martes, 21 de mayo de 2013

UNIDAD 5 ASPECTOS ETICOS DE LA INGENIERIA

5.1 Aspectos Éticos de la ingeniería

Aspectos Éticos de la ingeniería 



Código de ética general de la ingeniería Mecatronico 
Se entiende como código ético al conjunto de normas que regula el comportamiento de un grupo de individuos en nuestro caso los Ingenieros mecatronico, ya que toda habilidad adquirida por el profesional debe tener como finalidad de mostrar su utilidad, beneficio y respeto.


Código Ético 

·                      El Ingeniero Mecatronico debe reconocer que: vida, seguridad, salud, bien común y bienestar de la población, depende de su juicio y acciones. El ingeniero Mecatronico debe de estar consiente de cualquier acción buena o mala y que estas repercuten directamente en la sociedad. 
·                      El Ingeniero Mecatronico debe adquirir las capacidades necesarias para alcanzar una vida plena. Tomando en cuenta que una vida plena como el cumplimiento de las necesidades de lo que Maslow formula en su teoría una jerarquía de necesidades humanas y defiende que conforme se satisfacen las necesidades más básicas (parte inferior de la pirámide), los seres humanos desarrollan necesidades y deseos más elevados (parte superior de la pirámide). .Así como también la autorrealización del mismo. 
·                      El Ingeniero Mecatronico debe “Crear como un Dios, mandar como un rey y trabajar como un esclavo”. Esto en términos figurativos, tener la dedicación de que cada creación por muy simple o compleja que sea debe tener la dedicación como si fuera una creación divina, empeño y responsabilidad que conllevan. Mandar como un rey, es delegar con el juicio y responsabilidad como si fuera un rey (líder) y trabajar como un esclavo es trabajar arduamente y dar todo por el todo en los proyectos que se realizan. 
·                      El Ingeniero Mecatronico debe usar sus conocimientos para mejorar el bienestar del ser humano. El ingeniero usara sus conocimientos para ayudar y no para perjudicar al ser humano. 
·                      El Ingeniero Mecatronico luchara por aumentar el prestigio de su profesión. Se deberá actualizar y publicar cualquier conocimiento nuevo, para que los demás ingenieros puedan trascender y aumentar el prestigio de la profesión. Así mismo el ingeniero mecatronico debe de crear su reputación profesional sobre el mérito de sus servicios. 
·                      Los costó de servicios de Ingeniería Mecatronico deben ser justos. Los ingenieros mecatronico deberán usar su criterio para poder cobrar justamente, nunca malbaratando ni inflando el costo de sus servicios. 
·                      El Ingeniero Mecatronico deberá estar preparado para romper paradigmas. El ingeniero debe de ser flexible en sus paradigmas para tener la capacidad de ver cambios y tener la visión del futuro ya que son capaces de romper sus viejos paradigmas para construir constantemente nuevos. § El Ingeniero Mecatronico debe tener en cuenta que la persona nunca debe considerarse como medio, sino como fin. Este punto es esencial, en la industria se podrá aplicar ya que se tiene contacto personal desde un obrero hasta un alto mando gerencial y todos por igual se les debe de tratar con igualdad y respeto que se merecen. 
·                      El Ingeniero Mecatronico debe emitir informes, reportes y mediciones conforme a los reglamentos y estatutos de confidencialidad de la empresa, de los cuales se debe expresar la información en forma clara y honesta. Se respetaran los códigos éticos de las empresas donde se estará laborando. 
·                      El Ingeniero Mecatronico deberá saber confiar en el colega.
·                     Al encontrarse en un ambiente profesional el ingeniero mecatronico deberá de confiar en el colega ya sea otro ingeniero mecatronico o algún otro colega o compañero de trabajo. 
·                      El Ingeniero Mecatronico deberá saber que "la intensidad con la que se trabaje en un área en especifica es directamente proporcional a la diferencia de potencial de intelecto e investigación aplicada e inversamente proporcional a la resistencia  de perseverar para obtener resultados del
·                     mismo".


5.2 Integración con el medio ambiente

Una de las grandes asignaturas pendientes de la ingeniería hasta hace algunos años en este país y en muchos otros, fue la de la integración de las infraestructuras en el medio en el que se alojan, así como el cuidado expreso de dicho medio durante el proceso constructivo. Aunque una obra puede ser poco destructiva con la naturaleza a su alrededor, otra cosa muy distinta son las actividades desarrolladas para construirla. Estas actividades suelen ser muy contaminantes y generan una gran alteración del terreno a causa de movimientos de tierras, el acopio de materiales, la generación de residuos, etc. En estos últimos años la conciencia medioambiental de la sociedad ha ido creciendo de forma progresiva y por lo tanto también la conciencia del mundo ingenieril. Esto se ha reflejado en multitud de leyes y normas que se han ido creando y aplicando últimamente.

En cuanto a esto, uno de los entornos más sensibles a las obras de ingeniería que se desarrollan junto a ellos son los cauces de ríos o arroyos. Como todo aquello que ocurre en una obra, la integración medioambiental es solo cuestión de una correcta planificación (durante el periodo de diseño) y organización (durante el proceso constructivo). Por esta razón la mayor parte de las medidas a tomar para evitar la degradación del medio son preventivas y la mayoría de ellas aparecerán en el pliego del proyecto.

Ejemplos de este tipo de medidas son:

 Un adecuado control del movimiento de tierras. La ley obliga a verter o a hacer acopio de tierras como mínimo a una determinada distancia del DPH.
  Evitar pilas (cuando la obra es un puente) en el lecho del cauce o junto a él siempre que sea posible. Esto debe tenerse en cuenta en la elección de la tipología del viaducto.
  Que cada cauce afectado tenga su propio drenaje transversal para evitar modificar demasiado el régimen de estos.
 Algunas medidas requieren, además de planificación y sentido común (para ser conscientes de que hay que hacerlas), de unas actuaciones previas o incluso de sus propias obras. Dos ejemplos son:
 Barreras de retención de sedimentos. Evitan la acumulación de sedimentos que puedan modificar el régimen hidráulico posteriormente a la finalización de la obra. Al haber eliminado la vegetación del entorno del cauce se favorece que el agua pueda arrastrar tierra hacia el susodicho arroyo.
 Balsas de decantación. Sirven para recoger los sólidos en suspensión que lleve el agua corriente y que de otra forma se extenderían aguas abajo.

Estos elementos pueden ser provisionales (solo sirven durante el proceso constructivo) o permanentes (cumplirán su función durante toda la vida útil de la obra). Si no se mantienen adecuadamente, estos elementos no cumplirán debidamente su función. Algo que ocurre, por otro lado, muy a menudo.

Tras terminar la obra se realizaran medidas restauradoras para dejar la zona tal y como estaba antes, o bien para ayudar a que el medio se regenere por sí solo. Por ejemplo la restauración de la vegetación de ribera para no modificar el régimen hidráulico.

Por supuesto también se debe prever que algo salga mal, por lo que deberán fijar protocolos de emergencias para casos específicos, como por ejemplo un vertido de residuos puntual por algún fallo humano o técnico.
 Todo esto, evidentemente, tiene más ciencia de la que he expuesto aquí, pero a grandes rasgos esto es lo que siempre debe hacerse o tener en cuenta en todo proyecto que afecte a un medio natural (en este caso, en aquel que haya un arroyo o cauce) y que por desgracia no siempre es así.


5.3 Impacto social de la automatización

Hoy, estamos comenzando a vivir lo que hace unas épocas llamábamos el futuro mundo robótico, aquella época nos hacía pensar en un mundo que solo existía en las películas de ficción.  Lo anterior, nos hace pensar que estamos adentrándonos en el universo imaginado de nuestra niñez, y que las transformaciones se han acelerado más rápido de lo que pensábamos.

 
El mundo de la robótica presenta avances a pasos agigantados, y de manera creciente, nuestras empresas están siendo habitadas por aquellas tecnologías que algún día algunos imaginaron y que hoy se hacen visibles en nuestra realidad.

Nuestros hogares y lugares de trabajo están invadidos de robótica, ésta se está convirtiendo en parte de nuestra vida cotidiana, en el desempeño de tareas de servicio y de producción en diferentes áreas del diario vivir.
Todo esto nos lleva a pensar en los efectos de los sistemas automáticos basados en robots, los cuales podrían afectar las tasas de empleo y que harán que los modelos laborales cambien, teniendo (cada uno de nosotros) que reevaluar nuestros conocimientos y nuestros conceptos de formación.

“Cada 4 años se genera un conocimiento que duplica a todo el conocimiento generado en la historia de la humanidad a la fecha. Es decir que cuando un alumno termina la universidad, ya es obsoleto. Tendría que volver a entrar por la puerta que está saliendo para mantenerse actualizado. Por eso hoy el paradigma ya no es que los estudiantes aprendan, sino que aprendan a aprender e incluso, que aprendan a desaprender, debido a la velocidad con que está avanzando el conocimiento” (Jarque, Inegi).
Sumado a lo anterior, tenemos el impacto social con nuevos patrones de ocio y cambios en las viviendas,  transformando así el valor del trabajo.

Aunque en la actualidad se tengan tantos avances en la robótica, no es lo que se espera o por lo menos no alcanza a vislumbrarse lo que hemos visto en las películas futuristas, aquellos robots casi humanos (Humanoides bio-mecánicos). La robótica de hoy está más orientada hacia la industria y la medicina, sectores donde el avance ha sido significativo en cuanto a optimización de procesos se refiere, un ejemplo de esta situación se encuentra en la medicina, con el sistema quirúrgico “Da Vinci”, que permite que las cirugías presenten menos sangre, pequeñas cicatrices y una rápida recuperación.

Estos certeros dispositivos, los robots, realizan sus tareas con mayor velocidad, continuidad, y efectividad; además son incansables, ya que realizan trabajos peligrosos y hasta inaccesibles para una persona, incluso, son más económicos que sus contrapartes humanas. Es este último aspecto el más discutido actualmente, ya que nos lleva a una disputa social, debido a que los obreros aceptan trabajar por una menor remuneración con tal de no perder su empleo.

Resta dejar el siguiente cuestionamiento para aquellos que quieran crear una conciencia acerca de la evolución tecnológica:
¿Somos nosotros los que controlamos la tecnología, o es ella quien nos controla a nosotros?






UNIDAD 4 ASPECTOS LEGALES DE LA INGENIERIA


4.1 Aspectos legales de la ingeniería

Aspectos legales de la ingeniería
Normas nacionales 


Una norma representa un nivel de concomimiento y tecnología que requiere, para su preparación, de la presencia de la industria. Las normas contienen en definitiva, criterios precisos que aseguran que los materiales, productos, procesos y servicios están hechos con la calidad necesaria para alcanzar sus objetivos. Contribuyen a hacer la vida más simple y a incrementarla fiabilidad y efectividad de los bienes y servicios que utilizamos.                                                                                                    
Existen cuatro tipos principales de normas:
·         Normas fundamentales que se refieren a terminología, metrología, convenciones signos y símbolos
·         Normas de análisis en las que se mide características
·         Normas que definen las características de un producto o de un servicio y el rendimiento a ser alcanzado.
·         Normas de organización referidas a la descripción de funciones de la empresa y sus relaciones, así como con el diseño de sus actividades.

Las normas se desarrollan a nivel internacional, regional y nacional. La coordinación del trabajo a estos tres niveles se asegura mediante estructuras comunes y acuerdos de cooperación.                               
A nivel nacional, el trabajo de normalización se lleva a cabo a través de comités técnicos que pueden obtener asistencia de grupos expertos. Estos comités están integrados por representaciones calificadas de los círculos industriales, institutos de investigación, autoridades públicas etc.                                                                                                                                                                            El ente encargado de las normas nacionales en nuestro país es la Dirección General de Normas (DGN).

Código de ética del ingeniero mexicano


El ingeniero reconoce que el mayor mérito es el trabajo, por lo que ejercerá su profesión comprometido con el servicio a la sociedad mexicana, atendiendo al bienestar y progreso de la mayoría.
 Al transformar la naturaleza en beneficio de la humanidad, el ingeniero debe acrecentar su conciencia de que el mundo es la morada del hombre y de que su interés por el universo es una garantía de la superación de su espíritu y del conocimiento de la realidad para hacerla más justa y feliz.
 El ingeniero debe rechazar los trabajos que tengan como fin atentar contra el interés general; de esta manera evitará situaciones que impliquen peligros o constituyan una amenaza contra el medio ambiente, la vida, la salud y demás derechos del ser humano.
 Es un deber ineludible del ingeniero sostener el prestigio de la profesión y velar por su cabal ejercicio; asimismo, mantener una conducta profesionalcimentada en la capacidad, la honradez, la fortaleza, la templanza, la magnanimidad, la modestia, la franqueza y la justicia, con la conciencia de subordinar el bienestar individual al bien social.
 El ingeniero debe procurar el perfeccionamiento constante de sus conocimientos, en particular de su profesión, divulgar su saber, compartir su experiencia, proveer oportunidades para la formación y la capacitación de los trabajadores, brindar reconocimiento, apoyo moral y material a la institución educativa en donde realizó sus estudios; de esta manera revertirá a la sociedad las oportunidades que ha recibido.
 Es responsabilidad del ingeniero que su trabajo se realice con eficiencia y apoyo a las disposiciones legales. En particular, velará por el cumplimiento de las normas de protección a los trabajadores establecidas en la legislación laboral mexicana.
 En el ejercicio de su profesión, el ingeniero debe cumplir con diligencia los compromisos que haya asumido y desempeñará con dedicación y lealtad los trabajos que se le asignen, evitando anteponer su interés personal en la atención de los asuntos que se le encomienden, o coludirse para ejercer competencia desleal en perjuicio de quien reciba sus servicios.
Observará una conducta decorosa, tratando con respeto, diligencia, imparcialidad y rectitud a las personas con las que tenga relación, particularmente a sus colaboradores, absteniéndose de incurrir en desviaciones y abusos de autoridad y de disponer o autorizar a un subordinado conductas ilícitas, así como de favorecer indebidamente a terceros.
 Debe salvaguardar los intereses de la institución o persona para la que trabaje y hacer buen uso de los recursos que se le hayan asignado para el desempeño de sus labores.
 Cumplirá con eficiencia las disposiciones que en ejercicio de sus atribuciones le dictaminen sus superiores jerárquicos, respetará y hará respetar su posición y trabajo; si discrepara de sus superiores tendrá la obligación demanifestar ante ellos las razones de su discrepancia.
El ingeniero tendrá como norma crear y promover la tecnología nacional; pondrá especial cuidado en vigilar que la transferencia tecnológica se adapte a nuestras condiciones conforme al marco legal establecido. Se obliga a guardarsecreto profesional de los datos confidenciales que conozca en el ejercicio de su profesión, salvo que le sean requeridos por autoridad competente. 

 4.2 Aspecto legales de la ingeniería Normas internacionales

Normas internacionales 



Una norma es un documento de aplicación voluntaria que contiene especificaciones técnicas basadas en los resultados de la experiencia y del desarrollo tecnológico. Las normas son el resultado del consenso entre todas las partes interesadas e involucradas en la actividad que es objeto de ella. Además deben de ser aprobadas por un organismo normalizador reconocido. Las normas contienen en definitiva, criterios precisos que aseguran que los materiales, productos, procesos y servicios están hechos con la calidad necesaria para alcanzar sus objetivos. Contribuyen a hacer la vida más simple y a incrementar la fiabilidad y efectividad de los bienes y servicios que utilizamos.
ORGANISMOS INTERNACIONALES DE NORMAS
·          ISO – Organización Internacional de Normalización.
·          IEC – Comisión electrotécnica Internacional.
·          ITU – Unión Internacional de Telecomunicaciones.
El criterio de ética de un ingeniero hablando internacionalmente 



Principios Fundamentales:

Ingenieros sostienen y avanzan la integridad, honor, y dignidad de la ingeniería como profesión, a través de:
1.           usar sus conocimientos y habilidades para mejorar el bienestar humano.
2.           ser honesto e imparcial, y servir con fidelidad al público, a sus empleados, y a sus clientes.
3.           luchar por aumentar el nivel de competencia y el prestigio de ingeniería como profesión.
4.           Apoyar las sociedades profesionales y técnicas de sus respectivas disciplinas.
Dogmas Fundamentales:
1.           El ingeniero deberá de tener en alta prioridad la seguridad, la salud, y bienestar del público cuando ejecute sus funciones de ingeniero.
2.           El ingeniero desarrollará trabajos y servicios solo en las áreas de sus competencias.
3.           El ingeniero dará opiniones y dictámenes de una manera objetiva y veraz.
4.           El ingeniero actuara, en asuntos profesionales para cada empleador o cliente, como un agente o encargado fiel, y evitará conflicto de intereses.
5.           El ingeniero desarrollara su reputación profesional a través de los méritos de su servicios, y no competirá de manera ventajosa con otros.
6.           El ingeniero se asociará solo con personas y organizaciones de buena reputación.
7.           El ingeniero continuará su desarrollo profesional a través de educación continua a lo largo de su profesión, y proveerá con oportunidades de desarrollo profesional a aquellos ingenieros bajo su supervisión.

4.3 Registros y patentes

¿Que es y para que sirve la patente?

La patente es un privilegio de exclusividad, que otorga el Estado a un inventor o a su causahabiente (titular secundario) y sirve para que por un período determinado, el inventor explote su creación en su provecho, tanto para si mismo como para otros con su consentimiento.
El titular de una patente puede ser una o varias personas nacionales o extranjeras, físicas o morales, combinadas de la manera que se especifique en la solicitud, en el porcentaje ahí mencionado, sus derechos se pueden transferir por actos entre vivos o por vía sucesoria, pudiendo: rentarse, licenciarse, venderse, permutarse o heredarse.

¿Qué beneficios tiene el inventor cuando obtiene una patente?

- La seguridad que la protección de la patente le ofrece al inventor.
- Motiva la creatividad del inventor, ya que ahora tiene la garantía de que su actividad inventiva estará protegida durante 20 años y será el único en explotarla.
- Si la patente tiene buen éxito comercial o industrial, el inventor se beneficia con la o las licencias de explotación que decida otorgar a terceras personas.
- Evita el plagio de sus inventos.
- Debido a que la actividad inventiva no se guardara o sólo se utiliza para sí evitando su explotación industrial; el inventor siempre dará a conocer, publicitar y explicar los beneficios que su invento tiene.
- Por su parte el Gobierno mexicano a través de la patente promueve la creación de invenciones de aplicación industrial, fomenta el desarrollo y explotación de la industria y el comercio así como la transferencia de tecnología.

¿Cuáles son los términos y condiciones para el registro de patentes?

* En nuestro país la vigencia de una patente es de 20 años improrrogables contados a partir de la fecha de presentación de la solicitud de patente, siempre y cuando el titular cumpla con el pago de las tasas de mantenimiento anuales.
*Es obligación del titular de una patente explotar la innovación descrita en la misma, ya sea por sí mismo o por otros con su consentimiento, dentro del término de tres años contados a partir de su concesión o de cuatro años contados a partir de la presentación de la solicitud de patente correspondiente.
*La patente sólo podrá hacerse valer en los países en los que se haya presentado y concedido.

¿Qué se puede patentar?

Son patentables las invenciones siguientes:
· Las variedades vegetales.
· Las invenciones relacionadas con microrganismos, como las que se realicen usándolos; las que se apliquen a ellos o las que resulten en los mismos.
· Los procesos biotecnológicos de obtención de farmoquímicos, medicamentos, bebidas y alimentos para consumo animal o humano, fertilizantes, plaguicidas, herbicidas, fungicidas o productos con actividad biológica.
· La titularidad de las invenciones de los trabajadores le corresponden a las empresas que los contrataron para realizar trabajos relacionados con las invenciones.
· Si la invención no está relacionada con los trabajos para los que fue contratado el empleado, la patente le correspondería al trabajador, quien podría otorgar a la empresa que lo contrató el derecho del tanto o de preferencia en igualdad de circunstancias, para la adquisición de su invento.
· Las invenciones de los trabajadores pertenecen por ley pertenecen a las empresas que los contrataron, por lo que en el contrato laboral, agregan una cláusula en la que se establece que los derechos intelectuales que se deriven de lo que el trabajador realice en la empresa sean concedidos a la misma.

¿Qué no se puede patentar?

· Los principios teóricos o científicos.
· Los descubrimientos que consistan en dar a conocer o revelar algo que ya exista en la naturaleza, aun cuando con anterioridad fuese desconocido para el hombre.
· Los esquemas, planes, reglas y métodos para realizar actos mentales, juegos o negocios y los métodos matemáticos.
· Los programas de computación.
· Las formas de presentación de información.
· Las creaciones estéticas y las obras artísticas o literarias.
· Los métodos de tratamiento quirúrgico, terapéutico o de diagnóstico aplicable al cuerpo humano y los relativos a animales.
· La yuxtaposición de invenciones conocidas o mezclas de productos conocidos, su variación de forma, dimensiones o materiales.
· No son patentables, por excepción, los procesos esencialmente biológicos para la obtención o reproducción de plantas, animales, o sus variedades, incluyendo los procesos genéticos o relativos a material capaz de conducir su propia duplicación, por sí mismo o por cualquier otra manera indirecta, cuando consistan simplemente en seleccionar o aislar material biológico disponible y dejarlo que actúe en condiciones naturales.
· Las especies vegetales, y las especies y razas animales.
· El material biológico tal como se encuentra en la naturaleza.
· El material genético.
· Las invenciones referentes a la materia viva que compone el cuerpo humano.

¿Cuáles son los documentos básicos para la presentación de las solicitudes de patentes?

1.- Solicitud debidamente llenada y firmada, en cuatro tantos.
2.- Comprobante del pago de la tarifa. Original y 2 copias.
3.- Descripción de la invención (por triplicado).
4.- Reivindicaciones (por triplicado).
5.- Dibujo (s) Técnico (s) (por triplicado), en su caso.
6.- Resumen de la descripción de la invención (por triplicado).
En promedio el trámite de una patente, desde que ingresa la solicitud hasta que es emitido un dictamen de conclusión, sea una concesión o una negativa, es de 3 a 5 años.
El derecho exclusivo que otorga una patente es territorial.

¿Cuánto cuesta el registro de una patente?

El costo de una solicitud de patente nacional es de $7,577.39.
Para presentar una solicitud de patente utilizando el PCT (Tratado de Cooperación de Patentes) el costo es $7,577.39.
Para solicitudes PCT se deben pagar tarifas, de entrada a fase nacional $5,651.30.
Para la realización del examen de búsqueda lo establece la administración.
El examen preliminar tiene un costo de $2,391.30.



UNIDAD 3 INTEGRACION DE SISTEMAS MECATRONICOS

3.1 Metodología para la solución de problemas de ingeniería.


Metodología para la solución de problemas de ingeniería.



Hace ya mucho tiempo que, desde el ámbito de la psicología y desde otros campos, se ha venido investigando cómo el ser humano resuelve problemas. Desde los inicios del siglo XX estas investigaciones se han desarrolladlo más y han conducido a conocer mejor cómo pensamos. Ello ha hecho que diversos autores hayan propuestos modelos del pensamiento humano. De todos estos modelos, el que mas existo ha tenido tanto en el entrono de la ingeniería como en el del proyecto es el que se basa en lo que J.C. Jones llama “caja trasparente” y que puedes describirse mediante las operaciones de analissi-sisntesis-evaluacion-decision-realimentacion.  Este modelo se fundamenta en la parte consiente del ser humano y utiliza el conocimiento adquirido y la memoria como elementos determinantes en la resolución de problemas.
La resolución de problemas es una parte clave de los curso de ingeniería, y también de los de ciencias de la computación, matemáticas, física y química. Por lo tanto, es importante tener una estrategia consistente para resolver los problemas. También es conveniente que la estrategia sea lo bastante general como para funcionar en todas estas áreas distintas.

La metodología general para la solución de problemas en la ingeniería, consta de 6 pasos:
·         Definición del problemas
·         Análisis de la solución
·         Diseño de la solución y ejecución prueba y depuración
·         Documentación
·         Mantenimiento
1.- Definición de los problemas: es el enunciado de los problemas, el cual debe ser claro y completo. Es fundamental conocer y delimitar por completo los problemas, saber que es lo que se desea realizar. 
2- análisis de la solución: consiste en establecer una serie de preguntas acerca de lo que se estableces los problemas, para poder determinar si se cuenta con los elementos suficientes para llevar a cabo la solución del mismo, consta de algunas preguntas como: 
·                     · ¿Con qué cuento?                                                                                                                                   Cuáles son los datos con los que se va a iniciar el proceso y si los datos con los que cuento son suficientes para dar solución al problema.
·                     · ¿Qué hago con esos datos?                                                                                                                          Una vez que tenemos todos los datos que necesitamos, debemos determinar que hacer con ellos, es decir que fórmula, cálculos, que proceso o transformación deben seguir los datos para convertirse en resultados.
·                     · ¿Qué se espera obtener?                                                                                                                             Que información deseamos obtener con el proceso de datos y de que forma presentarla; en caso de la información obtenida no sea la deseada replantear nuevamente un análisis en los puntos anteriores.
3.-Diseño de la solución Y Ejecución: una vez definido y analizado el problema, se procede a la creación del algoritmo (Diagrama de flujo) en el cual se da la serie de pasos ordenados que nos proporcione los pasos que seguiremos es una forma explícita de visualizar la solución del problema.
4.-Prueba y Depuración: la prueba es el proceso de identificar los errores que se presenten durante la ejecución de la solución. La Depuración son los correctivos que se deben tomar, para eliminar los errores que se hayan detectado durante la prueba, para dar paso a una solución adecuada y sin errores. .

5.-Documentación: es la guía o comunicación escrita que sirve para registrar toda la información que registra los datos del problema y el como fue solucionado, es conocida como Manual Técnico,

6.-Mantenimiento: se lleva a cabo después que se ha estado trabajando un tiempo, y se detecta que es necesario hacer un cambio, ajuste y/o complementación a la solución original para que siga trabajando de manera correcta.

3.2 Criterios de selección de componentes y dispositivos

Se denomina componente electrónico a aquel dispositivo que forma parte de un circuito electrónico. Se suele encapsular, generalmente en un material cerámico, metálico o plástico, y terminar en dos o más terminales o patillas metálicas. Se diseñan para ser conectados entre ellos, normalmente mediante soldadura, a un circuito impreso, para formar el mencionado circuito.
Hay que diferenciar entre componentes y elementos. Los componentes son dispositivos físicos, mientras que los elementos son modelos o abstracciones idealizadas que constituyen la base para el estudio teórico de los mencionados componentes. Así, los componentes aparecen en un listado de dispositivos que forman un circuito, mientras que los elementos aparecen en los desarrollos matemáticos de la teoría de circuitos.
De acuerdo con el criterio que se elija podemos obtener distintas clasificaciones. Seguidamente se detallan las comúnmente más aceptadas.
1. Según su estructura física
Discretos: son aquellos que están encapsulados uno a uno, como es el caso de los resistores, condensadores, diodos, transistores, etc.
Integrados: forman conjuntos más complejos, como por ejemplo un amplificador operacional o una puerta lógica, que pueden contener desde unos pocos componentes discretos hasta millones de ellos. Son los denominados circuitos integrados.
2. Según el material base de fabricación.
  * Semiconductores.
También denominados como componentes de estado sólido, son los componentes "estrella" en casi todos los circuitos electrónicos. Se obtienen a partir de materiales semiconductores, especialmente del silicio aunque para determinadas aplicaciones aún se usa germanio.
  * No semiconductores.
3. Según su funcionamiento.
  * Activos: proporcionan excitación eléctrica, ganancia o control.

Componentes activos
Los componentes activos son aquellos que son capaces de excitar los circuitos o de realizar ganancias o control del mismo. Fundamentalmente son los generadores eléctricos y ciertos componentes semiconductores. Estos últimos, en general, tienen un comportamiento no lineal, esto es, la relación entre la tensión aplicada y la corriente demandada no es lineal.
Los componentes activos semiconductores derivan del diodo de Fleming y del triodo de Lee de Forest. En una primera generación aparecieron las válvulas que permitieron el desarrollo de aparatos electrónicos como la radio o la televisión. Posteriormente, en una segunda generación, aparecerían los semiconductores que más tarde darían paso a los circuitos integrados (tercera generación) cuya máxima expresión se encuentra en los circuitos programables (microprocesador y microcontrolador) que pueden ser considerados como componentes, aunque en realidad sean circuitos que llevan integrados millones de componentes
Ejemplos: microprocesadores, microcontroladores, memorias, transistores, diodos.

  * Pasivos: son los encargados de la conexión entre los diferentes componentes activos, asegurando la transmisión de las señales eléctricas o modificando su nivel.

Son aquellos que no necesitan una fuente de energía para su funcionamiento. No tienen la capacidad de controlar la corriente en un circuito.

Los componentes pasivos se dividen en:
Componentes Pasivos Lineales:
Componente | Función más común |
Condensador | Almacenamiento de energía, filtrado, adaptación impedancia |
Inductor o Bobina |
Almacenar o atenuar el cambio de energía debido a su poder de autoinducción |
Resistor o Resistencia | División de intensidad o tensión, limitación de intensidad |

4. Según el tipo energía.
Electromagnéticos: aquellos que aprovechan las propiedades electromagnéticas de los materiales (fundamentalmente transformadores e inductores).
Electro acústicos: transforman la energía acústica en eléctrica y viceversa (micrófonos, altavoces, bocinas, auriculares, etc.).
Opto electrónicos: transforman la energía luminosa en eléctrica y viceversa (diodos LED, células fotoeléctricas, etc.).


3.3 Integración de componentes y dispositivos

Integración de componentes y dispositivos


Los equipos electrónicos están compuestos por numerosos circuitos, cuyo diseño y montaje requiere de una gran variedad de componentes electrónicos. Dichos componentes se tienen que elegir según los valores y tipos que existen en el mercado,  de acuerdo con su tolerancia, nivel de ruido interno, tensión y la corriente máxima que puede soportar. Hoy en día, muchos de estos equipos electrónicos forman parte de un conjunto mucho más complejo y amplio denominado sistemas electrónicos, el cual esta formado por equipos electrónicos, conectores, cables etc., que realizan multitud de funciones y aplicaciones en diferentes campos y sectores: industriales, entrenos domésticos, medicina, automóviles etc. 
Se define la electrónica como “la parte de la ciencia y de la técnica que trata de los dispositivos electrónicos y de su utilización”. Los dispositivos electrónicos se dedican al desarrollo, construcción y comercialización de equipos y sistemas electrónicos de uso industrial, como así también soporte técnico, mantenimiento y tendidos de redes corporativas.   



Los dispositivos electroncitos incluyen:
· Diodos
· Fotodiodos
· Resistencias
· Transistor
· Circuitos integrados
· Condensadores 



Un ejemplo de la integración tanto de componente como dispositivos es el circuito integrado. El circuito integrado o chip permitió la miniaturización de los componentes electrónicos, que consiste en agrupar sobre una lámina de material semiconductor varios componentes electrónicos que cumplen una función determinada. El circuito integrado es una pastilla pequeña de material semiconductor, sobre el que se fabrican circuitos electrónicos mediante la fotolitografía.

La fabricación de circuitos integrados, durante su evolución en la segunda mitad del siglo XX, ha avanzado fundamentalmente en la escala de integración o miniaturización, siguiendo varias etapas: integración SSI, integración MSI, integración LSI e integración VLSI.

 Integración SSI. En la segunda mitad de la década de los cincuenta se comenzó a integrar circuitos completos en un mismo sustrato, de forma que una sola pastilla de semiconductor contenía ciertas impurezas que suponían la conexión de transistores, diodos, resistencias y condensadores.Esta primera etapa se denominó integración SSI o integración a pequeña escala (Small Scale of Integration), y permite incorporar decenas de componentes en un único chip. Supuso la aparición de los primeros chips que contenían circuitos electrónicos.

 Integración MSI. En los años sesenta se incorporaron impurezas más pequeñas en sustratos también más pequeños. Los chips incorporaban así circuitos algo más complejos, que disponían de cientos de transistores. A estos se les denominó circuitos de escala media de integración o integración MSI (Medium Scale of Integration).

·         Integración LSI. A mediados de los sesenta, en Estados Unidos se hacía patente la idea de enviar transportes al espacio. Las naves tenían que ser lo bastante grandes como para contener una tripulación, pero suficientemente pequeñas y ligeras como para poder vencer la gravedad de la Tierra en su lanzamiento y, además, debían contener todos los circuitos de control para poder automatizar al máximo las operaciones. Esto supuso un reto para los ingenieros electrónicos, que crearon los primeros dispositivos con grandes escalas de integración o circuitos integrados LSI (Large Scale of Integration).




UNIDAD 2 INTRODUCCION A LOS SISTEMAS MECATRONICOS

2.1 Sensores y transductores

Sensores y transductores
Un sensor es un dispositivo capaz de detectar magnitudes físicas o químicas, llamadas variables de instrumentación, y transformarlas en variables eléctricas. Las variables de instrumentación pueden ser por ejemplo: temperatura, intensidad lumínica, distancia, aceleración, inclinación, desplazamiento, presión, fuerza, torsión, humedad, movimiento, pH, etc. Una magnitud eléctrica puede ser una resistencia eléctrica (como en una RTD), una capacidad eléctrica (como en un sensor de humedad), una Tensión eléctrica (como en un termopar), una corriente eléctrica (como en un fototransistor), etc.

Un sensor se diferencia de un transductor en que el sensor está siempre en contacto con la variable de instrumentación con lo que puede decirse también que es un dispositivo que aprovecha una de sus propiedades con el fin de adaptar la señal que mide para que la pueda interpretar otro dispositivo. Como por ejemplo el termómetro de mercurio que aprovecha la propiedad que posee el mercurio de dilatarse o contraerse por la acción de la temperatura. Un sensor también puede decirse que es un dispositivo que convierte una forma de energía en otra.

Terminología de funcionamiento

Rango de medida: dominio en la magnitud medida en el que puede aplicarse el sensor.
Precisión: es el error de medida máximo esperado.
Offset o desviación de cero: valor de la variable de salida cuando la variable de entrada es nula. Si el rango de medida no llega a valores nulos de la variable de entrada, habitualmente se establece otro punto de referencia para definir el offset.
Linealidad o correlación lineal.
Sensibilidad de un sensor: suponiendo que es de entrada a salida y la variación de la magnitud de entrada.
Resolución: mínima variación de la magnitud de entrada que puede apreciarse a la salida.
Rapidez de respuesta: puede ser un tiempo fijo o depender de cuánto varíe la magnitud a medir. Depende de la capacidad del sistema para seguir las variaciones de la magnitud de entrada.
Derivas: son otras magnitudes, aparte de la medida como magnitud de entrada, que influyen en la variable de salida. Por ejemplo, pueden ser condiciones ambientales, como la humedad, la temperatura u otras como el envejecimiento (oxidación, desgaste, etc.) del sensor.
Repetitividad: error esperado al repetir varias veces la misma medida.

Un sensor es un tipo de transductor que transforma la magnitud que se quiere medir o controlar, en otra, que facilita su medida. Pueden ser de indicación directa (e.g. un termómetro de mercurio) o pueden estar conectados a un indicador (posiblemente a través de un convertidor analógico a digital, un computador y un display) de modo que los valores detectados puedan ser leídos por un humano.

Desplazamiento, posición y proximidad.


Los sensores de desplazamiento miden la magnitud que se desplaza un objeto; los sensores de posición determinan la posición de un objeto en relación con un punto de referencia. Los sensores de proximidad son una modalidad de sensores de posición y determinan en qué momento un objeto se mueve dentro de una distancia crítica del sensor. Los anteriores son dispositivos cuyas salidas son, en esencia, del tipo todo o nada (encendido o apagado).
Al elegir un sensor de desplazamiento, posición o proximidad, deberá tener en cuenta lo siguiente:

La magnitud del desplazamiento: ¿estamos hablando de fracciones de milímetros, de varios milímetros o quizás de metros? En el caso de un sensor de proximidad ¿que tanto debe aproximarse un objeto para detectarlo?
Si el desplazamiento es lineal o angular, los sensores de desplazamiento lineal sirven para monitorear el grosor u otras dimensiones de materiales en forma de hoja, la separación de rodillos, la posición o la existencia de un parte, dimensiones de ésta, etc; los métodos de desplazamiento angular sirven para monitorear el desplazamiento angular de ejes.
La resolución que se necesita.
La exactitud que se necesita.
El material del que está hecho el objeto que se mide; algunos sensores sólo funcionan con materiales magnéticos, otros sólo con metales y algunos otros sólo con aislantes.

El costo.
Los sensores de desplazamiento y de posición se pueden clasificar en dos tipos básicos: sensores de contacto, en los cuales, el objeto que se mide está en contacto mecánico con el sensor, y sensores sin contacto, en los que no hay contacto físico entre el objeto y el sensor. En los métodos de desplazamiento lineal por contacto, en general se utiliza un eje sensor en contacto directo con el objeto que se monitorea. El desplazamiento de este eje se monitorea mediante un sensor. Su movimiento se aprovecha para provocar cambios de voltaje eléctrico  resistencia, capacidad o inductancia mutua. En el caso de los métodos de desplazamiento angular, en los que se utiliza una conexión mecánica mediante la rotación de un eje, la rotación del elemento transductor se activa directamente mediante engranajes. En los sensores que no hay contacto se recurre al objeto medido en las proximidades de dichos sensores, o quizá cambios en la presión del aire del sensor, o quizá cambios de inductancia o capacitancia. 

Sensores de Movimiento (Posición, Velocidad y Aceleración)

1. Electromecánicos:
Una masa con un resorte y un amortiguador.
2. Piezo-eléctricos:
Una deformación física del material causa un cambio en la estructura cristalina y asícambian las características eléctricas.
3. Piezo-resistivos:
Una deformación física del material cambia el valor de las resistencias del puente.
4. Capacitivos:
El movimiento paralelo de una de las placas del condensador hace variar su capacidad.
5. Efecto Hall:
La corriente que fluye a través de un semiconductor depende de un campo magnético.Los sensores de movimiento permiten la
medida de la

fuerza gravitatoria estática
(cambios de inclinación), la
medida de la

aceleración dinámica
(aceleración, vibración y choques), y
la medida inercial de la velocidad y la posición
(la velocidad midiendo un eje y la posición midiendo los dos ejes).
Aplicaciones:
Aceleración / Desaceleración (Air Bag), Velocidad / Cambio de velocidad, Choques /Vibraciones, Detección prematura de fallos en un equipo en rotación, Detección y medida de manipulaciones,Actividad sísmica.

Sensores de Fuerza

Varía su resistencia interna conforme varía la fuerza aplicada al área sensible (la parte circular del sensor)

http://www.datalights.com.ec/site2/images/stories/robotica/force_02.jpeg

APLICACIONES
En dedos o pinzas de robot para medición de fuerza aplicada
En pies de robot para estabilización
Medición de peso (de baja precisión)

CARACTERÍSTICAS GENERALES:
Variación de resistencia inversamente proporcional a la fuerza aplicada (no lineal, ver especificaciones)
Usar partidor de voltaje para determinar resistencia y calcular fuerza
Seleccionar la resistencia fija del partidor de voltaje para diversas sensibilidades
Variación de resistencia de 200 Ohm a 100 kOhm
Variación de fuerza de 20 a 1000 g, dependiendo del modelo
Tamaños de superficie según el modelo: 5mm, 12.7 mm, 38 mm
Espesor delgado de 0.3 mm con superficie posterior adhesiva


Sensores de presión y flujo de fluidos

El sensor de flujo es un dispositivo que, instalado en línea con una tubería, permite determinar cuándo está circulando un líquido o un gas.

Estos son del tipo apagado/encendido; determinan cuándo está o no circulando un fluido, pero no miden el caudal. Para medir el caudal se requiere un caudalímetro.

Los mas comunes son:

De pistón:

Es el más común de los sensores de flujo. Este tipo de sensor de flujo se recomienda cuando se requiere detectar caudales entre 0,5 LPM y 20 LPM.

Consiste en un pistón que cambia de posición, empujado por el flujo circulante. El pistón puede regresar a su posición inicial por gravedad o por medio de un resorte.

El pistón contiene en su interior un imán permanente. Cuando el pistón se mueve el imán se acerca y activa un reed switch, que cierra o abre (según sea la configuración) el circuito eléctrico.

El área entre el pistón y la pared del sensor determina su sensibilidad, y por ende a qué caudal se activará el sensor.


De paleta (compuerta):

Este modelo es recomendado para medir grandes caudales, de más de 20 LPM.

Su mecanismo consiste en una paleta que se ubica transversalmente al flujo que se pretende detectar. El flujo empuja la paleta que está unida a un eje que atraviesa herméticamente la pared del sensor de flujo y apaga o enciende un interruptor en el exterior del sensor.

Para ajustar la sensibilidad del sensor se recorta el largo de la paleta.


De elevación (tapón):

Este modelo es de uso general. Es muy confiable y se puede ajustar para casi cualquier caudal.

Su mecanismo consiste en un tapón que corta el flujo. Del centro del tapón surge un eje que atraviesa herméticamente la pared del sensor. Ese eje empuja un interruptor ubicado en el exterior del sensor.

Para ajustar la sensibilidad del sensor se perforan orificios en el tapón.
Sensores de temperatura

La temperatura tiene una importancia fundamental en numerosos procesos industriales. Por ello, es imprescindible disponer de una medición precisa.
Las temperaturas inexactas pueden tener graves consecuencias, como la reducción de la vida útil del equipo si sufre un sobrecalentamiento de unos grados. Para ayudarle a marcar la diferencia, la gama Danfoss incluye transmisores y sensores de temperatura.

Características:


Alto grado de protección contra la humedad;
Medición de temperaturas entre – 50 ºC y 800 ºC;
Punta de medición fija o intercambiable;
Elemento de resistencia Pt 100 / Pt 1000, NTC / PTC y termopares;
Disponible con transmisor incorporado;
Disponible con homologaciones marinas.


Sensores de luz Un sensor fotoeléctrico es un dispositivo electrónico que responde al cambio en la intensidad de la luz. Estos sensores requieren de un componente emisor que genera la luz, y un componente receptor que “ve” la luz generada por el emisor. Todos los diferentes modos de sensado se basan en este principio de funcionamiento. Están diseñados especialmente para la detección, clasificación y posicionado de objetos; la detección de formas, colores y diferencias de superficie, incluso bajo condiciones ambientales extremas.

Los sensores de luz se usan para detectar el nivel de luz y producir una señal de salida representativa respecto a la cantidad de luz detectada. Un sensor de luz incluye un transductor fotoeléctrico para convertir la luz a una señal eléctrica y puede incluir electrónica para condicionamiento de la señal, compensación y formateo de la señal de salida.

El sensor de luz más común es el LDR -Light Dependant Resistor o Resistor dependiente de la luz-.Un LDR es básicamente un resistor que cambia su resistencia cuando cambia la intensidad de la luz. Existen tres tipos de sensores fotoeléctricos, los sensores por barrera de luz, reflexión sobre espejo o reflexión sobre objetos.

2.2 Acondicionamiento de señales
Informacion en el link, (pdf)
2.2 Acondicionamiento de señales

2.3 Sistemas de actuación
Introducción



Se denominan actuadores a aquellos elementos que pueden provocar un efecto sobre un proceso automatizado.
Los actuadores son dispositivos capaces de generar una fuerza a partir de líquidos, de energía eléctrica y de gas. Existen 3 tres tipos de actuadores: Los actuadores hidráulicos se emplean cuando lo que se necesita es potencia, pero es muy costosa. Los actuadores eléctricos también son muy utilizados en los aparatos mecánicos y electrónicos.
Los actuadores son dispositivos capaces de generar una fuerza a partir de líquidos, de energía eléctrica y gaseosa. El actuador recibe la orden de un regulador o controlador y da una salida necesaria para activar a un elemento final de control como lo son las válvulas.

Actuadores Eléctricos

Se le da el nombre de actuadores eléctricos cuando se usa la energía eléctrica para que se ejecuten sus movimientos.Funcionamiento
El proceso bajo control, la acción que se tiene que llevar a cabo y la velocidad con que ésta deba realizarse, son factores que influyen en la clase de actuador que se ha de utilizar.
Los dispositivos eléctricos ofrecen una mayor exactitud y repetitividad, necesitan de un menor espacio de piso y, como consecuencia, son muy adecuados para el trabajo preciso, como el ensamblaje.
Por lo general, los robots se pueden accionar con un acondicionamiento eléctrico, por medio de los motores paso a paso o de los servomotores. Una salida de un motor paso a paso consiste en incrementos de movimiento angular discreto iniciado por una serie de pulsos eléctricos discretos.

Características

A continuación se describen algunas características de actuadores electrónicos más usuales.
Motores de corriente continúa
* Estator (imanes) y rotor.
* Interacción entre campo magnético y eléctrico provoca movimiento.
* Velocidad giro proporcional a V.
* Compra: a más corriente más par.
* Eficientes para girar con poca fuerza y gran velocidad.

Servo motores
* Capaces de colocarse en una posición.
Modo de comunicación

El actuador representa la interfaz entre el sistema de control de proceso y la válvula.
Los comandos de control transmitidos de forma binaria, analógica o a través de bus de campo deben ser analizados por el actuador para así posicionar la válvula; a la inversa, el sistema de control de proceso espera una respuesta del actuador.
Ésta puede producirse en forma de mera respuesta de estado a través de las señales binarias de salida.

Actuadores Mecánicos

Los actuadores mecánicos son dispositivos que transforman el movimiento rotativo a la entrada, en un movimiento lineal en la salida. Los actuadores mecánicos aplicables para los campos donde se requiera movimientos lineales tales como: elevación, traslación y posicionamiento lineal.

TIPOS DE ACTUADORES MECÁNICOS

Tipo de actuador mecánico | Descripción |
Actuadores hidráulicos | Los actuadores hidráulicos son los que han de utilizar un fluido a presión, generalmente un tipo de aceite, para que el robot pueda movilizar sus mecanismos. Los actuadores hidráulicos se utilizan para robots grandes, los cuales presentan mayor
velocidad y mayor resistencia mecánica. |
Actuadores neumáticos | Solo resta hablar de aquellos robots que se valen de los actuadores neumáticos para realizar sus funciones. En los actuadores neumáticos se comprime el aire abastecido por un compresor, el cual viaja a través de mangueras. Los robots pequeños están diseñados para funcionar por medio de actuadores neumáticos. |

Funcionamiento.
Es importante comprender el funcionamiento de los actuadores para su correcta aplicación.
Funcionamiento del actuador Rotatorio
El objetivo final del actuador rotatorio es generar un movimiento giratorio. El movimiento debe estar limitado a un ángulo máximo de rotación. Normalmente se habla de actuadores de cuarto de vuelta, o 90º; fracción de vuelta para ángulos diferentes a 90º.

Actuadores Neumaticos

Para hacer funcionar el actuador neumático, se conecta aire comprimido a uno de los lados del émbolo o veleta (en adelante, solo “émbolo”) generando una fuerza en sentido de la expansión del espacio entre el émbolo y la pared del cilindro o el cuerpo. Mediante un dispositivo mecánico que puede ser el conjunto piñón y cremallera, yugo escocés, o una simple veleta, el movimiento se transforma en rotatorio. Para mover el actuador en sentido contrario es necesario introducir aire comprimido en el lado opuesto del émbolo.

Actuador Rotatorio Eléctrico

Para hacer funcionar el actuador eléctrico, se debe energizar los bornes correspondientes para que el motor actúe en la dirección apropiada. Usualmente vienen con un controlador local o botonera que hace este proceso más sencillo.
Sin embargo para la automatización remota del actuador, se debe considerar el diagrama de cableado que viene con el actuador. Las conexiones deben considerar fuerza, señales de límites de carrera y torque, señales análogas o digitales de posición y torque, etc.

Características.

Entre las características más importantes que podemos encontrar en los distintos tipos de actuadores mecánicos son:
Tipo de actuador | Características |
Neumáticos | * Compresores y depósitos de aire * Sistemas de preparación del aire comprimido * Actuadores neumáticos * Válvulas neumáticas * Otros elementos y accesorios … |
Hidráulico | * Bombas hidráulicas * Acumuladores * Actuadores hidráulicos * Válvulas hidráulicas * Otros elementos y accesorios … |
 Modo de comunicación.
Por lo general, los actuadores hidráulicos se emplean cuando lo que se necesita es potencia, y los neumáticos son simples posicionamientos. Sin embargo, los hidráulicos requieren mucho equipo para suministro de energía, así como de mantenimiento periódico.
Por otro lado, las aplicaciones de los modelos neumáticos también son limitadas desde el punto de vista de precisión y mantenimiento.
| Actuador Neumático | Actuador Hidráulico |
Fuerza Generadora de Movimiento | Presión de aire | Presión hidráulica |
Elemento Motriz | Émbolo, Pistón o Veleta | Émbolo, Pistón o Veleta |
Transmisión de Fuerza o Torque | Eje o Cremallera | Eje |
Conversión mecánica | Yugo o Piñón | Yugo o Piñón |
Ejemplos de Actuadores:
* E l canal de panamá
* Sistema de seguimiento escola

Actuadores neumáticos


A los mecanismos que convierten la energía del aire comprimido en trabajo mecánico se les denomina actuadores neumáticos. Aunque en esencia son idénticos a los actuadores hidráulicos, el rango de compresión es mayor en este caso, además de que hay una pequeña diferencia en cuanto al uso y en lo que se refiere a la estructura, debido a que estos tienen poca viscosidad.

En esta clasificación aparecen los fuelles y diafragmas, que utilizan aire comprimido y también los músculos artificiales de hule, que últimamente han recibido mucha atención.

De Efecto simpleCilindro Neumático
Actuador Neumático De efecto Doble
Con engranaje
Motor Neumático Con Veleta
Con pistón
Con una veleta a la vez
Multiveleta
Motor Rotatorio Con pistón
De ranura Vertical
De émbolo
Fuelles, Diafragma y músculo artificial
Cilindro de Simple Efecto

ACTUADORES HIDRAULICOS

Los actuadores hidráulicos son los que han de utilizar un fluido a presión, generalmente un tipo de aceite, para que el sistema donde sea utilizado pueda movilizar sus mecanismos. Los actuadores hidráulicos se utilizan para maquinarias grandes, las cuales presentan mayor velocidad y mayor resistencia mecánica.
Para las aplicaciones que exijan una carga útil, el dispositivo hidráulico es el sistema a elegir. Los altos índices entre potencia y carga, la mayor exactitud, la respuesta de mayor frecuencia con un desempeño más suave a bajas velocidades y el amplio rango de velocidad, son algunas de las ventajas del acondicionamiento hidráulicos sobre los actuadores neumáticos.
La presión es aplicada de la misma manera que la neumática en un émbolo que se encuentra dentro de un compartimiento hermético. Este se encuentra acoplado mecánicamente a un vástago que se mueve linealmente de acuerdo a la presión aplicada. Los cálculos para la fuerza ejercida por un cilindro hidráulico son las mismas que para los cilindros neumáticos.
Sin embargo, poseen una diferencia fundamental; el cilindro hidráulico del mismo tamaño que el neumático produce una mayor fuerza. Las principales aplicaciones la podemos encontrar en máquinas troqueladoras, en cargadores y en maquinarias pesada para obras civiles.
Para la aplicación de los actuadores hidráulicos, se necesita de una bomba que envíen al líquido también
a presión a través de una tubería o de mangueras especiales para el transporte del mismo.
Estos actuadores son de poco uso en la industria si lo comparamos con la acogida de los actuadores neumático y eléctrico; esto se debe entre otras cosas a los grandes requisitos para el espacio de piso y las condiciones de gran riesgo provenientes del escurrimiento de fluidos de alta presión.
En esta clase de actuadores también encontramos cilindros de simple o de doble efecto y en cuanto a los elementos de control y protección son muy similares a los sistemas neumáticos.

2.4 Modelado de sistemas básicos

Modelado de sistemas básicos
Modelo matemático para estudiar el comportamiento de los sistemas se utilizan modelo matemático, que se representan por ecuaciones, las cuales describen las relaciones entre la entrada y la salida de un sistema y que también se aprovechas para predecir el comportamiento en un sistema.
Elementos básicos de un sistema mecánico, los elementos básicos que se utilizan para representar sistemas mecánicos, son los resortes amortiguadores y masas en realidad el sistema mecánico no tiene que estar hecho de esos elementos, sino poseer las propiedades de rigidez (se representa por resortes) el amortiguamiento de inercia (masa).
La rigidez se representa mediante la función:  F = Kx
El amortiguamiento se representa por : F = V C 
                                                                                       
La masa se representa por : F= ma = M [D(^2)x/DT(^2)]
Sistemas rotacionales
En un sistema mecánico los elementos básicos son el resorte amortiguador y la masa, pero si existiría una rotación estos elementos cambiarían por el resorte de tensión, amortiguador giratorio y momento de inercia. Con estos elementos la entrada es el torque y la salida el movimiento angular.                                                                                                                                              

El amortiguador giratorio: T = CW = C[D0/DT]
El momento de inercia: T = Ia

En los sistemas eléctricos los elementos básicos con los inductores, capacitores y resistencias. En el inductor se da la diferencia de potencial u y se representa con : V =L [di/dt]. En un capacitor, la diferencia de potencial depende de la carga de las placas y del capacitor en su determinado momento y se representa con: v = q/c En una resistencia, la diferencia de potencial v en un instante dado dependerá de la corriente i que circule por ella es decir : V = Ri
Los elementos básicos de los sistemas eléctricos y mecánicos presentan mucha similitud por ejemplo en la resistencia eléctrica no acumula corriente sino la disipa y en el amortiguador este elemento también disipa la energía.
Elementos básicos en sistema de fluidos, al igual que en los elementos anteriores. En el sistema de fluidos hay 3 elementos básicos los cuales se puede considerar el equivalente de la resistencia eléctrica, la capacitancia y la inductancia. En estos sistemas la entrada es equivalente de la corriente eléctrica, que es el flujo volumétrico y la salida el equivalente de diferencial de presión, que es la diferencia de presiones.

En los sistemas de fluidos se pueden considerar 2 categorías básicas
-          Hidráulicas: donde el fluido es un líquido no comprensible.
-          Neumáticos: los cuales contienen gas compresible.
Los sistemas Hidráulicos tienen ciertos elementos: la resistencia hidráulica esta presente en un líquido cuando fluye atreves de una válvula o debido a los cambios de diámetro de la tubería. La capacitancia hidráulica es la energía almacenada en un líquido cuando se almacena en forma de energía potencial y la inercia hidráulica que es la fuerza que se requiere para acelerar un líquido.
Los sistemas Neumáticos tienen ciertos elementos: la resistencia neumática que está definida como la función de gasto másico y la diferencia de presión, la capacitancia neumática esta se debe a la comprensibilidad de los gases y la inercia neumática que es la caída de presión necesaria para acelerar un bloque de gas.
Elementos básicos en los sistemas térmicos.
En los sistemas térmicos hay 2 elementos básicos los cuales son la resistencia y la capacitancia. En donde la resistencia eléctrica depende del modo de la transferencia calorífica. La capacitancia térmica es la medida de almacenamiento de energía interna en un sistema.

2.5 Microprocesadores

Microprocesadores (video link)

El microprocesador (o simplemente procesador) es el circuito integrado central y más complejo de un sistema informático; a modo de ilustración, se le suele llamar por analogía el «cerebro» de un computador. Es un circuito integrado conformado por millones de componentes electrónicos. Constituye la unidad central de procesamiento (CPU) de un PC catalogado como microcomputador.
Es el encargado de ejecutar los programas; desde el sistema operativo hasta las aplicaciones de usuario; sólo ejecuta instrucciones programadas en lenguaje de bajo nivel, realizando operaciones aritméticas y lógicas simples, tales como sumar, restar, multiplicar, dividir, las lógicas binarias y accesos a memoria.

Esta unidad central de procesamiento está constituida, esencialmente, por registros, una unidad de control, una unidad aritmético lógica (ALU) y una unidad de cálculo en coma flotante(conocida antiguamente como «co-procesador matemático»).

El microprocesador está conectado generalmente mediante un zócalo específico de la placa base de la computadora; normalmente para su correcto y estable funcionamiento, se le incorpora un sistema de refrigeración que consta de un disipador de calor fabricado en algún material de alta conductividad térmica, como cobre o aluminio, y de uno o más ventiladores que eliminan el exceso del calor absorbido por el disipador. Entre el ventilador y la cápsula del microprocesador usualmente se coloca pasta térmica para mejorar la conductividad del calor. Existen otros métodos más eficaces, como la refrigeración líquida o el uso de células peltier para refrigeración extrema, aunque estas técnicas se utilizan casi exclusivamente para aplicaciones especiales, tales como en las prácticas de overclocking.

La medición del rendimiento de un microprocesador es una tarea compleja, dado que existen diferentes tipos de "cargas" que pueden ser procesadas con diferente efectividad por procesadores de la misma gama. Una métrica del rendimiento es la frecuencia de reloj que permite comparar procesadores con núcleos de la misma familia, siendo este un indicador muy limitado dada la gran variedad de diseños con los cuales se comercializan los procesadores de una misma marca y referencia. Un sistema informático de alto rendimiento puede estar equipado con varios microprocesadores trabajando en paralelo, y un microprocesador puede, a su vez, estar constituido por varios núcleos físicos o lógicos. Un núcleo físico se refiere a una porción interna del microprocesador cuasi-independiente que realiza todas las actividades de una CPU solitaria, un núcleo lógico es la simulación de un núcleo físico a fin de repartir de manera más eficiente el procesamiento. Existe una tendencia de integrar el mayor número de elementos dentro del propio procesador, aumentando así la eficiencia energética y la miniaturización. Entre los elementos integrados están las unidades de punto flotante, controladores de la memoria RAM, controladores de buses y procesadores dedicados de video.

2.6 Controladores lógicos programables (PLC)

Controladores lógicos programables (PLC)
Un controlador lógico programable se define como un dispositivo electrónico digital que usa una memoria programable para guardar instrucciones y llevar a cabo funciones lógicas ( de secuencia, de sincronización, de conteo etc.).           
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Los dispositivos de entrada y salida se conectan al PLC y de esta forma se monitorea la entrada y salida de acuerdo con el programa diseñado.                                                                                                                                                          Los PLC cuentan con características:
·         robustos
·         diseñados para resistir vibraciones 
·         la interfaz de entrada y salida esta dentro del controlador
·         Es mas fácil de programar
Los PLC constan de un CPU, una memoria y un circuito de entrada y salida, La cpu controla todos los procesos dentro del PLC y la memoria cuenta con dos elementos el ROM y la RAM.
La forma básica de programación de los PLC es la programación escalera, esta programación identifica cada una de las tares de un programa, como si fueran los peldaños de una escalera y en cada peldaño se especifica una tarea.

La secuencia que sigue un PLC para realizar un programas se resumen en
·         Explicar las entradas asociadas a un peldaño
·         Solución de la operación lógica en la entrada
·         Encendido/apagado la salida del peldaño
·         Se continua con el siguiente peldaño y se realizan la tareas 1, 2 y 3
·         Se continua con el siguiente peldaño y se realizan la tareas 1, 2 y 3
·         Se continua con el siguiente peldaño y se realizan la tareas 1, 2 y 3
Existen 2 métodos para el procesamiento de entrada y salida
·         Por actualización continua
·         Por copiada masivo de entrada y salida
Programación
La programación de un PLC mediante diagramas de escalera, consiste en la elaboración de un programa de manera similar a un circuito de contactos directos.  Este diagrama consiste en 2 líneas verticales y una línea horizontal  y entre esa línea horizontal se coloca un entrada y salida.




Las funciones lógicas se obtienen con una combinación de interruptores unas combinaciones son:
·         AND(Y)
·         OR(O)
·         NOR(NO-O)
·         NAND(NO-Y)XOR(O EXCLUYENTE)
Mnemonicos
Otra manera de indicar un programa es traducir el programa en instrucciones conocidas como memoria, en estos casos cada línea de código corresponde a un elemento de escalera. Los mnemónicos difieren mucho unos de otros .  
                                                                                            
Algunos ejemplos son
·         LD
·         OUT
·         AND
·         OR
·         …!
·         ORI
·         ANI
·         LDI
·         ANB
·         ORB
·         RST
·         SHF
·         K
·         END

Temporizadores reveladores y contadores internos
Temporizadores  
Para especificar un circuito de temporizador hay que indicar cual es el intervalo de temporización, así como las condiciones o eventos que producirán la activación y paro de dicho evento
Reveladores internos
Los términos reveladores auxiliar o marcador se refieren a todo lo que se puede considerar un revelador interno de PLD. Estos reveladores se utilizan con frecuencia en programas como muchas condiciones de entrada o salida.
Controladores
Los controladores internos se usa cando es necesario contabilizar las veces que se acciona un contacto.
Registros de corriente
 Se da cuando varios reveladores internos se agrupan para formar un registro que sirve como memoria de secuencia de bits en serie, un registro de 4 bits se formaría utilizando 4 registros y si se utilizan 8 se obtendrían un registro de 8 bits. Se utiliza el termino registro de control por que los bits se recorren una posición cuando llega una entrada al registro, estos registros cuentan con tres elementos: (CUT), (SFT) y (RST).
Controles maestros

Los reveladores maestros controlan toda la alimentación de todos los peldaños subsecuentes de la escalera, cuando una señal de entrada cierra un contacto, se activa el controlador maestro y a continuación cierra  todos los grupos que controla.
Saltos
Este proceso se designa para que si existe cierta condición se produzca cierta condición y active un salto en la secuencia de ejecución del programa.
Manejo de datos
El manejo de datos se divide
Trasporte de datos: para desplazar datos, mediante las instrucciones de desplazamiento de datos.
Comparación de datos: se utiliza cuando es necesario que el PLC compare las señales de los 2 sensores antes de ejecutar una acción.
Entradas y salidas analógicas
Algunos PLC cuentan común modulo de conversión de señales analógicas a digitales en los cuales de entrada, así como un modulo para conversiones de señales digitales a analógicas en los canales de salida.
Para la selección de los PLC se tiene que tener en cuenta los siguientes aspectos:
  Su capacidad de entrada y salida.
·         Tipo de entrada y salida que se requiere.
·         Capacidad de memoria.
·         Velocidad y capacidad de la CPU.