Diapositives de la UD04 'Control i robòtica' de la matèria 'Tecnologia' de 4t d'ESO. Llibre Santillana.

1. UD 04. Control i robòtica
Objectius didàctics de la Unitat
Abans de començar
Continguts
L'origen dels robots
Utilitat
Automatismes, robots i control per ordinador
Control de sistemes
Definició
Elements

2. UD 04. Control i robòtica
Continguts (II)
Aplicacions del control automàtic: els robots
Moviment dels robots
Disseny i construcció de robots no programables
Electrònica
Alimentació
Parell Darlington
Sensors
Mecànica
Funcionament dels robots

3. UD 04. Objectius didàctics
Relacionar continguts de la Unitat amb els coneixements
d'electrònica
Transistors
Relés
Potenciòmetres...
Entendre què és un sistema de control
Elements que el composen
Anàlisi de diferents exemples

4. UD 04. Objectius didàctics
Conèixer les aplicacions més importants dels robots
Conèixer els components principals d'un robot
Entendre la funció dels diferents components dins d'un
ordinador
Especialment dels components electrònics

5. UD 04. Abans de començar...
Recordem...
Les parts i funcions d'un transistor?
Què és una resistència LDR?
Què són les resistències NTC i PTC?
Què és un LED?
Un potenciòmetre?
Un relé?
Hem vist cap robot?
Sabem què és un sensor?

6. UD 04. Origen dels robots
Des de l'antiga Grècia
Intenció d'automatitzar tasques
Gran expansió al s XX
Utilitat i finalitat de la construcció de robots
Duen a terme tasques repetitives amb precisió
De moment un ésser humà és més versàtil
El que sí podem fer és preveure les tasques a fer i programar-los
Fins i tot en funció de les variables d'entorn

7. UD 04. Automatismes, robots i
control per ordinador
Exemples propers:
Obrir la porta quan arriba l'ascensor a la planta
Mecanisme de llaç obert
La porta no es tanca si detecta que hi ha algú
Mecanisme de llaç tancat
Rentadora que decideix la quantitat d'aigua a sabó en funció
de la càrrega
És un automatisme
Grup d'automatismes que formen una màquina: robot
Màquina amb capacitat de prendre decisions simultànies (prèviament
programades)
En funció de dades de l'entorn: mitjançant els sensors

8. UD 04. Automatismes, robots i
control per ordinador
Exemple detallat: túnel de rentat
El cotxe llisca pel recorregut
Conjunt d'arrossegament
Varetes flexibles que detecten la posició del cotxe
Sensors de final de cursa
Es calcula l'alçada total del cotxe
Per saber fins on baixen les escombres de neteja del sostre
Sensors fotoelèctrics
Tot el conjunt: controlat per un microprocessador
Hi podem programar també diferents tipus de rentatge

9. UD 04. Control de sistemes
Tenim diferents definicions de robots
Algunes determinen que ha de ser programable
Totes coincideixen en:
Ha de captar informació del seu entorn
En funció d'aquesta informació ha de donar una resposta (acció)
Els mecanismes
Repeteixen accions independentment de les condicions
d'entorn
Això els diferencia dels robots
Només reaccionen quan es produeixen certs canvis a l'entorn

10. UD 04. Control de sistemes
Tenim diferents definicions de robots
Algunes determinen que ha de ser programable
Totes coincideixen en:
Ha de captar informació del seu entorn
En funció d'aquesta informació ha de donar una resposta (acció)
Els mecanismes
Repeteixen accions independentment de les condicions
d'entorn
Això els diferencia dels robots
Només reaccionen quan es produeixen certs canvis a l'entorn

11. UD 04. Control de sistemes
Sistemes de control
Missió: detectar alguna condició de l'entorn
Llum, temperatura, humitat...
En funció d'aquest valors efectua alguna acció com a resposta
Procés
S'introdueix un senyal proporcionat per algun sensor
LDR, NTC, final de cursa...
Es compara amb un valor prefixat: punt de regulació o ajust
Depenent d'aquest resultat: tenim accions
Motor, bombeta, brunzidor...

12. UD 04. Control de sistemes

13. UD 04. Control de sistemes

14. UD 04. Control de sistemes
Elements d'un sistema de control

15. UD 04. Control de sistemes
Elements d'un sistema de control
Senyal d'entrada
El que es pren de l'exterior per mitjà d'un sensor
Alguns tipus de sensor
LDR: Resistència variable amb la llum
Detectors de foscor o claredat
NTC: Resistència variable amb la Temperatura
Detectors de temperatura
CNY70: Emissor i receptor d'IR
Detecta el reflex de l'IR (comandaments a distància)
Finals de cursa
Detectors de contacte

16. UD 04. Control de sistemes
Elements d'un sistema de control (II)
Senyal de referència
Valor que es compara amb el valor d'entrada
Parts
Comparador
Compara el senyal d'entrada amb el de referència
Si la diferència supera un valor determinat: el trnsistor passa de tall a
saturació
Elements de control
La du a terme el transistor amb el relé
El relé s'activa en rebre el senyal del transistor
El relé canvia la posició dels contactes: activa la bombeta

17. UD 04. Control de sistemes
Elements d'un sistema de control (III)
Senyal de referència (II)
Parts (II)
Senyal de sortida
Actua sobre l'element que du a terme l'acció (actuador)
Actuador
En el cas del detector de foscor: la bombeta
Element que corregeix la variable controlada (en aquest cas la llum)
Variable controlada
El sistema la inspecciona per actuar en conseqüència
Es diu variable perquè varia independentment del sistema: Temperatura
o llu, per exemple

18. UD 04. Control de sistemes
Elements d'un sistema de control (IV)
Senyal de referència (III)
Parts (III)
Realimentació
El aquest cas, mitjançant el conrol continuat de la variable
Permet detectar qualsevol mena de canvi: en aquest cas il·luminació
ambiental

19. UD 04. Control de sistemes
Classificació dels sistemes de control
De llaç obert
No tenen realimentació, no avaluen el valor de la variable a
controlar
Regular calefacció mitjançant el temps
Programació de vídeo a hores prefixades

20. UD 04. Control de sistemes
Classificació dels sistemes de control (II)
De llaç tancat
Tenen realimentació, s'avalua contínuament el valor de la variable a
controlar
Regular calefacció mitjançant termòstat
Omplir dipòsit amb sensors de nivell

21. UD 04. Robots
Ús de robots programats amb software sofisticat
Imprescindible per a la indústria moderna
Intervenció humana massa arriscada
Precisió extrema
Manipulació Urani enriquit
Exploració de l'espai
Soldadures circuits impresos
Components d'un robot
Sistema mecànic
Missió: moure les parts del robot en funció de les ordres rebudes
del sistema de control

22. UD 04. Robots
Components d'un robot (II)
Sistema mecànic (II)
Podem diferenciar les parts:
Baules: peces rígides
Articulacions: elements d'unió entre peces rígides
Actuadors: transmeten el moviment a les articulacions. Poden ser
Sistemes pneumàtics: amb aire comprimit
Sistemes elèctrics: amb corrent elèctric
Sistemes hidràulics: amb circuits d'aigua o oli
L'eina: part del robot que fa la feina
Tornavís, soldador, bisturí...

23. UD 04. Robots
Components d'un robot (III)
Sensors
Obtenen informació de l'entorn
Proporcionen dades al sistema de control
Càmeres, detectors acústics, detectors d'humitat...
Sistema de control
Controla i dirigeix les accions del robot
Sistemes que inclouen un o més ordinadors
Introduïm els programes que controlen les accions del robot

24. UD 04. Robots
Moviment dels robots
Tenim dos tipus
d'articulacions
Prismàtiques: en una sola
direcció
Giratòries: possibiliten els
moviments de rotació

25. UD 04. Disseny i construcció
d'autòmates no programables
Dividim el procés en tres fases:
Electrònica
Mecànica
Funcionament
Fases
Electrònica
Alimentació del circuit
Parell Darlington
Sensors

26. UD 04. Disseny i construcció
d'autòmates no programables
Electrònica (II)
Alimentació del circuit
Els motors: poden provocar inestabilitat a la tensió
Per evitar qe afecti el funcionament dels robots
Tenir alimentacions diferents
Connectar en sèrie condesador: estabilitza V
El parell Darlington
Augmenta la sensibilitat del sistema
Incrementa el seu guany
Muntatge de la imatge
Molts ja el porten incorporat

27. UD 04. Disseny i construcció
d'autòmates no programables
Electrònica (III)
Sensors
Resistències LDR i d'infrarojos
El funcionament de tots dos és força semblant
IR: menys influència de la llum ambiental
Exemple: detector IR

28. UD 04. Disseny i construcció
d'autòmates no programables
Electrònica (IV)
Sensors (II)
Incorporat emissor i receptor IR
Apte per seguir una línia blanca
Tenim fototransistor
Base: rep la radiació IR

29. UD 04. Disseny i construcció
d'autòmates no programables
Mecànica
Rep les ordres del sistema electrònic
Executa els moviments
Moviments: pausats
Necessitem temps de reacció
Emprem reductors de velocitat

30. UD 04. Disseny i construcció
d'autòmates no programables
Exemple de funcionament
Robot amb dos sensors (llum)

31. UD 04. Disseny i construcció
d'autòmates no programables
Exemple de funcionament (II)
Robot amb dos sensors (llum) (II)

32. UD 04. Disseny i construcció
d'autòmates no programables
Exemple de funcionament (III)
Robot amb dos sensors (llum) (III)