentro de la base delas alas. Coloque elala con el lado pe-queño en la "V" de la

base de las alas y el lado más largo por encima del soportedel alambre (figura 6.3). Dejando una pequeña separación,entre la parte inferior de las alas y el músculo de alambre (fi-gura 6.4), presione el ala contra la parte adhesiva. Sujete lasegunda ala, alineándola con la primera y luego sujételasbien, simultáneamente, presionándolas contra el adhesivo.Con un pequeño destornillador, ajuste el potenciómetro enVR1 en su posición media (figura 6.5). Conecte las bateríaso el adaptador al circuito impreso. Dele vueltas a VR1 paraincrementar o menguar la velocidad del movimiento.

El peso de las alas extenderá el músculo de alambre.Deje que el circuito funcione por unos pocos ciclos, luegoajuste el músculo de alambre de manera que las alas se cie-rren y se relajen cerca de 100° (figura 3.9).

Existe un punto donde trabaja perfectamente; intentehasta lograrlo. Si las alas se inclinan hacia uno de los doslados cuando se levantan, suelte uno de los terminales de labase del ala de la tarjeta y súbalo o bájelo hasta que el alase cierre alineadamente con el circuito impreso.

Cuando esté ajustado, asegure la base del ala con untrozo de cinta transparente en cada lado de la tarjeta (figura6.7). Después de operar por unas pocas horas, el mecanis-mo de la base del ala puede acentuarse y requerir un leve

ajuste. Las alas espa-ciales deben mover-se continuamente; de-pendiendo de la velocidadde aleteo ajustada por VR1,las baterías deben durar de 5 a10 horas en operación continua.Coloque las alas espaciales en unlugar alto, donde esté seguro degatos curiosos.

Mariposa Robot

En este dispositivo, un largoalambre muscular levanta un par dealas de mariposa livianas (simula-das o reales), con un movimientosuave, casi real. El circuito de mo-dulación de ancho de pulso (PWM)envía corriente al alambre y la corta


Fig. 6

Fig. 7

MariposaRobot


s u c e s i v a -mente, y usacon eficienciala energía deuna pila. Di-cho de otramanera, esuna variantedel primerproyecto, pa-ra que com-pruebe lascaracterísti-cas de losa l a m b r e smusculares,los cualespueden ope-rar tanto cont e c n o l o g í aa n a l ó g i c a ,como contecnología di-gital.

Construya la base de las alas cortando cuidadosamentefranjas en la hoja de mylar (figura 7.A) con un elemento filo-so, coloque sobre ellas una cinta (figura 7.B). Añada cuatrotiras de cinta de doble faz (figura 7.C) y corte la hoja (figura7.D) para formar dos o más bases de alas. Usando hojas demylar más grandes, podrá construir tantas bases como de-see.

Ensamble el alambre muscular, conector, clip y cablesde conexión, como se muestra en la figura 8. Coloque la ba-se de las alas en el extremo de la "pajita" y asegúrela concinta. Verifique que la base esté montada en forma pareja enla pajita, y que se cierra al apuntar hacia afuera (figura 7.G).Inserte la plaqueta base en el otro extremo de la pajita.

Pase el alambre muscular a través de la "pajita" y en-ganche el clip en el centro de la base de las alas. Pase losalambres a cada lado de la plaquetabase y a través de los slots para ase-gurarlas. Deje floja la aislación delcable de conexión y asegure el alam-bre muscular, así la base de las alascomienza a cerrarse (ajustarla comose muestra en la figura 9). Asegurelas alas de la mariposa de papel a subase usando pequeños fragmentosde cinta de doble faz.

Aplique la corriente de la bateríaal alambre muscular por un momen-to. Debería contraerse y cerrar la ba-

se de las alas. Inme-diatamente corte la co-rriente y deje que elalambre se enfríe y re-laje. La base de lasalas debería abrirsenuevamente, ayudadapor el peso de las alas.

El circuito modula-dor de ancho de pulsopuede construirse usando métodos comunes. En la figura 10se da el circuito completo, para el cual puede diseñar unaplaca de circuito impreso. Coloque los componentes en laplaqueta y conéctelos de acuerdo al circuito eléctrico. Co-necte el circuito al mecanismo de la mariposa y mire cómofunciona. Recuerde que si el alambre no se relaja al cortarla corriente es que se está generando demasiada tempera-tura, debería reducirse la tensión de entrada o la relación detrabajo.

El funcionamiento es el siguiente: cuando se aplica co-rriente al alambre muscular, éste tira del centro de la basede las alas hacia abajo y hace que las alas se eleven. Cuan-do se corta la corriente, el peso de las alas ayuda a exten-der el alambre muscular abriendo nuevamente las alas.

Cuando está activo el primer estado del oscilador 4011(U1-a y b), entonces el segundo estado (U1-c y d) puedeoperar para hacer funcionar el alambre muscular. La prime-ra parte del circuito controla el tiempo en que las alas esta-rán arriba y abajo. La relación de trabajo está determinadapor los componentes R1, R2, D2 y C1. El segundo estadocontrola la relación de trabajo del PWM y regula el monto decorriente y temperatura generados en el alambre muscular.Está controlado por R3, R4, D3, y C3.

El resistor R5 regula la señal de PWM al la base delMOSFET Q1, el cual controla la corriente de salida actualhacia el alambre muscular. Una batería alcalina de 9V pue-de hacer funcionar al circuito durante casi 10 horas de ope-ración continua.

Figura 8Figura 8


Fig. 9

Fig. 11


tutorial robotica

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