sábado, 31 de mayo de 2008

Despiece de un ratón

Hemos desmontado un viejo ratón de ordenador con conexión para puerto serie, fabricado el año 1994.

Rotulación de la parte inferior del ratón.

Vista general de la parte inferior.

Vista del interior del ratón, con el circuito electrónico y los tres rodillos que mueve la bola. Dos de estos rodillos llevan unido un disco perforado que se situa en medio de una barrera fotoeléctrica formada por un diodo emisor de infrarrojos y un fototransistor que detecta el paso de estos infrarrojos. El tercer rodillo mantiene la presión de la bola contra los otros dos rodillos. Los microinterruptores son accionados por los tres botones del ratón.

Colocación del disco perforado en medio de la barrera fotoeléctrica.

Por la parte inferior del circuito electrónico se situan otros elementos: 13 resistencias, 2 condensadores y 3 transistores.

En la parte superior del circuito electrónico se encuentra un cristal de reloj, un condensador electrolítico, las dos barreras, el circuito integrado de 16 pines, fabricado por Motorola para Logitech y el conector para el cable.

Vista superior del circuito integrado.

Detalle del diodo de infrarrojos y del fototransistor que forman la barrera fotoelèctrica.

Rodillo unido al disco perforado.

Detalle del disco perforado. Al girar el disco el haz de infrarrojos se ve interrumpido hasta que vuelve a apararecer frente a él otro agujero en el disco. De esta forma cuando movemos el ratón se genera una serie de impulsos eléctricos. La cantidad de estos impulsos es proporcional al giro del disco.

martes, 27 de mayo de 2008

Flying microbot

Objectives

Some physical abstract concepts are easier to acquire by means of the accomplishment of experiments. The " law of universal gravitation " Newton's, the relation between mass and weight and the concept of centrifugal force they can work with the proposed experience.

With this experiment the different behavior of a vehicle tries to reveal type Microbot in normal conditions in the terrestrial surface and in conditions of weightlessness on board of the ISS. The analysis of this behavior will allow to deduce which are the physical conditions to which this submitted the "microbot" in the ISS and to level of the soil.

The school curriculum of ESO (Secondary Obligatory Education) includes on one hand, physical concepts related to the acceleration of the gravity, and for other one, knowledge related to the electronics of control, the microcontrollers and the robotics. These aspects of the curriculum develop from different matters, such as the physics, the technology, the technical drawing and the languages.

Microbot

The base of this experience is the kit of the company OPITEC (Piece 102.115). The electronic robot-set "Six legged monster" is one 6 legged monster will walk past anything in its way due to its IR-Diode light eye sensor. The IR-diode sends a reflected signal to photo-transistor of any objects in its way. The robot then in turn moves left or right around the object as long as there is free room for it to pass.

In the original design the "microbot" it uses six legs of insect to move on the soil in gravity conditions. This mechanism might not be in use in the ISS, since there does not exist any force that him presses against the walls and allows him to advance at the time that his legs move. In the ISS the microbot has to can evolve in gravity absence.

To adapt the microbot to the conditions of the space we have to replace the mechanism of oscillating legs with a couple of propellers joined his two electrical engines. A support has to be constructed for the electrical engines, once dismantled the whole mechanism of the legs.

To do his slightly surer use, the set of the electrical engines and his two propellers will get in two pipes constructed with sheet of plastic. Of between the models of OPITEC, we will have to choose, a couple of propellers that are OK with the electrical engines of the kit. The model of reference N º 204.426 might serve.

Accomplishment of the experiment

The experience with the microbot can do four times to him, in different conditions. First, on board of the ISS, the microbot will be used in gravity absence and promoted by propellers that will stimulate the air and will make move to the vehicle for a phenomenon of reaction.

In the terrestrial surface, that is to say, in the classrooms of our school center, it is possible to realize the experiment of three different forms. The first way of doing it would be using the microbot with the mechanism of oscillating legs that come with the kit. The second one would consist of using the same configuration that will be used on board of the ISS, that is to say, endowing the microbot of propellers and hanging it of the roof by means of a resistant thread that will eliminate, of fictitious form, the gravity.

Finally, the third way of realizing the experiment would be using the microbot as a ship, providing him with some way of flotation and using the electrical engines with propellers for the water.

Aspects to bear in mind

So much to assure the traction of the electrical engines and for the correct functioning of the infrared sensor of distances, it is suitable that the electrical batteries have a good level of load. For this motive, every experiment has to be begun by the loaded well batteries.

jueves, 22 de mayo de 2008

Cañón de electrones para tubo de imagen (II)

En IFENT hemos encontrado alguna información sobre las tensiones con las que trabaja un cañón de electrones de un tubo de imagen.

Un tubo de rayos catódicos es una ampolla de vidrio en cuyo interior se ha hecho el vacío y donde se va a formar la imagen.

Al extremo del tubo se encuentra el cañón de electrones formado por:

  • El filamento es el elemento calefactor del cátodo, es decir, le proporciona la energía calorífica necesaria para que se desprendan electrones. Se alimenta con c.c. (unos 11V) o c.a.
  • El cátodo es un cilindro hueco de níquel recubierto en su extremo por sustancias emisoras de electrones (oxido de bario y estroncio). En su interior se encuentra el filamento. Al cátodo se le suele aplicar la señal de vídeo y por lo tanto su tensión variara, aunque vamos a tomar como tensión normal 160 V cc.
  • El cilindro de Wehnelt también conocido como rejilla de control consiste en un cilindro metálico con un orificio circular en el fondo, el cual rodea al cátodo y cuya misión es la de controlar el flujo de electrones que desde el cátodo se dirigen a la pantalla.
    El potencial aplicado al cilindro de Wehnelt debe ser negativo respecto al cátodo. Su tensión fluctúa entre 0 y 150 V ( respecto al cátodo -160V y -10V). Cuanto más negativa respecto al cátodo menos electrones pasan y por lo tanto más débil es el haz (De gris a negro). Generalmente se conecta a masa (0V).
  • El primer ánodo acelerador tiene forma de cilindro. Su tensión respecto a masa es de unos 200 V para dar a los electrones una gran velocidad.
  • El segundo ánodo acelerador es otro cilindro hueco al cual se le aplican 18 KV (MAT) que acelera aún más el haz de electrones.
  • Ánodo de enfoque. Como a partir del primer ánodo acelerador el haz se hace divergente, es necesario concentrarlo y para ello se utiliza el ánodo de enfoque, cuya tensión está entre 0V y 400V respecto a masa. Cada tubo tiene una tensión de enfoque optima, comprendida entre estos dos valores.
  • Tercer ánodo acelerador. Otro cilindro hueco al cual se le aplica una tensión de 18 KV, encargándose de la aceleración final del haz.
  • Pantalla del tubo de imagen. Es la parte final del tubo de rayos catódicos y sobre la que va a incidir el haz de electrones que al chocar con ella producirá un punto luminoso.

En sparkbangbuzz podemos encontrar información para construirnos un tubo de imagen casero.

martes, 20 de mayo de 2008

Cañón de electrones para tubo de imagen

Para generar la imagen en una pantalla de televisión, formada por sucesivas lineas de puntos que barren la pantalla, de un extremo a otro y sucesivamente, se utilizaba un elemento conocido como cañón de electrones. Este cañón producía un estrecho haz de electrones que se podía dirigir de forma que iluminase las diferentes zonas de la pantalla.

Esta tecnología aun se utiliza pero está siendo substituida por las pantallas planas de plasma y de cristal líquido.

Aquí podemos ver el conjunto de un cañón de electrones de un monitor de ordenador de color. Se trata, por tanto, de un grupo de tres cañones de electrones, uno por cada color básico.

En el extremo izquierdo se puede ver el conjunto de los nueve conectores que pasaban a través del cuerpo de vidrio del tubo de imagen. Se puede ver el cátodo de Wehnelt y los soportes que conectan los tres filamentos. También podemos apreciar el complejo conjunto de ánodos.

Este es el extremo del cañón por donde salen los electrones.

Este es el extremo del cañón correspondiente al cátodo.

El conjunto del cátodo tiene aun adheridos restos del vidrio de color verde.

Dentro de estos tubos gruesos se encuentran unos tubos de menor diámetro, que es donde quedan insertados los filamentos de caldeo.

Utilizando un disco de corte en la Dremel hemos cortado tres de los cuatro puntos de soldadura, para separar las dos piezas del cátodo Wehnelt.

Los tubos de menor diámetro, en donde se alojan los filamentos, disponen de un recubrimiento de óxidos de bario y estroncio, de color blanco, para favorecer la emisión de electrones por efecto termoiónico. El agujero de salida ayuda a concentrar el haz de electrones.

Vista de uno de los tres filamentos de tungsteno. La ampliación de la imagen es tan grande que permite ver el entramado del tejido de fondo.



El primer ánodo esta fórmado por una simple placa con tres diminutos agujeros para el paso de los electrones, y sirve para focalizar el haz.

El segundo ánodo es algo mas complejo y ayuda a acelerar el haz de electrones. Los agujeros más cercanos al cátodo son de menor diámetro que los agujeros de salida de los electrones.

Traducción en línea

En Lexicool podemos encontrar variedad de traductores automáticos entre idiomas.

sábado, 17 de mayo de 2008

Máquina de bolas (II)

Este ingenio dispone de una serie de mecanismos, movidos en parte por un motor eléctrico, que mantienen en continuo movimiento un conjunto de bolas metálicos o de canicas.

El ingenio está formado por un disco de eje horizontal, movido por un motor eléctrico, mediante un sistema de tornillo sinfín. Este disco dispone en su periferia de 16 agujeros de 18 mm de diámetro. Este disco se utiliza para elevar las bolas desde el nivel inferior hasta el nivel superior del ingenio.

El disco está construido con madera aglomerada de 1 centímetro de grueso. En su centro dispone de un agujero de 4 mm, a través del cual se ha de pasar el eje de barra roscada. Para sujetar el disco al eje, de forma que no pueda desplazarse, se utilizan dos tuercas apretadas una contra otra, con sus correspondientes arandelas para evitar que se afloje el conjunto y se dañe la madera.

El conjunto del disco, con todo el mecanismo que lo soporta y le hace girar, ha de estar ligeramente inclinado para evitar que las bolas se caigan durante su ascenso.

Por la parte posterior del disco se coloca una pieza de madera contrachapada, para impedir que las bolas se caigan hacia atrás.

La pieza de contrachapado se mantiene en su posición gracias a dos tornillos que la fijan a la estructura que soporta el disco elevador. Esta pieza tapa, por la parte posterior, el agujero inferior del disco y la mitad de los agujeros restantes, dejando libre el agujero superior, para permitir el paso de las bolas hacia la bandeja de salida.

El chasis del mecanismo del disco de elevación está formado por dos piezas laterales construidas en madera aglomerada.

Las dos piezas laterales se unen mediante otras tres piezas de 3 Cm de ancho. La unión se ha de hacer con cola blanca y tornillos. De un lado no se pondrá cola para poder desmontar la unión y hacer ajustes.

En el chasis se han de disponer agujeros para poder pasar dos barras roscadas de 4 mm, que sujetan la pieza de contrachapado que retiene las bolas durante su ascenso.

El conjunto del chasis montado se ve de esta manera.

Montaje del motor eléctrico.

Sobre el eje del disco elevador, en la parte exterior del chasis, se coloca una rueda dentada, fijada mediante dos tuercas. Sobre esta rueda dentada ataca un tornillo sinfín montado directamente sobre el eje de un pequeño motor eléctrico. El motor eléctrico se sujeta mediante una brida de hierro y un par de tornillos.

Para conducir las bolas al agujero inferior del disco de elevación se ha disponer una bandeja de entrada, tal como indica la ilustración anterior. Esta bandeja está construida con madera aglomerada. Sobre esta base se colocan unas piezas laterales de contrachapado de 2 centímetros de alto, para impedir que se salgan las bolas de la bandeja. La bandeja ha de estar ligeramente inclinada hacia el agujero de entrada del disco elevador. Para fijar la bandeja sobre la base se usan tres tacos de madera de diferente altura.


Cuando las bolas salen por el agujero superior del disco se recogen en la bandeja de salida. Sus medidas son las indicadas en el siguiente dibujo.




La bandeja de salida se une al chasis del disco elevador mediante un taco de madera unido con cola blanca.


Una vez concluido el mecanismo elevador se puede iniciar la construcción del mecanismo de los laberintos por el que se dejan caer las bolas para que bajen haciendo eses. El lateral del chasis del mecanismo tiene la forma siguiente.

Dentro de este chasis se mueve un balancín que dirige las bolas, alternativamente, hacia la derecha y hacia la izquierda, para que bajen por cada uno de los dos laberintos.

Estos balancines están construidos con listón de madera de una sección convenientemente grande.

Las piezas de aglomerado que forman la base de los laberintos han de tener 1,8 Cm más de longitud, que la que indica el siguiente dibujo, para permitir que haga tope en ellas el balancín, en su movimiento alternativo hacia izquierda y derecha. La posición que han de ocupar es la que indica el dibujo y el extra de madera se situará hacia arriba.

Sobre la base de aglomerado se encolan, con cola blanca, unas piezas de contrachapado que obligan a la bola a bajar haciendo eses.



Ya solo falta construir los canales de retorno de las bolas desde el final de los dos laberintos hasta la bandeja de entrada, en la parte inferior del disco de elevación. En el siguiente dibujo se puede ver una vista superior del conjunto.

Los canales de retorno se construyen con su base de aglomerado y los laterales de contrachapado y se fijan por los extremos a la bandeja inferior y al chasis del balancín.

Los canales de retorno han de tener una ligera inclinación.

En el siguiente dibujo se puede ver cual es el sentido de la circulación de las bolas a través del ingenio.


En FileFront se puede descargar un dosier con la información de este proyecto.