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CAPITULO II

MARCO REFERENCIAL

Según el Manual de Trabajo Especial de Grado del Instituto Universitario

Politécnico Santiago Mariño (2006), el marco referencial “constituye el

conjunto de aportes teóricos existentes sobre el problema que será objeto de

estudio. Comprende varios aportes cuya denominación dependerá de la

modalidad y tipo de investigación”. (p. 19). De igual manera, señala al respecto

Álvarez (2005), que el marco referencial es “donde se enmarcan o compilan

todas las definiciones teóricas y conceptuales del proyecto de investigación, a

saber: la revisión bibliográfica, los antecedentes históricos, los antecedentes

de investigación, las bases legales y el enfoque teórico” (p. 38). Partiendo de

esta sección se continuará a plantear las diferentes investigaciones, trabajos

y material de referencia que sustenta el aspecto teórico de la investigación.

Antecedentes de la Investigación

Al respecto, Arias (1999), enmarca que los antecedentes de la investigación

“se refiere a los estudios previos y tesis de grado relacionadas con el problema

planteado, es decir, investigaciones realizadas anteriormente y que guardan

alguna vinculación con el problema en estudio” (p. 14) es donde se recapitula

aquellas investigaciones que aportan puntos importantes en la elaboración del

proyecto, estos permitirá precisar y delimitar el objeto de estudio y por

consiguiente los propósitos de la investigación, con la finalidad de tener una

orientación de cuáles son los procesos a toma, no obstante este debería ser

uno de los primeros paso que el investigador tiene que tomar para el inicio y

desarrollo del proyecto.

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Según Ramirez (2010) mostró su Trabajo Especial de Grado llamado

Diseño de una Tarjeta de Control de Alineado de Bobina de Impresiones para

las Empresas Flexográficas, en el Instituto Universitario Politécnico Santiago

Mariño Maracay para optar el título de Ingeniero Electrónico. El objetivo de

esta investigación fue el diseñar una tarjeta electrónica que permita el

almacenamiento de datos en la alineación de bobina, al ocurrir una falla de

energía eléctrica el sistema pueda estar en mismo puntos donde antes fue

calibrado, esté proyecto está enmarcado dentro de la modalidad de

investigación de campo con una revisión documental, de nivel explotaría y

descriptivo.

De esta manera, esta investigación resalta la resolución de todos los

inconveniente que tenga una máquina de impresión flexográfica, teniendo así

una similitud con la presente investigación, porque se encuentra en el área de

las artes gráfica, colaborando así para el mejor análisis, desarrollo y

funcionamiento del estudios de las variables principales que deben ser

tomadas en cuenta en el área, para el diseño de la tarjeta electrónica,

buscando la aportación, comodidad y mejora en el desempeño de los

operadoras, para que su labor sea lo más amigable posible, tomando en

cuenta que mientras tengan mejor acondicionamiento la producción es más

efectiva.

Asimismo, Camacaro (2011) presentó su Trabajo Especial de Grado

denominado Automatización de la Máquina de Inyección de Plástico de la

empresa Derivados Plástico, C.A. Maracay, Estado Aragua, en el Instituto

Universitario Politécnico Santiago Mariño Maracay para optar el título de

Ingeniero Electrónico. Tuvo como objetivo principal automatizar la máquina de

inyección de plástico, presentando una solución a las diferentes dificultades

que se presentaba en la maquinaria, la cual atribuyó a la posibilidad de lograr

el aumento de la velocidad, disminución de tiempo y ajusto de temperatura,

reduciendo así los costos y consumo excesivo de materia prima. El estudio se

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enmarco dentro de la modalidad de proyecto factible, apoyando en la

investigación de campo de tipo descriptivo, todo esto junto con las entrevistas

realizadas a los mecánicos, al personal de producción, entre otros.

El aporte de esta investigación está en la ventaja de la restructuración de

todo un sistema electrónico mediantes equipos modernos, teniendo así

semejanza con el proyecto a investigar, aprovechando los aparatos que se

encuentran en la maquinaria y que sirvieron de utilidad para el mejoramientos

de los procesos que tiene una maquina inyectora, al igual que el proyecto que

se lleva acabó tiene como finalidad, la renovación de toda un conjunto de

medición en una guillotina por medio de una tarjeta electrónica que ayudara a

mejorar los cortes, obteniendo así una reducción gastos de materia prima,

además la aportación teórica de la investigación colaboró en la organización e

investigaciones de puntos relevantes para la elaboración del mismo.

En consecuencia, Ventura (2013) en su Trabajo Especial de Grado, titulado

Automatización de la Máquina Llenadora de Salsas para Condimentar de la

Empresa Alimentos Venmonter, C.A. Ubicada en la Morita II, Estado Aragua,

en el Instituto Universitario Politécnico Santiago Mariño Maracay para optar el

título de Ingeniero Electrónico. Teniendo como propósito la automatización de

una línea de llenado de salsas, la cual se encarga de la fabricación de salsa

de ajo, salsa inglesa y salsa de soya; este proyecto consto básicamente con

el cambio de sistema eléctrico a relé para un sistema moderno electrónico. Se

realizó con la modalidad de investigación de campo apoyado en un proyecto

factible, teniendo un carácter descriptivo y revisión, usando como recolección

de datos la observación directa y la encuesta no estructurada.

Referente al anterior proyecto, se vincula con la investigación en la manera

que la reconstrucción e innovación de una línea de producción, permitirá la

evolución de esa área en la empresa, contribuyendo así con el desarrollo de

la misma, no obstante este trabajo contribuyó en la importancia de los

requisitos mínimos que se deben de tomar en cuenta para un diseño, tomando

9

en precaución los sistemas de implementados en una planta, por otro lado, la

utilización de matrices de evaluación y criterios definidos al seleccionar

equipos en la industria donde se consideran características y operacionales,

para determinar la opción más conveniente a la solución del problema en los

cuales se emplearan.

Por consiguiente, Fernández (2014), anuncia en su Trabajo Especial de

Grado nombrado como Diseño de un Sistema de Control para la Preparación

de Masa en el Área de fabricación de Wafer, de la empresa Nestlé de

Venezuela, S.A. Ubicado en Santa Cruz, Estado Aragua, en el Instituto

Universitario Politécnico Santiago Mariño Maracay para optar el título de

Ingeniero Electrónico. Esta investigación tuvo como finalidad la elaboración de

un sistema de control para que la masa de wafer tenga un punto ideal y rapidez

de este producto, esté proyecto está enmarcado dentro de la modalidad de

proyecto factible, con un tipo de investigación de campo, según el nivel

proyectivo, apoyando en una investigación descriptiva y documental, el autor

realizo un censo de (11) personas para la aprobación de la mezcla final de la

masa, obteniendo así un resultado satisfactorio.

Este Trabajo Especial de Grado tuvo una contribución a la investigación, en

la implementación de un diseño inédito, como es la creación de un sistema

nuevo y creativo, para ayudar a la producción de la empresa, embargándose

con una propuesta de gran magnitud, demostrando en los resultados, que no

hay impedimentos que no se puede realizar teniendo los conocimientos

precisos para el desarrollo de cualquier proyecto, resaltando así la confianza

de la empresa en el autor del trabajo. También fue de gran ayuda para las

observaciones, descripciones, investigaciones que se lleva a cabo para un

propósito de gran envergadura. Debido a su estrecha relación con la

investigación, estableciendo la importancia y las razones para realizar mejoras

una maquinaria sin ver los obstáculos que se van a presentar.

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Bases Teóricas

Arias (2006) infiere que las bases teóricas “comprenden un conjunto de

conceptos y proposiciones que constituyen un punto de vista o enfoque

determinado, dirigido a explicar el fenómeno o problema planteado” (p. 15). En

esta sección debe haber una secuencia que integre el tema a trata, como

primer lugar se toma una ubicación del problema en un enfoque teórico

determinado, luego se relaciona entra la teoría y el objeto de estudios,

siguiente a eso la posiciones de diferentes autores sobre el problema de la

investigación y por último se tiene que adoptar una postura la cual debe ser

justificada. Todo debe formar un conjunto de arreglo para que haya un

entendimiento previo de los que se hará para la cumplir el objetivo del

proyecto.

Guillotina

Máquina utilizada en la Industria Gráfica para cortar, refilar hojas de papel,

cartulina o cartón en porciones de altura variable hasta una altura máxima

dada por el tipo de guillotina utilizada. Consta de una hoja de acero afilada en

uno de sus lados, llamada cuchilla, una escuadra de apoyo lateral fija y una de

apoyo frontal móvil, cuya posición nos da la distancia de corte. La palabra

guillotina se refiere a una máquina para cortar cabeza, la que fue popularizada

durante la revolución francesa, pues se usó para cortarle la cabeza al rey Luis

XVI en la plaza de la revolución. El nombre de esta máquina es un epónimo

del doctor francés Louis Guillotin, quien en 1789 propuso que se fuera usada

para las ejecuciones. Según el buen doctor, esta manera de ejecución a las

personas no involucraba tortura.

Guillotina Convencional

El proceso de cortado o trocear en las artes gráficas es sumamente

importante ya que en ella está el acabado del producto final, porque todo

producto impreso pasa por esta fase, el corte puede significar trocear formatos

11

mayores en formatos menores o recortar los bordes (desbarbar) de pliegos ya

impresos, se necesita para ello una maquinaria que hagan un corte con la

medida requerida, principalmente hay tres tipos de guillotina los cuales son:

Cortadora, Trilateral y Convencional. Cada uno de ella tiene su uso en

particular, pero la convencional es con la se va a implementar el diseño

electrónico.

Pérez A (2009) describe que las guillotina convencional, Son

aquellas guillotinas que están provistas de una sola cuchilla

que efectúa cortes rectilíneos. Sirve para recortar o desbarbar

al formato deseado, postetas de hojas impresas de tamaño

superior. También se utiliza para trocear hojas de grandes

dimensiones en otros formatos menores de máquina. Las

partes más importantes de una guillotina son: mesa,

escuadras, tope, pisón y cuchillas. (p8).

Figura 1. Guillotina Convencional Industrial de Papel

Tomado de: http://www.maquinaria-artesgraficas.com/productos/guillotina-molina-

hidraulica-82-luz

12

Mesa

La mesa o lecho de acero es la base de apoyo lisa sobre la que se

colocan y desplazan los pliegos a cortar. En grandes formatos tiene un

sistema neumático que facilita los desplazamientos.

Escuadras laterales

Son dos piezas lisas colocadas en los laterales, que sirven para

escuadrar la posteta de pliegos, junto con el tope, en el momento del corte.

En cada corte se utiliza una de las dos.

Tope

Es una pieza móvil de acero, que se sitúa en la parte posterior de la

mesa. Sirve, además de para escuadrar, para marcar la medida de corte,

que se cuenta a partir de él.

Pisón

El pisón es una pieza de acero de movimiento vertical que sujeta la pila

de pliegos durante la acción de la cuchilla, para evitar deslizamientos en el

momento del corte.

El pisón tiene un impulso reforzado por un compresor que aumenta la

presión ejercida sobre la pila, justo en el momento del corte.

Cuchilla

La cuchilla realiza el corte mediante un movimiento sesgado (de tijera). Es

una hoja afilada con un solo filo, sujeta a una porta cuchillas. El movimiento

de tijera lo realiza deslizando la cara sin filo en el pisón, que ejerce de "hoja

fija".

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Figura 2. Partes de un Guillotina Industrial de Papel

Tomado de: http://www.monograf ias.com/trabajos84/guia-trabajo-area-post -

prensa/image002.jpg

Diseño

Del italiano disegno, la palabra diseño se refiere a un boceto, bosquejo o

esquema que se realiza, ya sea mentalmente o en un soporte material, antes

de concretar la producción de algo. Así mismo, el término también se emplea

para referirse a la apariencia de ciertos productos en cuanto a sus líneas,

forma y funcionalidades. De esta manera, el concepto de diseño suele

utilizarse en el contexto de las artes, la arquitectura, la ingeniería y otras

disciplinas, el momento del diseño implica una representación mental y la

posterior plasmación de dicha idea en algún formato gráfico para exhibir cómo

será la obra que se planea realizar. El diseño, por lo tanto, puede incluir un

dibujo o trazado que anticipe las características de la obra.

14

Referente a esto, al diseñar, la persona no sólo tiene en cuenta aspectos

estéticos, sino también cuestiones funcionales y técnicas, de acuerdo a esto

exige a los diseñadores estudios, investigaciones y tareas de modelado que le

permitan encontrar la mejor manera de desarrollar el objeto que pretenden

crear.

MicroCut

El MicroCut o dispositivo de corte controlado por computador, que se

diseñó, está basado en el producto existente en el mercado internacional que

comercializa la empresa C&P Microsystems con su modelo MicroCut Jr. El

sistema está constituido por un tipo de escuadra que posee la máquina

guillotina y que determina hasta donde entra el papel para ser cortado, por lo

cual limita la medida de corte. Este es movido por un motor de CD tipo

universal al cual se le diseño un actuador adecuado que permite dos

velocidades hacia adelante y una hacia atrás.

También cuenta con un encoder tipo incremental usado como elemento de

realimentación del sistema y saber cuál es la ubicación actual de la escuadra,

y cuatro sensores inductivos para detectar elementos a ciertas distancias para

uso del sistema de control. Estas señales de control se adecuaron con circuitos

amplificadores dadas las especificaciones del PLC. Por otro lado, el MicroCut

viene equipado con un panel compuesto por un display y teclado que sirve de

interfaz hombre-máquina, con el que la persona manipula y observa el estado

del sistema. Para esto se escogió un PLC Jazz de marca Unitronics que cuenta

con la interfaz necesaria y todos los requerimientos para el desarrollo del

sistema.

Operación Del Prototipo Microcut

El sistema de control de avance o MicroCut realiza las siguientes tareas:

Encendido y calibración; el sistema enciende y alimenta los sensores y

encoder para poner en marcha el motor hacia atrás hasta el punto inicial.

15

Modo de Operación Manual; el modo manual es usado por el operario

cuando desea controlar manualmente y arbitrariamente la posición de la

escuadra para cada corte que se ejecute con la máquina.

Modo para ingreso de programa; el dispositivo se dispone para recibir las

dimensiones de corte a realizar en un programa de corte, entendiendo éste

último como una serie o sucesión de posiciones que la escuadra debe alcanzar

en todo lo ancho de su recorrido para que el usuario u operario obtenga los

cortes que requiera. Cada programa tiene como máximo 10 dimensiones

permitidas para establecer.

Modo de Operación Automática; en este modo el MicroCut toma el control

total de posicionamiento de la escuadra a través del orden establecido por el

programa de corte que el usuario haya escogido previamente para ser

ejecutado.

Figura 3. MicroCut

Tomado de: http://georgedunn.com/cgi -bin/image/templates/microcut1.jpg

Sensores

Un sensor es un dispositivo eléctrico y/o mecánico que convierte

magnitudes físicas (luz, magentismo, presión, etc.) en valores medibles de

dicha magnitud. Esto se realiza en tres fases:

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Un fenómeno físico a ser medido es captado por un sensor, y muestra en

su salida una señal eléctrica dependiente del valor de la variable física.

La señal eléctrica es modificada por un sistema de acondicionamiento de

señal, cuya salida es un voltaje.

El sensor dispone de una circuitería que transforma y/o amplifica la tensión

de salida, la cual pasa a un conversor A/D, conectado a un PC. El convertidor

A/D transforma la señal de tensión continua en una señal discreta.

Existe donde tipo de sensores según su entorno son los siguientes:

Sensores internos: sensores integrados en la propia estructura mecánica

del robot, que dan información del estado del robot: fundamentalmente de la

posición, velocidad y aceleración de las articulaciones.

Sensores externos: dan información del entorno del robot: alcance,

proximidad, contacto, fuerza, etc. Se utilizan para guiado de robots, para

identificación y manipulación de objetos.

Figura 4. Tipo de Sensores

Tomado de: http://3.bp.blogspot.com/ -

GjlQbBJaCy8/UeI lxbuNrII/AAAAAAAAAIo/09xc42bm4u8/s1600/t ipos_de_sensores_430

139_t0.jpg

17

Descriptores Estáticos de un Sensor

Los descriptores estáticos definen el comportamiento en régimen

permanente del sensor:

Rango: valores máximos y mínimos para las variables de entrada y salida

de un sensor.

Exactitud: la desviación de la lectura de un sistema de medida respecto a

una entrada conocida. El mayor error esperado entre las señales medida e

ideal.

Repetitividad: la capacidad de reproducir una lectura con una precisión

dada.

Reproducibilidad: tiene el mismo sentido que la repetitividad excepto que se

utiliza cuando se toman medidas distintas bajo condiciones diferentes.

Resolución: la cantidad de medida más pequeña que se pueda detectar.

Error: es la diferencia entre el valor medido y el valor real.

No linealidades: la desviación de la medida de su valor real, supuesto que

la respuesta del sensor es lineal. No-linealidades típicas: saturación, zona

muerta e histéresis.

Sensibilidad: es la razón de cambio de la salida frente a cambios en la

entrada: s = ∂V /∂x.

Excitación: es la cantidad de corriente o voltaje requerida para el

funcionamiento del sensor.

Estabilidad: es una medida de la posibilidad de un sensor de mostrar la

misma salida en un rango en que la entrada permanece constante.

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Descriptores Dinámicos de un Sensor

Tiempo de retardo: td, es el tiempo que tarda la salida del sensor en

alcanzar el 50% de su valor final.

Tiempo de subida: tr, es el tiempo que tarda la salida del sensor hasta

alcanzar su valor final. => velocidad del sensor, es decir, lo rápido que

responde ante una entrada.

Tiempo de pico: tp, es el tiempo que tarda la salida den sensor en alcanzar

el pico máximo de su sobreoscilación.

Pico de sobreoscilación: Mp, expresa cuanto se eleva la evolución temporal

de la salida del sensor respecto de su valor final.

Tiempo de establecimiento: ts, el tiempo que tarda la salida del sensor en

entrar en la banda del 5% alrededor del valor final y ya no vuelve a salir de

ella.

Proceso de calibración: consiste en realizar la comparación de la respuesta

del sensor con otros que tienen una respuesta estándar conocida; de esta

manera se establece la relación entre la variable medida por el sensor y su

señal de salida.

Sensores De Posición

Analógicos: potenciómetros, resolver, sincro, LVDT, Inductosyn.

Digitales: encoders (absolutos e incrementales).

Encoders

Los codificadores rotatorios (conocidos genéricamente como encoders) son

mecanismos utilizados para entregar la posición, velocidad y aceleración del

rotor de un motor. Sus principales aplicaciones incluyen aplicaciones en

robótica, lentes fotográficas, aplicaciones industriales que requieren medición

angular, militares, etc. Un codificador rotatorio es un dispositivo

19

electromecánico que convierte la posición angular de un eje, directamente a

un código digital. Los tipos más comunes de encoders se clasifican en:

absolutos y relativos (conocidos también como incrementales). Los encoders

absolutos pueden venir codificados en binario o gray. Dentro de los encoders

incrementales, se encuentran los encoders en cuadratura, ampliamente

utilizados en motores de alta velocidad y en aplicaciones en las que interesa

conocer la dirección del movimiento del eje.

El tipo común de encoder incremental consiste de un disco solidario al eje

del motor que contiene un patrón de marcas o ranuras que son codificados por

un interruptor óptico (par led/fotodiodo o led/ fototransistor) generando pulsos

eléctricos cada vez que el patrón del disco interrumpe y luego permite el paso

de luz hacia el interruptor óptico a medida que el disco gira. La resolución de

un encoder típico es del orden de 1000 pulsos por revolución. Desde un

encoder incremental no se puede determinar la posición angular absoluta del

eje. Para poder determinar la posición relativa a un punto de referencia (cero),

el encoder debe incluir una señal adicional que genera un pulso por revolución,

denominada índice.

Figura 5. Encoder

Tomado de: http://www.automationdirect.com/ images/overviews/encoder_trdn_300.jpg

Encoder en Cuadratura

Corresponde a un tipo de encoder incremental que utiliza dos sensores

ópticos posicionados con un desplazamiento de ¼ de ranura el uno del otro,

20

generando dos señales de pulsos digitales desfasada en 90º o en cuadratura.

A estas señales de salida, se les llama comúnmente A y B. Mediante ellas es

posible suministrar los datos de posición, velocidad y dirección de rotación del

eje. Si se incluye la señal de referencia, se le denomina I (índice).

Usualmente, si la señal A adelanta a la señal B (la señal A toma valor lógico

“1” antes que la señal B, por ejemplo), se establece el convenio de que el eje

está rotando en sentido horario, mientras que si B adelanta a A, el sentido será

antihorario.

Figura 6. Encoder

Tomado de: http://www.pmdcorp.com/images/art icles/opt ical-encoder-450px.jpg

El disco de un encoder generalmente da una vuelta por revolución del motor

o eje al cual se encuentra adosado. Pero podría estar acoplado a través de un

sistema de transmisión con una proporción conocida de reducción o elevación.

De esta manera la frecuencia de la señal A o B variará de manera proporcional

a la velocidad del rotor. Así, midiendo la frecuencia de dichas señales y

conociendo la manera de cómo se encuentra acoplado, es posible determinar

la velocidad de giro del eje. Dependiendo del fabricante, la señal índice puede

estar sincronizada con la señal A o B, y la duración del pulso puede variar entre

un cuarto de período a un período completo de una de las señales en

cuadratura.

Para decodificar la información de dirección entregada por un encoder en

cuadratura, se puede abordar el problema desde el punto de una máquina

21

secuencial que tiene 4 estados, dados por las combinaciones originadas por

los bits de la señal A y B en un período. Es decir, se tendrán los estados 00,

01, 10, 11, con el primer dígito correspondiente a la señal A y el segundo a la

señal B (AB). De acuerdo a las transiciones que pudiesen ocurrir, se define

una tabla de búsqueda (tabla de verdad) que podría abarcar las siguientes

situaciones: giro horario, giro antihorario, error momentáneo (sin cambio), y

error (cambios de fase producidos por sobre velocidad u otro factor). Además,

es común asociar cada detección de giro a un contador, que se incrementará

o decrementará según la dirección sea en sentido horario o antihorario,

respectivamente.

Sensores de proximidad

Detección de objetos próximos, antes del contacto para agarrar o evitar un

objeto:

Sensores inductivos

Sensores de efecto Hall.

Sensores Capacitivos

Sensores ultrasónicos

Sensores ópticos.

Sensores Inductivos

Modificación de un campo magnético por presencia de objetos metálicos.

Consiste en una bobina situada junto a un imán permanente.

En condiciones estáticas no hay ningún movimiento en las líneas de flujo y

no se induce ninguna corriente en la bobina.

Cuando un objeto metálico penetra en el campo del imán o lo abandona, el

cambio resultante en las líneas de flujo induce un impulso de corriente, cuya

amplitud es proporcional a la velocidad del cambio del flujo.

22

La forma de onda de la tensión a la salida de la bobina proporciona un medio

para detectar la proximidad de un objeto.

Figura 7. Sensor Inductivo

Tomado de: http://zensotec.com/image/cache/data/sensores/ZI30%20RASANTE -

500x500.jpg

Motor Corriente Directa

Los motores de corriente directa transforman la energía eléctrica en energía

mecánica. Impulsan dispositivos tales como malacates, ventiladores, bombas,

calandrias, prensas, preforadores y carros. Estos dispositivos pueden tener

una característica de par o momento de torsión-velocidad muy definida (como

una bomba o un ventilador) o una extremadamente variable (como un

malacate o un automóvil): La característica de par o de momento de torsión-

velocidad del motor debe ser adaptada al tipo de carga que tiene que impulsar,

y este requerimiento ha dado lugar a tres tipos básicos de motores:

Motores en derivación (o shunt)

Motores en serie

Motores compuestos.

Los motores de corriente continua rara vez se utilizan en aplicaciones

industriales ordinarias ya que todos los sistemas eléctricos suministran

corriente alterna. Sin embargo, en aplicaciones especiales, como fábricas de

23

acero, minas y trenes eléctricos, en ocasiones es conveniente transformar la

corriente alterna en corriente directa para utilizar motores de cd. La razón és

que las características de par o momento de torsión-velocidad de los motores

de cd pueden ser variadas dentro de un amplio intervalo sin perder su alta

eficiencia.

Hoy en día, este planteamiento general puede ser cuestionado porque la

disponibilidad de controladores eléctricos complejos ha hecho posible utilizar

motores de corriente alterna en aplicaciones de velocidad variable. No

obstante, aún existen millones de motores de cd en servicio y se están

produciendo algunos miles más cada año.

Figura 8. Motor de Corriente Continua

Tomado de: http://img.direct industry.com/images_di/photo-g/permanent -magnet-electric -

motors-dc-9033-2326109.jpg

Fuerza Contraelectromotriz (fcem)

Los motores de corriente directa se construye del mismo modo que los

generadores; por consiguiente, una máquina de cd puede operar como motor

o como generador. Para ilustrar lo anterior, considere un generador de cd en

el que la armadura, inicialmente en reposo, está conectada a una fuente de cd

Es por medio de un interruptor. La armadura tiene una resistencia R y el campo

magnético es creado por un juego de imanes permanentes.

24

En cuanto se cierra el interruptor, una gran corriente fluye en la armadura

porque su resistencia es muy baja. Los conductores individuales de la

armadura de inmediato se someten a una fuerza porque están inmersos en el

campo magnético creado por los imanes permanentes. Estas fuerzas se

suman para producir un poderoso par o momento de torsión que hace girar la

armadura.

Por otra parte, en cuanto la armadura comienza a girar, ocurre un segundo

fenómeno: el efecto de generador. Sabemos que un voltaje E0 es inducido en

los conductores de la armadura en cuanto éstos atraviesan un campo

magnético. Esto siempre es cierto, sin importar qué provoque la rotación. El

vapor y la polaridad del voltaje inducido son los mismos que los obtenidos

cuando la máquina opera como generador. Por lo tanto, el voltaje inducido E0

es proporcional a la velocidad de rotación n del motor y al flujo Ф por polo:

E0 = ZnФ/60

Como en el caso de un generador, Z es una constante que depende del

número de vueltas en la armadura y del tipo de devanado. En el caso de

devanados imbricados o de lazo, Z es igual al número de conductores de la

armadura.

En el caso de un motor, el voltaje inducido E0 se conoce como fuerza

contraelectromotriz (fcem) porque su polaridad siempre actúa contra el voltaje

de la fuente Es. Actúa contra el voltaje en el sentido de que el voltaje neto que

actúa en el circuito en serie de la figura es igual a(Es - E0) volts y no a (Es +

E0) volts.

Aceleración del Motor

El voltaje neto que actúa en el circuito de la armadura es (Es - E0) volts. La

corriente resultante I en la armadura está limitada sólo por la resistencia R de

ésta, por lo que

25

I = (Es - E0) / R

Cuando el motor está en reposo, el voltaje inducido E0 = 0 por lo que la

corriente eléctrica de arranque es:

I = E0 / R

La corriente de arranque puede ser 20 o 30 veces mayor que la corriente a

plena carga nominal del motor. En la práctica, esto haría que los fusibles se

quemaran o que los cortacircuitos o sistemas de protección se activarán sin

embargo, si están ausentes, las grandes fuerza que actúan en los conductores

de la armadura producen un poderoso par o momento de torsión de arranque

y, en consecuencia, una rápida aceleración de la armadura.

Conforme se incrementa la velocidad, la fcem E0 también se incrementa, lo

que provoca que el valor de (Es - E0) disminuya. De donde deducimos que la

corriente I en la armadura disminuye progresivamente a medida que se

incrementa la velocidad. Aun cuando la corriente en la armadura disminuye, el

motor continúa acelerándose hasta que alcanza una velocidad máxima

definida. Sin carga, esta velocidad produce una fcem E0 un poco menor que

el voltaje de la fuente es. De hecho, si E0 fuera igual a Es, el voltaje neto (Es

– E0) sería cero, por lo que la corriente I también seria cero. Las fuerza

impulsoras dejarían de actuar en los conductores de la armadura y la

resistencia mecánica impuesta por el ventilador y los cojinetes haría que el

motor se desacelerara de inmediato. A medida que disminuye la velocidad, el

voltaje neto (Es – E0) aumenta y también la corriente I. La velocidad dejará de

disminuir en cuanto el par o momento de torsión desarrollado por la corriente

en la armadura sea igual al par o momento de torsión de la carga. De este

modo, cuando un motor funciona sin carga, la fcem debe ser un poco menor

que Es, como para permitir que fluya una pequeña corriente, suficiente para

producir el par o momento de torsión requerido.

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Velocidad de Rotación

Cuando un motor de cd impulsa una carga entre las condiciones sin carga

y plena carga, la caída IR provocada por la resistencia de la armadura

provocada por la resistencia de la armadura siempre es pequeña comparada

con el voltaje de suministro Es. Esto indica que la fcem E0 es casi igual a Es.

Por otra parte, ya vimos que E0 puede ser expresada por la ecuación:

E0 = ZnФ/60

Reemplazando E0 por el Es, obtenemos.

Es = ZnФ/60

Es decir.n = 60Ex / (ZФ) (aprox.)

Donde

.n = velocidad de rotación rpm

Es = voltaje de la armadura [V]

Z = número total de conductores en la armadura.

Esta importante ecuación muestra que la velocidad del motor es

directamente proporcional al voltaje suministrado a la armadura e

inversamente proporcional al flujo por polo. Ahora veremos cómo se aplica

esta ecuación.

Variador de Velocidad de Motor DC

Las características de funcionamiento de los motores DC de excitación

independiente y el desarrollo de la electrónica de potencia, han permitido

fabricar equipos variadores de velocidad que controlan prácticamente todos

los parámetros importantes del motor, permitiendo su uso en todo tipo de

aplicaciones industriales. Dichas aplicaciones van desde el control de

velocidad del motor hasta el control de su posición (servo-variadores). Los

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motores DC tienen numerosos inconvenientes, pues necesitan alimentaciones

de potencia en continua. Además para la misma potencia, estas máquinas son

de dimensiones y costos mayores que los motores de inducción y necesitan

más mantenimiento debido al conmutador.

Las ventajas de los motores DC es que pueden proporcionar altos pares de

arranque, su margen de velocidad es grande por encima y por debajo de los

valores nominales y su procedimiento de regulación es más sencillo y

económico que los correspondientes a los motores de inducción. 9Por las

razones expuestas líneas arriba, se siguen usando los motores DC y por lo

tanto los variadores de velocidad para dicho tipo de motor han seguido

desarrollándose sobre todo en lo que respecta a su etapa de control

(comunicación por computadora, panel digital de programación, auto-sintonía,

etc.), pues su etapa de potencia (rectificadores controlados mediante tiristores

o transistores) permanece invariable.

Figura 9. Variador de Motor DC

Tomado de: http://www.megaenlinea.com/assets/images/variadorabierto. jpg

Variación De Velocidad

De las ecuaciones (1-1) y (1-2) de la Unidad I se tiene que la velocidad

depende de:

28

Por lo tanto, el control de la velocidad de un motor DC se consigue mediante

la variación del voltaje de armadura ( ) o por variación del flujo magnético del

campo (proporcional a). Hasta antes de la llegada de los variadores

electrónicos de velocidad para motores DC, las formas de regular la velocidad

eran por procedimientos que se citan a continuación:

a. Por variación de la tensión en bornes de armadura:

Control reostático de la tensión de armadura. Tracción eléctrica.

Empleando un elevador/reductor.

Modificando el acoplamiento de dos motores por medio de engranajes.

Sistema Ward-Leonard.

b. Por variación de flujo de campo:

Reóstato de regulación de campo.

Inversión de Giro de Motores DC

La inversión de giro de un motor DC se necesita en gran cantidad de

aplicaciones. Para cambiar el sentido de giro hay que variar el campo

magnético en uno de los dos circuitos del motor (armadura o campo). En la

práctica, la variación del sentido del campo magnético se hace sobre el

bobinado de armadura tal como se muestra en la figura 1. En este caso la

posición del interruptor nos permite cambiar el sentido de la polaridad del

voltaje DC que recibe la armadura y por lo tanto cambiará el sentido de giro

del motor.

29

Frenado de Motores DC

El frenado o parada rápida es una de las maniobras más importantes a

realizar en el mando de un motor. Dicho objetivo se puede lograr por:

Frenado por recuperación de energía o también llamado regenerativo.

Frenado reostático o también llamado dinámico.

Frenado por inversión de corriente de armadura.

Etapa de Potencia

Usualmente, una unidad de potencia de estado sólido convierte la energía

AC de la planta a un voltaje DC ajustable. Este voltaje alimenta a la armadura

del motor. La velocidad del motor DC varía proporcionalmente al voltaje de

armadura asumiendo:

EL motor es suficientemente grande para alimentar a la carga conectada.

La corriente de campo del motor es constante.

Los motores DC tienen dos componentes principales: armadura y campo.

La interacción de los campos magnéticos de ambos componentes provoca la

rotación del rotor.

La etapa puede ser implementado mediante el uso de:

Tiristores

Transistores

Variador a Tiristores

Los Rectificadores Controlados de Silicio (SCR) normalmente llamados

“tiristores”, usados en la unidad de potencia convierten voltaje AC a un voltaje

DC controlado. El SCR conduce corriente cuando un pequeño impulso de

voltaje es aplicado a su terminal “gate”. La mayoría de variadores a tiristor

30

diseñados para operar con alimentación AC monofásica, tienen 4 tiristores.

Las unidades que operan con alimentación trifásica son frecuentemente

construidas con seis tiristores. Una variante de dicho diseño incluye el

reemplazo de la fila inferior de tiristores por diodos rectificadores y adicionando

un diodo de conmutación a través de la salida de armadura DC. La fuente del

campo mostrada se encuentra implementada por un puente de diodos, por lo

tanto el campo recibe un voltaje DC fijo de valor igual a su nominal.

La armadura recibe voltaje DC variable, con la finalidad de que el motor

trabaje en la región de torque constante tal como se vio anteriormente. Para

desconectar físicamente al motor de la unidad de potencia de estado sólido,

se utiliza un contactor (M), ver figura 4. Al energizar la bobina de control del

contactor M, el puente rectificador a tiristores alimenta a la armadura haciendo

que dicha máquina trabaje como motor impulsando a la carga acoplada a su

eje.

Cuando se desea tener control de frenado de dicho motor, se puede frenar

rápidamente por medio de una resistencia de frenado dinámico (Dynamic

Brake: DB) a través de la armadura del motor, ver figura. 4. La bobina de

control del contactor M debe ser desenergizada para permitir que la resistencia

DB actúe como una carga de la armadura, la cual por acción de la inercia de

su carga, se ha convertido en generador. Dicho frenado dinámico sólo es

efectivo mientras la armadura se encuentre en movimiento. Adicionando otro

grupo de tiristores (denominados sección reversa) conectados con polaridad

invertida, el variador obtiene capacidades regenerativas y puede operar en los

cuatro cuadrantes. Dicha configuración ofrece operación bidireccional sin el

uso de contactores de inversión y frenado regenerativo controlado.

El frenado regenerativo se entiende como el retorno de energía desde el

motor (durante el instante de frenado se comporta como generador) hacia la

fuente de alimentación AC. Dicha energía debe ser de algún modo absorbida

por la fuente. La figura 6 nos muestra que durante el frenado, la polaridad de

31

la armadura no cambia pero si el sentido de la corriente. Esto quiere decir que

para el frenado regenerativo el voltaje de alimentación a la armadura se debe

hacer menor que la tensión contra-electromotriz. Los variadores a tiristores son

los normalmente utilizados en la industria pues pueden controlar motores DC

de fracciones de potencia hasta decenas de MW.

Variador a Transistores

Los Variadores a transistores son usados en aplicaciones de baja potencia

con motores de fracciones de HP, y sobre todo para el control de posición en

servo-mecanismos debido a la rapidez en respuesta que tiene su etapa de

potencia implementada con transistores, los cuales trabajan a velocidades de

kHz. Los motores DC usados son del tipo imán permanente, es decir que su

campo es un material magnético sólido, el cual proporciona flujo magnético a

la armadura, la cual es bobinada y tiene conmutador y escobillas similar a lo

ya estudiado. El tiempo de vida de los motores de imán permanente depende

del tiempo que permanezca el flujo magnético nominal para el que fue

fabricado. Si disminuye el flujo magnético del motor, éste pierde su torque

nominal y su trabajo no será eficiente pudiendo sobrecargarse con exceso de

corriente.

Microcontroladores PIC

Los PIC (Circuito Integrados Programables) son una familia de

microcontroladores tipo RISC fabricados por Microchip Technology Inc. y

derivados del PIC1650, originalmente desarrollado por la división de

microelectrónica de General Instrument. El nombre actual no es un acrónimo,

en realidad, el nombre completo es PICmicro, aunque generalmente se utiliza

como Peripheral Interface Controller o controlador de interfaz periférico. Así

mismo, El PIC original se diseñó para ser usado con la nueva CPU de 16 bits

CP16000, siendo en general una buena CPU, ésta tenía malas prestaciones

32

de entrada y salida, y el PIC de 8 bits se desarrolló en 1975 para mejorar el

rendimiento del sistema quitando peso de E/S a la CPU.

De la misma manera, el PIC utilizaba micro código simple almacenado en

ROM para realizar estas tareas y aunque el término no se usaba por aquel

entonces, se trata de un diseño RISC que ejecuta una instrucción cada 4 ciclos

del oscilador. En 1985 la división de microelectrónica de General Instrument

se separa como compañía independiente que es incorporada como filial (el 14

de diciembre de 1987 cambia el nombre a Microchip Technology y en 1989 es

adquirida por un grupo de inversores) y el nuevo propietario canceló casi todos

los desarrollos, que para esas fechas la mayoría estaban obsoletos. El PIC,

sin embargo, se mejoró con EPROM para conseguir un controlador de canal

programable.

Hoy en día, una multitud de PICs vienen con varios periféricos incluidos

módulos de comunicación serie, UARTs, núcleos de control de motores, entre

otros, con memoria de programa desde 512 a 32.000 palabras (una palabra

corresponde a una instrucción en lenguaje ensamblador, y puede ser de 12,

14, 16 ó 32 bits, dependiendo de la zfamilia específica de PICmicro).

Las extensas áreas de aplicación de los microcontroladores, que se pueden

considerar ilimitadas, como pueden ser juguetes, horno microondas,

frigoríficos, televisores, computadoras, impresoras, módems, el sistema de

arranque de nuestro coche, entre otros.

Principales Marcas:

Según volumen de ventas y diversidad de modelos podemos establecer

como principales a los siguientes fabricantes:

- Microchip Technology Corp.

- STMicroelectronics

- Atmel Corp.

- Motorola Semiconductors Corp.

33

Microcontroladores más usados:

PIC12C508/509 encapsulamiento reducido de 8 pines, oscilador interno,

popular en pequeños diseños como el iPod remote.

PIC12F629/675 y PIC16F84, considerado obsoleto, pero imposible de

descartar y muy popular.

PIC16F84A tiene una buena actualización en comparación del anterior,

algunas versiones funcionan a 20 MHz, compatible 1:1.

PIC16F628A, es la opción típica para iniciar una migración o actualización

de diseños antiguos hechos con el PIC16F84A. Posee puerto serial, módulos

de comparación análoga, PWM, módulo CCP, rango de operación de voltaje

aumentado, entre otras.

PIC16F88, Nuevo sustituto del PIC16F84A con más memoria, oscilador

interno, PWM, entre otros, que podría convertirse en popular como su

hermana.

La subfamilia PIC16F87X y PIC16F87XA son los hermanos mayores del

PIC16F84 y PIC16F84A, con cantidad de mejoras incluidas en hardware.

Bastante común en proyectos de aficionados.

PIC16F886/887 Nuevo sustituto del 16F876A y 16F877A con la diferencia

que el nuevo ya se incluye oscilador interno.

PIC16F193x Nueva gama media de PIC optimizado y con mucha RAM,

ahora con 49 instrucciones por primera vez frente a las 35 de toda la vida.

PIC18F2455 y similares con puerto USB 2.0

PIC18F2550 manejo de puertos USB 2.0 y muy versátil.

PIC18F452, PIC18F4550, dsPIC30F2010, dsPIC30F3014, dsPIC30F3011.

Microcontroladores ideales para control electrónico de motores eléctricos de

inducción, control sobre audio, entre otras aplicaciones.

PIC32 (Nueva gama de PIC de 32 bits, los más modernos ya compatible

con USB 2.0).

34

Figura 10. Microcontrolador

Tomado de: http://www.microcomsolutions.com/images/pic16f877a. jpg

Diferencia entre Microprocesador y Microcontrolador

El Microprocesador, se puede observar en la Figura 17, que dependiendo

del circuito se requerían algunos circuitos integrados adicionales además del

Microprocesador como por ejemplo:

RAM (para almacenar datos temporalmente y memorias)

ROM (para guardar el programa encargado del proceso del equipo)

Circuito integrado (para los puertos de entrada y salida)

Descodificador de direcciones.

Figura 11. Estructura de un Microprocesador

Tomado de: http://arquiuct.blogspot.com/2012/12/diferencia-entre-un -micro-procesador-

y.html

En cambio un Microcontrolador es un sistema cerrado, como pudo verse

en la Figura 18, es en definitiva un circuito integrado que incluye todos los

componentes de un computador, debido a su reducido tamaño es posible

35

montar el controlador en el propio dispositivo al que gobierna, en éste caso el

controlador recibe el nombre de controlador empotrado, en donde todas las

partes del procesador están contenidas en su interior y sólo salen al exterior

las líneas que gobiernan los periféricos.

Figura 12. Estructura de un Microcontrolador

Tomado de: http://www.monografias.com/trabajos12/microco/Image5.gif

En conclusión, las estas ventajas son reconocidas inmediatamente para

aquellas personas que han trabajado con los Microprocesadores y después

pasaron a trabajar con los Microcontroladores, estas son las diferencias más

importantes:

Por ejemplo la configuración mínima básica de un Microprocesador estaba

constituida por un Micro de 40 Pines, Una memoria RAM de 28 Pines, una

memoria ROM de 28 Pines y un decodificador de direcciones de 18 pines; pero

un Microcontrolador incluye todo estos elementos en un solo Circuito Integrado

por lo que implica una gran ventaja en varios factores: En el circuito impreso

por su amplia simplificación de componentes, el costo para un sistema basado

en Microcontrolador es mucho menor y, lo mejor de todo, el tiempo de

desarrollo de su proyecto electrónico se disminuye considerablemente.

36

Lenguajes de Programación Para Microcontroladores

El microcontrolador ejecuta el programa cargado en la memoria Flash. Esto

se denomina el código ejecutable y está compuesto por una serie de ceros y

unos, aparentemente sin significado. Dependiendo de la arquitectura del

microcontrolador, el código binario está compuesto por palabras de 12, 14 o

16 bits de anchura como se muestra en la Figura 19. Cada palabra se

interpreta por la CPU como una instrucción a ser ejecutada durante el

funcionamiento del microcontrolador. Todas las instrucciones que el

microcontrolador puede reconocer y ejecutar se les denominan colectivamente

Conjunto de instrucciones. Como es más fácil trabajar con el sistema de

numeración hexadecimal, el código ejecutable se representa con frecuencia

como una serie de los números hexadecimales denominada código Hex. En

los microcontroladores PIC con las palabras de programa de 14 bits de

anchura, el conjunto de instrucciones tiene 35 instrucciones diferentes.

Lenguaje Ensamblador

Como el proceso de escribir un código ejecutable era considerablemente

arduo, en consecuencia fue creado el primer lenguaje de programación

denominado ensamblador (ASM). Siguiendo la sintaxis básica del

ensamblador, era más fácil escribir y comprender el código. Las instrucciones

en ensamblador consisten en las abreviaturas con significado y a cada

instrucción corresponde una localidad de memoria. Un programa denominado

ensamblador compila (traduce) las instrucciones del lenguaje ensamblador a

código máquina (código binario). Este programa compila instrucción a

instrucción sin optimización. Como permite controlar en detalle todos los

procesos puestos en marcha dentro del chip, este lenguaje de programación

todavía sigue siendo popular.

37

Figura 13. Lenguaje Ensamblador

Tomado de: http://www.monografias.com/trabajos12/microco/Image5.gif

Lenguaje C

El lenguaje C dispone de todas las ventajas de un lenguaje de

programación de alto nivel (anteriormente descritas) y le permite realizar

algunas operaciones tanto sobre los bytes como sobre los bits (operaciones

lógicas, desplazamiento etc.). Las características de C pueden ser muy útiles

al programar los microcontroladores. Además, C está estandarizado (el

estándar ANSI), es muy portable, así que el mismo código se puede utilizar

muchas veces en diferentes proyectos. Lo que lo hace accesible para

cualquiera que conozca este lenguaje sin reparar en el propósito de uso del

microcontrolador. C es un lenguaje compilado, lo que significa que los archivos

fuentes que contienen el código C se traducen a lenguaje máquina por el

compilador. Todas estas características hicieron al C uno de los lenguajes de

programación más populares.

38

Figura 14. Lenguaje C

Tomado de: http://www.monografias.com/traba jos12/microco/Image5.gif

Lenguaje Basic:

En la programación de computadoras, el BASIC, siglas de Beginner's All-

purpose Symbolic Instruction Code1 (Código simbólico de instrucciones de

propósito general para principiantes en español), es una familia de lenguajes

de programación de alto nivel. El BASIC original, el Dartmouth BASIC, fue

diseñado en 1964 por John George Kemeny y Thomas Eugene Kurtz en el

Dartmouth College en New Hampshire, Estados Unidos, como un medio para

facilitar programar computadores a estudiantes (y profesores) que no fueran

de ciencias. En ese tiempo, casi todo el uso de los computadores requería

codificar software hecho a la medida, lo cual era algo bastante restringido a

personas con formación como científicos y matemáticos.

BASIC originalmente fue desarrollado como una herramienta de

enseñanza. El lenguaje y sus variantes llegaron a estar ampliamente

disponibles en los microcomputadores a finales de los años 1970 y en los años

1980. El BASIC sigue siendo popular hasta el día de hoy en un puñado de

39

dialectos altamente modificados, y en nuevos lenguajes, influenciados por

BASIC tales como Microsoft Visual Basic o Gambas en GNU/Linux. Por el año

2006, el 59% de los desarrolladores para la plataforma .NET usaban Visual

Basic .NET como su único lenguaje.

Pantalla de Cristal Líquido

Pantalla de cristal líquido o LCD: (Por sus siglas en Ingles) Es una pantalla

delgada y plana formada por un número de píxeles en color o monocromos

colocados delante de una fuente de luz o reflectora (Ver Figura 34). A menudo

se utiliza en dispositivos electrónicos de pilas, ya que utiliza cantidades muy

pequeñas de energía eléctrica

Figura 15. Pantalla LCD

Tomado de: http://electronicavm.fi les.wordpress.com/2011/06/3430 -lcd162b-yhy.png

Conexiones de una Pantalla LCD

Una pantalla de cristal líquido o LCD (Liquid Cristal Display) es un

dispositivo para la presentación de imágenes o caracteres. En este caso

explicaremos las conexiones basados en el µControlador Hitachi 44780 o

compatible, que muestra 16 o 20 caracteres en 1, 2 o 4 líneas (Ver cuadro 1).

Las funciones de control son iguales para todos los modelos.

40

Cuadro 1.

Conexiones de una pantalla LCD

PIN Nombre Dirección Función

01 Vss P GND

02 Vdd P Alimentación a 5V

03 Vee P Control de contraste

04 RS I Selección de Registro / Dato

05 RW I Selección de Escritura / Lectura

06 E I Enable / Disable

07 –

14

D0 - D7 I/O Bus de datos

15 –

16

A - K P Corresponden

al ánodo y cátodo del backlight (si el modelo

lo tiene)

La operación del display es bastante sencilla ya que el µControlador interno,

hace casi todo el trabajo, para comandarlo es necesario saber cómo funcionan

sus pines. Para enviar un comando o un dato deberemos primero indicar que

es lo que estamos enviando para eso se usa el pin RS, cuando este pin está

en 0 el LCD interpretará la información que está presente en sus

pines D0 a D7 como un comando, si está en 1 significa que estamos

enviándole un carácter, en cuyo caso se imprimirá donde esté actualmente el

cursor.

Asimismo en lugar de enviar información puede llegar el momento en que

queramos leer algo de su memoria, para eso se utiliza el pin R/W, en 0

el LCD estará en modo escritura y en 1 en modo lectura. El pin E es el que le

indica al display que ejecute la operación que estamos enviándole, cuando

este pin está en 0 cualquier modificación que hagamos en sus otros pines será

41

ignorada. El funcionamiento se resumiría así: RS nos servirá para indicarle

al LCD si lo que le estamos mandando es un comando o un

carácter; D0 a D7 para enviarle el dato o el comando y E para que lo ejecute.

Teclado Matricial

Una de las formas más simples de ingresar información a un micro es a

través de botones. Para ahorrar pines, se conectan los botones en forma

matricial. A éstos se les llama Teclados Matriciales, los cuales pueden

encontrarse en diversos equipos como Teléfonos, Alarmas y Microondas. Un

teclado matricial tiene típicamente 12 ó 16 botones. En esta oportunidad

utilizaremos un teclado de 16 botones, conectados en una matriz de 4 x 4.

Cada uno de los botones tiene un terminal conectado a una fila y el otro

conectado a una columna. Para saber qué tecla está presionada, se efectúa

un barrido por filas para ver si ha habido un cambio en el estado de las

columnas.

Figura 16. Teclado Matricial

Tomado de: http://html.rincondelvago.com/000882323.png

Existen 2 técnicas principales para hacer la lectura de cualquier tipo de

botones: por interrupción y por encuesta. La primera consiste en que, al

42

presionar el botón, el cambio de estado en el pin genera una interrupción. El

problema con esta técnica consiste en que los botones tienen rebotes, lo que

el microcontrolador puede interpretar como si se hubiese presionado el botón

varias veces seguidas. Además, al soltar el botón el ruido puede generar

nuevas interrupciones obteniendo por lo tanto una nueva lectura errónea. Por

esta razón, se necesita eliminar el rebote ya sea por hardware ó por software.

La segunda técnica consiste en encuestar (pooling) el estado de los botones

a intervalos fijos de entre 5 y 20 [ms] y comparar la lectura actual de los

botones con la lectura anterior. Esta técnica tiene la ventaja de ser inmune al

rebote de los botones, cuando el tiempo del rebote es menor al tiempo entre

lecturas.

Bases Legales

Según Tamayo (2009), “Las bases legales están constituidas por un

conjunto de documentos de naturaleza legal que sirven de testimonio

referencial y de soporte a la investigación que realizamos” (p.100). Es decir,

las bases legales forman parte del contenido legal que dan fundamento a la

investigación realizada, entre esos documentos tenemos como son Normas,

Leyes, Reglamentos, Decretos, Resoluciones y se encuentran normalmente

en la Gaceta Oficial a la cual hay que indicarle su número y fecha de edición,

las leyes aprobadas por el ente legislativo, en las actas aprobadas por las

Juntas Directivas, en los Registros, en las Notarías.

Constitución de la República Bolivariana de Venezuela (1999)

Artículo 89. El trabajo es un hecho social y gozará de la protección del

Estado. La ley dispondrá lo necesario para mejorar las condiciones materiales,

morales e intelectuales de los trabajadores y trabajadoras. Para el

cumplimiento de esta obligación del Estado se establecen los siguientes

principios:

43

1. Ninguna ley podrá establecer disposiciones que alteren la intangibilidad y

progresividad de los derechos y beneficios laborales. En las relaciones

laborales prevalece la realidad sobre las formas o apariencias.

2. Los derechos laborales son irrenunciables. Es nula toda acción, acuerdo o

convenio que implique renuncia o menoscabo de estos derechos. Sólo es

posible la transacción y convenimiento al término de la relación laboral, de

conformidad con los requisitos que establezca la ley.

3. Cuando hubiere dudas acerca de la aplicación o concurrencia de varias

normas, o en la interpretación de una determinada norma se aplicará la más

favorable al trabajador o trabajadora. La norma adoptada se aplicará en su

integridad.

4. Toda medida o acto del patrono contrario a esta Constitución es nulo y no

genera efecto alguno.

5. Se prohíbe todo tipo de discriminación por razones de política, edad, raza,

sexo o credo o por cualquier otra condición.

6. Se prohíbe el trabajo de adolescentes en labores que puedan afectar su

desarrollo integral. El Estado los protegerá contra cualquier explotación

económica y social.

Ley Orgánica de Prevención, Condiciones y Medio Ambiente de Trabajo

(2005)

Artículo 1. Objeto.

El presente Reglamento tiene por objeto desarrollar las normas de la Ley

Orgánica de Prevención, Condiciones y Medio Ambiente de Trabajo dirigidas

a:

1. Promover y mantener el más alto grado de bienestar físico, mental y social

de los trabajadores y las trabajadoras en todas las ocupaciones.

44

2. Prevenir toda causa que pueda ocasionar daño a la salud de los

trabajadores y las trabajadoras, por las condiciones de trabajo.

3. Proteger a los trabajadores y las trabajadoras asociados y asociadas en sus

ocupaciones, de los riesgos y procesos peligrosos resultantes de agentes

nocivos.

4. Procurar al trabajador y trabajadora un trabajo digno, adecuado a sus

aptitudes y capacidades.

5. Garantizar y proteger los derechos y deberes de los trabajadores y las

trabajadoras, y de los patronos y las patronas, en relación con la seguridad,

salud, condiciones y medio ambiente de trabajo, descanso, utilización del

tiempo libre, recreación y el turismo social.

Artículo 53 Derechos de los Trabajadores y las Trabajadoras.

Los trabajadores y las trabajadoras tendrán derecho a desarrollar sus

labores en un ambiente de trabajo adecuado y propicio para el pleno ejercicio

de sus facultades físicas y mentales, y que garantice condiciones de

seguridad, salud, y bienestar adecuadas. En el ejercicio del mismo tendrán

derecho a:

1. Ser informados, con carácter previo al inicio de su actividad, de las

condiciones en que ésta se va a desarrollar, de la presencia de sustancias

tóxicas en el área de trabajo, de los daños que las mismas puedan causar a

su salud, así como los medios o medidas para prevenirlos.

2. Recibir formación teórica y práctica, suficiente, adecuada y en forma

periódica, para la ejecución de las funciones inherentes a su actividad, en la

prevención de accidentes de trabajo y enfermedades ocupacionales, y en la

utilización del tiempo libre y aprovechamiento del descanso en el momento de

ingresar al trabajo, cuando se produzcan cambios en las funciones que

45

desempeñe, cuando se introduzcan nuevas tecnologías o cambios en los

equipos de trabajo. Esta formación debe impartirse, siempre que sea posible,

dentro de la jornada de trabajo y si ocurriese fuera de ella, descontar de la

jornada laboral.

3. Participar en la vigilancia, mejoramiento y control de las condiciones y

ambiente de trabajo, en la prevención de los accidentes y enfermedades

ocupacionales, en el mejoramiento de las condiciones de vida y de los

programas de recreación, utilización del tiempo libre, descanso y turismo social

y de la infraestructura para su funcionamiento, y en la discusión y adopción de

las políticas nacionales, regionales, locales, por rama de actividad, por

empresa y establecimiento, en el área de seguridad y salud en el trabajo.

4. No ser sometido a condiciones de trabajo peligrosas o insalubres que, de

acuerdo a los avances técnicos y científicos existentes, puedan ser eliminadas

o atenuadas con modificaciones al proceso productivo o las instalaciones o

puestos de trabajo o mediante protecciones colectivas. Cuando lo anterior no

sea posible, a ser provisto de los implementos y equipos de protección

personal adecuados a las condiciones de trabajo presentes en su puesto de

trabajo y a las labores desempeñadas de acuerdo a lo establecido en la

presente Ley, su Reglamento y las convenciones colectivas.

Con relación al estudio, las leyes mencionadas se vinculan con la

investigación, ya que respaldan la necesidad de generar soluciones que

resuelvan la problemática presentada, dando soporte al desarrollo del

proyecto, fijando bases dentro de contextos legales y de seguridad, de tal

manera que la investigación pudo desarrollarse de forma adecuada

apegándose a los estatutos reglamentarios. Igualmente, las leyes exponen en

sus artículos las normas que deben seguirse para garantizar el bienestar de

los trabajadores y la empresa, para que de esta manera pueda realizarse el

46

desarrollo del dispositivo generando la confianza y la facilidad de realizar la

tarea necesaria.

Sistema de Variables

Arias (1999) define como que una variable “es una cualidad susceptible

de sufrir cambios. Un sistema de variables consiste, en una serie de

características por estudiar, definidas de manera operacional, es decir, en

función de sus indicadores o unidades de medida”. (p. 17). El sistema se

desarrolla mediante dos cuadros, donde te explica claramente que consiste

cada variable a estudiar dándole una definición conceptual y operacional en el

primer cuadro en el Capítulo II del proyecto enfocando teóricamente los paso

a seguir para la elaboración del diseño, seguidamente se presenta en el

Capítulo III un segundo cuadro donde se estudiaran las dimensiones, los

indicadores, las técnicas aplicar y los instrumentos a usar, con la finalidad de

obtener todos los puntos claro para creación de la tarjeta electrónica.

Cuadro 2.

Conceptualización de las Variables.

Objetivo General: Diseñar una tarjeta electrónica para la guillotina industrial

marca: Polar, perteneciente a la empresa Tipografía y Litografía Heyka, C.A.

ubicada en Maracay, Estado Aragua.

47

Objetivo Específico Variable Definición

Conceptual

Definición

Operacional

Diagnosticar el

funcionamiento

actual de la

guillotina industrial

marca: Polar.

Funcionamiento

Actual

Proporcionar

información

correspondiente al

funcionamiento

actual de la

guillotina.

Describe la

problemática que

presenta la máquina

actualmente que

afecta el rendimiento

del cortado.

Determinar las

variables y

parámetro

observado en el

funcionamiento de la

guillotina industrial

marca: Polar.

Variables y

Parámetros

Dato o factor que

varía y se toma como

necesario para

analizar o valorar

una situación.

Investiga las diferentes

variables y parámetro

que desarrollan el

funcionamiento de la

guillotina.

Seleccionar los

componentes para

el diseño de una

tarjeta electrónica

para la guillotina

industrial marca:

Polar.

Componentes

para el Diseño.

Definición los tipos y

clases de elementos

electrónicos que

serán usados para la

creación de la tarjeta

electrónica.

Son todos aquellos

componentes que

califican por

evaluación técnica y

económica para

desarrollar el diseño

electrónico.

Desarrollar una

tarjeta electrónica

para la guillotina

industrial marca:

Polar.

Desarrollo de la

Tarjeta

Electrónica.

Proceso de

elaboración

especializada del

diseño electrónico.

Es el proceso de

fabricación de la

tarjeta electrónica que

determinara el

funcionamiento ideal

de la guillotina.

48

Definición de Términos Básicos

Arte Gráfico: La característica esencial que diferencia al arte gráfico de

cualquier otra manifestación artística es su multiplicidad, es decir, su

capacidad para obtener imágenes exactamente repetibles.

Componente: Es aquello que forma parte de la composición de un todo. Se

trata de elementos que, a través de algún tipo de asociación o contigüidad,

dan lugar a un conjunto uniforme.

Cuchilla: Utensilio de acero constituido por una hoja afilada en un solo lado

e inserta en un mango de madera, utilizado para cortar.

Electrónica: Es la rama de la física y especialización de la ingeniería, que

estudia y emplea sistemas cuyo funcionamiento se basa en la conducción y el

control del flujo microscópico de los electrones u otras partículas cargadas

eléctricamente.

Empresa: Es una unidad económico-social, integrada por elementos

humanos, materiales y técnicos, que tiene el objetivo de obtener utilidades a

través de su participación en el mercado de bienes y servicios.

Estampación Impresión Natural: La estampación natural se basa en el

principio de la limpieza absoluta de la superficie no grabada de la lámina, de

forma que solo contengan tinta las tallas.

Litografía: El soporte sobre el que interviene el artista litógrafo en este

procedimiento es una piedra calcárea, porosa, que tiene la capacidad de

absorber tanto la grasa como el agua. Sirviéndose de un lápiz o de tinta de

composición grasa, el artista efectúa un dibujo sobre la piedra una vez que su

superficie ha sido convenientemente pulimentada y graneada o bruñida.

49

Máquina: Es un artefacto mecánico que transforma una fuerza aplicada en

otro resultante, modificando la magnitud de la fuerza, su dirección, la longitud

de desplazamiento o una combinación de ellas.

Microcontrolador: Es un circuito integrado programable, capaz de ejecutar

las órdenes grabadas en su memoria.

Peligro: Es un riesgo o la contingencia inminente de que suceda algo malo.

Puede tratarse de una amenaza física, tal como el derrumbamiento de una

estructura claramente deteriorada, o de una circunstancia abstracta, que

depende de la percepción de cada individuo.

Programación: Es el proceso de diseñar, escribir, probar, depurar y

mantener el código fuente de programas computacionales. El código fuente es

escrito en un lenguaje de programación.

Seguridad: La seguridad es un estado en el cual los peligros y las

condiciones que pueden provocar daños de tipo físico, psicológico o material

son controlados para preservar la salud y el bienestar de los individuos y de la

comunidad.

Rebabas: Dichos abultamientos o crestas, las rebabas, quedan

impregnadas de tinta al estampar la lámina dando lugar a trazos de efecto

vaporoso.

Tarjeta Electrónica: Es una tarjeta que contiene distintos componentes

electrónicos destinados a realizar alguna tarea específica según su

configuración.

Tecnología: Es el conjunto de conocimientos técnicos, ordenados

científicamente, que permiten diseñar y crear bienes y servicios que facilitan

la adaptación al medio ambiente y satisfacer tanto las necesidades esenciales

como los deseos de las personas.

50

Xilografía: Técnica de grabado* en madera y de estampación en relieve*.

Etimológicamente, el prefijo xilo procede de la raíz griega xylon que significa

madera, de modo que el término xilografía podría ser entendido genéricamente

como el arte de grabar* en madera.