La sensacional GUÍA teórica y PRÁCTICA sobre ROBÓTICA7

mjohnny261
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La sensacional GUÍA teórica y PRÁCTICA sobre ROBÓTICA7

Mensaje por mjohnny261 » Lun Jun 24, 2019 10:04 pm

La sensacional GUÍA teórica y PRÁCTICA sobre ROBÓTICA





COLORES
VALOR Y TOLERANCIA
Marrón–negro–marrón–dorado 100Ω al 5%
Rojo–rojo–rojo–plateado 2,2 KΩ al 10%
Amarillo–violeta–rojo–dorado 4,7 KΩ al 5%
Tabla 3. Ejemplos de la interpretación
de los colores de las resistencias.
En lo que respecta a los diferentes ti-
pos de resistencias, tenemos las fijas,
cuyo valor nominal no se altera. Las
variables, en cambio, pueden modi-
ficar su valor de resistencia por un
ajuste humano o por algún elemento
del circuito o del ambiente. Éstas úl-
timas también se usan como senso-
res, dado que alteran su comporta-
miento por factores externos. Por
ejemplo, tenemos resistencias varia-
bles de presión, de luz (que ya hemos
visto), de temperatura, etcétera.
Cuando soldamos una resistencia de-
bemos tener cuidado porque el calor
puede modificar sustancialmente su
capacidad resistiva. Por eso es aconse-
jable soldarlas con rapidez y utilizar
algún disipador que permita dismi-
nuir el calor que recibe la resistencia.
Capacitor (Condensador)
Es un componente que almacena
energía en forma de campo eléctri-
co. Está formado por dos placas metá-
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licas separadas por un aislante conoci-
do como dieléctrico. La unidad de
medida de su capacidad es el Faradio
(F) y sus submúltiplos, como el Mili-
Faradio (1 mF = 1 F/1.000), el Mi-
croFaradio (1 uF = 1F / 1.000.000 =
10 -6 F), el NanoFaradio (1nF = 10 -9 F)
y el PicoFaradio (1 pF = 10 -12 F).
Además de su capacidad, otra carac-
terística fundamental es la máxima
tensión que soporta. Nunca debemos
conectar un capacitor a un voltaje su-
perior porque puede explotar.
En los capacitores también encontra-
mos fijos y variables. Con respecto a
los fijos, la diferencia entre ellos de-
pende del dieléctrico que utilizan. No
vamos a entrar en detalles, pero las ca-
racterísticas que difieren entre ellos por
el tipo de dieléctrico son esencialmen-
te la capacidad, la fuga, la resistencia a
los cambios de voltaje y la robustez. En
particular, los capacitores electrolíticos
( Figura 4 ) son polarizados, y hay que
tener en cuenta cómo los conectamos
(dónde ponemos el positivo y dónde
el negativo) porque una conexión in-
vertida los puede hacer explotar (tie-
nen una válvula de seguridad que los
hace bullir en lugar de explotar, con
esa imagen tan característica de un ca-
pacitor al que se le ha salido la tapa de
la cabeza). Entre los capacitores varia-
bles podemos encontrar los girato-
rios, que se utilizan mucho en la sin-
tonía de radios, y los trimmers, que
permiten un ajuste muy fino.
Figura 4. Capacitor electrolítico y símbolo
electrónico del capacitor. Podemos ver la
marca de la patita que debe ir a tierra.
En los capacitores cerámicos ( Figura 5 ),
que son los más pequeños, cuando la
capacidad es menor a 1uF, se usa la uni-
dad picoFaradio (pF) y se expresa en el
componente con el valor completo si es
pequeño, o con una notación de 3 nú-
meros en caso contrario. Los dos pri-
meros representan su valor, y el tercero
nos informa de un factor de multipli-
cación, como lo muestra la Tabla 4 .
TERCER NÚMERO FACTOR DE MULTIPLICACIÓN
0 1
1 10
2 100
3 1000
4 10000
5 100000
8 0.01
9 0.1
Tabla 4. Factor de multiplicación
representado por el tercer número
que aparece en un capacitor.
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Luego de este número aparece una le- en una sola dirección ( Figura 6 ). De-
tra que indica la tolerancia en por- bajo de cierta diferencia de potencial,
centaje, como vemos en la Tabla 5 .
no conduce. Si superamos ese um-
bral, lo hace con una resistencia muy
LETRA
PORCENTAJE DE TOLERANCIA
baja. También se lo conoce como rec-
D
+/- 0.5 pF
tificador, dado que puede convertir
F
+/- 1%
una corriente alterna en continua.
G +/- 2%
H +/- 3%
J +/- 5%
K +/- 10%
M +/- 20%
P +100% ,-0%
Z +80%, -20%
Tabla 5. Tolerancia que representa
cada letra al final de los números
que indican el valor del capacitor.
Figura 6. Un diodo y su símbolo.
Demos algunos ejemplos. Si encon-
tramos un capacitor con el número
104G, nos indica que tiene una capa-
cidad de 100.000 pF y una tolerancia
del +/- 2%. Si encontramos otro con
332, representa 3.300 pF, sin infor-
mación de la tolerancia.
Los primeros diodos fueron las vál-
vulas de vacío, con aspecto similar al
de una lámpara eléctrica. Tienen un
filamento (el cátodo) por donde cir-
cula la corriente que los calienta. Al
ocurrir esto, comienzan a emitir elec-
trones al vacío que los rodea. Estos
electrones se dirigen hacia una placa
cargada positivamente (ánodo), y se
Figura 5.
logra así el pasaje de corriente. Si el
En esta imagen
cátodo no se calienta, nada de esto
vemos un
funciona. Por ende, los circuitos que
capacitor
lo usan necesitan de un tiempo pa-
cerámico.
ra aumentar la temperatura antes de
prestar su servicio. Por otra parte, en
el pasado se quemaban muy segui-
Diodo
do. Por suerte, los diodos han evo-
El diodo es un componente que per-
lucionado notablemente y ahora no
mite que el flujo de corriente vaya
presentan estas dificultades.
WWW.AUTOAPRENDIZAJE.INFOLa electrónica
Existen diversos tipos de diodos. El
led (Light Emmiting Diode, diodo
emisor de luz) es un diodo que emi-
te luz monocromática cuando la co-
rriente lo atraviesa. El color, curiosa-
mente, no depende del plástico que
lo rodea sino del material empleado
en la construcción del diodo. Los pri-
meros leds fueron infrarrojos y de co-
lor rojo, naranja, amarillo y verde.
Hace poco tiempo se han logrado
leds azules, con lo cual podemos cre-
ar cualquier color con la combina-
ción de rojo, verde y azul. El voltaje
de operación de un led varía entre 1,5
V y 2,2 V, la intensidad varía entre 10
mA y 20 mA en los rojos, y entre 20
mA y 40 mA en los otros.
Transistor
El transitor es un componente semi-
conductor activo que se puede utili-
zar como amplificador, oscilador,
rectificador o conmutador. Lo po-
demos encontrar en prácticamente el
100% de los productos electrónicos
que nos rodean. Fue creado en los la-
boratorios de Bell en 1947 como re-
emplazo del triodo (una válvula de
tres patas con las mismas funciones
pero con los problemas que ya vimos
que presenta ese componente). El más
común (y que nosotros usamos en
nuestros circuitos) tiene tres patitas,
que se conocen como emisor, colec-
tor y base. En forma simplificada, la
corriente que aplicamos en el colector
sale amplificada en el emisor si es que
la base recibe corriente continua. Es
más, la corriente que sale por el emi-
sor puede ser regulada por la corrien-
te que ingresa por la base. Estos tran-
sistores, que se conocen como bipo-
lares, son los más comunes y los po-
demos encontrar en dos variantes:
NPN y PNP. La diferencia entre es-
tos dos modelos es la polaridad de sus
electrodos. En el primer caso, la base
va a positivo y el emisor a negativo, y
es al revés en el otro caso, como po-
demos ver en la Figura 7 . Además, en
NPN, el colector debe ser más positi-
vo que la base y en PNP, más negati-
vo. La aparición del transistor fue un
salto muy significativo para la electró-
nica digital, en reemplazo de las vál-
PNP
PNP
Colector
Colector
Base
Base
Emisor
Emisor
Figura 7. Un transistor y los símbolos para NPN
(en el que la flecha va hacia fuera) y PNP.
WWW.AUTOAPRENDIZAJE.INFOA. CONCEPTOS BÁSICOS DE ELECTRÓNICA
vulas de vacío y el surgimiento de apa-
ratos electrónicos de menor tamaño,
costo y temperatura. Luego, con el
surgimiento de los integrados, estas
características se acentuaron aún más.
Herramientas fundamentales
Ahora que ya hemos visto los com-
ponentes más significativos de nues-
tro proyecto, presentaremos una lis-
ta de las herramientas que conside-
ramos imprescindibles para armar
Circuitos integrados
nuestro pequeño taller de electróni-
Como bien dice su nombre, es un ca y así llevar a nuestros primeros ro-
circuito plasmado en una pequeña bots a buen puerto.
pastilla de silicio con miles o millo-
nes de componentes, principalmen- ● Estaño: recomendamos el que tiene
almas de resina, en forma de alam-
te diodos y transistores ( Figura 8 ).
Como ejemplo tenemos los micro-
bre, de 0,8 mm de grosor, 60% de
procesadores, las memorias, los am-
estaño y 40% de plomo. Como se-
plificadores, los osciladores, etcéte-
guramente lo usaremos en gran can-
ra. A pesar de que existe un conjun-
tidad, es mejor comprar un rollo ( Fi-
gura 9 ) que nos durará largo tiempo.
to de barreras físicas a la reducción
de tamaño de los integrados, día a
día se mejoran los materiales y las
técnicas de fabricación, lo que per-
mite el crecimiento del número de
componentes del circuito. Su inven-
tor, Jack Kilby, recibió el premio
Nobel en el año 2000, 42 años des-
pués de la aparición de su invento.
Figura 9. Rollo de estaño.

Figura 8. Un circuito integrado
por dentro.
Soldador: nos va a alcanzar con
un soldador de 35 a 40 W con una
punta de 2 a 3 mm. El tipo de sol-
dador más económico es el de lá-
piz ( Figura 10 ), que es suficiente pa-
ra nuestras primeras experiencias.
El único problema que tiene es
que tarda en levantar temperatura,
pero sólo nos consumirá un po-
quito de paciencia.
WWW.AUTOAPRENDIZAJE.INFOLa electrónica
Figura 10. Soldador tipo lápiz.

Soporte de soldador: si no quere-
mos dejar marcas en todas las mesas
sobre las que trabajemos, el soporte
de soldador ( Figura 11 ) nos permitirá
dejarlo en funcionamiento sin que-
mar la superficie donde lo apoye-
mos. No es imprescindible, pero se-
guro será más caro hacer una res-
tauración de la mesa.
Figura 12. Desoldador de succión o vacío.




Figura 11. Soporte de soldador típico.

Desoldador: es un succionador de
estaño que nos permite, en forma
sencilla cuando queremos corregir o
desoldar un componente, aspirar rá-
pidamente el estaño cuando se ablan-
da. En nuestros primeros fracasos
cuando soldemos, se convertirá en un
aliado fundamental ( Figura 12 ).
Morsita o pinzas para manos li-
bres: cuando tenemos que soldar ne-
cesitamos que las partes estén en una
posición cómoda. Con alguno de es-
tos implementos podemos ubicarlas
en el aire y sin contactos molestos.
Pinzas y alicates: permiten tomar
objetos para manipularlos con preci-
sión, doblar las patitas de los compo-
nentes, cortar y pelar cables, etcétera.
Destornilladores: planos y philips,
nos permitirán ajustar potencióme-
tros variables, borneras, separar inte-
grados de sus zócalos, etcétera.
Tester: pieza fundamental de nuestro
taller, nos permitirá medir la conti-
nuidad, la resistencia, la corriente y la
tensión de nuestro circuito ( Figura 13 ).
Por último, recomendamos buscar un
lugar cómodo para poder trabajar, don-
de podamos dejar nuestro proyecto a
medio terminar sin tener que guardar-
lo y sacarlo cada vez. Es necesario que
seamos ordenados con nuestros com-
ponentes, y para ello podemos utilizar
diversas cajitas que nos permitan clasi-
ficar los elementos para encontrarlos
con rapidez cuando los necesitemos.
Tener todos los componentes en un
frasco nos hará perder mucho tiempo.
WWW.AUTOAPRENDIZAJE.INFOA. CONCEPTOS BÁSICOS DE ELECTRÓNICA
Figura 13. Tester digital.
Consejos para soldar
Para finalizar este apéndice, daremos al-
gunos consejos útiles para soldar, dado
que todo error que cometamos en este
punto hará que detectar dónde se pro-
duce la falla sea mucho más complica-
do. Además, una soldadura mal hecha
puede ocasionar problemas en el cir-
cuito en un momento inesperado.
Uno de los errores más habituales es el
de la soldadura fría, que ocurre cuan-
do no aplicamos el calor en forma co-
rrecta y el estaño está soldado en forma
parcial y muy débil. Para evitarlo, de-
bemos usar un soldador con la poten-
cia adecuada para el tipo de estaño que
utilicemos. También el estaño debe ser
el adecuado para las uniones que reali-
cemos. Todas las superficies que una-
mos deben estar limpias, igual que la
punta del soldador. Cuando aplicamos
el estaño, lo debemos hacer sobre la su-
perficie calentada y no sobre la punta
del soldador. Una característica que po-
demos usar para verificar la calidad de
nuestra soldadura es su color: si su aca-
bado es brillante, es un buen signo. La
unión mate nos indica una posible sol-
dadura fría. Otro problema habitual es
creer que el estaño nos servirá no sólo
para la conducción sino también para
el sostén mecánico de la unión. Esto no
es así. Es fácil de comprobar al ver có-
mo se comporta el material cuando lo
tenemos en el rollo: es blando y muy
maleable. Por lo tanto, la unión mecá-
nica entre los componentes debe estar
dada por otros aspectos de la conexión.
El estaño sólo sirve para unir de forma
eléctrica, pero no de forma mecánica.
WWW.AUTOAPRENDIZAJE.INFOApéndice
Robótica
B
Sitios web
En este apartado conoceremos un
listado de los sitios que nos ayudarán
a encontrar información adicional
sobre cuestiones relacionadas con
la robótica. Además, conoceremos
algunas aplicaciones que podemos
utilizar para ampliar nuestras
posibilidades de programación.
Listado de sitios
Aplicaciones útiles
WWW.AUTOAPRENDIZAJE.INFO
260
267B. SITIOS WEB
LISTADO DE SITIOS
Pablin
www.pablin.com.ar
Un buen lugar para profundizar aquellos aspectos vinculados a la electrónica que
no hayamos comprendido de nuestro robot. Tiene cursos de programación y pla-
nos de circuitos que podemos fabricar para usar en nuestra creación.
RobotIA
www.robotia.com.ar
Sitio desarrollado por Néstor Balich, uno de los colaboradores de este libro. Pre-
senta videos, noticias y proyectos de robótica autónoma y controlada. Tiene in-
formación de los equipos del CAETI que participan en campeonatos de fútbol.
WWW.AUTOAPRENDIZAJE.INFOListado de sitios
Curso básico de electrónica
www.electronica2000.net
Si nuestros conocimientos de electrónica son muy básicos, en este sitio po-
demos encontrar un buen tutorial que nos ayudará a esclarecer el mágico
funcionamiento de nuestros circuitos. Comienza con conceptos funda-
mentales y recorre una amplia gama de temas electrónicos.
FIRA
www.fira.net
FIRA (Federation of International Robosoccer Association) es una de las
dos ligas internacionales sobre fútbol de robots. En su sitio podemos en-
contrar el reglamento de todas las categorías, los programas de simulación,
y noticias y videos de todos los torneos que se llevan a cabo.
WWW.AUTOAPRENDIZAJE.INFOB. SITIOS WEB
RoboCup
www.robocup.org
Ésta es la otra liga internacional de fútbol de robots, que incluye competencias
de rescate. En su sitio podemos ver imágenes y videos de las competencias, en-
terarnos de las últimas novedades y conocer los sitios de los participantes.
Carnegie Mellon – The Robotics Institute
www.ri.cmu.edu
A nuestro humilde entender, el centro de robótica más importante del pla-
neta en todos los niveles. A pesar de que el MIT tiene grandes desarrollos
en software, con respecto al hardware estos muchachos nos hacen sacar el
sombrero. En este sitio podemos encontrar miles de artículos y enlaces pa-
ra divertirnos por el resto de nuestras vidas.
WWW.AUTOAPRENDIZAJE.INFOListado de sitios
Robots en Argentina
http://robots-argentina.com.ar
Un espacio lleno de noticias, artículos, enlaces, desarrollos y otros mate-
riales sobre robótica coordinado por Eduardo J. Carletti. Podemos encon-
trar información de sensores, actuadores, circuitos, baterías, controladores
y todo lo que necesitemos para construir nuestros robots.
Microchip
www.microchip.com
La cuna de nuestro querido PIC16F84 y todos sus primos y hermanos. Aquí
encontraremos todas las hojas de datos, descripciones, comparaciones, bench-
marks y demás sobre la línea de micros de esta empresa. Si queremos fami-
liarizarnos con estos productos, no podemos dejar de visitar este sitio.
WWW.AUTOAPRENDIZAJE.INFOB. SITIOS WEB
Atmel
www.atmel.com
Y si nombramos a Microchip, no podemos dejar de lado a su empresa com-
petidora, los micros de Atmel. De la misma manera, en este sitio podemos
encontrar toda la información sobre los micros que algunos prefieren por
sobre los PICs por sus cualidades y buen precio.
FIRST
www.usfirst.org
Sitio de la competencia FIRST (For Inspiration and Recognition of Science and
Technology). Esta liga incluye diversas categorías de robótica inspiradas en pro-
blemas científicos concretos. Incluye la FLL, First Lego League, orientada a jó-
venes de 9 a 14 años que compiten con los robots de Lego.
WWW.AUTOAPRENDIZAJE.INFOListado de sitios
Laboratorio de robótica del MIT
http://robots.mit.edu
El MIT tampoco es un mal lugar para investigar sobre estos temas. En este
sitio específico encontraremos los detalles de todos sus proyectos de robots es-
paciales, móviles y otros. La lista de artículos presentados es notable, y algu-
nos de ellos están disponibles para nuestra lectura.
Grupo de Investigación en Robótica Autónoma de la UAI
www.caeti.uai.edu.ar/gidra/
Éste es nuestro grupo de robótica del Centro de Altos Estudios de la UAI. Allí
investigamos sobre robótica situada, y aplicamos estos estudios a fútbol de ro-
bots, de rescate y otros. También nos preocupa la inserción de la robótica en la
educación y para ello trabajamos mucho en ambientes educativos.
WWW.AUTOAPRENDIZAJE.INFOB. SITIOS WEB
Robocup en el Instituto Tecnológico de Monterrey
www.cem.itesm.mx/robocup/
El ITESM ha participado asiduamente de la RoboCup. En este sitio pode-
mos encontrar información sobre los diversos equipos participantes, códigos
fuentes para comenzar a trabajar, videos, reglamentos y muchas cosas más pa-
ra empezar a soñar con la posibilidad de participar en la liga.
Wowwee
www.wowwee.com
El mayor creador y fabricante de robots de producción masiva. Creadores
del Robosapiens, Flytech y otros robots que parecen de juguete pero que
permiten desarrollar muchísimas investigaciones con los aspectos mecáni-
cos y electrónicos solucionados.
WWW.AUTOAPRENDIZAJE.INFOAplicaciones útiles
APLICACIONES ÚTILES
Microsoft Robotics Studio
http://msdn.microsoft.com/robotics/
Entorno de robótica basado en Windows para desarrollos académicos, hobbistas
y comerciales. Permite vincularse con diversas plataformas de hardware y cuen-
ta con un motor de simulación basado en física muy potente.
Proyecto Rossum
http://rossum.sourceforge.net/
Rossum es un proyecto para el desarrollo open source de plataformas de
software para robótica. Ya está en funcionamiento un simulador donde po-
demos poner en práctica nuestros conocimientos.
WWW.AUTOAPRENDIZAJE.INFOB. SITIOS WEB
Webots
www.cyberbotics.com
Webots es el software comercial más popular de prototipación y simulación
de robots móviles. Puede vincularse con diversas plataformas de hardware, de
manera tal que al finalizar la simulación podamos bajar el código al robot re-
al. Tiene modelado a Aibo, Qrio y otros robots de amplia fama internacional.
CCS
www.ccsinfo.com
Si el Basic no nos alcanza, aquí podemos encontrar diversos compiladores
para PIC. Tenemos versiones para los micros más importantes de Micro-
chip. En todos los casos, están basados en el lenguaje C. Podemos usarlos
en línea o con una IDE en Windows muy potente.
WWW.AUTOAPRENDIZAJE.INFORobótica
Servicios
al lector
En este último apartado conoceremos
el listado de publicaciones que nos
ayudaron a obtener conocimientos
y que, sin dudas, serán de utilidad para
continuar con nuestro aprendizaje.
Bibliografía
Indice temático
Equivalencia de términos
Abreviaturas comúnmente
utilizadas
WWW.AUTOAPRENDIZAJE.INFO
270
275
277
279Abreviaturas comúnmente utilizadas
ABREVIATURAS COMÚNMENTE UTILIZADAS

Abreviatura
Definición

ADSL Asymmetric Digital Subscriber Line o Línea de abonado digital asimétrica
AGP Accelerated Graphic Port o Puerto acelerado para gráficos
ANSI American National Standards Institute
ASCII
American Standard Code of Information Interchange
o Código americano estándar para el intercambio de información
BASIC Beginner ́s All-Purpose Symbolic Instruction Code
BIOS Basic Input/Output System
Bit Binary digit (Dígito binario)
Bps Bits por segundo
CD Compact Disk
CGI Common Gateway Interface
CPU Central Processing Unit o Unidad central de proceso
CRC Cyclic Redundancy Checking
DNS Domain Name System o Sistema de nombres de dominios
DPI Dots per inch o puntos por pulgada
DVD Digital Versatile Disc
FTP File Transfer Protocol o Protocolo de transferencia de archivos
GB Gigabyte
HTML HyperText Mark-up Language
HTTP HyperText Transfer Protocol
IDE Integrated Device Electronic
IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers
IP Internet Protocol
IR Infra Red
IRC Internet Relay Chat
IRQ Interrupt Request Line o Línea de petición de interrupción
ISO International Organization Standard u Organización de Estándares
Internacionales
ISP Internet Service Provider o Proveedor de acceso a Internet
KB Kilobyte
LAN Local Area Network o Red de área local
LCD Liquid Crystal Display o Pantalla de cristal líquido
LPT Line Print Terminal
MB Megabyte
MBR Master Boot Record
MHz Megahertz
WWW.AUTOAPRENDIZAJE.INFOSERVICIOS AL LECTOR

Abreviatura
Definición

NETBEUI Network Basic Extended User Interface o Interfaz de usuario extendida NETBios
OEM Original Equipment Manufacturer
OS Operative System
OSI Open Systems Interconnection o Interconexión de sistemas abiertos
PCMCIA Personal Computer Memory Card International Association
PDA Personal Digital Assistant
PDF Portable Document Format
Perl Practical Extraction and Report Language
PGP Pretty Good Privacy
PHP Personal Home Page Tools, ahora llamado PHP Hypertext Preprocessor
POP3 Post Office Protocol 3 o versión 3 del Protocolo de oficina de correo
PPP Point to Point Protocol o Protocolo punto a punto
RAM Random Access Memory
ROM Read Only Memory
SMTP Simple Mail Transport Protocol o Protocolo simple
de transferencia de correo
SPX/IPX
Sequence Packet eXchange/Internetwork Packet eXchange o Intercambio
de paquetes secuenciales/Intercambio de paquetes entre redes
SQL
Structured Query Language
SSL Secure Socket Layer
TCP/IP Transfer Control Protocol / Internet Protocol o Protocolo de control de
UML Lenguaje de Modelado Unificado
transferencia / Protocolo de Internet
UDP User Datagram Protocol
UPS Uninterruptible Power Supply
URL Uniform Resource Locator
USB Universal Serial Bus
VGA Video Graphic Array
WAN Wide Area Network o Red de área extensa
WAP Wireless Application Protocol
WWW World Wide Web
XML Extensible Markup Language
WWW.AUTOAPRENDIZAJE.INFOWWW.AUTOAPRENDIZAJE.INFO



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