Conociendo Arduino

Si prestamos un poco de atención a nuestro alrededor, comprobaremos que el campo de la robótica está viviendo una gran transformación, ya que la tecnología evoluciona a pasos agigantados y de su mano la automatización de los objetos más cotidianos. Para facilitar esta tarea,  existen diferentes lenguajes de programación, como lo es Arduino, que permite infinitas aplicaciones, ya sea en aparatos más complejos como es en el caso de la robótica o domótica, hasta funcionalidades sencillas como puede ser la automatización de puertas de garaje o jardinería hasta el uso de impresoras 3D.

Pero sabemos realmente ¿qué es? conocemos a fondo todas sus aplicaciones y ¿cómo podemos utilizarlo? Ahora profundizaremos sobre este software y explicaremos el uso de actuadores, verás que no es únicamente un lenguaje de programación o una placa open source (un software y  hardware libre, sin derechos de copyright).

Las aplicaciones de Arduino son infinitas y su límite reside en la creatividad de cada uno. A pesar de que sólo se utilizaba de forma didáctica (para el prototipado o para Do it Yoursel),  existe una creciente tendencia en usarlo en productos de venta al público debido a su sencillez, modularidad y a la gran cantidad de información y códigos gratuitos que existen en internet.

 

Si bien Arduino tiene gran variedad de placas, desde la más pequeña (NANO) hasta la más potente (MEGA), la más popular es el modelo UNO, ya que por ser más robusta es ideal para comenzar a usar la electrónica y la codificación.

Entre las incorporaciones de los actuadores a Arduino, los dispositivos son salidas que se utilizan para generar una acción, generalmente un motor. El más famoso suele ser el servo-motor, pero es sólo uno de los muchos que pueden usarse. La placa puede suministrar una corriente limitada, es por ello que los motorreductores se conectan a través de un circuito de potencia o controlador de motor. Estos motores suelen controlarse por PWM (Pulse Width Module), seleccionando la velocidad y el sentido de giro en la salida.

Reductores idóneos para conectar con Arduino

A la hora de utilizar motorreductores conectados a este software, comúnmente se utilizan motores corriente continua, ya que son más fáciles de controlar. Los motores AC necesitan de un variador de velocidad, los cuales, dependiendo del modelo, podrían llegar a controlarse mediante Arduino, pero es mucho más complejo, ya que suelen ser controlados por PLCs industriales.

Por ello, cuando seleccionemos un actuador para Arduino nos tenemos que fijar principalmente en el controlador (etapa de potencia), ya que debe elegirse la tensión y corriente máxima del mismo.

Estos valores nos los dará el actuador/ motor que requiere nuestro sistema, generalmente debe comprobarse tensión de alimentación, velocidad y par ofrecido. En las fichas técnicas el fabricante indica la corriente que consume en vacío, máximo rendimiento y bloqueo. Una de las mejores opciones para obtener un buen balance entre consumo, par y velocidad, es a través de motorreductores (acoplando al motor una caja reductora).

Elementos a tener en cuenta para elegir un motor o actuador

A la hora de elegir un actuador para un proyecto con Arduino también se deben contemplar distintos factores como:

Características mecánicas:

Velocidad: La relación entre el desplazamiento que realiza el actuador y el tiempo.

                     Velocidad = Posición/ Tiempo

Fuerza o par: La fuerza ejercida por un actuador aplicada a una cierta masa se emplea en modificar su velocidad.

Fuerza= Masa · Aceleración

Aceleración= Velocidad/ Tiempo

Hay que tener en cuenta, que existen fuerzas de rozamiento, por lo que a efectos prácticos un actuador no podrá mover cualquier masa. Por ello, en el caso de actuadores rotativos el equivalente de la fuerza es el par:

Par= Inercia · Aceleración angular

Potencia mecánica: Cantidad de energía por unidad de tiempo que el actuador es capaz de entregar a la carga:

Pmecánica= Fuerza · Velocidad

En el caso de los actuadores rotativos:

Pmecánica= Fuerza · Velocidad angular

Carga máxima que puede soportar el actuador.

Precisión.

Características eléctricas:

Potencia eléctrica: Energía por unidad de tiempo absorbida por el actuador de la fuente de alimentación, medida en Watios (W):

Pelectrica= V· I

Tensión nominal: Tensión a la que debemos alimentar el motor para un funcionamiento correcto. Los valores frecuentes para motores y actuadores son 6V, 12V y 24V.

Corriente nominal: Intensidad de corriente que debemos suministrar al motor para un funcionamiento correcto.

Otros factores:

Forma y dimensiones.

Peso del actuador y de los componentes adicionales.

Grado de protección IP.

Rango de temperatura.

Vida útil.

Fijaciones y soportes.

Tenemos que tener en cuenta que no solo existe una única solución, sino que deberemos elegir aquel actuador que mejor se adecue a nuestras necesidades. Para ello lo necesario es conocer tanto las características, como funcionamiento, ventajas y desventajas de nuestro actuador.

 

 

Artículo original publicado por CLR (Compañía Levantina de Reductores). Para leer el artículo original ingresa directamente aquí o al sitio web de la compañía.

*Este artículo es para fines informativos, no hay intenciones de infringir derechos de autor.

Comments are closed.