Sensores Y Activadores; El Interruptor Como Sensor Digital; Salida De Señal Con La Bombilla; Fotodetección Con El Fototransistor - fischertechnik Mobile Robots II Manual De Instrucciones

3 Sensores y activadores

Ahora sabemos que nuestro elemento principal, la interfaz, "armoniza"
con el PC. Ahora se trata de determinar como reconoce nuestra interfaz las
señales del entorno. Empezaremos con las entradas. En el lenguaje técnico
las entradas o las señales de entrada se denominan input. Para un
ordenador, y el Intelligent Interface es uno, dispone únicamente de la
posibilidad de reconocer y procesar señales eléctricas. Por esta razón
deberemos "computarizar" los estímulos del entorno. Por ello todos los
sensores son convertidores que convierten el "sentido" determinado en una
señal eléctrica. Ya que no es nuestro deseo construir "a ciegas" según las
instrucciones, es recomendable informarse de las propiedades básicas de los
sensores existentes.
Este aspecto gana importancia ya que en el futuro la interfaz puede
complementarse con nuevas aplicaciones creadas por uno mismo.

3.1 El interruptor como sensor digital

Las marcas lógicas simples "0" y "1" se
pueden representar con la ayuda de un
interruptor. En el sistema modular de con-
strucción de fischertechnik se utilizan
interruptores de salto de precisión con
contactos de conmutación. La singularidad
de los interruptores de salto yace en su
comportamiento de conmutación. Al accionar
lenta y cuidadosamente el pulsador se siente
claramente un punto de presión, que al ser
transpuesto conmuta el contacto con una suave crepitación. Si volvemos a
soltar lentamente la leva de conmutación, deberemos hacerla pasar
claramente más allá de punto de activación original a fin de alcanzar un
restablecimiento de conmutación originario. Esta diferencia entre las
posiciones mecánicas de encendido y apagado en conocida bajo el nombre
de histéresis. La histéresis de conmutación de contactos o de otros circuitos
electrónicos es una propiedad importante. De no existir ésta, es decir si el
punto de encendido fuese el mismo que el punto de apagado, habría
grandes problemas en la evaluación de las señales. Las perturbaciones más
ínfimas, como un ligero temblor en el punto de conmutación, podría
señalizar varios accionamientos a la interfaz y no sería posible un recuento
exacto de eventos. El conmutador ha sido construido como
conmutadorinversor. Con ello podemos evaluar en nuestros experimentos
ambas posiciones originarias de conmutación, es decir estado de reposo
abierto o estado de reposo cerrado.
3.2 Fotodetección con el fototransistor
El fototransistor es un dispositivo semiconductor, cuyas propiedades
eléctricas dependen de la intensidad
luminosa. Un transistor es un componente
con tres contactos. Estos contactos se
denominan Emisor, Base y Colector. Su tarea
principal es la amplificación de señales
débiles. Una corriente débil que fluye desde
una señal en la base del transistor posee en
consecuencia una corriente mucho más fuerte
en el colector del transistor. La amplificación de flujo puede alcanzar
factores superiores a 1000. Sin embargo, el fototransistor de sistema
modular de construcción posee únicamente dos contactos. ¿Dónde se
encuentra el tercero?
Nuestra intención es que nuestro transistor reconozca la luz. Todos
conocemos las celdas solares con las que se obtiene electricidad a partir de
la luz solar. El fototransistor deberá entenderse como una combinación de
minicelda solar y transistor. El contacto base no llega hasta el exterior (por
eso es una línea intermitente en la ilustración). En su lugar, los impulsos
luminosos que llegan (fotones) generan un flujo luminoso muy pequeño que
el transistor entrega amplificado en el colector. Para que esto funcione
según lo descrito, el fototransistor requiere de una disposición exterior
adicional. Ésta no nos tiene que preocupar, puesto que ya se encuentra
incluida en la interfaz. El fototransistor puede utilizarse tanto como sensor
digital como sensor analógico. En el primer caso sirve para reconocer
transiciones de claridad-oscuridad, por ejemplo una línea marcada. Pero
también se pueden diferenciar intensidades luminosas. El sensor trabaja
entonces como sensor analógico.
3.3 Salida de señal con la bombilla
La bombilla sirve como una señal luminosa simple. Para continuar utilizando
términos técnicos: la bombilla se convierte en activador óptico. La estructura
de una lámpara incandescente es muy simple. En una ampolla de vidrio,
dentro de la cual se ha generado un vacío, se dispone de un filamento en
espiral de alambre delgado de tungsteno dispuesto sobre dos patillas de
contacto. Cuando la electricidad fluye a través del
filamento, el alambre se calienta al rojo blanco. Ya
que en la ampolla de vidrio no hay oxígeno, el
alambre no se quema y la lámpara es de gran du-
ración. Como consecuencia de del esfuerzo térmico
del filamento de la lámpara, el alambre se dilata
con cada encendido y se contrae al apagar la
bombilla. Estos diminutos movimientos traen consi-
go que el material se fatigue y que la lámpara en
algún momento se "queme".
La lámpara incandescente se puede usar para mostrar estados de
conmutación. Mediante la programación de una lámpara intermitente se
pueden generar avisos de emergencia. Existe un caso más en el cual
podemos utilizar la lámpara. Conjuntamente con dos fototransistores se crea
un sensor especial con cuyas propiedades se reconocen líneas. La lámpara
funciona como fuente de luz, de modo que el fototransistor reconozca una
marca de color a través de las diferentes intensidades de luz reflejadas. Una
singularidad en la lámpara incandescente utilizada en el sistema modular de
construcción es el lente óptico incorporado en la ampolla de vidrio. Mediante
él, el haz de luz se agrupa mejor haciendo más confiable el reconocimiento,
por ejemplo de marcas.
3.4 Motores de corriente continua como
fuente de energía
Los motores de corriente continua son activadores importantes en los
sistemas móviles. El sistema modular de construcción "Mobile Robots II"
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