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CENTRO EDUCATIVO

“JOYAS DE CEREN” DONUT MACHINE TRABAJO DE GRADUACION PRESENTADO POR:

MATA VÁSQUEZ, CARLOS ANTONIO OLIVA MENJIVAR, JOEL MEDARDO PAREDES ROMERO, JUAN CARLOS PÉREZ RODRÍGUEZ, GERARDO ANTONIO PINEDA HENRIQUEZ, CHRISTIAN ALEJANDRO SORIANO GONZÁLES, HÉCTOR EDUARDO ZEPEDA HERNÁNDEZ, CARLOS ALEXANDER PARA OPTAR AL TÍTULO DE:

BACHILLERATO TÉCNICO INDUSTRIAL OPCION ELECTRONICA. OCTUBRE 2015 SAN SALVADOR, EL SALVADOR, CENTRO AMÉRICA.

Agradecimiento.

Primeramente a nuestro Señor Jesucristo por haberme permitido culminar este año escolar, por mantenerme de pie y enseñarme, que no hay objetivo o meta jamás alcanzada.

Agradezco a mis padres, por estar siempre conmigo, y que gracias a ellos e logrado una de mis metas , ya que me enseñaron el valor del tiempo, a ser objetivo con el propósito de lograr mis metas y de esta manera dar el máximo de mi, a ellos que a pesar de todo siempre confiaron en mi.

Agradezco a cada docente de la institución que me brindo de su conocimiento durante todo el proceso escolar.

Agradecer al grupo de trabajo de proyecto por la confianza que se me brindo.

Finalmente agradecer a familiares y amigos que de una u otra manera obtuve su apoyo.

Paredes Romero, Juan Carlos.

Agradecimiento. Agradezco a Dios Todo Poderoso el haber realizado el proyecto de máquina de donas, de igual forma agradecerle a mis compañeros de grupo por sus ideas y por su gran aporte al proyecto.

Igualmente quiero agradecerles a los profesores de dicha especialidad en electrónica por haber proporcionado ideas e equipamiento al proyecto realizado. Agradezco al Técnico Norberto Colorado por su apoyo y motivación al proyecto de ante mano muchas gracias.

Gerardo Antonio Pérez Rodríguez.

Agradecimiento.

Le agradezco primeramente a DIOS quien fue el que nos dio sabiduría, inteligencia y las ganas de poder realizar este proyecto, sin la ayuda del todo poderosos nada hubiera sido posible, agradezco también a todos nuestros padres que quienes nunca nos dejaron de apoyar y que pudieron suplir todo los gastos que fuesen necesario para sacar el proyecto adelante sin la ayuda de todos ellos no hubiéramos tenido el resultado que queríamos

Le agradezco a mis profesores los cuales estuvieron pendientes de nuestro trabajo avance tras avance agradezco cada idea brindada por ellos al Prof. William Saravia, al Ing. Rigoberto Solís, al Tec. Norberto Colorado a cada uno de ellos quienes fueron una parte fundamental del desarrollo de mi proyecto.

También darle gracias a mi Madre pues fue la persona que me ayudo a siempre seguir adelante a prospera en cada uno de los avances y quien fue parte fundamental del financiamiento del proyecto.

A cada uno de los mencionados les agradezco a mis compañeros pues que fueron piezas esenciales en la finalización del proyecto gracias y que también fueron parte de la financiación del proyecto.

Zepeda Hernández, Carlos Alexander

Agradecimiento.

Primeramente dar gracias a Dios por permitirme alcanzar este gran éxito por darme la vida y mantenerme en el camino del Bien.

Agradezco especialmente a mis padres que siempre estuvieron conmigo apoyándome en todo momento sin importar cual fuera la situación, por guiarme por el buen camino y por darme ese conocimiento que siempre me ayudo en cualquier situación.

También quiero agradecer a los docentes que estuvieron apoyándonos de una manera u otra, por su comprensión y brindarnos parte de sus conocimientos que nos fueron de mucha ayuda para la realización de dicho prototipo realizado.

Finalmente doy gracias a mis compañeros por permitirme la confianza y darme la oportunidad de poder formar un excelente grupo de trabajo y todas esas personas que de una manera u otra estuvieron apoyándonos.

Mata Vásquez, Carlos Antonio

INDICE. Introducción………………………………………………………………………………………… ………………………………………I Situación Problemática….. ……………………………………………………………………………………………………….II Enunciado del Problema….. ………………………………………………………………………………………………….….III Justificación………………………………………………………………………………………… ……………………………….IV Objetivos Objetivo General…………………………………. ……………………………………………….….V Objetivos Especîficos…………………………………………………………………………………………. ….VI CAPITULO I Alcances………………………………………………………………………………..1 Limitaciones……………………………………………………………………………2 Estudio de Factibilidad………………………………………………………………..3 CAPITULO II Marco Teórico de Referencia…………………………………………..………4 - 60

Introducción Hay muchos trabajos que a las personas no les gusta hacer, sea ya por ser aburrido o por arriesgados siempre se va a tratar de evitar para no hacerlos la solución más practica era obligar a alguien para que hiciera el trabajo. Ahora las maquinas son ideales para trabajo que requieren mucha mano de obra y desgaste físico una desventaja para las micro empresas es que los trabajadores necesitan descanso, comer, dormir y un área segura para trabajaren cambio las maquinas no. La fatiga y el aburrimiento afecta directamente a la producción de una micro empresa las maquinas por lo tanto las maquinas no sufren de eso, su trabajo va a hacer el mismos desde que encienda la maquina hasta que se apague. Pocas micro empresas optan por adquirir una maquina o un prototipo que realice el trabajo del personal en menor tiempo y con mayor efectividad, es por eso que se optó por elaborar el prototipo “ DONUT MACHINE “. Para demostrar que son muy eficientes y cumplen con lo requerido por el Usuario.

SITUACION PROBLEMÁTICA

Los problemas que expresan algunos trabajadores o dueños de panadería es el tiempo de preparación y de cocimiento de la masa esto debido a que la gran mayoría de empresas panaderas y puestos locales, poseen personal de trabajo y pocas máquinas para el proceso del pan, lo cual hace que el trabajo se haga manualmente.

Mientras que otros expresan que la elaboración manualmente se vuelve un poco tediosa y rutinaria ya que la elaboración lleva un poco más de tiempo, como también, se puede desperdiciar materiales para la preparación de masa.

Finalmente algunos empresarios poseen poca cantidad de personal la cual hace que a falta de uno o varios empleados se baje un poco el procedimiento y se vuelva más lento de lo normal. .

Enunciado Del Problema.

¿Por qué

la mayoría de micro empresas no opta por adquirir un Prototipo

industrial para desempeñar el trabajo de su micro empresa?

Justificación.

Debido a la evolución de la industria es necesario llevar acabo nuevas técnicas de elaboración de producto y procesos para acudir a competencia del desarrollo empresarial que a nivel nacional e internacional se llevan a cabo mucha demanda de producto.

Fundamentando en esta idea se plantea los principales enfoques desde los que se proceden a la construcción de un prototipo y un diseño electromecánico que permita una mayor calidad y robustez de actuación que permita optimizar las actuaciones de dicha construcción electromecánica.

Objetivo General Demostrar que la automatización de la industria de la panificación puede ser más rápida y eficiente utilizando nuevas tecnologías que ayudan a cumplir con las expectativas y necesidades del micro y mediano empresario

Objetivos Específicos   

Innovar una maquina dosificadora de elabore el molde de la dona Implementar una etapa de freimiento para el cocimiento de las donas Elaborar una conexión eléctrica que sea capaz de soportar el amperaje del prototipo, para un funcionamiento optimo

Limitantes.

Uno de los mayores limitantes que se generó a la hora de diseñar dicho prototipo fue la adquisición monetaria ya que dichos materiales tienen un costo elevado.

La falta de interés empresarial en la automatización de la panificación ya que la mayoría de empresas no confía en lo que es las máquinas y piensan que un ser humano puede realizar el mismo trabajo o mejor.

Alcances.

Luego de 1 mes de pruebas el prototipo logro elaborar la forma correcta de una dona tal y como se esperaba, al mismo tiempo la etapa de cocimiento se realizó correctamente como se quería, logrando hacer una Dona perfecta.

CAPITULO II

MARCO TEORICO DE REFERECIA

ASPECTOS HISTOCOS

La panificación ha venido evolucionando con el paso del tiempo se ha escuchado muchas versiones de ello al igual de los ingredientes que lo componen. El pan es un producto directo del procesado manual de los cereales procesado que con posterioridad se transformó en mecánico y es muy posible que fuese la primera aplicación alimenticia de estos. El pan, el aceite y el vino quizás fueron los primeros alimentos procesados en la historia de la humanidad. Los cereales, de por sí solos, no pueden ser digeridos por el aparato digestivo humano. Esta es la razón por la que los cereales son artificialmente procesados molidos, remojados, entre otros. Y solo a partir de este momento empezaron a convertirse en alimentos básicos para

el

hombre,

aportando

carbohidratos,

los

cuales

se

complementarían con las proteínas procedentes de las carnes. Así pues, el pan primigenio como se le conocía en la antigüedad con especias muy poco conocida.

A lo largo de la historia de las culturas, el pan se ha ido elaborando con el cereal disponible en la zona o con la variante modificada más resistente. Así se tiene, por ejemplo, que tanto el trigo como los otros cereales se han empleado en Europa y parte de África; el maíz es frecuente en América; el arroz, en Asia. Un hecho social relativo al pan es que históricamente se ha establecido una distinción social en función del color de la miga de pan que se haya comido. El pan acompaña a la alimentación de la humanidad desde 8000 a Es muy posible que en esos comienzos una mezcla de estos granos de cereal, toscamente molidos con una piedra y algo humedecidos, en lo que podrían haber sido unas primitivas gachas, acabaran por casualidad cerca de una fuente de calor: bien podría haber sido entre las cenizas de un fuego, o simplemente una masa líquida esparcida y expuesta al sol sobre una piedra. Tal masa pronto adquiriría una consistencia sólida y comestible que podría haber sido el pan primitivo. Algunos autores afirman que el pan pudo haberse elaborado por primera vez en Asia Central; 10 tras esta aparición podría haber llegado al Mediterráneo por Mesopotamia y Egipto gracias a antiguas rutas comerciales entre Asia y Europa, quizás a través de Siria. La progresiva selección artificial de especies en la agricultura ha dado lugar a las variedades que conocemos hoy en día. Las especies más antiguas cultivadas son Hordeum hexastichum sanctum (una especie de cebada).

Los panes “levados” no pueden hacerse con harinas de mijo, avena, cebada o maíz, debido al poco contenido de gluten (muy por debajo del 12 % que suele poseer el trigo actual) o almidón que poseen. El gluten es una unión de proteínas, fundamental en el proceso de levado de la masa, al formar una red que impide que escapen los gases de la fermentación. Unos historiadores afirman entre la creación de la dona

se pueden

encontrar entre la gente medieval del norte específicamente de Europa; pero la forma popular que se asocia hoy en día con el término donut se realizó por primera vez en 1847, cuando un marinero llamado Hanson Gregory, hiciera el famoso agujero con la tapa de un pimentero de un barco, 4 para solucionar el problema de que la masa no se friera bien en el centro. Se considera generalmente que el origen del donut viene del dulce navideño holandés oliebollen (bolas de aceite), que éstos trajeron a Nueva Ámsterdam (futura Nueva York) en el siglo XVI. En los siglos siguientes evolucionó hacia el donut que hoy en día se conoce. Los donuts pueden hacerse desde yemas hasta tipos especiales de masa para pasteles. Los hechos con yemas de huevo contienen cerca de 25 % de aceite por peso, mientras que los de pastelería contienen alrededor de 20 % de aceite. Los que son de tipo pastel se fríen cerca de 90 s a una temperatura de 190 a 198 °C, por los dos lados. Los que tienen como base yema de huevo necesitan más tiempo, cerca de 150 s, a una temperatura de 182 a 190 °C. Los que son tipo pastel normalmente

pesan entre 24 y 28 g, mientras que los hechos con yema de huevo pesan en promedio 38 g y son generalmente más grandes una vez terminados. El proceso de las donut

en la industria automatizada data desde los

años 1937 donde la industria DOUGHTNUT donde su fundador Vernon Rudolph compró una receta secreta de levadura de DOUHTNUT a un chef francés de Nueva Orleans. Después alquiló un edificio -en el que hoy es el Antiguo Salem en Winston-Salem Carolina del Norte- y comenzó a vender DOUGHTNUT Krispy Kreme a las tiendas locales.

El deleitoso aroma de las DOUGHTNUT invadía las calles mientras las personas se detenían a preguntar si podían comprar DOUGHTNUT calientes. Al notar esto, Vernon abrió una de las paredes de su tienda y así comenzó a vender Original DOUGHTNUT glaseadas recién salidas del horno directamente a los peatones pues en el año de 1963 la producción manual quedó en el pasado cuando la automatización se tomó la industria. La planificación y los tiempos son vitales en nuestra producción a lo largo de los años fueron aumentado las industrias DOUGHTNUT pues hoy en día hay más de mil tiendas alrededor de México y E.E.UU. Así es como la automatización

del proceso de industrialización de la

panificación en específico las donas vino a beneficiar a una inmensa cantidad

de micro empresas panaderas en específico las que hace donas

fue una

eficiencia la que la automatización de las maquinas genero pues ahorraba la mano de obra de aproximada mente 10 trabajadores

Motores Reductores

En todo tipo de industria siempre se requiere de equipos, cuya función es variar las r.p.m. de entrada, que por lo general son mayores de 1200, entregando a la salida un menor número de r.p.m., sin sacrificar de manera notoria la potencia. Esto se logra por medio de

los reductores y motor reductores de velocidad. Esta es una guía práctica de selección del reductor adecuado.

REDUCTORES Y MOTORREDUCTORES

Los Reductores o Motor reductores son apropiados para el accionamiento de toda clase de máquinas y aparatos de uso industrial, que necesitan reducir su velocidad en una forma segura y eficiente.

Las transmisiones de fuerza por correa, cadena o trenes de engranajes que aún se usan para la reducción de velocidad presentan ciertos inconvenientes.



Al emplear REDUCTORES O MOTORREDUCTORES se obtiene una serie de beneficios sobre estas otras formas de reducción. Algunos de estos beneficios

    

son: Una regularidad perfecta tanto en la velocidad como en la potencia transmitida. Una mayor eficiencia en la transmisión de la potencia suministrada por el motor. Mayor seguridad en la transmisión, reduciendo los costos en el mantenimiento. Menor espacio requerido y mayor rigidez en el montaje. Menor tiempo requerido para su instalación.

Los motor reductores se suministran normalmente acoplando a la unidad reductora un motor eléctrico normalizado asincrónico tipo jaula de ardilla, totalmente cerrado y refrigerado por ventilador para conectar a redes trifásicas de 220/440 voltios y 60 Hz.

Para proteger eléctricamente el motor es indispensable colocar en la instalación de todo Motor reductor un guarda motor que limite la intensidad y un relé térmico de sobrecarga. Los valores de las corrientes nominales están grabados en las placas de identificación del motor.

Normalmente los motores empleados responden a la clase de protección IP-44 (Según DIN 40050). Bajo pedido se puede mejorar la clase de protección en los motores y unidades de reducción.

GUIA PARA LA ELECCION DEL TAMAÑO DE UN REDUCTOR O MOTORREDUCTOR

Para seleccionar adecuadamente una unidad de reducción debe tenerse en cuenta la siguiente información básica:

Características de operación

   

Potencia (HP tanto de entrada como de salida) Velocidad (RPM de entrada como de salida) Torque (par) máximo a la salida en kg-m. Relación de reducción (I).

Características del trabajo a realizar

 

Tipo de máquina motriz (motor eléctrico, a gasolina, etc.) Tipo de acople entre máquina motriz y reductor.

  

Tipo de carga uniforme, con choque, continua, discontinua etc. Duración de servicio horas/día. Arranques por hora, inversión de marcha.

Condiciones del ambiente Humedad Temperatura

Ejecución del equipo

Ejes a 180º, ó, 90º. Eje de salida horizontal, vertical, etc.

POTENCIA DE SELECCIÓN (Pn)

Es difícil encontrar en la práctica, que una unidad de reducción realice su trabajo en condiciones ideales, por tanto, la potencia requerida por la máquina accionada, debe multiplicarse por un factor de servicio Fs., factor que tiene en cuenta las características específicas del trabajo a realizar y el resultado, llamado Potencia de selección, es el que se emplea para determinar el tamaño del reductor en las tablas de selección. Para un buen funcionamiento de las unidades de reducción es indispensable tener en cuenta las siguientes recomendaciones:

Las unidades deben montarse sobre bases firmes para eliminar vibraciones y des alineamientos en los ejes. Si la transmisión de la unidad a la máquina es por acople directo entre ejes, es indispensable garantizar una perfecta alineación y centrado. Si la transmisión se hace por cadenas o correas, la tensión dada a estos elementos debe ser recomendada por el fabricante, previas una alineación entre los piñones o poleas. Las unidades de acoplamiento deben montarse cuidadosamente sobre los ejes para no dañar los rodamientos y lo más cercanas a la carcasa para evitar cargas de flexión sobre los ejes. Antes de poner en marcha los Motor reductores, es necesario verificar que la conexión del motor sea la adecuada para la tensión de la red eléctrica.

MANTENIMIENTO:

Los engranajes y los rodamientos están lubricados por inmersión o salpique del aceite alojado en la carcasa. Se debe revisar el nivel del aceite antes de poner en marcha la unidad de reducción. En la carcasa se encuentran los tapones de llenado, nivel y drenaje de aceite. El de llenado posee un orificio de ventilación el cual debe permanecer limpio. Los reductores tienen una placa de identificación, en la cual se describe el tipo de lubricante a utilizar en condiciones normales de trabajo.

REDUCTORES Y MOTORREDUCTORES TIPO SINFÍN-CORONA (EJES A 90º)

Los reductores RS o Motor reductores MRS están construidos en forma universal conformados por un tren de reducción tipo Sinfín-Corona, el cual se aloja dentro de un cuerpo central (carcaza) y dos tapas laterales.

POTENCIAS Y TORQUES

Estos equipos se ofrecen para potencias desde 1/3 de HP hasta 70 HP con torques de salida que van desde 0.9 Kg-m hasta 1500 Kg-m. En la práctica, es difícil que una unidad de reducción realice su trabajo en condiciones ideales. Por lo tanto, la potencia requerida por la máquina accionada debe multiplicarse por un Factor de servicio –Fs.-, que considera las características específicas del trabajo a realizar y el resultado -llamado Potencia de selección- es el que se emplea para determinar el tamaño del reductor en las tablas de selección. Para condiciones especiales como altas frecuencias de arranque-parada o de inversiones de marcha en el motor, alta humedad o temperatura ambiente y construcciones o aplicaciones especiales, es conveniente consultar (ver tabla).

Para el buen funcionamiento de las unidades de reducción, se deben tener en cuenta las siguientes recomendaciones: Las unidades deben montarse sobre bases firmes para eliminar vibraciones y des alineamientos en los ejes. 

Si la transmisión de la unidad a la máquina es por acople directo entre ejes, es indispensable garantizar una perfecta alineación y centrado.



Si la transmisión se hace por cadenas o correas, la tensión dada a estos elementos debe ser recomendada por el fabricante, previa alineación entre los piñones o poleas.



Las unidades de acoplamiento deben montarse cuidadosamente sobre los ejes para no dañar los rodamientos y lo más cercanas a la carcasa para evitar cargas de flexión sobre los ejes.

Antes de poner en marcha los reductores de velocidad, es necesario verificar que la conexión del motor sea la adecuada para la tensión de la red eléctrica.

Mantenimiento

Los engranajes y los rodamientos están lubricados por inmersión o salpique del aceite alojado en la carcasa, por tanto, se debe revisar el nivel del aceite antes de poner en marcha la unidad de reducción. En la carcasa se encuentran los tapones de llenado, nivel y drenaje de aceite. El de llenado posee un orificio de ventilación, el cual debe permanecer limpio. El tipo de lubricante viene especificado por el fabricante de la unidad.

Tipos de reductores de velocidad

Existe una amplia gama de reductores de velocidad, los cuales se diferencian entre sí, principalmente por su forma constructiva, disposición de montaje y resistencia. Ellos son: Engranajes Helicoidales, Corona y Sin Fin, Ortogonales, Ejes Paralelos, Pendulares y Planetarios.

ARDUINO

Emergiendo desde la "cuna filosófica" del software libre, Arduino es una plaqueta electrónica fácil de programar, multiplataforma, y que atrae la atención tanto de especialistas, como de novatos y estudiantes. Ya sea para encender un LED o para construir robots, estas humildes y económicas plaquetas están revolucionando a su manera el mundo del hardware. Hace más de un siglo, en 1901 Frank Hornby inventó en Inglaterra un sistema de construcción consistente en perfiles metálicos estandarizadas placas, perfiles, ángulos que junto con ejes, engranajes y tornillos permitía armar de forma muy sencilla

mecanismos complejos y modelos de todo tipo. El sistema era un juguete y se patentó con el nombre "Mecánica Hecha Fácil". Muchos que vivieron su infancia hace ya algún tiempo y seguramente eran los geeks de su momento recordarán su fascinación ante aquel mundo de maravillas que se encontraba al abrir una caja de "Meccano". La característica sobresaliente del sistema era hacer fácil y accesible la construcción de mecanismos de todo tipo a cualquier aficionado, casi sin conocimiento previo, pero con mucho entusiasmo por la experimentación. Esta idea de diseñar kits con piezas prefabricadas que ahorrasen tiempo a los "hobbystas", pero que sean lo suficientemente maleables para no limitar la creatividad, se repitió bastante durante el siglo pasado. Y en especial, en el campo de la electrónica. la primer PC (Computadora Personal), la "Altair 8800", era en realidad un "kit para armar" que llegaba en una revista para aficionados. Treinta años después, otro modelo para armar emerge como un fenómeno entre entusiastas de la electrónica, estudiantes y hasta artistas. Pero con la cuna filosófica del software libre detrás, llega para desafiar la forma en como se diseña y produce el hardware: Arduino. Qué es Arduino

Arduino es una pequeña placa o circuito impreso que cabe en la palma de la mano, con un modesto microcontrolador (el "cerebro" de la placa), y conexiones de entrada y salida, que puede conectarse al puerto serie o USB de nuestra PC, y en minutos comenzar a interactuar con toda clase de dispositivos: Leds, desplayes luminosos, motores eléctricos, servos, sensores infrarrojos, conexiones de red, flashes de cámaras fotográficas, potenciómetros, botones y lo que se nos ocurra. ¿Y para qué sirve? desde prender y apagar un LED, hasta controlar robots que responden a órdenes en lenguaje natural, o impresoras 3D. Arduino es un "enlace" entre el mundo físico y el mundo virtual: un sensor

puede capturar información del mundo analógico y transformarla en bits, un programa puede procesar e interpretar esa información digital, y otros dispositivos pueden producir una respuesta analógica (sonido, luz o movimiento) en "el mundo exterior". Si bien cualquier computadora es una interfaz que une esos tres elementos (dispositivos de entrada, programas y dispositivos de salida) la idea detrás de Arduino es expandir esas posibilidades de interacción lo máximo posible. El mayor atractivo de Arduino, sin embargo (además de su precio), es que ofrece un entorno de programación amigable para su microcontrolador, que se puede ejecutar en una PC con cualquier sistema operativo, y que permite rápidamente comenzar a correr programas en la placa de manera sencilla (tarea que por lo general, demandaba conocimientos más avanzados en este tipo de dispositivos). Puede tratarse de un programador experto o un especialista en electrónica, o sólo de un usuario con conocimientos mínimos: la plataforma de software incluye gran cantidad de programas, bibliotecas y esquemas de circuitos para guiar a los novatos. Al igual que "mecánica hecha fácil", Arduino es "electrónica hecha fácil". Hay que tener en cuenta que la intención de sus diseñadores fue crear una placa que permitiera entusiasmar a estudiantes de escuelas medias en el aprendizaje de la electrónica. Nada más con saber algo de la Ley de Ohm, resistencias y condensadores, los alumnos podían comenzar rápidamente a construir prototipos de circuitos sencillos, cargar un programa en el microcontrolador y verlos funcionando en el momento. Alcanza con colocar Arduino en una placa de prototipado y empezar a conectar las cosas. La curva de aprendizaje amigable, ha ayudado a difundir la plataforma también entre artistas multimedia, músicos y personas dedicadas a actividades poco relacionadas con este campo, pero que desean aprender o experimentar con la electrónica.

"Il Mío Piccolo Arduino" La historia de Arduino comienza en Italia, en un instituto dedicado a la enseñanza de diseño interactivo en la ciudad de Ivrea, donde Massimo Banzi, uno de sus docentes, se propuso allá por 2003 diseñar su propia placa de hardware para trabajar con sus estudiantes las disponibles en el mercado estaban a precios prohibitivos. Parece que estudiantes y profesores entusiastas, combinados con el desafío de saltarse las barreras económicas que dificultan el acceso, son una fórmula ideal para propiciar cambios: quince años antes, Linus Torvals, en Finlandia, comenzó a diseñar su propio kernel, basado en el código compartido por uno de sus profesores (Minix) solo porque las licencias UNIX estaban fuera del alcance de un estudiante común... Pero volvamos a Arduino. Al igual que Torvals, los fundadores del proyecto, Massimo Banzi y David Cuartielles, junto con otros colaboradores, decidieron no llevar adelante su proyecto en soledad y publicaron los avances del mismo en la red, liberándolo como software libre y "hardware libre" (Los diseños del hardware se liberan con una licencia libre) "Creative Commons / Atribución / Compartir Igual", de todas formas la definición de "Free Hardware u "Open Hardware" aún son terreno de controversia, las leyes sobre propiedad intelectual en el mundo del hardware, no actúan de la misma forma que en el software u obras inmateriales). También se inclinaron por los microcontroladores de Atmel, que si bien son el elemento de hardware no-libre dentro de la placa, el fabricante publica sus librerías de compilación libres, de tal forma que resulta fácil para la comunidad portarlas a diferentes sistemas operativos. Gracias a la colaboración de más interesados a través de la red, los prototipos evolucionaron hacia modelos más accesibles. En 2005 se comenzaron a fabricar las primeras placas y las bautizaron con el mismo nombre que uno de los hijos pródigos de la ciudad, "Arduino I, Marqués de Ivrea". El marqués llegó a rey de Italia en 1002. Y hoy hay

fabricadas más de 120.000 placas Arduino por todo el mundo. Y el fenómeno sigue en aumento.

Las placas Arduino se usan principalmente en la enseñanza, y en proyectos artísticos o de entretenimiento interactivos. Sin embargo al igual que el "Meccano" de principios de siglo —que pensado como un juguete llegó a ser utilizado en universidades para el armado rápido de prototipos—, Arduino se utiliza en todo tipo de aplicaciones donde la facilidad y economía de recursos sea determinante: sistemas automatizados de encendido y apagado de luces o calefacción en hogares, dispositivos especiales para discapacitados,

o

sofisticados

proyectos

de

investigadores

y

especialistas

en

universidades. En el campo del arte, probablemente sea con frecuencia Arduino la plataforma que actúa entre bambalinas, cada vez que nos encontramos con esas obras o instalaciones donde la interacción es la característica principal: sonidos, colores y movimientos que responden a los estímulos del público y generan una experiencia singular. Como resulta esperable, otros proyectos de "hardware libre" tan disruptivos como Arduino, terminan confluyendo. Es el caso de las comunidades que diseñan impresoras 3D (fabbing), que adoptan (y adaptan) las placas Arduino a sus proyectos, como en "makerbot.com" o el propio proyecto RepRap (la famosa impresora 3D replicante que las implementó

oficialmente

para

sus

próximas

versiones).

O

los

aficionados

al

aeromodelismo, que siguiendo la filosofía de compartir el conocimiento, actualmente han construido comunidades colaborativas donde se diseñan sorprendentes artefactos voladores, y adoptan Arduino para controlar tele comandos, sensores o GPS. Al tratarse de hardware libre, cualquiera con conocimientos suficientes para fabricar una placa,

puede adaptar el diseño de Arduino a sus necesidades, y ensamblar su propia placa modificada.

El éxito de las plataformas abiertas en el mundo de la electrónica no es una novedad. A principios de los 80, la arquitectura abierta elegida por IBM para el diseño de su PC, permitió que otros fabricantes produjeran hardware compatible. Si bien los otros fabricantes también eran competencia para IBM, a la larga terminaron fortaleciendo la plataforma, bajando los precios y agrandando el negocio: IBM destronó a Apple (y a su plataforma cerrada) del mercado de las computadoras personales en muy poco tiempo. Si se lleva esta visión al extremo, se llega al concepto de "Free Hardware" u "Open Hardware, donde no sólo se comparte la compatibilidad y las especificaciones, sino los diseños y la documentación técnica. Pero como dice la famosa frase de Richard Stallman "libre no es gratis". Los fabricantes de las tarjetas pueden comercializarlas (el hardware) sin inconveniente, siempre que respeten los términos de la licencia, aunque aún no esta claro de que forma actúan las licencias libres en este campo. De esta forma, en el mundo hay decenas de empresas que se han interesado en comercializarlas: "Japanino" en Japón, "ZArdino" en sudáfrica, "Seeeduino" o "Freeduino" en Estados Unidos, para nombrar algunos ejemplos. Algunos fabricantes comercializan la placa armada y lista para usar, y otros sólo "kits" semi-ensamblados. Pero hay otra forma de proveerse de una Arduino: fabricarla uno mismo desde cero. En el sitio de Arduino (arduino.cc) está disponible la documentación de cada placa, los diseños de los circuitos, las especificaciones de los componentes y todos los archivos necesarios. En los foros puede encontrarse el apoyo técnico y la experiencia y consejo de aquellos usuarios que ya armaron sus propias tarjetas.

Algunas características técnicas

Características técnicas del ARDUINO UNO

Arduino es una placa con un microcontrolador de la marca Atmel y con toda la circuitería de soporte, que incluye, reguladores de tensión, un puerto USB (En los últimos modelos, aunque el original utilizaba un puerto serie) conectado a un módulo adaptador USB-Serie que permite programar el microcontrolador desde cualquier PC de manera cómoda y también hacer pruebas de comunicación con el propio chip.

Un arduino dispone de 14 pines que pueden configurarse como entrada o salida y a los que puede conectarse cualquier dispositivo que sea capaz de transmitir o recibir señales digitales de 0 y 5 V. También dispone de entradas y salidas analógicas. Mediante las entradas analógicas podemos obtener datos de sensores en forma de variaciones continuas de un voltaje. Las salidas analógicas suelen utilizarse para enviar señales de control en forma de señales PWM. Arduino UNO es la última versión de la placa, existen dos variantes, la Arduino UNO convencional y la Arduino UNO SMD. La única diferencia entre ambas es el tipo de microcontrolador que montan.

• La primera es un microcontrolador Atmega en formato DIP • Y la segunda dispone de un microcontrolador en formato SMD.

Nosotros nos decantaremos por la primera porque nos permite programar el chip sobre la propia placa y después integrarlo en otros montajes. Arduino UNO con microcontrolador en formato DIP Arduino UNO con microcontrolador en formato SMD

Entradas y salidas:

Cada uno de los 14 pines digitales se puede usar como entrada o como salida. Funcionan a 5V,cada pin puede suministrar hasta 40 mA. La intensidad máxima de entrada también es de 40 mA. Cada uno de los pines digitales dispone de una resistencia de pull-up interna de entre 20KΩ y 50 KΩ que está desconectada, salvo que nosotros indiquemos lo contrario. Arduino también dispone de 6 pines de entrada analógicos que trasladan las señales a un conversor analógico/digital de 10 bits.

Pines especiales de entrada y salida: • RX y TX: Se usan para transmisiones serie de señales TTL. • Interrupciones externas: Los pines 2 y 3 están configurados para generar una interrupción en el atmega. Las interrupciones pueden dispararse cuando se encuentra un valor bajo en estas entradas y con flancos de subida o bajada de la entrada. • PWM: Arduino dispone de 6 salidas destinadas a la generación de señales PWM de hasta 8 bits. • SPI: Los pines 10, 11, 12 y 13 pueden utilizarse para llevar a cabo comunicaciones SPI, que permiten trasladar información full dúplex en un entorno Maestro/Esclavo. • I2C: Permite establecer comunicaciones a través de un bus I2C. El bus I2C es un producto de Phillips para interconexión de sistemas embebidos. Actualmente se puede encontrar una gran diversidad de dispositivos que utilizan esta interfaz, desde pantallas LCD, memorias EEPROM, sensores... Alimentación de un Arduino

Puede alimentarse directamente a través del propio cable USB o mediante una fuente de alimentación externa, como puede ser un pequeño transformador o, por ejemplo una pila de 9V. Los límites están entre los 6 y los 12 V. Como única restricción hay que saber que si la placa se alimenta con menos de 7V, la salida del regulador de tensión a 5V puede dar menos que este voltaje y si sobrepasamos los 12V, probablemente dañaremos la placa. La alimentación puede conectarse mediante un conector de 2,1mm con el positivo en el centro o directamente a los pines Vin y GND marcados sobre la placa. Hay que tener en cuenta que podemos medir el voltaje presente en el jack directamente desde Vin. En el caso de que el Arduino esté siendo alimentado mediante el cable USB, ese voltaje no podrá monitorizarse desde aquí. Resumen de características Técnicas Microcontrolador Atmega328 Voltaje de operación 5V Voltaje de entrada (Recomendado) 7 – 12V Voltaje de entrada (Límite) 6 – 20V Pines para entrada- salida digital. 14 (6 pueden usarse como salida de PWM) Pines de entrada analógica. 6 Corriente continúa por pin IO 40 mA Corriente continua en el pin 3.3V 50 mA Memoria Flash 32 KB (0,5 KB ocupados por el bootloader)

SRAM 2 KB EEPROM 1 KB Frecuencia de reloj 16 MHz

El LM35

Es un sensor de temperatura con una precisión calibrada de 1 ºC. Su rango de medición abarca desde -55 °C hasta 150 °C. La salida es lineal y cada grado Celsius equivale a 10 mv, por lo tanto: 150 ºC = 1500 mv -55 ºC = -550 mv Sus características más relevantes son: 

Está calibrado directamente en grados Celsius.

    

La tensión de salida es proporcional a la temperatura. Tiene una precisión garantizada de 0.5 °C a 25 °C. Baja impedancia de salida. Baja corriente de alimentación (60 μA). Bajo costo. El LM35 no requiere de circuitos adicionales para calibrarlo externamente. La baja impedancia de salida, su salida lineal y su precisa calibración hace posible que esté integrado sea instalado fácilmente en un circuito de control. Debido a su baja corriente de alimentación se produce un efecto de auto calentamiento muy reducido. Se encuentra en diferentes tipos de encapsulado, el más común es el TO-92, utilizada por transistores de baja potencia. También este sensor si es conectado a uno pero se obtiene una ganancia general y de salida. El LM35 es un sensor de temperatura. Esta calibrado de fábrica con una precisión de 1ºC y es capaz de tomar lecturas entre -55ºC y 150ºC Pin

Función Descripción

1

Vcc Alimentación (5V)

2

OUT Salida. Devuelve lo que el sensor a captado

3

GND Conectado a tierra.

Como vemos, el sensor consta solo de 3 patillas, dos de alimentación y otra que nos entrega la lectura tomada. Lo hace de forma lineal, cada grado qus sube la temperatura son 10mV más en esta salida.

Funcionamiento

El LM35 viene calibrado de fábrica, por lo que no necesita ningún circuito externo para hacerlo funcionar. Esto unido a su simpleza hace que sea extremadamente sencillo añadirlo en cualquier montaje. El LM35 es un sensor de circuito integrado que se puede utilizar para medir la temperatura con una salida eléctrica proporcional a la temperatura (en ° C) L a LM35 - Un sensor de temperatura del circuito integrado

¿Por qué utilizar LM35s para medir la temperatura? Puede medir la temperatura con mayor precisión que un uso de un termistor. El circuito sensor está sellado y no están sujetas a la oxidación, etc. El LM35 genera una tensión de salida más alta que los termopares y puede no requerir que se amplifica la tensión de salida.

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¿Qué hace un LM35 Do? ¿Cómo funciona?

Tiene un voltaje de salida que es proporcional a la temperatura Celsius. El factor de escala es .01V / o C El LM35 no requiere ninguna calibración externa o el recorte y mantiene una precisión de +/- 0,4 ° C a temperatura ambiente y +/- 0,8 ° C en un rango de 0 o C a 100 o C. Otra característica importante de la LM35DZ es que atrae a sólo 60 amperios micro de su oferta y posee una capacidad de auto-calentamiento bajo. El sensor de autocalentamiento hace menos de 0.1 o aumento de la temperatura C con aire en calma. El LM35 viene en muchos paquetes diferentes, incluyendo lo siguiente. •A-92 paquete-transistor como el plástico, •Metales T0-46 puede transistor-como paquete •8-plomo de montaje superficial SO-8 paquete pequeño esbozo •TO-202 paquete. (Se muestra en la imagen de arriba)

¿Cómo se utiliza un LM35? (Conexiones eléctricas)

Aquí es un circuito utilizado. Para las conexiones consulte la imagen de arriba.

En este circuito, valores de los parámetros utilizados comúnmente son:   

V c = 4 a 30V 5v o 12 v son valores típicos utilizados. -6 Ra = V c / 10

En realidad, puede variar desde 80 a 600 K W K W, pero la mayoría sólo tiene que utilizar 80 K W.

Aquí está una foto de la LM 35 con cable en una placa de circuito. El cable blanco en la foto va a la fuente de alimentación. Tanto la resistencia y el hilo negro van al suelo. La tensión de salida se mide desde el pin central para ground.

LAMINA DE ACERO INOXIDABLE

En metalurgia, el acero inoxidable se define como una aleación de acero con un mínimo del 10 % al 12 % de cromo contenido en masa. Otros metales que puede contener por ejemplo son el molibdeno y el níquel.

El acero inoxidable es un acero de elevada resistencia a la corrosión, dado que el cromo, u otros metales que contiene, poseen gran afinidad por el oxígeno y reacciona con él formando una capa pasivadora, evitando así la corrosión del hierro (los metales puramente inoxidables, que no reaccionan con oxígeno son oro y platino, y de menor pureza se llaman resistentes a la corrosión, como los que contienen fósforo). Sin embargo, esta capa puede ser afectada por algunos ácidos, dando lugar a que el hierro sea atacado y oxidado por mecanismos inter granulares o picaduras generalizadas. Algunos tipos de acero inoxidable contienen además otros elementos ale adore; los principales son el níquel y el molibdeno Como todos los tipos de aceros, el acero inoxidable es un material simple. Lo que tienen en común todos los aceros es que el principal componente (elemento que forma la aleación) es el hierro, al que se añade una pequeña cantidad de carbono. El acero inoxidable fue inventado a principios del siglo XX cuando se descubrió que una pequeña cantidad de cromo (el mínimo para conseguir propiedades inoxidables es del 12 %) añadido al acero común, le daba un aspecto brillante y lo hacía altamente resistente a la suciedad y a la oxidación. Esta resistencia a la oxidación, denominada resistencia a la corrosión , es lo que hace al acero inoxidable diferente de otros tipos de acero. El acero inoxidable es un material sólido y no un revestimiento especial aplicado al acero común para darle características "inoxidables". Aceros comunes, e incluso otros metales, son a menudo cubiertos o “bañados” con metales blancos como el cromo, níquel o zinc para proteger sus superficies o darles otras características superficiales. Mientras que estos baños tienen sus propias ventajas y son muy utilizados, el peligro radica en que la capa puede ser dañada o deteriorarse de algún modo, lo que anularía su efecto protector. La apariencia del acero inoxidable

Generalidades

La característica fundamental de los aceros inoxidables es su excelente comportamiento frente a la corrosión, tanto atmosférica, como de otros agentes y medios que puedan ser más agresivos y que constituyan el ambiente de trabajo de los aceros. La resistencia a la corrosión que muestran los aceros inoxidables se basa en la presencia en su composición química de un componente, el cromo (Cr). De esta manera, para que esta resistencia a la corrosión empiece a ser efectiva su porcentaje deberá ser superior al 10,5% en peso, con un máximo del 1,2% de porcentaje en peso de carbono (C).

Este contenido mínimo en cromo es fundamental para que un acero pueda ser considerado como inoxidable. De hecho, los fenómenos de corrosión de aquellos aceros situados en ambientes rurales e industriales desaparecen prácticamente cuando la proporción de cromo como elemento de aleación supera el 12%, mientras que para contenidos de cromo superiores al 15% el acero ya es resistente a la corrosión en contacto incluso con atmósferas marinas. Esta capacidad protectora que el cromo confiere a los aceros se basa en la gran afinidad que muestra el cromo por el oxígeno. De esta manera, un acero que posea un alto contenido en cromo al entrar en contacto con un medio oxidante (por ejemplo, la atmósfera) produce la formación de una finísima capa superficial de óxido de cromo (Cr2O3), que es impermeable e invisible y que cubre homogéneamente a toda la pieza de acero, impidiendo que el proceso corrosivo sobre el acero siga progresando. Este fenómeno se conoce como pasivación del acero.

La pasivación del acero inoxidable es un fenómeno automático y espontáneo que ocurre siempre que exista oxígeno suficiente en contacto con la superficie de los aceros que contienen suficiente cromo como elemento aleante en su composición. De esta manera, aunque la pieza de acero inoxidable sufra algún rasguño o un proceso de mecanizado, el cromo presente en el acero volverá a crear esta capa protectora de óxido de cromo que la protegerá de la corrosión.

No obstante, habrá situaciones donde el acero pueda perder su estado pasivo y pueda sufrir procesos de corrosión, volviéndose activo a efectos de corrosión. Suelen producirse en zonas pequeñas donde el porcentaje de oxígeno presente sea pequeño, tales como en esquinas compactas, en soldaduras incompletas o mal acabadas, o incluso en el interior de uniones mecánicas donde al no haber suficiente oxígeno no se puede generar esta capa protectora de óxido de cromo.

Tipos de aceros inoxidables

Como se ha visto, los aceros inoxidables son aleaciones de hierro (Fe), cromo (Cr) en un porcentaje en peso >10,5%, y de carbono (C) cuyo porcentaje debe ser