viernes, 29 de octubre de 2010

Sección de un tronco

En la abrupta costa norte de la isla de Mallorca se encuentra un lugar muy bonito, Sa Foradada. Un islote unido a tierra firme por una estrecha faja de tierra y con un agujero característico que le da nombre.

Junto al mar las maderas de la barandilla de las escaleras rudimentarias están resecas y blancas, pero conservan aun gran consistencia.

La imagen es de la cara superior de uno de estos palos, de unos 10 centímetros de grosor. Nos deja ver la doble estructura circular y radial de la madera y unas cuantas heridas oxidadas, de otros tantos clavos, que sujetaron en algún momento otros palos sobre la barandilla.

jueves, 28 de octubre de 2010

Una furgoneta sin conductor viaja desde Parma a la Expo de Shanghái

Un vehículo sin conductor diseñado por un grupo de investigación dirigido por el italiano Alberto Broggi de la Universidad de Parma ha sido presentado hoy en el pabellón de la Unión Europea de la Expo de Shanghái. El proyecto ha sido financiado por el Consejo de Investigación (ERC) y ha viajado durante 80 días, recorriendo 13.000 kilómetros, desde el 26 de julio, a través de Europa del Este, Rusia y el desierto del Gobi hasta llegar a Shanghái hace dos días.

Una de las posibles utilidades del proyecto es reducir los accidentes en carretera, que llegan a ser más de 40.000 al año en toda Europa. Los vehículos autónomos podrían estar listos para circular en entornos amistosos, como las autopistas, en unos cinco años.

Dos furgonetas de color naranja brillante, equipadas con escáneres laser y cámaras que actúan conjuntamente para detectar y evitar obstáculos, han desafiado el tráfico de Moscú, el calor del verano siberiano y el frío del desierto de Gobi, antes de su llegada a Shangai.

La experiencia ha incluido dos pares de vehículos. Cada pareja estaba integrada por una furgoneta conducida de forma convencional, seguida de un vehículo sin conductor pero con dos técnicos a bordo, cuya misión fue solucionar problemas y tomar el volante en caso de emergencia.

El vehículo sin conductor va siguiendo las pistas proporcionadas por la primera furgoneta conducida de forma convencional.

Estos vehículos utilizan la tecnología desarrollada por Vislab, un laboratorio de sistemas inteligentes y visión artificial de la Universidad de Parma.

Reutilización de un mando a distancia de infrarrojos

Para el proyecto de nuestro nuevo submarino estamos adaptando un mando a distancia de infrarrojos de un minihelicóptero, para accionar los motores de las hélices, más potentes que los que movían las hélices del helicóptero. Para poder amplificar la débil salida que proporciona el receptor del minihelicóptero utilizamos transistores Darlington BDX53.

A continuación se muestra un esquema de como se han de utilizar estos transistores. Con una tensión positiva variable de entre 0,7 y 3 voltios en la base, conseguimos poner en marcha y variar la velocidad del motor eléctrico que está alimentado por una pila de 4,5 voltios.

Con una tensión en la base de 0,7 voltios y una intensidad de cero amperios y una tensión en el colector de 4,5 voltios el motor comienza a funcionar con una intensidad de 0,08 amperios. Si elevamos la tensión de la base a 2 voltios, la intensidad en este circuito sigue siendo de cero amperios (No consume corriente), la tensión en el colector sigue siendo de 4,5 voltios, la intensidad en este circuito sube a 0,1 amperios y el motor gira mucho más rápido.

Sin tensión en el circuito del colector, solamente con tensión en el circuito de la base, el motor funciona con una tensión en este circuito de 2 voltios y 0,08 amperios.

A continuación se muestra el mismo esquema pero sustituyendo la fuente de alimentación de la base (B) del transistor por los cables de la alimentación del motor del rotor de cola. El otro canal del receptor, el correspondiente al motor del rotor principal, no proporciona ninguna tensión (Está averiado). Probando con el tester la tensión de esta salida del receptor nos da un valor máximo de 4,11 voltios.

A continuación se puede ver la disposición de patillas del transistor BDX53.

Este es el aspecto que muestra el receptor, una vez cortados los cables de los dos motores que accionan el rotor principal y el rotor de cola del helicóptero.

A continuación se pueden ver los diferentes elementos del receptor. En el motor de cola el cable verde es el negativo y el rojo el positivo. En una experiencia posterior sustituiremos la batería de ión-litio por un conjunto de pilas normales, ya que la batería se agota enseguida y se ha de recargar continuamente.

A continuación se puede ver un video que nos muestra el funcionamiento del transistor BDX53 para el control de un motor eléctrico. Se puede ver como si aumentamos la tensión en el circuito de la base del transistor, aumenta la tensión en el circuito del colector, por encima de los 4,5 voltios establecidos en un principio.

Antes de conectar la salida del motor del rotor de cola del minihelicóptero al circuito de la base del transistor, medimos con el tester su tensión de salida.

Por fin, podemos controlar el funcionamiento del motor, a distancia, mediante el mando de infrarrojos.

Cristales con agujeros

En la sala de guardias del centro educativo en donde trabajo hace años que existen dos curiosos agujeros en una de las ventanas que dan hacia el camino que bordea el edificio. Siempre he pensado que se trata del resultado de dos impactos de perdigones de una escopeta de aire comprimido.

Los agujeros son de sección cónica. En el exterior del vidrio el agujero redondo es de unos pocos milímetros. Hacia el interior el agujero se ensancha siguiendo una superficie cónica hasta llegar a algo más de dos centímetros de diámetro.

Cerca del extremo exterior, la primera parte de la superficie cónica es muy lisa. Algo antes de llegar al centro del grosor del vidrio se produce un cambio y se pasa a una superficie más irregular. En esta segunda zona de la superficie cónica se ven unos surcos que se dirigen hacia la cara interna del vidrio.

En esta cara interna del vidrio se desprenden, en los bordes del agujero, grandes trozos de vidrio, fuera de la superficie cónica que se había ido formando al desprenderse el trozo central.

Algunas grietas se prolongan dentro de la masa del cristal durante unos centímetros extras.


Es curioso el contraste entre la redondez del pequeño agujero exterior y la superficie irregular del agujero interior.


En las múltiples facetas de la superficie cónica del agujero se reflejan las paredes y los árboles del entorno exterior.


Este curioso comportamiento de los materiales, como el vidrio, hace que los esfuerzos ejercidos en un punto se transmitan a los puntos cercanos de la masa del material, haciendo que cada vez sean más las zonas que ofrecen resistencia a estos esfuerzos.

martes, 19 de octubre de 2010

Obleas de silicio

En microelectrónica, una oblea es una fina lámina de material semiconductor, como por ejemplo el cristal de silicio, sobre la que se construyen microcircuitos mediante técnicas de dopado (Por difusión o implantación de iones), grabado químico y deposición de varios materiales. Las obleas tienen una importancia clave en la fabricación de dispositivos semiconductores como los circuitos integrados.

Se fabrican en varios diámetros que van desde 1 pulgada (25,4 mm) hasta 11,8 pulgadas (300 mm) y gruesos del orden de medio milímetro. Generalmente se obtienen mediante el corte de grandes cilindros de material semiconductor (Lingotes) utilizando discos de diamante, para después ser pulidas por una de sus caras.

Los lingotes se fabrican con silicio de gran pureza (99,9999 % de silicio), formando un sólo cristal. Uno de los procesos más utilizados para fabricar los lingotes es el del químico polaco Jan Czochralski. En este proceso, el lingote cilíndrico de silicio monocristalino de alta pureza se forma estirando de una semilla de cristal sumergida en silicio fundido.

Una vez cortadas las obleas se les pueden añadir los átomos del dopante, de boro o fósforo, para conseguir un material semiconductor de tipo N o P.

Microprocesador AMD Athlon.

Cada rectángulo es un microprocesador Athlon XP, sobre la oblea de silicio, antes de ser cortados para encapsularlos.

Aquí se puede ver una oblea de silicio con microprocesadores.


Debajo de la oblea se ve la máscara que permite realizar los procesos de fotolitografía.

La tecnología utilizada en la fabricación de semiconductores está tan desarrollada que se utiliza incluso para fabricar piezas de relojes mecánicos con una extremada precisión.

lunes, 18 de octubre de 2010

Pelos y microprocesadores

En el interior de todos los circuitos integrados y, por tanto, también de los microprocesadores, existen unos pequeños hilos conductores soldados por un extremo a la placa de silicio y por el otro a los conectores exteriores del circuito integrado.

Interior de un microprocesador.

El padre de una alumna nos ha hecho llegar la siguiente fotografía en la que se muestra un cabello humano situado encima de la esquina de una CPU desarrollada entre el 1997 y el año 2000. La imagen la obtuvieron en su empresa con un microscopio binocular.