Loading presentation...

Present Remotely

Send the link below via email or IM

Copy

Present to your audience

Start remote presentation

  • Invited audience members will follow you as you navigate and present
  • People invited to a presentation do not need a Prezi account
  • This link expires 10 minutes after you close the presentation
  • A maximum of 30 users can follow your presentation
  • Learn more about this feature in our knowledge base article

Do you really want to delete this prezi?

Neither you, nor the coeditors you shared it with will be able to recover it again.

DeleteCancel

Make your likes visible on Facebook?

Connect your Facebook account to Prezi and let your likes appear on your timeline.
You can change this under Settings & Account at any time.

No, thanks

4t d'ESO: T7 i T8 -Tecnologia de control i Robòtica

No description
by

Ivan Castells

on 27 February 2016

Comments (0)

Please log in to add your comment.

Report abuse

Transcript of 4t d'ESO: T7 i T8 -Tecnologia de control i Robòtica

TEMA 7:
TECNOLOGIA DE CONTROL

Tecnologia de control:
Són els procediments i dispositius per
AUTOMATITZAR
màquines i processos
Anem a a veure alguns exemples del
Autòmatismes que s'han fet al llarg de la història, agrupats en
:
mecànics
elèctrics
electrònics
Autòmats elèctrics, electrònics, utilitzen
:
El relé (S. XIX)
El transistor (S. XX)
El circuit integrat
Microprocessador
Autòmats Programables: PLC
AUTÒMAT: aparell amb moviment propi
Fins arribar als
ROBOTS
, que assumeixen les capacitats de manipulació dels
humans.
mecànica, electrònica, i informàtica
El nom prové d'una obra de teatre de Karel Capek
La gran aplicació de la robòtica és la fabricació integrada per ordinador
(CIM)
fabricació de productes de forma flexible
reducció de costos (i llocs de treball)
COM CONTROLEM AQUESTS DISPOSITIUS???

més senzill, barat
no es supervisa el resultat.
no disposa de sensors.
executa el procés durant un temps prefixat
rentadora, llum temporitzat

té en compte el resultat final
disposa de sensors.
el tems d'execució depen de la informació dels sensors.
consigna: valor de referència que es vol obtenir (realimentació)
Exemples: calefacció, cisterna WC, ...
EXEMPLES DE LLAÇ OBERt I TANCAT
Partit de lliga de futbol
: llaç OBERT: sigui quin sigui el resultat, el partit dura 90 minuts
obert
Final de la Champions de futbol
: llaç TANCAT: si hi ha empat, es juga prorroga, la durada del partit DEPEN del resultat
tancat
tancat
obert
Ànec Vaucanson
Teler
Jacquard
Regulador Watt
Turc escaquista
2. PARTS d'un automatisme:
a. controlador
b. dispositius de sortida
c. dispositius d'entrada
a. CONTROLADOR
:
dispositiu que executa les ordres, és el "cervell"
activa i desactiva els dispositius externs (motors, cilindres)
ALGORITME: instruccions que indiquen què han de fer els actuadors i els sensors
b. Dispositius de sortida:
Element FINAL que fa l'acció
Acuadors: llums, cilindres, motors,.
c. dispositius d'entrada:
sensors: dispositius que prenen dades del procès i la transmeten al controlador
Transforma una magnitut física en elèctrica.
EXCLUSIU DELS PROCESSOS DE LLAÇ TANCAT
LDR, termòstats, finals de cursa
Tipus de controladors:
a.1 CABLATS
a.2 PROGRAMABLES
a.1 CONTROLADORS CABLATS:
-Dissenyats per funcions
molt concretes.
-Reprogramar-los costa,
s'han de recablejar
-sistema àntic
a.2 CONTROLADORS PROGRAMABLES
molt flexibles, fàcils de reprogramar.
per fer més d'una funció.
controlats amb microprocessadors
s'usen algoritmes (instruccions)
autòmats programables
microntroladors dedicats (ARDUINO,...)
cilindres hidràulics: les excavadores funcionen amb olis hidràulics
Motors elèctrics:
sensors
proximitat
LDR:llum
final de cursa
PTC: temperatura
presència
Tipus de sistemes de control
1---Per llaç Obert
2---Per llaç Tancat
tancat
obert
tancat
obert
obert
tancat
tancat
obert
obert
tancat
tancat
obert
obert
tancat
tancat
obert
tancat
obert
obert
tancat
obert
obert
TEMA 7
TECNOLOGIA DE CONTROL
+
TEMA 8
ROBÒTICA

TRANSISTOR: va fer més petits els circuits elèctrics
CIRCUIT INTEGRAT: encapsulament de milers de transistors
microcontrolador: encapsulament de milions de transistors
RELÉ: Element que permet separar un circuit de control d'un de potència
AUTÒMAT PROGRAMABLE o PLC
: petits ordinadors capaços de controlar màquines a partir d'un programa introduit dintre la seva memòria.












ACTIVACIÓ
DISPOSITIU DE CONTROL
RESULTAT FINAL
DISPOSITIU QUE S'HA DE CONTROLAR
DISPOSITIU DE CONTROL
ACTIVACIÓ
SENSOR
COMENÇA EL PARTIT
Piiiiiip!!!
TEMPS DE JOC
Tic, tac, tic, tac
pip, pip, piiiiip!!
Cilindre pneumàtic: les portes de l'autobus s'obren amb aire a pressió
TEMPS DE JOC
Piiiiiip!!!
COMENÇAMENT DEL PARTIT
pip, pip, piiiiip!!
RESULTAT FINAL
Tic, tac, tic, tac
han empatat?
FINAL
SI
NO
ENCESA DE LES PORTES
Portes supermercat
:
llaç TANCAT: les portes s'obren i tanquen quan passa algú
SENSOR
INTERRUPTOR OBERT
Passa algú?
no
LEDS:
Bombetes:
Mazinguer Z: robot de dibuixos animats:
part mecànica
: braços i cames articulades
part electrònica
: llums, motors elèctrics
part informàtica
: cervell que ho controla tot
DISPOSITIU QUE S'HA DE CONTROLAR
PORTA OBERTA
INTERRUPTOR TANCAT
obert
SI
exemple d'aparell amb control per llaç tancat
CISTERNA DEL LAVABO
a l'estirar la cadena es buida i el flotador baixa
quan s'omple la cisterna, el flotador puja fins al nivell màxim fins que s'arriba a tapar l'entrada
exemple d'aparell amb control per llaç obert
RENTADORA
SELECCIÓ DE
PROGRAMA
INTERRUPTOR
MOTOR I BOMBA D'AIGUA
ROBA NETA
Un cop s'acaba el programa,
NO COMPROVA SI LA ROBA ESTÀ NETA
, no hi ha SENSOR que detecti si la roba està bruta o no:
LLAÇ OBERT
3.1. LA DOMÒTICA
L'automatització de les instal·lacions i aparells de casa, per exemple:
llums
climatitzador, calefacció, etc.
alarmes, càmeres, etc.
persianes
telefonia
reg

Es pot controlar amb una placa, PC, mòbil, etc.
DISPOSITIUS D'ESTALVI D'ENERGIA
EL TERMÒSTAT
Sensor que varia en funció de la temperatura:
Termòstat analògic
Termòstat digital
Termòstat analògic
són dues plaques metàl·liques unides amb diferent COEFICIENT DE DILATACIÓ

Coeficient de dilatació: el que s'allarga un objecte quan s'escalfa
el metall de sotas'allarga més que el de dalt quan s'escalfa, aixecant-se i no tocant al contacte: radiador apagat
quan es refreden, recuperen la seva forma fins tocar el contacte: radiador engegat
tancat
obert
obert
Termòstat digital
són més precisos que els analògics. Estan formats per una resistència sensible a la temperatura: PTC, NTC
PROGRAMADORS HORARIS

Aparells que permeten obrir i tancar aparells elèctrics segons un horari. Dos tipus:
Programadors mecànics
Programadors digitals
CIRCUIT AMB NTC:
NTC: a més temperatura, menys resistència
quan fa fred, baixa la resistència i augmenta la resistència: llum apagat
quan fa calor, disminueix la resistència: llum encés
DETECTORS DE PRESÈNCIA

Aparells usants com a sensors en l'obertura automàtica de portes i sensors d'alarma.
ACTIVITATS
1
2
4
5
6
7
8
9
12
1. Per descongelar aliments sovint s'una el microones. Explica i justifica el tipus de control que porta

2. Quin tipus de control incorporen les portes d'un supermercat

3. Quina funció hauria d'incorporar una rentadora per ser considerada de llaç tancat

4. Classifica els aparells segons siguin llaç obert o tancat: calefactor elèctric, ascensor, congelador, rentavaixelles, assecador de cabell

5. Quina és la diferència entre un llaç obert i un de tancat

6. Què és la consigna d'un automatisme. Posa un exemple

7. Explica la diferència entre la lògica cablada i la lògica programable.

8. Explica el funcionament d'un termòstat analògic

9. Explica què és un NTC i a quins tipus de circuits es posen
13
tancat
obert
obert
CONTROL SADEX
SADEX és un autòmat programable capaç de controlar un robot
Parts del Sadex:
1. Mòdul central de control
2. Entrades
3. Sortides
1. Mòdul central de control

És on es connecten tots els mòduls, tant d'entrada com de sortida
2. Entrades:

Són els mòduls dels sensors: llum, só, presència, contacte, etc.
3. Sortides:

Són els mòduls dels actuadors: motors, llums, relés, displays
Entrades del SADEX
Finals de cursa
Nivell de so
Nivell de temperatura
Nivell de llum
display
14
obert
tancat
obert
tancat
obert
obert
Sortides del SADEX
sortides digitals
relés
motors
El programa del SADEX
SADEX es programa a través d'un programa d'ordinador:

Consta de tres parts: DISSENY, CODIFICACIÓ, SIMULACIÓ

CODIFICACIÓ: s'indiquen les instruccions per que el robot faci el que nosaltres vulguem
DISSENY: és on es posen els mòduls que volem (llums, motors, etc)

SIMULACIÓ: comprova el funcionament abans de connectar tots els elements
EXEMPLE DE CONTROL AMB SADEX:
Control d'un semàfor
ELEMENTS NECESSARIS

1 LED vermell
1 LED groc
1 LED verd
4 cables
4 pinces
mòdul de sortides digitals
DISSENY

Al programa es posen els elements que intervenen del mòdul sortides digitals
CODIFICACIÓ

S'introdueixen les instruccions per fer funcionar el semàfor
16
DIAGRAMA DE FLUX
És un conjunt de blocs un darrera un altre que expliquen funcions concretes. S'usen per programar d'una forma molt més fàcil.
De símbols n'hi ha molts, però els més importants són quatre:
Elipse: Indica inici i final del programa
Rombe: serveix per preguntar. La resposta ha ser sempre binària (si/no)
Rectangle: s'usa per calcular o fer una acció: sumar, restar, multiplicar, contar..
Romboide: dona un valor a una variable.
Exemple:
Fes un organigrama del procés de canviar una bombeta que no funciona
17
19
EL MICROXIP PICAXE 8M
El xip 8m2 té un processador, memòria on guardar el programa i memòria RAM.
Els pins 3, 4, 5, i 6 son polivalents i es poden fer servir com a entrades digitals o analògiques, sortides digitals o analògiques o moltes altres funcions més.
Els pins 1 i 8 serveixen per alimentar el xip amb una tensió de 5 volts
Els 2 i 7 per comunicar el xip amb l’ordinador i poder programar-lo.
connexió a l'ordinador
Hi ha dos programes que usen diagrames de fluxes per programar el xip.
Logicator for Pic
Picaxe programming

Aquests programes fan servir la lògica dels blocs per funcionar, cada bloc dona una instrucció al xip sobre el que ha de fer i el xip executa els blocs un a un, de forma ordenada, seguint la fletxa que nosaltres dibuixem.
COM PROGRAMAR EL PICAXE
Els romboides alteren l’estat de les sortides del xip:
Els rombes llegeixen entrades o valors i en treuen una resposta afirmativa o negativa, per tant, tenen una entrada i dues sortides.
Els blocs rectangulars realitzen operacions internes dins el xip
PRINCIPALS BLOCS USATS AL PICAXE
D'instruccions per programar n'hi ha moltes, però amb unes poques el podeu fer funcionar. Són les següents:
Start: és el primer bloc que es posa, ja surt per defecte
High: romboide. Dóna un valor alt (1) a una sortida (en aquest cas, dóna valor 1 a la sortida 2)
Low: romboide. Dóna un valor baix (0) a una sortida (en aquest cas, dóna valor 0 a la sortida 2)
Wait: rectangle. Fa esperar l'acció que el precedeix un temps determinat (en aquest cas, 0,5 segons)
Decisió: rombe. Es fa una pregunta amb dues respostes possibles: si (1), no (0).
EXEMPLE 1: MOTOR INTERMITENT
Hi ha un motor connectat a la sortida 2
Aquesta ordre posa en marxa el motor (1)
S'espera durant 0,5 segons abans de la següent instrucció
Aquesta ordre atura el motor (1)
S'espera durant 0,5 segons abans de la següent instrucció
Després de 0,5 segons, la flexta torna a la instrucció High, activant de nou el motor
EXEMPLE 2: LLUMS INTERMITENTS ALTERNATIVES
Hi ha dos llums, una a la sortida 2, i l'altra a la 4
Aquest programa engega i atura un motor cada 0.5 segons
El programa següent obre i tanca dos llums de manera alternativa i intermitent amb un cicle que es repeteix
Aquesta instrucció activa el llum de la sortida 2 (High)
S'espera durant 0,5 segons abans de la següent instrucció
Aquesta instrucció desactiva el llum de la sortida 2 (Low)
Aquesta instrucció activa el llum de la sortida 4 (High)
Aquesta instrucció desactiva el llum de la sortida 4 (Low)
S'espera durant 0,5 segons abans de la següent instrucció
EXEMPLE 3: ENGEGAR O PARAR UN MOTOR O PARAR SEGONS L'ESTAT D'UN INTERRUPTOR
El motor està al pin 2, que és que s'ha de controlar. Al pin 1 hi ha l'interruptor. Al rombe pregunta com està l'interruptor, obert (Y), o tancat (N).

Si està obert (Y), el motor s'atura (Low 2)
Si està tancat (N), el motor funciona (High 2)

En qualsevol dels dos casos, es torna a la pregunta de l'estat de l'interruptor
3. APLICACIONS A CASA
Fes una taula indicant: nom, tipus de control, controlador,
dispositius d'entrada i dispositius de soritda

3. INTRODUCCIÓ A LA PROGRAMACIÓ DE
MICROCONTROLADORS. APLICACIÓ AL MICRO
ARDUINO

Podeu descarregar el programa lliure per a programar el PICAXE del següent enllaç
http://www.picaxe.com/Software/PICAXE/PICAXE-Programming-Editor/
Un cop instal·lat i obert cal que aneu a l'opció
FLOWCHART del menú de dalt.
EXPLICACIÓ FUNCIONAMENT APARTAT 5 TEMA8 DEL LLIBRE
ROBÒTICA
1. Robots i manipuladors
Manipuladors
:Són braços articulats amb diferents possibilitats de moviment
de carràcter seqüencial que no permeten la combinació simultània de moviments.


Robots:
És un dispositiu mecànic que desenvolupa tasques de producció, d’assistència i exploració a través d’un programa informàtic.

1.1. Arquitectura d’un robot industrial
És la forma constructiva i la seves capacitats
de moviments

Graus de llibertat
: cada moviment independent
d'una barra o membre respecte de l'altre.

Tipus d’enllaços o parells cinemàtics
:
Parell de revolució o articulació
Parell prismàtic o de guia-corredora
Parell cilíndric
Parell helicoïdal o de rosca
Parell esfèric o ròtula esfèrica
Parell Pla

1.2. Estructures bàsiques dels robots
Robot amb estructura cartesiana:
El terminal es pot moure lliurement en tres eixos






Robot amb estructura cilíndrica:
Una articulaciò i dues guies corredores.
Robot amb estructura polar:
Dos moviments giratoris i un de lineal
amb un parell d’articulacions i una guia corredora.








Robot amb estructura angular:
Tres moviments giratoris amb tres articulacions.
(el més versàtil)
1.3 Actuadors en els robots
Fan possible la força motriu per aconseguir
el moviment de cada articulació.

Poden ser :



<-- CILINDRES
PNEUMÀTICS

CILINDRES
HIDRÀULICS-->
Dels
elèctrics
els mes usats son els
servomotors
:

La durada dels impulsos que reb el servomotor per un
tercer cable l'indica la posició que s'ha de posar
1.4 sensors dels robots
sensor de posició: exemple
codificadors
, làsers, visió artificial

detector mecànic
: per contacte físic

i els detectors per
llum infraroja

2. PROGRAMACIÓ DELS ROBOTS
Tècniques bàsiques
per a la programmació d’un robot:

Programmació per guiatge:
Consisteix en ensenyar el robot el camí i la seqüència d’accions que ha de realitzar fent-li recórrer la trajectòria manualment.

Programmació amb llenguatge a nivell de robot
: Consisteix a definir la seqüència de treball amb passos de programa en els que se li indica els moviments que ha de fer i se li informa de l’entorn.

2.1. Programació màquines-eina. Control numèric (CNC)
Realitzen
operacions de mecanitzat
per a la fabricació de peces
de forma automàtica
a
partir d’un programa emmagatzemat a la memòria de l’ordinador
que controla les seves funcions.

Exemple de màquines
torn i fresadora
3.3 Ús de l'ordinador com a controlador
S'usen els ports de l'ordinador per comunicar-lo amb l'exterior:
Quants graus de llibertat tenen??
Per exemple: 1

oBJECtiu del control : intentar reduir la presència humana de manera que funcioni sòl
1---control per LLAÇ OBERT
2---control per LLAÇ TANCAT
eL ROBOT que estem fent al taller estarà controlat? Té control?





Quin tipus de control? Per què?

eL ROBOT que estem fent al taller estarà controlat?-->

Té control?


Quin tipus de control?->
LLAÇ TANCAT
Per què?
El robot reb la informació dels sensors (ULLS) i decideix si va recte o gira cap un costat

ARDUINO
PARTS del ROBOT del taller:
a. controlador. Qui el controla???
b. dispositius de sortida????? Què fa??
c. dispositius d'entrada?????
quina informació rep??
ARDUINO
controlador
MOTOREDUCTORS
dispositius de sortida
SENSORS(ulls)
dispositius d'entrad
a
Full transcript