Bases del control por computador:
Se fundamenta en tres elementos básicos:
Entradas: Captan la respuesta de sensores de diferente tipo: temperatura, proximidad, luz.
http://www.blogincytde.energynewsmagazine.com/wp-content/uploads/2010/11/paralelo-2.jpg
Salidas: Actúan sobre interruptores para abrir o cerrar circuitos eléctricos como los bombillos.
http://www.fayerwayer.com/2010/07/lg-infinia-42ld650-fw-labs/
Sistemas de control y programación:Analizan los datos obtenidos por los sensores para actuar sobre los interruptores correspondientes. Puede ser manual (cuando hay intervención humana) o automático (cuando no la hay).
http://sine.ni.com/cms/images/casestudies/62222173_83766.jpg?size
Las señales, tanto en entradas como en salidas; son impulsos eléctricos. Pueden ser analógicas o digitales.
Una señal digital es la generada por un interruptor, como por ejemplo los sensores de carrera, y se traduce en 1 cuando está activada y en 0 cuando no.
http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0034-98872001000900017
En ocasiones, las magnitudes no se pueden resumir simplemente con un 1 o un 0, por ejemplo la temperatura; un sensor térmico nos dará la información acerca de la temperatura existente en una habitación determinada, pero no se mide en "hay temperatura" o "no hay temperatura". Si no que nos ofrece un margen que además con tiempo puede variar entre los 18° C y los 40°C; a este tipo de señales variables y continuas se le llaman señales analógicas.
Sensor térmico
http://www.systronicscr.com/catalogo/?id=487&pt=1
Para poder realizar estas acciones de control con un PC convencional es necesario añadirle elementos auxiliares que permitan la comunicación de los sensores con él y el accionamiento de los interruptores; éstos se llaman controladoras; algunos computadores adaptados para esta función llevan todos estos sistemas incorporados. Es común comercializarlo como unidades sin teclado ni monitor.
Esquema del control de una casa mediante PC
http://www.aulati.net/wp-content/uploads/2009/08/diagrama-del-proyecto.JPG
Controladoras e interfaces de control:
Una controladora es un dispositivo electrónico que se conecta a una computadora a través de uno de sus puertos, tiene varias entradas y salidas y sirve para controlar varios dispositivos desde el computador.
Es un sistema de interruptores, tanto de entrada como de salida; cuyos valores son convertidos en lenguaje binario por el microprocesador del computador y se transmiten entre el computador y la controladora. La interfaz es el software que desarrolla los trabajos de control desde el computador.
Controladora Cnice
http://pinotolosa.net/controladora/controladoras.html
Accionar interruptores:
Este tipo de control permite accionar interruptores; fíjate en los circuitos: el interruptor enciende el bombillo.
Circuito de bombillos controlado mediante un interruptor
http://carlosgoyeneche.blogspot.com/2010_08_01_archive.html
Para encenderla, se acciona el interruptor; hay paso de energía.
Para apagarla, se vuelve a accionar el interruptor; no hay paso de energía.
Esquema de el funcionamiento de un interruptor
http://www.juntadeandalucia.es/averroes/ies_zalamea/departamentos/tecno/electri.html
Si se sustituye el interruptor manual por un computador, se puede lograr la misma reacción a través de una o varias órdenes de programación; para accionarlo sólo se necesitan diferenciar dos estados: encendido y apagado, por lo que se está hablando de una señal digital. Se pueden accionar tantos interruptores como tantas salidas halla.
Circuito abierto y cerrado
Si se sustituye el interruptor manual por un PC es posible provocar la misma reacción; pero a través de órdenes de programación. Para accionarlo sólo es necesario distinguir 2 señales (encendido y apagado); por lo cual se habla de una señal digital. Es posible accionar tantos interruptores como tantas salidas tenga la controladora.
Encender un bombillo con una controladora:
Se usa la controladora como interruptor; tiene una ventaja la cual es la posibilidad de controlar encendidos y apagados sucesivos en el bombillo automáticamente; el esquema de conexión será el siguiente:
Esquema de encendido mediante una controladora
Como se ha conectado el bombillo a la salida digital 1, hay que activarla usando la interfaz de la computadora. Por lo cual hay que hacerlo manualmente oprimiendo el botón correspondiente en la pantalla del PC. Observa la pantalla de control:
http://www.asiamnet.com/programas/AlmacenTrans.htm
Control de entradas y salidas mediante una interfaz
Mover un motor con una controladora:
A diferencia de un bombillo, un motor puede girar en 2 direcciones; esta funcionalidad se consigue conectando cada polo a una salida digital de la controladora.
En la controladora C-NICE, como las señales digitales son activas, el comportamiento del motor será tal como es muestra en la imagen:
Para mover el motor, vamos a usar la interfaz manual de control, por ahora; pulsando el botón "encender" correspondiente a la salida 1; y los botones "encender" correspondientes a las salidas digitales 1 y 2 para detener el motor.
Motor eléctrico continuo
http://electromagnetismoequipo5.blogspot.com/
Los motores con los que podemos trabajar son motores eléctricos continuos, los cuales giran de manera continua mientras reciben energía y los motores "paso a paso"; que con cada impulso eléctrico realizan un fragmento de giro, paran y luego realizan el otro fragmento.
Los motores pueden girar en ambas direcciones, el sentido del giro dependerá de la polaridad de las conexiones.
Todos los esquemas, valores de la tabla y la explicaciones son válidos tanto para la controladora C-nice como para la controladora investrónica, que son perfectamente compatibles.
Controlar el giro del motor:
Se conecta el motor a la controladora, de manera que un polo del motor se conecte a una salida digital (1) y el otro a la otra (2).
Tanto si se mantienen las salidas activadas como desactivadas, el motor estará en reposo, porque la diferencia de potencial eléctrico entre ambas es 0.
Si se quiere que el motor gire a varia velocidades, se conecta a una salida analógica en la controladora, variando la cantidad de energía suministrada, para que el motor varíe su velocidad.
Algunas controladoras funcionan solamente como interruptores; no envían electricidad; entonces los motores requieres de una alimentación independiente.
Sensores:
Analizan el entorno y envían señales al PC de control para que realice funciones programadas; se conectan a las entradas digitales o analógicas de la controladora, dependiendo de que si sólo actúan como interruptores o es preciso analizar un rango determinado de valores.
Cuando están activados, dejan pasar la electricidad (v1), y, cuando no lo están, impiden el paso de la misma (v0).
Conectar un sensor a una controladora:
Veamos cómo se conecta un sensor a una entrada digital, como un pulsador.
Se conecta introduciendo el cable de uno de los polos en una entrada digital, por ejemplo, la 1, y conectando el cable del otro polo a la masa común de todas las entradas digitales. Como se muestra a continuación:
Conexión del sensor a la controladora
Un sensor puede ser de diferentes tipos; por ejemplo: un simple pulsador puede ser usado como un sensor de final de carrera.
Existan diferentes clases de sensores: sensor de contacto, sensor luminoso, sensor térmico, sensor magnético, sensor de movimiento.
Sensor de contacto
http://articulo.mercadolibre.com.co/MCO-409052655-sensor-de-contacto-para-lego-mindstorms-9843-_JM
Sensor luminoso
http://articulo.mercadolibre.com.ar/MLA-495003693-ldr-resistencia-sensible-a-la-luz-sensor-luminoso-light-res-_JM
Sensor térmico
http://articulo.mercadolibre.com.ar/MLA-495003693-ldr-resistencia-sensible-a-la-luz-sensor-luminoso-light-res-_JM
Sensor magnético
http://www.alltronicsperu.com/catalog/index.php?cPath=126&osCsid=422c46cc24b55a4161af37c00dc19259
Sensor de movimiento
http://www.encuestafacil.com/RespWeb/Cuestionarios.aspx?EID=795675&MSJ=NO#Inicio
Actividades:
1)Señala el tipo de sensor adecuado para construir:
a)Una puerta capaz de abrirse automáticamente cuando se acerca una persona.
Tipo de sensor:Sensor de movimiento.
b)Un sistema de calefacción que mantiene constante la temperatura de una estancia.
Tipo de sensor:Sensor térmico.
c)Un limpiaparabrisas de un automóvil que se pone en marcha cuando empiezan a caer las primeras gotas de lluvia.
Tipo de sensor:Sensor de contacto.
d)El sistema de alumbrado de un automóvil que se enciende automáticamente en un túnel.
Tipo de sensor:Sensor luminoso.
2)Diferencia entre señales variables digitales y señales variables analógicas.
a)El estado de un circuito eléctrico que sólo puede encontrarse cerrado (presencia de corriente) o abierto (ausencia de corriente).
Tipo de señal variable:Señal variable digital.
b)La temperatura que hay en una vivienda.
Tipo de señal variable:Señal variable analógica.
c)El estado de piloto de intermitente de una motocicleta.
Tipo de señal variable:Señal variable analógica.
d)La velocidad que señala el velocímetro de un automóvil.
Tipo de señal variable:Señal variable analógica
Tipos de controladoras:
Como se ha visto, las controladoras (Input/Output) tienen los siguientes componentes comunes:
Salidas digitales:Funcionan como interruptores, sirven para conectar y desconectar dispositivos y pueden ser:
Activas:Cuando ejercen de interruptores y, a la vez, proporcionan corriente.
Entradas digitales:Reciben señales eléctricas de sensores conectados a ellas. Permiten tomar decisiones en función de la señal obtenida.
Entradas analógicas:Son capaces de obtener datos variables de los sensores conectados a ellas en un rango de potencia determinado.
Salidas analógicas:Son capaces de emitir potencias variables dentro de un rango determinado.
Conexión al computador:Cada dispositivo tiene una vía de conexión al PC desde que el cual recibe las instrucciones. Las controladoras pueden ser conectadas al puerto paralelo, al puerto serie, a través de un dispositivo emisor/receptor de infrarrojos a través de tarjetas específicas de expansión.
Esquema de conexión de un PC a una controladora
http://tecnosystemas.files.wordpress.com/2014/02/grado9_controlporcomputadora3.pdf
