sensores de corriente

Los sensores de corriente son dispositivos utilizados para medir el flujo de corriente en un circuito eléctrico. También se denominan transductores de corriente o transformadores detección de corriente. Están disponibles en una variedad de tipos para medir flujos corriente CA y CC, incluido: efecto Hall, bobinas de Rogowski y transformadores. Los sensores de corriente no tienen una conexión eléctrica directa a la corriente que está siendo controlada para permitir el aislamiento galvánico al circuito de medida.
Los sensores de corriente funcionan en circuitos de lazo abierto o cerrado. Los circuitos de sensores de lazo abierto suelen ser más económicos que las alternativas de lazo cerrado, pero menos precisos. Los sensores de lazo abierto utilizan la tensión de detección para obtener directamente el flujo de corriente. Esto puede conducir a inexactitudes causadas por la no linealidad en el sensor, efectos de saturación y deriva térmica. Los sensores de lazo cerrado utilizan la tensión de detección de la bobina primaria para alimentar una corriente opuesta en la bobina secundaria enrollada sobre el mismo núcleo. La corriente se ajusta mediante el bucle de respuesta con el fin de equilibrar el flujo generado por la corriente del lazo primario. Equilibrar de esta manera elimina los efectos de la saturación y deriva térmica, y permite realizar mediciones más precisas a través del monitoreo de la corriente secundaria. La complejidad agregada conduce a un mayor costo. Los detectores de lazo cerrado también se conocen como sensores de flujo cero o detectores de nulo. 
Un sensor de efecto Hall detecta el flujo magnético causado por la corriente en el conductor que está siendo medido induciendo un flujo de corriente en una bobina de detección. El dispositivo se coloca en un hueco en el núcleo de la bobina detectora y emite una tensión Hall proporcional al flujo de la corriente de la bobina en la siguiente relación: 
Vh = Rh * (I/t * B)

sensores roboticos

sensores térmico

sensores de gas o humo

sensores de distancia

sensor infra rojo

sensor ultrasónico

tipos de acelerometros

dispositivos de aceleración

sensores termicos

sensores de temperatura

Sensores de movimiento

Dispositivos de entrada

Dentro de este grupo de elementos se encuentran todos los sensores con los que el robot capta las distintas variables a controlar. Estas variables pueden ser de temperatura, movimiento, proximidad, iluminación, posición, presión, velocidad, etc. En la siguiente tabla podemos ver algunos ejemplos de estos sensores:

Temperatura	NTC PTC Termorresistencia Termopar Bimetal
Posición	Final de carrera Relé reed
Proximidad y movimiento	Transductores Inductivos Capacitivos Resistivos Ultrasonidos
Velocidad	Tacómetros
Presión	Manómetros Galgas extensiométricas
Iluminación	LDR Fotodiodos Fototransistores

Dispositivos de salida

Son los elementos que queremos controlar. Los más habituales en nuestros proyectos son: motores, bombillas, diodos, timbres, zumbadores, relés, electroválvulas, vávulas, cilindros neumáticos, etc.


Algunos ejemplos:

Motor 

Los motores de corriente continua (motores DC) son unos de los actuadores más comunes. Su funcionamiento se basa en el alineamiento de dos campos magnéticos.

El estator, la parte fija del motor, dispone de un imán permanente que genera un campo magnético en el interior del motor.

válvula

La Válvula Dispositivo que abre o cierra el paso de un fluido por un conducto en una máquina, aparato o instrumento, gracias a un mecanismo, a diferencias de presión, etc.

Zumbador digital

Zumbador, electroacústico que produce un sonido o zumbido continuo o intermitente de un mismo tono (generalmente agudo). Sirve como mecanismo de señalización o aviso y se utiliza en múltiples sistemas, como en automóviles o en electrodomésticos, incluidos los despertadores.

Inicialmente este dispositivo estaba basado en un sistema electromecánico que era similar a una campana eléctrica pero sin el badajo metálico, el cual imitaba el sonido de una campana.

Que es la robótica?

La robótica es la rama de la Ingeniería mecatrónica, de la Ingeniería eléctrica, de la Ingeniería electrónica, de la Ingeniería mecánica, de la Ingeniería biomédica y de las ciencias de la computación que se ocupa del diseño, construcción, operación, disposición estructural, manufactura y aplicación de los robots.​

La robótica combina diversas disciplinas como son: la mecánica, la electrónica, la informática, la inteligencia artificial, la ingeniería de control y la física.​ Otras áreas importantes en robótica son el álgebra, los autómatas programables, la animatrónica y las máquinas de estados.

En la mecanica

En el Area militar

El término robot se popularizó con el éxito de la obra R.U.R. (Robots Universales Rossum), escrita por Karel Čapek en 1920. En la traducción al inglés de dicha obra la palabra checa robota, que significa trabajos forzados o trabajador, fue traducida al inglés como robot

Karel Čapek

Que es la ecuación en un robot?

La dinámica o ecuación  del robot relaciona el movimiento del robot y las fuerzas implicadas en el mismo. El modelo dinámico establece relaciones matemáticas entre las coordenadas articulares (o las coordenadas del extremo del robot), sus derivadas (velocidad y aceleración), las fuerzas y pares aplicados en las articulaciones (o en el extremo) y los parámetros del robot (masas de los eslabones, inercias, etc).

Inteligencia artificial (IA)

La inteligencia artificial (IA), también llamada inteligencia computacional, es la inteligencia exhibida por máquinas. En ciencias de la computación, una máquina "inteligente ideal" es un agente racional flexible que percibe su entorno y lleva a cabo acciones que maximicen sus posibilidades de éxito en algún objetivo o tarea.​ Coloquialmente, el término inteligencia artificial se aplica cuando una máquina imita las funciones "cognitivas" que los humanos asocian con otras mentes humanas, como por ejemplo: "aprender" y "resolver problemas". ​ 

A medida que las máquinas se vuelven cada vez más capaces, tecnología que alguna vez se pensó que requería de inteligencia se elimina de la definición. Por ejemplo, el reconocimiento óptico de caracteres ya no se percibe como un ejemplo de la "inteligencia artificial" habiéndose convertido en una tecnología común.​ Avances tecnológicos todavía clasificados como inteligencia artificial son los sistemas capaces de jugar ajedrez, GO y manejar por sí mismos.

Según Takeyas (2007) la IA es una rama de las ciencias computacionales encargada de estudiar modelos de cómputo capaces de realizar actividades propias de los seres humanos en base a dos de sus características primordiales: el razonamiento y la conducta.

Que es maquina reactiva?

Las máquinas reactivas perciben el mundo directamente y actúan a partir de lo que ven. Su funcionamiento no les exige la creación de un modelo del mundo. Por ejemplo, Deep Blue puede identificar las piezas en un tablero de ajedrez, hacer predicciones sobre cuáles son los posibles siguientes movimientos de su oponente y elegir las mejores respuestas, pero no sabe nada del pasado o de las experiencias que ha tenido en juegos anteriores.

Deep Blue

Máquinas con conciencia propia

Las máquinas que son capaces de construir una representación de sí mismas serán el último paso de los sistema de Inteligencia Artificial. Los investigadores de Inteligencia Artificial no sólo debemos saber cómo funciona la conciencia, sino que debemos construir máquinas que tengan una , explica Hintze.

Aquellos seres con conciencia propia conocen sus estados internos y por tanto, son capaces de predecir los sentimientos de los demás. Por ejemplo, somos capaces de identificar que una persona sufre dolor cuando se ha caído, porque nosotros mismos hemos sentido dolor al caernos. De acuerdo con el profesor, aún estamos lejos de crear máquinas que tengan conciencia de su propia existencia, por lo que los esfuerzos de los investigadores deben enfocarse en comprender cómo funciona la memoria, el aprendizaje y la habilidad de tomar decisiones de acuerdo con experiencias pasadas.

La inteligencia artificial es una de las áreas de más rápido crecimiento de la tecnología digital. Está transformando nuestras vidas y también nuestras carteras de inversión. Los últimos dispositivos de Amazon, Microsoft y Google permiten encender luces, comprobar la previsión del tiempo, consultar diarios, escuchar música, hervir la tetera o reservar un taxi -todo con comandos de voz-.

Pronto la inteligencia artificial -replicación por computadoras de acciones que normalmente requieren inteligencia humana-, serán capaces de lograr mucho más y la inversión en empresas con sistemas de aprendizaje automático será un importante fuente de crecimiento. De hecho los robots están tomando el mundo, no con un ejército de ciborgs, sino en una suave y sutil infiltración de la tecnología inteligente.

Ahora, mediante algoritmos de aprendizaje las máquinas pueden utilizar datos para encontrar patrones y predecir. El paso siguiente es el aprendizaje de los errores por las computadoras, con afinamiento de las predicciones con cada nuevo fragmento de información. Cada vez son más hábiles en reconocer imágenes y procesar el lenguaje natural como los seres humanos, así como responder en función del contexto. La inteligencia artificial está ya presente en salud, comercio al por menor y finanzas.

En salud impulsa el diagnóstico médico, allanando el camino para la medicina personalizada. En transporte es tecnología clave de los coches autónomos. También está transformando a bancos y asesores ante la amenaza del asesoramiento automatizado. Además los comerciantes minoristas no pueden ignorar la inteligencia artificial, pues el aprendizaje automático puede mejorar la logística y permitir mayor personalización del producto.

Así que las empresas especializadas en desarrollo de tecnología relacionada con inteligencia artificial pueden ver gran impulso de ventas. En hardware los semiconductores son un rico coto de caza para los inversores. Hay que tener en cuenta que el aprendizaje profundo requiere mucha potencia de procesamiento y es previsible un aumento de la demanda de potentes procesadores gráficos (GPU) para el procesamiento paralelo y análisis de grandes cantidades de datos.

Desventajas de la IA

Las principales desventajas son:

Por ser software, requieren de constantes actualizaciones (mantenimiento).

Realizar estos sistemas expertos requiere de mucho tiempo y dinero.

Crear máquinas que sean autosuficientes y puedan ir desplazando a la raza humana.

El uso irracional y exagerado de esta tecnología podría conllevar a la dominación de las máquinas sobre el hombre, como también llegar a depender mucho de ellas.

El hombre se siente menos importante cuando una máquina o un sistema “lo supera”.

Tipos de Inteligencia Artificial

1. Máquinas reactivas

Las máquinas reactivas perciben el mundo directamente y actúan a partir de lo que ven. Su funcionamiento no les exige la creación de un modelo del mundo. Por ejemplo, Deep Blue puede identificar las piezas en un tablero de ajedrez, hacer predicciones sobre cuáles son los posibles siguientes movimientos de su oponente y elegir las mejores respuestas, pero no sabe nada del pasado o de las experiencias que ha tenido en juegos anteriores.}

2. Máquinas con memoria limitada

Los coches autónomos incluyen también este otro tipo de Inteligencia Artificial, con la cual pueden dar un vistazo al pasado. Esta clase de automóviles tiene la capacidad monitorear la velocidad y la dirección durante un periodo específico. Según Hintze, estos datos se añaden a la representación del mundo que ha sido cargada en la computadora, que incluye la localización de semáforos, señales de tránsito o las curvas de un camino.

Pero, como su nombre lo indica, este tipo de máquinas de Inteligencia Artificial tienen una memoria limitada. Los datos sobre los automóviles que pasan a su alrededor, en el caso de los coches autónomos, no se almacenan en una librería de información de la cual puedan aprender, como sucede con los conductores humanos que aprenden de la experiencia que han vivido detrás del volante.

3. Máquinas con una Teoría de la Mente

Las personas, los animales, las plantas y ahora, algunos objetos, tienen pensamientos y emociones que afectan directamente su comportamiento, el estudio y la conciencia de este fenómeno se conocen como Teoría de la Mente. Para Hintze, esta es la principal característica que diferencia a las máquinas que se han construido hasta ahora de las que se desarrollarán en el futuro. Se prevé que este tipo de Inteligencia Artificial no sólo contará con una concepción propia del mundo en general, sino de entidades precisas dentro de éste, como las emociones y las ideas de las que hemos hablado con anterioridad.

4. Máquinas con conciencia propia

Las máquinas que son capaces de construir una representación de sí mismas serán el último paso de los sistema de Inteligencia Artificial. Los investigadores de Inteligencia Artificial no sólo debemos saber cómo funciona la conciencia, sino que debemos construir máquinas que tengan una , explica Hintze.

Aquellos seres con conciencia propia conocen sus estados internos y por tanto, son capaces de predecir los sentimientos de los demás. Por ejemplo, somos capaces de identificar que una persona sufre dolor cuando se ha caído, porque nosotros mismos hemos sentido dolor al caernos. De acuerdo con el profesor, aún estamos lejos de crear máquinas que tengan conciencia de su propia existencia, por lo que los esfuerzos de los investigadores deben enfocarse en comprender cómo funciona la memoria, el aprendizaje y la habilidad de tomar decisiones de acuerdo con experiencias pasadas.

Robot poliarticulado

Bajo este grupo están los Robots de muy diversa forma y configuración cuya característica común es la de ser básicamente sedentarios (aunque excepcionalmente pueden ser guiados para efectuar desplazamientos limitados) y estar estructurados para mover sus elementos terminales en un determinado espacio de trabajo según uno o más sistemas de coordenadas y con un número limitado de grados de libertad". En este grupo se encuentran los manipuladores, los Robots industriales, los Robots cartesianos y se emplean cuando es preciso abarcar una zona de trabajo relativamente amplia o alargada, actuar sobre objetos con un plano de simetría vertical o reducir el espacio ocupado en el suelo.

Robot Médico

Dentro de esta categoría está la robótica médica, es decir, la utilización de robots para la realización de intervenciones quirúrgicas. Entre las consecuciones de la robótica médica, podemos destacar dos: la telecirugía y la cirugía mínimamente invasiva. Las ventajas más notables de los robots médicos son la precisión y la miniaturización. Estos robots son utilizados, entre otros, en el ámbito de la cirugía cardiaca, gastrointestinal, pediátrica o de la neurocirugía.

Los robots de servicio son los que trabajan de forma autónoma o semiautónoma para realizar tareas útiles para el bienestar de las personas.

Robot Industrial

Un robot industrial es un manipulador multifuncional reprogramable, capaz de mover materias, piezas, herramientas, o dispositivos especiales, según trayectorias variables, programadas para realizar tareas diversas.

Esta definición, ligeramente modificada, ha sido adoptada por la Organización Internacional de Estándares (ISO) que define al robot industrial como:

Manipulador multifuncional reprogramable con varios grados de libertad, capaz de manipular materias, piezas, herramientas o dispositivos especiales según trayectorias variables programadas para realizar tareas diversa

Creador de la Robotica

George Devol

Nació en enero de 1911 en Kentucky, George Devol mostró desde su niñez un gran interés por el mundo de la ingeniería.

Fue criado en el seno de una familia de origen humilde. Por esta razón su familia no pudo dar una educación paralela al gran potencial y talento que demostraba desde su infancia. Sin embargo, esa situación no fue un impedimento para su futuro, ya que fruto de su esfuerzo y constancia consiguió alcanzar sus objetivos.

A principios de los años 30, trabaja para la compañía Cinephone United Corporation, dedicada a la fabricación de amplificadores de sonido y brazos para tocadiscos.

En 1940, tras la llegada de la II Guerra Mundial, a Devol se le abren numerosas puertas en el ámbito laboral. Debido a sus conocimientos en tecnología de radar funda una pequeña compañía que, en poco tiempo, se convirtió en la principal empresa fabricante de contramedidas para radar de los Estados Unidos.

Robot móvil

Un robot móvil es una máquina automática capaz de trasladarse en cualquier ambiente dado.

Los robots móviles tienen la capacidad de moverse en su entorno y no se fijan a una ubicación física. En contraste, existen robots industriales fijos, que consisten en un brazo articulado (manipulador de multi-ligado) y una pinza de montaje (o efector de extremo) que está unida a una superficie fija.

Primer robot

Desde que el hombre vio la posibilidad de usar máquinas en vez de personas comenzó un desarrollo. Una investigación  una evolución en la máquinas.

Aunque el concepto de máquinas automatizadas se remonta a la antigüedad. Los autómatas o máquinas semejantes a personas, ya aparecían en relojes de las iglesias medievales. Sin embargo nos vamos a remontar al año 1937. Año en el cual se considera la creación del primer robot humanoide.

Leyes de la robotica

El autor busca situaciones contradictorias en las que la aplicación objetiva de las Tres Leyes se pone en tela de juicio planteando a la vez interesantes dilemas filosóficos y morales que, en esta colección, Robots & Aliens están más presentes que nunca. Las Tres Leyes de la Robótica de Asimov aparecen formuladas por primera vez en 1942 en el relato El círculo vicioso de Asimov.

1.- Un robot no hará daño a un ser humano o, por inacción, permitir que un ser humano sufra daño.

2.-Un robot debe obedecer las órdenes dadas por los seres humanos, excepto si estas órdenes entrasen en conflicto con la 1ª Ley.

3.-Un robot debe proteger su propia existencia en la medida en que esta protección no entre en conflicto con la 1ª o la 2ª Ley.

Ventajas de la Robotica

1. Mayor precisión, sin cansancio.
2. Tareas peligrosas.
3. Realidad Ampliada.
4. Mayor velocidad.
5. Reducción de costos.
6. Pueden ir a donde el humano no puede.
7. Pueden hacer tareas que para el ser humano son mortale

Desventajas de la Robótica

1. Pueden ser peligrosos.
2. Desplazamiento de mano de obra humana.
3. Generan un rezago tecnológico importante.
4. Cambio de paradigma.
5. Pueden ser hackeados por alguien para cambiar tareas.

Función del robot androide en la ciencia

La construcción de un robot que imite convincentemente, aunque sea una parte ínfima, la libertad de gestos y movimiento humanos, es una tarea de una enorme complejidad técnica. De hecho, es un problema que en varias instancias está todavía abierto a la investigación y a la mejora, aunque ya existen varios ejemplos bastante meritorios en ese sentido, de robots humanoides que imitan ciertas conductas y capacidades humanas. Un ejemplo conocido en este sentido es el robot ASIMO de Honda, que es capaz de marchar en dos pies, de subir y bajar escaleras y de otra serie de proezas de locomoción bípeda.

En la robótica la actitud de los expertos hacia los autómatas humanoides ha vacilado entre el entusiasmo y el escepticismo. Entusiasmo porque un robot humanoide puede tener enormes ventajas para cierta clase de funciones, escepticismo debido a que para que una máquina robótica sea útil se ha demostrado con ejemplos que la forma humana no es necesaria y a veces es incluso un estorbo (respecto a las capacidades actuales de los androides).

La construcción se está recuperando lentamente después de la crisis inmobiliaria. Sin embargo, la crisis no solo ha transformado un sector clave en la economía como es el de la construcción; los avances tecnológicos están irrumpiendo con fuerza en muchos sectores y la construcción no es ajena a esta revolución. En los próximos años algunos de los profesionales de la construcción con menos cualificación serán sustituidos por tecnología. Los robots pueden ser los obreros de la construcción de un futuro cada vez más cercano.

El principal reto de la robotización de la construcción sigue siendo la integración de la robótica desde el entorno controlado de una fábrica hasta un entorno cambiante como es el de las actividades de construcción. El potencial del robot es su capacidad de llevar a cabo trabajos más allá de la mera operación manual, pero también más allá de la repetición industrial y de su control directo mediante datos digitales. Los robots son cada vez más autónomos y pueden ejecutar más funciones y tareas, por lo que se reduce el tiempo de espera para que se puedan utilizar en la construcción.

En un primer momento, la supervisión de los profesionales y su interacción con los robots en la construcción serán indispensables. La dificultad de los robots para guiarse en entornos complejos requerirá, al principio, una importante intervención humana. No obstante, la tendencia es a que los trabajadores menos cualificados sean sustituidos por robots, mientras que los trabajadores de mayor cualificación colaborarán con estos últimos.

Sensores robóticos

Los sensores ayudan a trasladar los atributos del mundo físico en valores que la controladora (el microcontrolador o microprocesador) de un robot puede usar. En general, la mayoría de los sensores pueden ser divididos en dos grandes grupos: 

1. Sensores Análogos
2. Sensores Digitales  

Ventajas de los sensores

1. No hay desgaste mecánico, no hay fallo, se’relacionados con el estado de los contactos
2. Falta de rebote de los contactos y los falsos positivos
3. Alta frecuencia de conmutación de hasta 3000 Hz
4. Resistente a los esfuerzos mecánicos
5. la posibilidad de trabajar en alterna y corriente continua.

Desventajas de los sensores

el error en el trabajo, a expensas de la carga.

relativamente pequeño factor de conversión.

el alto umbral de sensibilidad.

la presencia de ruido.

la propensión електроерозії bajo el efecto de los pulsos de descargas.

Actuadores hidráulicos

Se clasifican en Actuadores Lineales, llamados Cilindros. Y actuadores rotativos en general denominados motores hidráulicos. Los actuadores son alimentados con fluido a presión y se obtiene un movimiento con una determinada velocidad, fuerza, o bien velocidad angular y momento a partir de la perdida de presión de un determinado caudal del fluido en cuestión.

 Potencia de Entrada = Presión x Caudal 

Potencia Entregada en el Actuador = Variación de Presión x Caudal.

 Esta variación de presión deberá computarse entre la entrada y la salida del actuador. En estas expresiones no consideramos las pérdidas por rozamiento que existen y no se debe dejar de tenerlas en cuenta para las realizaciones prácticas. 

Componentes de un robot

• Controlador. El Controlador es el cerebro físico del Robot y básicamente es un micro-ordenador con una Unidad Central, memoria, alimentación y los interfaces para acceder a los elementos externos. En Robótica se puede utilizar prácticamente cualquier controlador que cuente con una Unidad Central lo suficientemente potente. Así tenemos controladores específicos como los “Ladrillos” de LEGO t o de  FISHERTECHNIK y controladores abiertos o genéricos como son los diferentes modelos de Arduino  , que tiene actualmente la mayor oferta de controladores para Robótica, o de Raspberry PI

• Actuadores. Los Actuadores o motores son los responsables de hacer que nuestro Robot se mueva. Existe una amplia de motores ya sea específicos de un modelo de Robot, como son los de LEGO o genéricos en cuyo caso hemos de comprobar que son compatibles, es decir que se pueden accionar, con el Controlador que hayamos elegido. 

• Sensores. Los Sensores permiten que el Robot detecte las condiciones del entorno y pueda, de acuerdo con su programación, responder ante cambios de condiciones, obstáculos, etc. La gama de sensores es muy muy amplia.
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