Programa STEM para secundaria - media

con el Sistema de Construccin Fischertechnik

Mecatrnica - Versin de Estudiante

Escrito por Tom White & Associates Todos los derechos reservados

2012

Programa de Ciencia, Tecnologa, Ingeniera y

Mecatrnica para secundaria-media

con el Sistema de Construccin Fischertechnik

Mecatrnica - Versin de Estudiante

Escrito por Tom White & Associates Todos los derechos reservados

2012

Diagramas de conexin

Propsito: Es una prctica habitual utilizar smbolos esquemticos para representar las partes al esbozar conexiones entre elementos. Esto permite una representacin rpida en los casos en que los detalles se pueden especificar posteriormente. Permite la anotacin rpida de sistemas existentes y representar rpidamente nuevas ideas. En esta actividad, vers un mecanismo y crears una representacin esquemtica de l.

Equipo: Lpiz Cuaderno de ingeniera

Procedimiento: Debido a que todos los componentes de un mecanismo se consideran conexiones, las partes que no se mueven tienen un smbolo de fijacin a tierra debajo de ellos. Mira los smbolos de punto de pivote fijo y de cilindro en la tabla de abajo. Todo lo dems se puede mover. Los pasadores se colocan donde estos componentes se unen. El pin es una articulacin mvil que mantiene juntos los dos puntos. La siguiente tabla muestra los smbolos ms comunes para su uso en tus diagramas esquemticos.

Unin con pasador

Punto de pivote fijo

Pistn

Cilindro

Conexin

Puedes ver la biela y el pistn en http://www.technologystudent.com/cams/crkslid1.htm. Observa la accin. Compara la accin con el esquema de abajo.

Etiqueta las partes en el esquema.

Conclusin:

Ahora ve a http://www.technologystudent.com/cams/link1.htm Vers cuatro montajes en esa pgina. Dibuja los cuatro esquemas de conexin en tu cuaderno de ingeniera. Consulta con tus compaeros para asegurarte que coincide lo que han dibujado.

Estructuras:

Introduccin: El propsito de este proyecto es introducir a los estudiantes en el proceso de diseo, construccin y prueba de un sistema mecnico que involucra componentes mviles. A lo largo de este proyecto, los estudiantes disearn, analizarn e implementarn una solucin para un problema de diseo de una montaa rusa. Los estudiantes aplicarn conceptos fsicos de movimiento, energa, friccin, y tcnicas de presentacin multimedia.

Las actividades de consulta y aprendizaje estn diseadas para ayudar a los estudiantes a:

Identificar los efectos de las siguientes variables en la velocidad de la bola al rodar en la pista: altura inicial de la pista, ngulo de inclinacin de la pista (forma), altura del giro boca arriba, forma del giro boca arriba, friccin.

Identificar los efectos de la velocidad en la capacidad de las bolas para mantenerse en la pista. Utilizar el anlisis matemtico, la indagacin cientfica y el diseo de ingeniera para desarrollar soluciones a problemas abiertos. Aplicar la metodologa de resolucin de problemas en la creacin de un diseo nico de montaa rusa. Analizar las caractersticas de su diseo con una herramienta de simulacin por computador. Construir un prototipo funcional a partir de su diseo.

Conceptos: Conservacin de la energa - La energa no puede ser creada ni destruida; la energa slo se puede convertir de una forma a otra. La energa mecnica incluye: energa Cintica (EC) - la energa del movimiento, y la energa Potencial (EP) - la energa de la posicin. Las fuerzas de rozamiento entre un objeto en movimiento y el entorno convierten la energa mecnica en energa trmica. Las fuerzas centrpetas estn presentes siempre que los objetos se mueven en una trayectoria circular. La velocidad y la aceleracin de un objeto cambia a medida que viaja a lo largo de la pista. Las fuerzas ejercidas sobre un objeto en movimiento a menudo se describen como fuerzas-g. Las fuerzas de reaccin se transfieren a la pista a medida que el objeto se mueve a lo largo de la trayectoria definida por ella. La seguridad de los pasajeros y los espectadores es una consideracin importante en el diseo de las montaas rusas.

Pregunta Esencial: Cmo podemos predecir si algo que diseamos funcionar cuando hayamos terminado?

Caso para el Estudiante: Eres un diseador que trabaja para la Empresa Drop Dynamics Coaster. A tu equipo se le ha asignado la tarea de disear "La Zambullida Desesperada", una combinacin entre montaa rusa y paseo acutico para el parque temtico ms reciente de Las Vegas. Hay una fuerte competencia para obtener el contrato y el trabajo es importante para tu empresa. El diseo requiere de un giro boca arriba antes de dar la zambullida en el agua al final del paseo. Tu equipo disear y construir un prototipo como parte de su presentacin final a los clientes.

Despus de consultar textos informativos y recursos en lnea sobre el diseo de montaas rusas y participando en actividades de apoyo que te sirvan para el proceso de diseo, construccin y prueba de tu prototipo de montaa rusa, escribe un boceto de diseo, desarrolla una propuesta de diseo y crea una presentacin multimedia en la que identifiques el problema (disear una montaa rusa) y justifiques tu solucin. Defiende tu propuesta con evidencias de tu investigacin y de las conclusiones que sacaste de las actividades de apoyo.

Plan Diario: Da 1 Pregunta clave: Cules son las expectativas para este proyecto?

Pregunta clave: Cules son las expectativas para este proyecto? El profesor proporcionar a los estudiantes el "Caso para el Estudiante" a resolver y har que formen equipos de dos personas. Les permitir discutir el problema durante cinco minutos. Los estudiantes comenzarn haciendo una lista en sus cuadernos de ingeniera sobre la informacin que ya conocen y la informacin que podran necesitar. El profesor facilitar una discusin acerca de lo que los estudiantes han escrito. El profesor har un repaso de las expectativas para los elementos del cuaderno de ingeniera, el boceto de diseo y el informe de Ingeniera de este proyecto. El profesor proporcionar una lista de trminos de vocabulario que los estudiantes necesitarn investigar. Los equipos de estudiantes podrn dividir las listas y determinar cmo definir los trminos. El profesor podr asignar varias palabras para que los estudiantes investiguen cada da de tal manera que entiendan las discusiones a medida que ocurren. El profesor tambin debe ayudar a los estudiantes a determinar qu deben investigar con el fin de estar listos para trabajar en el proyecto de forma independiente al final de la unidad.

Das 2-3 Pregunta clave: Cmo puedo estar seguro que el vagn de la montaa rusa permanecer en la pista?

El profesor comenzar la discusin sobre montaas rusas y pedir a los estudiantes pensar acerca de las fuerzas que sobre el vagn. Si los estudiantes no han visto la asignatura de fsica necesitarn ms tiempo para entender las fuerzas involucradas. El profesor proporcionar a los estudiantes el documento de "Investigacin sobre la Energa". Los estudiantes se dividirn en equipos para investigar y anotar sus hallazgos en sus cuadernos de ingeniera.

Los estudiantes formarn pequeos equipos de cuatro a seis personas para discutir los resultados de su investigacin. Si tienen dificultades el profesor podr asistirlos. Una vez que los estudiantes han respondido las preguntas del documento de "Investigacin sobre la Energa" tendrn el conocimiento bsico para entender los sitios web sobre montaas rusas. Los estudiantes debern comenzar con el sitio web "Galera de la Montaa Rusa". Tambin deben ver el video sobre Conservacin de la Energa.

Das 4-6 Pregunta clave: Hay una manera de probar un diseo?

El docente iniciar la clase pidiendo a los equipos que hagan comentarios acerca de su investigacin. La discusin debe centrarse en lo que ya han aprendido y lo que an necesitan aprender. Los estudiantes trabajarn en equipos de dos personas y construirn el Modelo 2 del archivo de Fischertechnik 119721_dynamic.pdf. Los estudiantes crearn un modelo virtual de Modelo 2 utilizando el software de Fsica de la Montaa Rusa. Este programa debe ser descargado desde internet. Los estudiantes van a ejecutar la aplicacin de Java y seguirn las instrucciones para utilizar el software. Los estudiantes tomarn una captura de pantalla del programa y anotarn las diferencias entre la pista 1 y la pista 2 (Energa Potencial - EP, Energa Cintica - EC, velocidad mxima, ubicacin de la fuerza de reaccin mxima y tamao).)

Das 7-8 Pregunta clave: Qu tanto afectar la friccin a nuestros modelos?

La clase comenzar con una discusin sobre el modelado. Se elaborar un cuadro comparativo entre el modelo Fischertechnik y el modelo virtual creado por el software. La conversacin deber permitir que los estudiantes descubran la importancia del modelado para el diseo de cualquier tipo de producto.

Dos grupos de estudiantes trabajarn juntos. Un grupo de dos estudiantes construir el Modelo 3 del archivo de Fischertechnik 119721_dynamic.pdf. El otro grupo de estudiantes construir el Modelo 4.

Los estudiantes crearn un modelo virtual de los Modelos 3 y 4 utilizando el software de Fsica de la Montaa Rusa. Los estudiantes tomarn una captura de pantalla del programa y tomarn nota de la EP, EC, velocidad mxima, ubicacin de la fuerza de reaccin mxima y tamao.

Das 9-12 Pregunta clave: Cunto necesito inclinar la pista en las curvas de mi montaa rusa?

La clase comenzar con una discusin sobre los ltimos dos modelos terminados que son bsicamente modelos en dos dimensiones y sin giros. La mayora de montaas rusas tienen giros. Los estudiantes deben preguntarse cul debe ser la inclinacin de la pista en los giros para permitir que los vagones permanezcan dentro de la pista fcilmente.

Los estudiantes debern emplear algn tiempo con otras lecturas de la lista de recursos, poniendo especial atencin a la fuerza centrpeta. Los estudiantes construirn "Carrera de Obstculos 2" del archivo Fischertechnik 119721_dynamic.pdf. Los estudiantes harn anotaciones en su cuaderno de ingeniera sobre sus observaciones y desafos durante la construccin del proyecto. Los estudiantes tomarn fotografa de su proyecto para incluirla en su cuaderno de ingeniera.

Das 13-17 Pregunta clave: Qu debemos preparar para nuestro discurso de venta?

El profesor comenzar esta seccin revisando los requisitos del proyecto. Los estudiantes debern hacer preguntas sobre las dudas que tengan antes de comenzar. Los estudiantes escribirn un boceto de diseo para el proyecto de diseo de montaa rusa.

Los estudiantes trabajarn en equipo para hacer una lluvia de ideas y hacer bocetos en sus cuadernos de ingeniera. Los estudiantes comenzarn la construccin y modelado virtual de su diseo de montaa rusa. El software de Fsica de la Montaa Rusa est limitado a simulaciones de 2-D mientras que la montaa rusa real es un montaje 3-D. El modelo virtual ser una versin simplificada del modelo real. Antes de empezar a crear el modelo virtual, los estudiantes debern discutir con el profesor los supuestos que se requieren para utilizar el modelo virtual simplificado en 2-D. Los estudiantes completarn la construccin y el modelado virtual de su diseo de montaa rusa. Los estudiantes tomarn una captura de pantalla del programa de Fsica de la Montaa Rusa. Los estudiantes calcularn la EP y EC en los puntos inicial y final de la montaa rusa. Los estudiantes identificarn el punto a lo largo de la pista en el que se ubica la fuerza de reaccin mxima (R) y cmo esto afecta el diseo de la montaa rusa. Los estudiantes desarrollarn un boceto de la propuesta de diseo. Los estudiantes prepararn una presentacin de ventas utilizando herramientas multimedia.

Da 18 Pregunta clave: La mejor idea ser la que ganar la licitacin o la mejor presentacin?

La clase deber comenzar preguntando a los estudiantes la pregunta clave. Cada equipo de estudiantes tendr 5 minutos para presentar su propuesta de diseo ante el resto de la clase. Se les pedir a los estudiantes clasificar las propuestas que ms recomendaran a un comit de personas sin incluir su propio grupo en el ranking. Una vez que se tabulen los resultados se realizar un debate sobre la pregunta clave por segunda vez.

Vocabulario: Aceleracin Fuerzas centrpetas Trayectoria circular Conservacin de la Energa Fuerzas de rozamiento Fuerzas-G Energa cintica (EC) Energa mecnica Energa potencial (EP) Fuerzas de reaccin Energa trmica Velocidad

Recursos:

Sitios web: Galera de la Montaa Rusa

http:// www.flickr.com/ photos/ physicsclassroom/ galleries/ 72157625262614925/ Fsica Conceptual - Conservacin de Energa

http:// www.youtube.com/ watch?v=BVxEEn3w688 Fuerza centrpeta

http:// www.flickr.com/ photos/ physicsclassroom/ galleries/ 72157625230331260/ Cmo funcionan las montaas rusas?

http:// science.howstuffworks.com/ engineering/ structural/ roller-coaster8.htm Fsica del Parque de atracciones

http:// www.learner.org/ interactives/ parkphysics/ coaster.html El Aula de Fsica

http:// www.physicsclassroom.com/ Class/ circles/ u6l2b.cfm Fuerzas G de la Montaa Rusa

http:// www.physicsclassroom.com/ mmedia/ circmot/ rcd.cfm Modelador de fsica de Montaa Rusa

http:// www.compadre.org/ Repository/document/ ServeFile.cfm?ID=8228&DocID=873 La Controversia de la Fuerza-G

http:// www.iaapa.org/ industry/funworld/ 2003/ Mar03/ Features/ G%20Forces/ G%20Forces.html Manual Ocupacional

http:// www.bls.gov/oes/ 2008/ may/naics5_541330.htm#b17-0000

Documentos de Word Energa Mecnica y Conservacin de la Energa Simulacin de Montaa Rusa Tipo de escritura - Boceto de diseo Tipo de escritura - Cuaderno de ingeniera Tipo de escritura - Reporte de ingeniera

http://www.flickr.com/photos/physicsclassroom/galleries/72157625262614925/http://www.youtube.com/watch?v=BVxEEn3w688http://www.flickr.com/photos/physicsclassroom/galleries/72157625230331260/http://science.howstuffworks.com/engineering/structural/roller-coaster8.htmhttp://www.learner.org/interactives/parkphysics/coaster.htmlhttp://www.physicsclassroom.com/Class/circles/u6l2b.cfmhttp://www.physicsclassroom.com/mmedia/circmot/rcd.cfmhttp://www.compadre.org/Repository/document/ServeFile.cfm?ID=8228&DocID=873http://www.iaapa.org/industry/funworld/2003/Mar03/Features/G%20Forces/G%20Forces.htmlhttp://www.bls.gov/oes/2008/may/naics5_541330.htm#b17-0000

Estructuras:

Introduccin: El propsito de este proyecto es introducir a los estudiantes en el proceso de diseo, construccin y prueba de un sistema mecnico que involucra componentes mviles. A lo largo de este proyecto, los estudiantes disearn, analizarn e implementarn una solucin para un problema de diseo de una montaa rusa. Los estudiantes aplicarn conceptos fsicos de movimiento, energa, friccin, y tcnicas de presentacin multimedia.

Las actividades de consulta y aprendizaje estn diseados para ayudar a los estudiantes a:

Identificar los efectos de las siguientes variables en la velocidad de la bola al rodar en la pista: altura inicial de la pista, ngulo de inclinacin de la pista (forma), altura del giro boca arriba, forma del giro boca arriba, friccin.

Identificar los efectos de la velocidad en la capacidad de las bolas para mantenerse en la pista. Utilizar el anlisis matemtico, la indagacin cientfica y el diseo de ingeniera para desarrollar soluciones a problemas abiertos. Aplicar la metodologa de resolucin de problemas en la creacin de un diseo nico de montaa rusa. Analizar las caractersticas de su diseo con una herramienta de simulacin por computador. Construir un prototipo funcional a partir de su diseo.

Conceptos: Conservacin de la energa - La energa no puede ser creada ni destruida; la energa slo se puede convertir de una forma a otra. La energa mecnica incluye: energa Cintica (EC) - la energa del movimiento, y la energa Potencial (EP) - la energa de la posicin. Las fuerzas de rozamiento entre un objeto en movimiento y el entorno convierten la energa mecnica en energa trmica. Las fuerzas centrpetas estn presentes siempre que los objetos se mueven en una trayectoria circular. La velocidad y la aceleracin de un objeto cambia a medida que viaja a lo largo de la pista. Las fuerzas ejercidas sobre un objeto en movimiento a menudo se describen como fuerzas-g. Las fuerzas de reaccin se transfieren a la pista a medida que el objeto se mueve a lo largo de la trayectoria definida por ella. La seguridad de los pasajeros y los espectadores es una consideracin importante en el diseo de las montaas rusas.

Pregunta Esencial: Cmo podemos predecir si algo que diseamos funcionar cuando hayamos terminado?

Caso para el Estudiante: Eres un diseador que trabaja para la Empresa Drop Dynamics Coaster. A tu equipo se le ha asignado la tarea de disear "La Zambullida Desesperada", una combinacin entre montaa rusa y paseo acutico para el parque temtico ms reciente de Las Vegas. Hay una fuerte competencia para obtener el contrato y el trabajo es importante para tu empresa. El diseo requiere de un giro boca arriba antes de dar la zambullida en el agua al final del paseo. Tu equipo disear y construir un prototipo como parte de su presentacin final a los clientes.

Despus de consultar textos informativos y recursos en lnea sobre el diseo de montaas rusas y participando en actividades de apoyo que te sirvan para el proceso de diseo, construccin y prueba de tu prototipo de montaa rusa, escribe un boceto de diseo, desarrolla una propuesta de diseo y crea una presentacin multimedia en la que identifiques el problema (disear una montaa rusa) y justifiques tu solucin. Defiende tu propuesta con evidencias de tu investigacin y de las conclusiones que sacaste de las actividades de apoyo.

Plan Diario: Da 1 Pregunta clave: Cules son las expectativas para este proyecto?

Pregunta clave: Cules son las expectativas para este proyecto? El profesor proporcionar a los estudiantes el "Caso para el Estudiante" a resolver y har que formen equipos de dos personas. Les permitir discutir el problema durante cinco minutos. Los estudiantes comenzarn haciendo una lista en sus cuadernos de ingeniera sobre la informacin que ya conocen y la informacin que podran necesitar. El profesor facilitar una discusin acerca de lo que los estudiantes han escrito. El profesor har un repaso de las expectativas para los elementos del cuaderno de ingeniera, el boceto de diseo y el informe de Ingeniera de este proyecto. El profesor proporcionar una lista de trminos de vocabulario que los estudiantes necesitarn investigar. Los equipos de estudiantes podrn dividir las listas y determinar cmo definir los trminos. El profesor podr asignar varias palabras para que los estudiantes investiguen cada da de tal manera que entiendan las discusiones a medida que ocurren. El profesor tambin debe ayudar a los estudiantes a determinar qu deben investigar con el fin de estar listos para trabajar en el proyecto de forma independiente al final de la unidad.

Das 2-3 Pregunta clave: Cmo puedo estar seguro que el vagn de la montaa rusa permanecer en la pista?

El profesor comenzar la discusin sobre montaas rusas y pedir a los estudiantes pensar acerca de las fuerzas que sobre el vagn. Si los estudiantes no han visto la asignatura de fsica necesitarn ms tiempo para entender las fuerzas involucradas. El profesor proporcionar a los estudiantes el documento de "Investigacin sobre la Energa". Los estudiantes se dividirn en equipos para investigar y anotar sus hallazgos en sus cuadernos de ingeniera.

Los estudiantes formarn pequeos equipos de cuatro a seis personas para discutir los resultados de su investigacin. Si tienen dificultades el profesor podr asistirlos. Una vez que los estudiantes han respondido las preguntas del documento de "Investigacin sobre la Energa" tendrn el conocimiento bsico para entender los sitios web sobre montaas rusas. Los estudiantes debern comenzar con el sitio web "Galera de la Montaa Rusa". Tambin deben ver el video sobre Conservacin de la Energa.

Das 4-6 Pregunta clave: Hay una manera de probar un diseo?

El docente iniciar la clase pidiendo a los equipos que hagan comentarios acerca de su investigacin. La discusin debe centrarse en lo que ya han aprendido y lo que an necesitan aprender. Los estudiantes trabajarn en equipos de dos personas y construirn el Modelo 2 del archivo de Fischertechnik 119721_dynamic.pdf. Los estudiantes crearn un modelo virtual de Modelo 2 utilizando el software de Fsica de la Montaa Rusa. Este programa debe ser descargado desde internet. Los estudiantes van a ejecutar la aplicacin de Java y seguirn las instrucciones para utilizar el software. Los estudiantes tomarn una captura de pantalla del programa y anotarn las diferencias entre la pista 1 y la pista 2 (Energa Potencial - EP, Energa Cintica - EC, velocidad mxima, ubicacin de la fuerza de reaccin mxima y tamao).)

Das 7-8 Pregunta clave: Qu tanto afectar la friccin a nuestros modelos?

La clase comenzar con una discusin sobre el modelado. Se elaborar un cuadro comparativo entre el modelo Fischertechnik y el modelo virtual creado por el software. La conversacin deber permitir que los estudiantes descubran la importancia del modelado para el diseo de cualquier tipo de producto.

Dos grupos de estudiantes trabajarn juntos. Un grupo de dos estudiantes construir el Modelo 3 del archivo de Fischertechnik 119721_dynamic.pdf. El otro grupo de estudiantes construir el Modelo 4.

Los estudiantes crearn un modelo virtual de los Modelos 3 y 4 utilizando el software de Fsica de la Montaa Rusa. Los estudiantes tomarn una captura de pantalla del programa y tomarn nota de la EP, EC, velocidad mxima, ubicacin de la fuerza de reaccin mxima y tamao.

Das 9-12 Pregunta clave: Cunto necesito inclinar la pista en las curvas de mi montaa rusa?

La clase comenzar con una discusin sobre los ltimos dos modelos terminados que son bsicamente modelos en dos dimensiones y sin giros. La mayora de montaas rusas tienen giros. Los estudiantes deben preguntarse cul debe ser la inclinacin de la pista en los giros para permitir que los vagones permanezcan dentro de la pista fcilmente.

Los estudiantes debern emplear algn tiempo con otras lecturas de la lista de recursos, poniendo especial atencin a la fuerza centrpeta. Los estudiantes construirn "Carrera de Obstculos 2" del archivo Fischertechnik 119721_dynamic.pdf. Los estudiantes harn anotaciones en su cuaderno de ingeniera sobre sus observaciones y desafos durante la construccin del proyecto. Los estudiantes tomarn fotografa de su proyecto para incluirla en su cuaderno de ingeniera.

Das 13-17 Pregunta clave: Qu debemos preparar para nuestro discurso de venta?

El profesor comenzar esta seccin revisando los requisitos del proyecto. Los estudiantes debern hacer preguntas sobre las dudas que tengan antes de comenzar. Los estudiantes escribirn un boceto de diseo para el proyecto de diseo de montaa rusa.

Los estudiantes trabajarn en equipo para hacer una lluvia de ideas y hacer bocetos en sus cuadernos de ingeniera. Los estudiantes comenzarn la construccin y modelado virtual de su diseo de montaa rusa. El software de Fsica de la Montaa Rusa est limitado a simulaciones de 2-D mientras que la montaa rusa real es un montaje 3-D. El modelo virtual ser una versin simplificada del modelo real. Antes de empezar a crear el modelo virtual, los estudiantes debern discutir con el profesor los supuestos que se requieren para utilizar el modelo virtual simplificado en 2-D. Los estudiantes completarn la construccin y el modelado virtual de su diseo de montaa rusa. Los estudiantes tomarn una captura de pantalla del programa de Fsica de la Montaa Rusa. Los estudiantes calcularn la EP y EC en los puntos inicial y final de la montaa rusa. Los estudiantes identificarn el punto a lo largo de la pista en el que se ubica la fuerza de reaccin mxima (R) y cmo esto afecta el diseo de la montaa rusa. Los estudiantes desarrollarn un boceto de la propuesta de diseo. Los estudiantes prepararn una presentacin de ventas utilizando herramientas multimedia.

Da 18 Pregunta clave: La mejor idea ser la que ganar la licitacin o la mejor presentacin?

La clase deber comenzar preguntando a los estudiantes la pregunta clave. Cada equipo de estudiantes tendr 5 minutos para presentar su propuesta de diseo ante el resto de la clase. Se les pedir a los estudiantes clasificar las propuestas que ms recomendaran a un comit de personas sin incluir su propio grupo en el ranking. Una vez que se tabulen los resultados se realizar un debate sobre la pregunta clave por segunda vez.

Vocabulario: Aceleracin Fuerzas centrpetas Trayectoria circular Conservacin de la Energa Fuerzas de rozamiento Fuerzas-G Energa cintica (EC) Energa mecnica Energa potencial (EP) Fuerzas de reaccin Energa trmica Velocidad

Recursos:

Sitios web: Galera de la Montaa Rusa

http:// www.flickr.com/ photos/ physicsclassroom/ galleries/ 72157625262614925/ Fsica Conceptual - Conservacin de Energa

http:// www.youtube.com/ watch?v=BVxEEn3w688 Fuerza centrpeta

http:// www.flickr.com/ photos/ physicsclassroom/ galleries/ 72157625230331260/ Cmo funcionan las montaas rusas?

http:// science.howstuffworks.com/ engineering/ structural/ roller-coaster8.htm Fsica del Parque de atracciones

http:// www.learner.org/ interactives/ parkphysics/ coaster.html El Aula de Fsica

http:// www.physicsclassroom.com/ Class/ circles/ u6l2b.cfm Fuerzas G de la Montaa Rusa

http:// www.physicsclassroom.com/ mmedia/ circmot/ rcd.cfm Modelador de fsica de Montaa Rusa

http:// www.compadre.org/ Repository/document/ ServeFile.cfm?ID=8228&DocID=873 La Controversia de la Fuerza-G

http:// www.iaapa.org/ industry/funworld/ 2003/ Mar03/ Features/ G%20Forces/ G%20Forces.html Manual Ocupacional

http:// www.bls.gov/oes/ 2008/ may/naics5_541330.htm#b17-0000

Documentos de Word Energa Mecnica y Conservacin de la Energa Simulacin de Montaa Rusa Tipo de escritura - Boceto de diseo Tipo de escritura - Cuaderno de ingeniera Tipo de escritura - Reporte de ingeniera

http://www.flickr.com/photos/physicsclassroom/galleries/72157625262614925/http://www.youtube.com/watch?v=BVxEEn3w688http://www.flickr.com/photos/physicsclassroom/galleries/72157625230331260/http://science.howstuffworks.com/engineering/structural/roller-coaster8.htmhttp://www.learner.org/interactives/parkphysics/coaster.htmlhttp://www.physicsclassroom.com/Class/circles/u6l2b.cfmhttp://www.physicsclassroom.com/mmedia/circmot/rcd.cfmhttp://www.compadre.org/Repository/document/ServeFile.cfm?ID=8228&DocID=873http://www.iaapa.org/industry/funworld/2003/Mar03/Features/G%20Forces/G%20Forces.htmlhttp://www.bls.gov/oes/2008/may/naics5_541330.htm#b17-0000

Esquemticos

Propsito: Los diagramas esquemticos se utilizan para mostrar una relacin entre cada uno de los elementos de un sistema. Los esquemticos son dibujos que utilizan un conjunto de smbolos estandarizados para mostrar la disposicin y las interconexiones de conductores y componentes de su dispositivo o sistema elctrico. Son utilizados para comunicar rpida y organizadamente la forma en la que un circuito se debe configurar usando una representacin del cableado en dos dimensiones. Mediante el uso de smbolos estandarizados, cualquier persona que entienda dichos smbolos puede leer e interpretar el dibujo. Debes tener en cuenta que los distintos pases utilizan ligeras variaciones de los smbolos. Esta actividad te mostrar los conceptos bsicos de cmo crear un esquemtico y utilizarlo para comunicar tus diseos.

Equipo: Motores (2) Bombillos (2) Interruptores (2) Cables Controlador

Procedimiento: La siguiente tabla tiene los smbolos esquemticos que se utilizarn en esta actividad. Puedes encontrar smbolos adicionales en http://www.rapidtables.com/electric/electrical_symbols.htm

Bombillo

Interruptor unipolar

Motor

Interruptor unipolar de doble tiro (Conmutador)

Dos cables que deben ir unidos

Los cables que no deben ir unidos utilizan el smbolo de puente curvo para evitar confusiones

Circuito Simple

El siguiente es un esquema sencillo de un circuito cerrado.

Monta el circuito utilizando un cable, el bombillo y los terminales del controlador. Utiliza los terminales "+9V" y "Tierra" resaltados con rojo en la imagen siguiente.

Monta el siguiente circuito. Pide a tu profesor que revise tu montaje antes de conectar el controlador.

Conclusin:

En la siguiente seccin crears un circuito en Serie con dos bombillos. En un circuito en Serie slo hay una va por la que pueden viajar los

electrones. Comienza conectando un par de cables a cada bombillo.

Conecta uno de los bombillos en el Controlador como lo hiciste en el circuito cerrado anterior. Desconecta el cable verde del bombillo conectado al Controlador y conecta el cable rojo del otro bombillo en lugar del cable verde. A continuacin, conecta el cable verde del segundo bombillo al cable verde del primero. Ahora tienes un circuito en serie utilizando dos bombillos. Este circuito tiene slo una va para los electrones.

Dibuja un esquema del circuito en tu cuaderno de ingeniera. Muestra el circuito y el dibujo esquemtico a tu profesor antes de obtener permiso para conectar el controlador. Anota en tu cuaderno de ingeniera lo que ves al conectar el controlador a la corriente. Desconecta el controlador de la corriente.

Circuito en Paralelo

Conecta el circuito de tal forma que los dos bombillos queden en paralelo. Debe verse como el siguiente circuito. Dibuja un esquema del circuito en paralelo en tu cuaderno de ingeniera.

Pide a tu profesor que verifique tu montaje y enciende el circuito. Cmo difiere el brillo de los bombillos con respecto al circuito en serie? Las tomas corrientes de tu casa estn conectados en serie o en paralelo?

Motores en Serie y en Paralelo

Dibuja en tu cuaderno de ingeniera un esquemtico de un circuito cerrado que utilice un motor, un juego de cables y el Controlador TX. Una vez que hayas conectado el motor al controlador y muestres el esquemtico a tu profesor, conecta el controlador a la corriente. El motor debe girar. Escucha el sonido que produce.

Desconecta la alimentacin del controlador. Conecta un segundo motor en serie con el primero. La electricidad tendr que pasar por el primer motor y luego por el segundo antes de volver al controlador.

Dibuja el esquemtico en tu cuaderno de ingeniera. Una vez que hayas mostrado el esquema a tu profesor, conecta la alimentacin del controlador. Escribe una observacin en tu cuaderno de ingeniera. Crees que los dos motores se estn moviendo tan rpido como lo haca uno solo? Por qu s o por qu no?

Desconecta la corriente y conecta los dos motores en paralelo. Dibuja el esquema en su cuaderno de ingeniera. Cuando tu profesor haya verificado la conexin enciende el controlador. Explica la diferencia de velocidad de los motores entre la conexin en serie y en paralelo.

Interruptores

Los interruptores estn instalados en los circuitos para controlar el flujo de electrones a travs de l. Se clasifican por la forma en que se accionan, por el nmero de polos y tiros que tienen y por su posicin normal. El actuador es el mtodo mecnico que hace que el interruptor se abra y se cierre. Los tipos comunes incluyen los momentneos, de palanca, deslizables, de balancn, etc. Un interruptor normalmente abierto es aquel en el que el circuito est abierto en su posicin normal y el actuador es disparado para cerrar el circuito y permitir que la corriente fluya. Un interruptor normalmente cerrado es aquel donde la corriente puede fluir normalmente hasta que el actuador es disparado, haciendo que el interruptor se abra y bloquee la circulacin de corriente.

Los polos del interruptor proporcionan la ruta para los electrones. Los tiros controlan los circuitos. El esquema siguiente representa un interruptor de un solo tiro unipolar (SPST por las singlas en ingls de Single Pole Single Throw). Este proporciona un nico camino para los electrones y controla un circuito.

El interruptor bsico Fischertechnik es unipolar de doble tiro. Tiene un solo camino para los electrones, pero este camino puede redirigirse a dos salidas. El esquema se muestra a continuacin.

La siguiente imagen muestra el interruptor real. Es un interruptor momentneo lo cual significa que hay un cambio temporal en la ruta de los electrones mientras se mantenga presionado. Tan pronto como sueltes el accionador, volver a su posicin original.

Con la cubierta removida se pueden ver los componentes internos. El terminal nmero 1 es el contacto medio. Se puede ver que est unido con el contacto del terminal nmero 2 provocando que los terminales 1 y 2 estn normalmente cerrados y los terminales 1 y 3 normalmente abiertos. Cuando el botn se pulsa la conexin entre los terminales 1 y 2 se abre y la conexin entre los terminales 1 y 3 se cierra. Este cambio de conexin es temporal ya que el resorte regresar el interruptor a su posicin original tan pronto como se deje de presionar.

Uso de los interruptores

Conecta el siguiente esquemtico. Haz que tu profesor revise el montaje antes de conectar la alimentacin de cualquier circuito.

Qu sucede cuando conectas la alimentacin del circuito?

Describe lo que sucede cuando presionas el interruptor.

Ahora conecta el siguiente circuito. Esta conexin es similar a los interruptores que hay arriba y abajo de las escaleras.

Utilizar dos interruptores SPDT (Unipolares de doble tiro) te permite crear dos vas para que viajen los electrones. Presiona un interruptor y describe lo que ocurre con el bombillo.

Manteniendo el primer interruptor presionado, presiona el segundo interruptor y anota lo que sucede.

Interruptores

Propsito: Las entradas digitales son aquellas que proporcionan una salida con solo dos estados posibles: alto o bajo, abierto o cerrado, 1 lgico o 0 lgico. Las entradas digitales son la ms fciles de tratar en la programacin.

Al entender el interruptor Fischertechnik sers capaz de traducir una salida de cualquier nmero de componentes a 1's y 0's lgicos y tomar decisiones ramificadas basadas en las entradas. Los interruptores funcionan mediante el cierre o la apertura de un conjunto de contactos. Generalmente decimos que un interruptor se cierra cuando vemos un 1 digital ya que la corriente est fluyendo y se abre cuando vemos un 0 digital ya que la corriente dej de fluir.

Equipo: 2 interruptores Fischertechnik 1 bombillo Cables Controlador TX

Procedimiento: Los interruptores estn instalados en los circuitos para controlar el flujo de electrones a travs de l. Se clasifican por la forma en que se accionan, por el nmero de polos y tiros que tienen y por su posicin normal. El actuador es el mtodo mecnico que hace que el interruptor se abra y se cierre. Los tipos comunes incluyen los momentneos, de palanca, deslizables, de balancn, etc. Un interruptor normalmente abierto es aquel en el que el circuito est abierto en su posicin normal y el actuador es disparado para cerrar el circuito y permitir que la corriente fluya. Un interruptor normalmente cerrado es aquel donde la corriente puede fluir normalmente hasta que el actuador es disparado, haciendo que el interruptor se abra y bloquee la circulacin de corriente.

Los polos del interruptor proporcionan la ruta para los electrones. Los tiros controlan los circuitos. El esquema siguiente representa un interruptor de un solo tiro unipolar (SPST por las singlas en ingls de Single Pole Single Throw). Este proporciona un nico camino para los electrones y controla un circuito.

El interruptor bsico Fischertechnik es unipolar de doble tiro. Tiene un solo camino para los electrones, pero este camino puede redirigirse a dos salidas. El esquema se muestra a continuacin.

La siguiente imagen muestra el interruptor real. Es un interruptor momentneo lo cual significa que hay un cambio temporal en la ruta de los electrones mientras se mantenga presionado. Tan pronto como sueltes el accionador, volver a su posicin original.

Con la cubierta removida se pueden ver los componentes internos. El terminal nmero 1 es el contacto medio. Se puede ver que est unido con el contacto del terminal nmero 2 provocando que los terminales 1 y 2 estn normalmente cerrados y los terminales 1 y 3 normalmente abiertos. Cuando el botn se pulsa la conexin entre los terminales 1 y 2 se abre y la conexin entre los terminales 1 y 3 se cierra. Este cambio de conexin es temporal ya que el resorte regresar el interruptor a su posicin original tan pronto como se deje de presionar.

Uso de los interruptores

Conecta el siguiente esquemtico. Haz que tu profesor revise el montaje antes de conectar la alimentacin de cualquier circuito.

Qu sucede cuando conectas la alimentacin del circuito? Describe lo que sucede cuando presionas el interruptor.

Ahora conecta el siguiente circuito. Esta conexin es similar a los interruptores que hay arriba y abajo de las escaleras.

Utilizar dos interruptores SPDT (Unipolares de doble tiro) te permite crear dos vas para que viajen los electrones. Presiona un interruptor y describe lo que ocurre con el bombillo.

Manteniendo el primer interruptor presionado, presiona el segundo interruptor y anota lo que sucede.

Conclusin:

Describe el propsito de un interruptor en un circuito.

Mirando el siguiente circuito, explica el nivel de voltaje en el punto de salida (OUT) y lo que sucede cuando cierras el interruptor.

Variables

Propsito Hay numerosas formas de crear un programa para llevar a cabo una tarea determinada. Los programas pueden crecer muy rpidamente a tamaos inmanejables. Una de las cosas por aprender en programacin para ayudar a reducir estos tamaos es desarrollar una comprensin de los bucles y variables. Los bucles le permiten a los programas repetir un conjunto de instrucciones un nmero determinado de veces. Las variables dan la posibilidad de asignar valores y monitorear los mismos. Su uso permite un control complejo de un sistema.

Equipo Interfaz de computador Fuente de alimentacin Cable de comunicacin serial Motor Cables

Procedimiento La capacidad de utilizar variables en tu programa es una habilidad muy poderosa. Las variables son lugares de almacenamiento intermedio para informacin puntual. Puedes consultar el valor de las variables en lugares especficos de tu programa y hacer que ste acte a partir dichos valores. La informacin de las variables puede ser, por ejemplo, si un interruptor particular ha sido presionado o si se ha alcanzado un nmero predeterminado, o con qu frecuencia ha ocurrido un evento especfico.

Una variable tiene dos partes, un nombre fijo que podemos utilizar para acceder a la variable y una expresin o valor, que se puede cambiar.

La expresin de la variable puede ser de varios tipos. La variable puede obtener el valor de otra variable, o de una entrada analgica, o un nmero. Podemos manipular las variables para producir la salida que deseamos.

Variable El primer paso en la adicin de una variable a tu programa es colocar una variable desde la Ventana de Elementos. Debes estar en el Nivel 3 o superior para tener acceso al men Variables.

Despus de arrastrar el icono en el rea de tu programa, haz clic derecho en el cono y se abrir el siguiente cuadro de dilogo.

Dentro de este cuadro asignars la informacin especfica de la variable. Observa que los colores de las secciones de entrada y de salida del bloque Variable son diferentes.

Bloque de Programacin Variable +/ - En tu programa, a veces puede ser necesario aumentar o disminuir el valor de una variable en cierta cantidad. Esto es particularmente necesario en una secuencia de conteo. Cada vez que el programa realiza alguna rutina que ests monitoreando, aumentaras una variable en 1 unidad. Luego, cuando el nmero definido de repeticiones se haya completado tu programa podra pasar a la siguiente operacin. Los elementos para realizan cambios en una variable se encuentran en la seccin de comandos.

El elemento que se muestra aqu aumentar el valor de Cajas (Boxes) en 1 cada vez que el programa pasa a travs del bucle.

Despus de arrastrar el icono al rea de tu programa se abre el siguiente cuadro de dilogo. En la seccin Comando seleccionas qu operacin debera ocurrir y el valor que el Elemento Comando debera utilizar.

Crear condiciones en el Programa Por lo general, cuando trabajas con una variable, la comparars con una condicin en tu programa. Basado en esa condicin tu programa podra realizar una operacin particular. Para ello se utiliza el bloque de funcin Rama (Branch). Estos se encuentran en la seccin Rama, espera .

El bloque de funcin Rama (Branch) se utiliza para crear una condicin de procesamiento en el programa basado en el valor de una variable. Dependiendo del resultado de la comparacin, el procesamiento contina ya sea con el bloque de funcin en la salida inferior o el de la salida a la derecha.

Al hacer clic derecho sobre el elemento Rama aparecer el cuadro de dilogo donde se configuran los parmetros de la condicin. Para modificar la direccin de las dos ramificaciones, selecciona el botn de opcin con la configuracin deseada.

Prctica de Programacin: Escribe un programa que haga lo siguiente:

Encender un motor durante 8 segundos. Apagar un motor durante 4 segundos. Repetir esta secuencia 3 veces.

Presenta el funcionamiento de este programa a tu profesor y obtn sus iniciales para indicar que completaste el ejercicio.

Iniciales de tu profesor:

Crea una versin impresa de tu programa y agrgala a esta hoja.

Conclusin: Cul es el propsito del bloque de funcin VARIABLE?

En tu anterior programa (Programa1) repetiste una secuencia de comandos 2 veces. En este programa (Programa2) tambin repetiste una serie de comandos. Explica la diferencia entre estos dos programas con respecto a los mtodos utilizados para repetir una secuencia de comandos.

Cul es el propsito del bloque de funcin Rama (Branch)?

Sub-Programas

Propsito: Los programas complejos se vuelven difciles de manejar rpidamente. Imagina si Windows fuera un solo programa. Sera tan grande que un computador tendra problemas para ejecutarlo. Windows est conformado por una serie de secciones ms pequeas unidas entre s. Estas secciones se llaman bibliotecas dinmicamente enlazadas y sus archivos se pueden identificar por la extensin .dll. En RoboPro podemos tomar un bucle de cdigo y convertirlo en su propio elemento con un solo nombre. El programa principal llama a estos sub-programas para utilizarlos. El usuario puede ver la lgica en el programa principal y luego abrir los sub-programas para verlos cuando sea necesario. Esta actividad te servir de introduccin a la creacin de subprogramas.

Equipo: Controlador TX Fuente de Poder Cables

Parte Cantidad Parte Cantidad

Pin y cremallera 60

3 Caja reductora para Motor

1

Bloque de construccin con 2 pines

2

Barra de aluminio 210

1

Mini-Interruptor

2 Motor S

1

Placa Base

1

Conector 15

2

Bloque ngulo 10x15x15

2

Procedimiento: Ensambla las partes para que queden como se muestra a continuacin.

Conctalas al controlador utilizando las entradas I1 e I2 para los interruptores y M1 para el motor.

Inicia el programa RoboPro. Ajusta el nivel a 3: Variables

Crear un panel interactivo: En la ventana del programa selecciona la pestaa de Panel.

En la ventana Grupos de Elementos (Element groups) expande los Elementos Operadores (Operating elements) y selecciona Visualizaciones (Displays). Arrastra un elemento de visualizacin de texto al rea de tu programa.

Luego de colocar el elemento de visualizacin de texto haz clic derecho en l y configralo como se muestra.

Selecciona Elementos de control (Control elements) en la seccin de Elementos Operadores. Arrastra dos botones al rea de programa.

Haz clic derecho en cada botn, ponle nombre Level1 a uno y level2 al otro. Selecciona Formas

(Shapes) en el grupo de Elementos de Dibujo (Drawing element group).

Selecciona el rectngulo haciendo clic en l. Muvete al rea de programa y dibuja un rectngulo.

Presiona la tecla Escape para salir del comando. Haz clic en el borde del rectngulo y quedar resaltado. Abre el men Dibujo (Draw) y selecciona Poner objeto en el fondo (Put object in background).

Tus visualizadores y controles ahora se pueden ver.

Organiza tus visualizadores y botones a tu gusto. Edita los colores si quieres.

Crear los subprogramas:

Selecciona la pestaa Funcin (Function) en el programa principal.

Selecciona el cono Crear un nuevo subprograma en la barra de herramientas.

Un cuadro de dilogo aparecer solicitndote el nombre del nuevo subprograma. Este ejemplo utiliza el nombre Ubicacin (Location).Puedes ingresar una descripcin del subprograma si lo deseas.

Cuando hayas seleccionado OK vers una nueva pestaa cerca de la pestaa del programa principal (Main program). Debera tener el nombre de tu nuevo subprograma. Haz clic la pestaa Ubicacin (Location).

El primer paso es crear la entrada del programa. Es muy parecido al elemento Iniciar Programa. En la ventana de Grupos de Elementos expande los Elementos de Programa (Program elements) y selecciona el men Entradas/Salidas de Subprograma (Subprogram I/O). Selecciona el elemento Entrada (Entry) que est en las opciones.

Arrastra un elemento Entrada y un elemento Salida al rea de tu programa.

El objetivo de este subprograma es mostrar la ubicacin del carro. Dependiendo de cul interruptor es presionado vamos a querer que un visualizador indique dnde est el carro. Para mostrar informacin seleccionamos la seccin Entradas, de la ventana de Grupos de elementos y arrastramos un elemento Panel Visualizador al rea de programa.

Luego de arrastrarlo al rea de tu programa haz clic derecho en l y asgnalo al Indicador (Indicator).

Adicionalmente necesitamos monitorear los interruptores para ver cul est siendo presionado as que necesitamos ubicar dos elementos Condicin Digital (Digital Branch). Para proporcionar informacin el Elemento Asignacin (Assignment Element) desde los elementos Comando (Command elements). Luego de ubicarlos haz clic derecho y asgnales un valor de uno al primero y dos al segundo.

Construye el programa que ves a continuacin. Utiliza la herramienta texto para explica lo que est sucediendo en cada paso.

Es una buena idea guardar tu trabajo peridicamente y estar seguro que no se pierda. Algunas personas han reportado que guardar a una unidad de red causa la prdida de los subprogramas. Guarda en el disco duro o en una memoria. Una vez guardado podrs copiarlo a travs de red. Regresa al men principal. Selecciona Crear nuevo Subprograma nuevamente. Nombra este subprograma Mover. Este controlar el movimiento del carro. Necesitars proporcionar informacin de entrada a este subprograma desde tu panel. Lo conseguirs colocando entradas en el panel desde la seccin Entradas, Salidas de los elementos de Programa. Cuando los hayas arrastrado al rea de programa, haz clic derecho sobre ellos y asgnale uno a cada nivel disponible.

Construye tu circuito como se muestra.

Es una buena idea guardar tu trabajo peridicamente y estar seguro que no se pierda. Algunas personas han reportado que guardar a una unidad de red causa la prdida de los subprogramas. Guarda en el disco duro o en una memoria. Una vez guardado podrs copiarlo a travs de red y no perders informacin. Utiliza la herramienta texto para documentar la funcin de cada elemento Rama.

Cuando hayas terminado regresa a la pestaa del programa principal. Pon un elemento de Inicio (Start). Luego busca debajo de Programas Cargados (Loaded Programs) en la ventana de Grupos de Elementos. Cuando lo expandas vers el nombre del programa en el que ests trabajando. Si no le has puesto nombre aparecer como Sinnombre (Unnamed). Selecciona el nombre de tu programa y vers los subprogramas en la ventana Elementos de Programa.

Arrastra los subprogramas Ubicacin y Mover debajo del elemento Inicio y usa lneas de flujo para conectarlos.

Haz que tu profesor verifique tu trabajo antes de continuar. Ubica el motor en la mitad de la cremallera y enciende el controlador. Asegrate de estar en la pestaa del programa principal y selecciona la pestaa Panel para visualizar tu Panel. Inicia el programa. Nada debe suceder hasta que presiones uno de los botones nivel1 o nivel2 (level1, level2 ). Si presionas nivel1 y el carro empieza a subir, selecciona parar e invierte los cables de tu motor.

Imprime copias de cada pgina para tu cuaderno de ingeniera.

Conclusin:

Cmo se da cuenta el programa cul de los botones es presionado en el panel?

Reemplaza la caja de texto con un medidor. Haz clic derecho en el medidor y ajusta sus propiedades para que muestre la informacin que quieres. Haz anotaciones en tu cuaderno de ingeniera junto con un boceto para explicar el proceso que utilizaste.

Datos

Propsito: La capacidad para recoger y procesar datos es fundamental para la programacin avanzada. Podras automatizar un invernadero para activar o desactivar los ventiladores y calentadores durante el transcurso de un da, pero sin algn tipo de registro nunca sabras lo que sucedi mientras no estabas. Los datos se recogen durante un perodo de tiempo que tenga sentido para la aplicacin. Una medicin de la temperatura de un invernadero cada 15 minutos puede ser suficiente. El velocmetro de tu carro podra necesitar realizar mediciones ms a menudo. Esta actividad est diseada para introducirte a la recoleccin y presentacin de datos. Evaluar el xito de un diseo depende con frecuencia de la informacin recogida y analizada. Los datos son tan precisos como lo sea el proceso de recoleccin.

Equipo: Controlador TX Fuente de poder Termistor Excel

Procedimiento: En esta actividad especificars qu informacin recolectar y cmo presentarla. Crea un nuevo archivo en RoboPro. Hay dos nuevos elementos para crear el programa. El primero es la Lista. Se encuentra en la seccin de Variables, temporizadores (Variables, timers). Arrastra uno al rea de programa.

Haz clic derecho en la lista. Se abrir el cuadro de dilogo de lista. Cambia el nombre a tiempo . Este ser el nuevo nombre del elemento. Cerca clic en el botn Examinar en el lado

derecho. Esto te permitir seleccionar una ubicacin para guardar el archivo. Algunas personas han reportado problemas al guardar en una ubicacin de red as que guarda en el disco duro o en una memoria. Junto al nombre de archivo hay un men desplegable con nmeros. Esto representa el nmero de columnas que sern creadas. El nmero 1 es la primera columna de izquierda a derecha en la hoja de clculo. El cuadro de texto junto al nmero es para colocar el ttulo de la columna. En este caso la llamaremos Tiempo (Time). Esta es la columna en la que registraremos el tiempo del experimento.

Selecciona OK y arrastra un segundo elemento Lista. Haz clic derecho y nmbralo Temperatura. Usa el mismo archivo que utilizaste para Tiempo para que los resultados aparezcan en la misma hoja de clculo. Esta vez el nmero de columna ser el 2 y se llamar Temperatura.

Selecciona OK. El otro elemento nuevo se llama Agregar Valor. Lo encontrars en la seccin de Comandos de los Elementos de Programa.

Arrastra dos de ellos al rea de programa. Haz clic derecho sobre el elemento Agregar Valor (Data input for command value). Esto proporcionar una entrada de datos extra a la izquierda del elemento.

Crea el programa que se muestra a continuacin. Utiliza una variable llamada tiempo para transferir todos los datos al registro de tiempo.

Utiliza la herramienta texto para etiquetar el programa explicando lo que

est sucediendo. Conecta el termistor en la entrada I1.

Enciende el Controlador. Ejecuta tu programa. Aprieta el extremo gris del termistor entre los dedos durante al menos 15 segundos. Suelta el termistor y espera 20 segundos. Repite el proceso. Cuando el programa termine localiza el archivo que se ha creado. Debers ver los datos en las columnas adecuadas segn lo que configuraste.

Toma estos datos y grafcalos. Si nunca has creado una grfica en Excel, puedes encontrar instrucciones en: http:// off ice.microsoft.com/ en-us/ excel-help/ create-a-basic-chart-RZ001105505.aspx?section=2 http:// off ice.microsoft.com/ en-us/ excel-help/ create-a-chart-from-start-to-finish-HP010342356.aspx?CTT=1 http:// www.videojug.com/ film/ how-to-make-a-line-graph-in-excel http:// off ice.microsoft.com/ en-us/ excel-help/ present-your-data-in-a-scatter-chart-or-a-line-chart-HA010227478.aspx?CTT=1

Debido a que el termistor tiene Coeficiente de Temperatura Negativo (NTC por negative temperature coeff icient) entre ms caliente est menos ser su resistencia. Viendo la grfica a continuacin puedes decir dnde apretaste el termistor y dnde lo soltaste?

http://office.microsoft.com/en-us/excel-help/create-a-basic-chart-RZ001105505.aspx?section=2http://office.microsoft.com/en-us/excel-help/create-a-chart-from-start-to-finish-HP010342356.aspx?CTT=1http://www.videojug.com/film/how-to-make-a-line-graph-in-excelhttp://office.microsoft.com/en-us/excel-help/present-your-data-in-a-scatter-chart-or-a-line-chart-HA010227478.aspx?CTT=1

Imprime una copia de tu programa y tus datos con el grfico en tu cuaderno de ingeniera.

Conclusin:

Describe cmo podras usar este mtodo para crear un verdadero termmetro para valores entre temperatura ambiente y congelamiento.

Sensores: Interruptor Digital

Propsito: Las entradas digitales son aquellas que proporcionan una salida con solo dos estados posibles: alto o bajo, abierto o cerrado, 1 lgico o 0 lgico. Las entradas digitales son la ms fciles de tratar en la programacin. Los interruptores funcionan mediante el cierre o la apertura de un conjunto de contactos. Generalmente decimos que un interruptor se cierra cuando vemos un 1 digital ya que la corriente est fluyendo y se abre cuando vemos un 0 digital ya que la corriente dej de fluir.

Equipo: Controlador TX Cables Interruptor Bombillo

Procedimiento: Los interruptores estn instalados en los circuitos para controlar el flujo de electrones a travs de l. Se clasifican por la forma en que se accionan, por el nmero de polos y tiros que tienen y por su posicin normal. El actuador es el mtodo mecnico que hace que el interruptor se abra y se cierre. Los tipos comunes incluyen los momentneos, de palanca, deslizables, de balancn, etc. Un interruptor normalmente abierto es aquel en el que el circuito est abierto en su posicin normal y el actuador es disparado para cerrar el circuito y permitir que la corriente fluya. Un interruptor normalmente cerrado es aquel donde la corriente puede fluir normalmente hasta que el actuador es disparado, haciendo que el interruptor se abra y bloquee la circulacin de corriente. Los polos del interruptor proporcionan la ruta para los electrones. Los tiros controlan los circuitos. El esquema siguiente representa un interruptor de un solo tiro unipolar (SPST por las singlas en ingls de Single Pole Single Throw). Este proporciona un nico camino para los electrones y controla un circuito..

El interruptor bsico Fischertechnik es unipolar de doble tiro. Tiene un solo camino para los electrones, pero este camino puede redirigirse a dos salidas. El esquema se muestra a continuacin.

La siguiente imagen muestra el interruptor real. Es un interruptor momentneo lo cual significa que hay un cambio temporal en la ruta de los electrones mientras se mantenga presionado. Tan pronto como sueltes el accionador, volver a su posicin original..

Con la cubierta removida se pueden ver los componentes internos. El terminal nmero 1 es el contacto medio. Se puede ver que est unido con el contacto del terminal nmero 2 provocando que los terminales 1 y 2 estn normalmente cerrados y los terminales 1 y 3 normalmente abiertos. Cuando el botn se pulsa la conexin entre los terminales 1 y 2 se abre y la conexin entre los terminales 1 y 3 se cierra. Este cambio de conexin es temporal ya que el resorte regresar el interruptor a su posicin original tan pronto como se deje de presionar.

Uso de los interruptores

Conecta los Terminales 1 y 3 a la conexin I1 en el Controlador TX.

Cada vez que conectes un sensor variable al controlador TX es buena idea abrir la aplicacin de Prueba de Interfaz (Interface Test application) en el software RoboPro para comprobar que el sensor est dando la entrada correcta segn el tipo seleccionado. Tambin te ayudar con la programacin si puedes ver cul es la lectura asociada a valores especficos. Selecciona el icono de Prueba de Interfaz en la barra principal de herramientas. Cuando se abra la aplicacin tendrs que establecer el tipo de sensor para que te de la informacin correcta. En este caso seleccionars 5k Ohm Anloga (NTC ...).

Una vez que hagas clic en tu seleccin permanecer abierta la ventana. Enciende el Controlador. Gira la perilla del potencimetro y observa la lectura.

Conclusin: Incluye un boceto de tu configuracin en tu cuaderno de Ingeniera. Explica lo que sucede cuando giras el potencimetro. Cul es la lectura ms baja que ves? Cul es la ms alta?

Invierte los cables en el Controlador TX. Invertir los cables tiene algn efecto en la operacin del sensor?

Comienza creando un nuevo archivo en RoboPro. Configura el entorno para el controlador TX y el nivel para principiantes. Utiliza el puerto COM / USB como tipo de interfaz para el Controlador TX.

Arrastra al rea de tu programa uno de cada uno de estos elementos.

Arrastra un cuadro de seleccin alrededor los elementos de motor y temporizador.

Cuando hagas clic de nuevo quedarn seleccionados ambos.

Mantn presionada la tecla Control mientras haces clic en uno de los elementos resaltados y arrastra fuera de ellos. Cuando sueltes nuevamente tendrs una copia de los elementos.

Haz clic derecho sobre el cono de Rama Digital. Ajusta la entrada Digital a I1 y el tipo de sensor a Interruptor de presin (Pushbutton Switch).

Haz clic derecho en cada uno de los bloques de motor y ajstalos para que muestren una imagen de bombillo. Ajusta uno como apagado y el otro como encendido.

Configura el siguiente circuito simple para probar tu sensor:

Cablea el bombillo a la conexin M1 en el Controlador y el Interruptor a la conexin I1.

Haz que tu profesor verifique tu montaje antes de conectar el controlador al computador. Enciende el controlador y ejecuta el programa.

Imprime una copia del programa para tu cuaderno de ingeniera. Escribe una observacin sobre el efecto que tiene pulsar el interruptor.

Describe la operacin del circuito.

Finaliza el programa con el cono Detener (Stop) de la barra principal de herramientas. Apaga el Controlador.

Sensores: Interruptor Digital de Lengeta

Propsito: Las entradas digitales son aquellas que proporcionan una salida con solo dos estados posibles: alto o bajo, abierto o cerrado, 1 lgico o 0 lgico. Las entradas digitales son la ms fciles de tratar en la programacin. Los interruptores funcionan mediante el cierre o la apertura de un conjunto de contactos. Generalmente decimos que un interruptor se cierra cuando vemos un 1 digital ya que la corriente est fluyendo y se abre cuando vemos un 0 digital ya que la corriente dej de fluir.

Equipo: Controlador TX Cables Interruptor de Lengeta Bombillo

Procedimiento: Los interruptores estn instalados en los circuitos para controlar el flujo de electrones a travs de l. Se clasifican por la forma en que se accionan, por el nmero de polos y tiros que tienen y por su posicin normal. El actuador es el mtodo mecnico que hace que el interruptor se abra y se cierre. Los tipos comunes incluyen los momentneos, de palanca, deslizables, de balancn, etc. Un interruptor normalmente abierto es aquel en el que el circuito est abierto en su posicin normal y el actuador es disparado para cerrar el circuito y permitir que la corriente fluya. Un interruptor normalmente cerrado es aquel donde la corriente puede fluir normalmente hasta que el actuador es disparado, haciendo que el interruptor se abra y bloquee la circulacin de corriente.

Los polos del interruptor proporcionan la ruta para los electrones. Los tiros controlan los circuitos. El esquema siguiente representa un interruptor de un solo tiro unipolar (SPST por las singlas en ingls de Single Pole Single Throw). Este proporciona un nico camino para los electrones y controla un circuito.

El interruptor bsico Fischertechnik es unipolar de doble tiro. Tiene un solo camino para los electrones, pero este camino puede redirigirse a dos salidas. El esquema se muestra a continuacin.

La siguiente imagen muestra el interruptor de lengeta real.

El interruptor se cierra cuando se aproxima a un imn. Es un interruptor momentneo lo cual significa que hay un cambio temporal en la ruta de los electrones mientras se active con un imn. Tan pronto como alejes el imn, volver a su posicin original.

Uso del interruptor

Conecta los cables al terminal I1 del Controlador TX.

Cada vez que conectes un sensor al controlador TX es buena idea abrir la aplicacin de Prueba de Interfaz (Interface Test application) en el software RoboPro para comprobar que el sensor est dando la entrada correcta segn el tipo seleccionado. Selecciona el icono de Prueba de Interfaz en la barra principal de herramientas. Cuando se abra la aplicacin tendrs que establecer el tipo de sensor para que te de la informacin correcta. En este caso sel

Una vez que hagas clic en tu seleccin permanecer abierta la ventana. Enciende el Controlador y mueve el imn cerca el interruptor de lengeta.

Conclusin: Incluye un boceto de tu montaje en tu cuaderno de ingeniera. Explica lo que sucede cuando acercas el imn al interruptor de lengeta.

Invierte los cables en el Controlador TX. Invertir los cables tiene algn efecto en la operacin del sensor?

Comienza creando un nuevo archivo en RoboPro. Configura el entorno para el controlador TX y el nivel para principiantes. Utiliza el puerto COM / USB como tipo de interfaz para el Controlador TX.

Arrastra al rea de tu programa uno de cada uno de estos elementos.

Arrastra un cuadro de seleccin alrededor los elementos de motor y temporizador.

Cuando hagas clic de nuevo quedarn seleccionados ambos.

Mantn presionada la tecla Control mientras haces clic en uno de los elementos resaltados y arrastra fuera de ellos. Cuando sueltes nuevamente tendrs una copia de los elementos.

Haz clic derecho sobre el cono de Rama Digital. Ajusta la entrada Digital a I1 y el tipo de sensor a Interruptor de lengeta (Reed Switch).

Haz clic derecho en cada uno de los bloques de motor y ajstalos para que muestren una imagen de bombillo. Ajusta uno como apagado y el otro como encendido.

Configura el siguiente circuito simple para probar tu sensor:

Cablea el bombillo a la conexin M1 en el Controlador y el Interruptor de lengeta a la conexin I1.

Haz que tu profesor verifique tu montaje antes de conectar el controlador al computador. Enciende el controlador y ejecuta el programa.

Imprime una copia del programa para tu cuaderno de ingeniera. Escribe una observacin sobre el efecto que tiene acercar el imn al interruptor de

lengeta. Describe la operacin del circuito.

Finaliza el programa con el cono Detener (Stop) de la barra principal de herramientas. Apaga el Controlador.

Sensores: Fototransistor Digital

Propsito: Las entradas digitales son aquellas que proporcionan una salida con solo dos estados posibles: alto o bajo, abierto o cerrado, 1 lgico o 0 lgico. Las entradas digitales son la ms fciles de tratar en la programacin. Un fototransistor es un transistor bipolar en un contenedor transparente. La luz puede entrar en el contenedor y cuando incide sobre la unin base-colector genera electrones a partir de los fotones de la luz. Esto har que el fototransistor permita el flujo de corriente. Piensa en el fototransistor como un interruptor de accin rpida hecho de semiconductor. Si la luz intensa incide en el dispositivo, la corriente fluye. Si se interrumpe la luz la corriente no fluir.

Equipo: Controlador TX Cables Fototransistor Bombillos (2)

Procedimiento: Los interruptores estn instalados en los circuitos para controlar el flujo de electrones a travs de l. El fototransistor se configura como un Interruptor rpido hecho de semiconductor. Sin luz acta como un interruptor normalmente abierto. Cuando la luz incide en el dispositivo permitir el flujo de corriente y seguir as hasta que ya no haya luz incidente. El esquema de un fototransistor se muestra a continuacin.

Debido a que es un dispositivo semiconductor la polaridad es muy importante. Hay una marca roja en el transistor.

El punto rojo representa el colector de este transistor. Este debe estar conectado mediante un cable rojo al lado de la entrada positiva en el terminal del Controlador TX marcada con los crculos rojos a continuacin.

Las conexiones asociadas con el otro terminal equivalen al potencial de tierra. El smbolo de tierra est sealado a continuacin.

Uso del Fototransistor

Conecta los cables a la conexin I1 del fototransistor utilizando la polaridad correcta en el Controlador TX. Conecta el bombillo a M1.

Cada vez que conectes un sensor al controlador TX es buena idea abrir la aplicacin de Prueba de Interfaz (Interface Test application) en el software RoboPro para comprobar que el sensor est dando la entrada correcta segn el tipo seleccionado. Selecciona el icono de Prueba de Interfaz en la barra principal de herramientas. Cuando se abra la aplicacin tendrs que establecer el tipo de sensor para que te de la informacin correcta. En este caso sel

Una vez que hagas clic en tu seleccin permanecer abierta la ventana. Enciende el Controlador. Haz clic en CW de M1. Esto encender la luz

del bombillo. Mueve la luz de tal manera que alumbre directamente sobre el fototransistor.

Conclusin: Incluye un boceto de tu montaje en tu cuaderno de ingeniera. Explica lo que sucede cuando alumbras el fototransistor con el bombillo.

Invierte los cables en el Controlador TX. Invertir los cables tiene algn efecto en la operacin del sensor?

Comienza creando un nuevo archivo en RoboPro. Configura el entorno para el controlador TX y el nivel para principiantes. Utiliza el puerto COM / USB como tipo de interfaz para el Controlador TX.

Arrastra al rea de tu programa uno de cada uno de estos elementos.

Arrastra un cuadro de seleccin alrededor los elementos de motor y temporizador.

Cuando hagas clic de nuevo quedarn seleccionados ambos.

Mantn presionada la tecla Control mientras haces clic en uno de los elementos resaltados y arrastra fuera de ellos. Cuando sueltes nuevamente tendrs una copia de los elementos.

Haz clic derecho sobre el cono de Rama Digital. Ajusta la entrada Digital a I1 y el tipo de sensor a Fototransistor.

Haz clic derecho en cada uno de los bloques de motor y ajstalos para que muestren una imagen de bombillo. Ajusta uno como apagado y el otro como encendido.

Configura el siguiente circuito simple para probar tu sensor:

Cablea un bombillo a cada una de las conexiones M1 y M2 en el Controlador y el Fototransistor a la conexin I1.

Haz que tu profesor verifique tu montaje y te d permiso para conectar el Controlador al computador. Enciende el Controlador y ejecuta el programa. Mueve el bombillo conectado a M2 sobre el fototransistor.

Imprime una copia de tu programa para tu cuaderno de ingeniera. Escribe tus observaciones sobre el efecto que tiene iluminar el fototransistor. Describe la operacin del circuito.

Finaliza el programa con el cono Detener (Stop) de la barra principal de herramientas. Apaga el Controlador.

Sensores: Seguidor de Lnea Digital

Propsito: Las entradas digitales son aquellas que proporcionan una salida con solo dos estados posibles: alto o bajo, abierto o cerrado, 1 lgico o 0 lgico. Las entradas digitales son la ms fciles de tratar en la programacin. El seguidor de lnea es un dispositivo activo conformado por dos sensores. Se denomina sensor activo porque necesita una fuente de poder para funcionar.

Equipo: Controlador TX Cables Sensor seguidor de lnea Bombillos (2) Bloque de construccin 15 Bloque de construccin 30 (2)

Procedimiento: El sensor de lnea debe estar bastante cerca de la lnea que deseas que siga. En este ejemplo construiremos un pequeo dispositivo para mantener el sensor a unos 15 mm de la superficie de una mesa. Ensambla los dos Bloques de construccin 30 con el Bloque de construccin 15 en el extremo de uno de ellos como en la imagen a continuacin.

sensor apuntan hacia abajo. En la imagen de abajo se fij un trozo de cinta aislante sobre el papel de manera que el sensor pueda ser probado.

Uso del sensor Como ste es un sensor activo, debes proporcionarle voltaje. El voltaje de + 9V vendr del terminal del centro del Controlador en la salida 9V y la conexin a tierra estar bien en cualquiera de los terminales de tierra de Controlador. En este ejemplo lo conectaremos a la tierra de la entrada I1 como se seala en la siguiente imagen.

Cuando tu circuito est cableado debe verse similar a la imagen de abajo, con el cable rojo conectado a 9V + y el cable verde con la raya roja conectado a tierra.

Debido a que hay dos sensores conctalos a los terminales I1 e I2 del Controlador. Conecta el cable azul con la franja amarilla en I1 y el cable azul en I2.

Cada vez que conectes un sensor variable al controlador TX es buena idea abrir la aplicacin de Prueba de Interfaz (Interface Test application) en el software RoboPro para comprobar que el sensor est dando la entrada correcta segn el tipo seleccionado. Tambin te ayudar con la programacin si puedes ver cul es la lectura asociada a valores especficos. Selecciona el icono de Prueba de Interfaz en la barra principal de herramientas. Cuando se abra la aplicacin tendrs que establecer el tipo de sensor para que te de la informacin correcta. En este caso seleccionars Digital 10V (Sensor de Lnea).