8/16/2019 Escrito Sensores Magneticos y Capacitivos

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Física II – 2015

APLICACIONES FÍSICAS EN LA ROBÓTICA

LA ROBÓTICA - SENSORES MAGNÉTICOS Y CAPACITIVOS

 EDGAR AUGUSTO ANDRADE HIGUERA

edgar.augusto.andrade@correounivalle.edu.co

UNIVERSIDAD DEL VALLE

SEDE ZARZAL

RESUMEN

El uso de los robots se ha incrementado considerablemente en esta parte del continente. Sus

 principales usos están aplicados a las líneas de producción, defensa y medicina. Esto es

debido a que en muchos casos permite una producción más eficiente, reducción del

desperdicio de material, operatividad automática, exactitud en los procedimientos y además

aspectos que mejoran sustancialmente la calidad de los productos, procesos o actividades.

Este documento explora, a un nivel elemental, el tema de sensores magnéticos y capacitivosaplicados a la robótica, esto con el fin de hacer un recorrido por los equipos de medición

física que existen en cuanto a estos dos campos, ver su utilidad y operatividad en cuanto se

aplican a sistemas robóticos.

ABSTRACT:

The use of robots has increased considerably in this part of the continent. Its main uses are

applied to production lines, defense and medicine. This is because in many cases allows more

efficient production, reduced material waste, automatic operation, accuracy in procedures

and also aspects that substantially improve the quality of products, processes or activities.

This paper explores at a basic level, the issue of magnetic and capacitive sensors applied to

robotics, this in order to make a tour of the physical measurement equipment that exist in

these two fields, see its usefulness and operability as applied to robotic systems.

Palabras claves:  Robótica, sensores, magnetismo, capacitancia, sensores magnéticos, sensorescapacitivos, aplicación sensores, sensores de automatización, domótica.

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INTRODUCCIÓN

La palabra robot fue usada por primera vez en el año

1921, cuando el escritor checo Karel Capek (1890-

1938) estrena en el teatro nacional de Praga su obra

Rossum´s Universal Robot (R.U.R.). Su origen es la

 palabra eslava robota, que se refiere al trabajo

realizado de manera forzada. Actualmente el término

robot encierra una gran cantidad de mecanismos y

máquinas en todas las áreas de nuestra vida. Su

 principal uso se encuentra en la industria, en

aplicaciones tales como el ensamblado, la soldadura

o la pintura. En el espacio se han utilizado desde

 brazos teleoperados para construcción o

mantenimiento hasta los famosos exploradores

marcianos Pathfinder. Robots para aplicaciones

submarinas y subterráneas se incluyen en

exploración, instalación y mantenimiento de

estructuras. Los robots militares o policías pueden

hasta desactivar bombas y patrullar áreas enemigas.

Lo más novedoso en Robótica son los robots

aplicados en la medicina como prótesis y en la

agricultura como recolectores. No está excluida por

supuesto el área del entretenimiento, los parques

temáticos, las películas y hasta los juguetes, que nos

sorprenden en cada nueva temporada.

DESARROLLO DEL CONTENIDOEl hombre ha sido capaz de desarrollar sistemas

automáticos que han mejorado su vida, facilitado sus

labores cotidianas y mejorar sus procesos de

 producción. Algunos de estos sistemas trabajan bajo

diferentes principios. Estos principios pueden ser

eléctricos, electrónicos, mecánicos o híbridos entre

ellos. Estos sistemas, sin importar el principio bajo

el cual trabajen, necesitan dispositivos de medida

que permitan el monitoreo de variables y/o

elementos móviles. Las lecturas de estos dispositivos

de medición son necesarias para la activaciónautomática o manual de elementos actuadores.

Dentro de los dispositivos de medida que permiten

el monitoreo de piezas móviles, se pueden encontrar

magnéticos y capacitivos que ayudan a monitorear

 procesos con gran precisión y adaptabilidad

vigilando posiciones estratégicas para el proceso, de

las piezas móviles. Cuando estos dispositivos de

medida detectan una de estas posiciones, emiten una

señal leída por un controlador lógico para la

activación de actuadores de forma automática. Hoy

en día existe gran diversidad de tipos de detectores

empleados en la industria. Los detectores másutilizados basan su funcionamiento en principios

mecánicos, magnéticos, inductivos y capacitivos.

Cada tipo de detector tiene aplicaciones industriales

ideales debido a su principio de funcionamiento.

SENSORES DE MAGNETISMO

En robótica, algunas situaciones de medición del

entorno pueden

requerir del uso

de elementos de

detecciónsensibles a los

campos magnéticos. En principio, si nuestro robot

debe moverse en ambientes externos a un

laboratorio, una aplicación importante es una brújula

que forme parte de un sistema de orientación para

nuestro robot. Otra aplicación es la medición directa

de campos magnéticos presentes en las

inmediaciones, que podrían volverse peligrosos para

el "cerebro" de nuestro robot si su intensidad es

importante. Una tercera aplicación es la medición de

sobrecorrientes en la parte motriz (detectando la

intensidad del campo magnético que genera un

conductor en la fuente de alimentación). También se

 podrán encontrar sensores magnéticos en la

medición de movimientos, como el uso de detectores

de "cero movimiento" y tacómetros basados en

sensores por efecto Hall o pickups magnéticos.

+ Pickups magnéticos (sensores induct ivos).

Entre los sensores de proximidad industriales de uso

frecuente se encuentran los sensores basados en un

cambio de inductancia debido a la cercanía de un

objeto metálico.

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elemento. Cuando algún elemento se posa frente al

detector, a una distancia definida, se identifica un

cambio de la capacitancia del medio. Esta variación

es identificada por el detector, garantizando la

 presencia de un objeto en la posición donde fueinstalado. Los elementos a detectar deben tener una

constante dieléctrica sensiblemente superior a la del

aire. Las diferentes tareas que se deben llevar a cabo

con este tipo de detectores han hecho que los

fabricantes ofrezcan diferentes referencias de este

tipo de detectores. Para poder escoger

adecuadamente la referencia adecuada para

cualquier tarea se deben tener en cuenta las

características técnicas del detector. Estas son:

Distancia de conmutación:  Distancia a la cual selleva a cabo la tarea de detección.

Distancia de conmutación ajustable:Característica de algunas referencias que permite

modificar el rango de detección según la aplicación

 para la que se solicite el sensor binario.

Tensión de servicio:  Tensión a la cual se debeconectar el detector para garantizar su adecuado

funcionamiento y cuidado de sus partes internas.

Intensidad de salida: Corriente de la señal que se

emite cuando se lleva a cabo la tarea de detección.

Frecuencia máxima de salida: Número deoperaciones de detección máximas que puede llevar

a cabo el detector en un tiempo específico.

LED indicador:  Determina si el detector tienealguna señalización visual y el color de este.

CONCLUSION

Gracias a la oportunidad que nos brinda la asignatura de

física II, podemos analizar más afondo la información

correspondiente a los campos magnéticos y los sistemas

conformados por capacitores, buscando informacióncorrespondiente a su aplicabilidad en un tema tan

importante en mi entorno profesional, como es la robótica.

Todo lo mencionado en este escrito hace referencia al uso

y estructuración de los sensores magnéticos y capacitivos

ampliamente utilizados en la industria, con el firme

 propósito de entender su aplicabilidad y su forma de

operar trayendo ideas de utilización de los mismos en

nuestra vida cotidiana.

El texto construido anterior mente es un resumen muy

estructurado y técnico de dos sistemas de detección o

censado utilizado en la robótica, siendo el punto de origen para estudiar más afondo el interactuar de estos elementos

tan importantes para controlar variables físicas,

 proporcionando interacción a los actuadores que

cumplirán el objetivo ideal que es procesar lo que se está

recibiendo del entorno externo.

Claro está que el avance que se está teniendo en el campo

robótico no solo radica en sus dispositivos de censado,

también se está avanzando en el procesamiento y análisis

de la información por medio de tarjetas inteligentes que

aportan más rapidez y precisión a las decisiones tomadas

 por los dispositivos robóticos, introduciéndonos y por

consiguiente evolucionando día a día los sistemas de

inteligencia artificial o las tan famosas redes neuronales.

En general en la robótica hay mucha temática por abordar,

 pero en esta ocasión tocamos los hilos de este sistema

detección magnética y capacitiva, analizando información

y sintetizándola en este escrito con el fin de proporcional

material analizado que ayude en la labor de obtener

información verifica sobre la robótica y su aplicabilidad.

Enlaces de consulta de información

http://www.antirrobo.net/sensores/sensores-

capacitivos.html

http://robots-argentina.com.ar/Sensores_magnetismo.htm

http://kosmos.upb.edu.co/web/uploads/articulos/(A)_Rec

urso_de_AutoAprendizaje_Tecnologia_Fluidica_Detecto

res_de_Posicion_Mecanico_Magnetico_Inductivo_Capa

citivo_y_Optico_1619.pdf