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INDICE DE ANEXOS. Pag.
INTRODUCCION. En un mome moment nto o dado dado nos nos preg pregun unta tamo mos s cómo cómo hace hacerr para para gene generar rar ener energí gía a eléctrica. Se ha planteado una forma de cómo utilizar la energía solar para así llev llevar ar a cabo cabo el proy proyec ecto to.. Este Este trab trabaj ajo o se real realiz iza a grac gracia ias s al sent sentid ido o de la investigación e innovación, en la cual se emprende una búsueda de los recursos ue faciliten el desarrollo de prototipos. !rincipalmente se ha enfocado esta investigación en uno de los recursos m"s importantes como lo es la energía solar. El proyecto a realizar es acerca de un prototipo de ascensor alimentado con energía solar y controlado por medio de una placa arduino, conectada y controlada a través de un móvil. !ara llevar a cabo el funcionamiento del ascensor se necesita conocer cómo adaptar adaptar el motor reductor, reductor, el control de arduino, el uso del bluetooth bluetooth en el móvil y como est" compuesta compuesta la placa arduino, arduino, con el fin de acercarse un poco m"s a los aspectos m"s relevantes de los temas a tratar. #$ontrol de motores en base a su funcionamiento% los motores eléctricos ejercen una fuerza la cual crean un campo electromagnético ue genera una corriente ue hace ue el motor se mueva. El motor ue se utilizara influir" en la función de una polea para elevar el prototipo de ascensor. #$ontrol de arduino% para programar la placa es necesario descargar de la p"gina &eb de arduino el entorno de desarrollo #'(E%. Se dispone de versiones para )ind )indo& o&s s y para para *+$ *+$ así así como como fuen fuente tes s para para compi compila larl rlas as en +ndroi ndroid. d. Este Este permitir" permitir" sincronizar sincronizar la placa arduino arduino con el móvil para así poner poner a funcionar funcionar el ascensor. #$omo utilizar bluetooth% luetooth es una tecnología inal"mbrica ue permite conecta conectar, r, intera interactu ctuar ar y sincron sincroniza izarr múlti múltiples ples dispos dispositi itivos vos sin la necesi necesidad dad de establecer redes y contrase-as complejas. En este caso se utilizara para conectar la placa arduino con el teléfono móvil para así poder controlar el movimiento del prototipo #subirbajardetenerse% por medio de una aplicación +ndroid. El método ue se implementara para el proyecto est" encaminado al desarrollo de las las nuev nuevas as tecn tecnol olog ogía ías s y la innov innovac ació ión/ n/ el plan plante team amie ient nto o del del prese present nte, e, se encuentra organizado de la siguiente manera0 construir un prototipo de ascensor de madera ue llevara un mecanismo altamente innovador ue reuerir" de un motor, un programa creado a través de una aplicación +ndroid , una placa arduino,
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un peue-o módulo bluetooth, una protoborad y un panel solar ue ser"n parte fundamental del desarrollo metodológico del proyecto.
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INTRODUCCION – ASTRAC
!. P"A P"ANTEA NTEA#IE #IENTO NTO DE" PRO PRO"E "E#A #A 9
!.!.DESCRIPCION DE" PRO"E#A En la actualidad el uso racional de la energía eléctrica demanda de los usuarios un compromiso de responsabilidad en el consumo, tanto para ahorrar la energía misma como para economizar costos, es por esto ue es este proyecto busca una forma de solucionar la problem"tica actual0 1cómo generar energía eléctrica por otros medios2 en este caso este proyecto se encuentra enfocado directamente en la bús búsue ueda da y util utiliz izac ació ión n de la ener energí gía a sola solarr como como fuen fuente te adic adicio iona nall y así así transformarla en energía eléctrica útil, la mejor forma ue se encontró para la solución a esta problem"tica es de construir un prototipo de ascensor el cual estar" alimentado directamente con un panel solar ue almacenara y enviara la ener energí gía a reco recogi gida da haci hacia a una una fuent fuente e ue la tran transf sform ormar ara a en energ energía ía elec electr tro o mec"nica, este prototipo de ascensor ser" controlado a través de una placa ardu arduin ino o y un módu módulo lo blue blueto toot oth h ue ue ayud ayudar aran an al buen buen func funcio iona nami mien ento to del del mecanismo. +ctualmente se ha visto la necesidad de estudiar un poco m"s a fondo las nuevas tecnologías/ ue hoy día se han ido implementando de una manera muy interesante en el "mbito de la investigación .a través de la historia se han presentado muchas necesidades de cómo implementar una forma de facilitar de una manera r"pida y eficaz el desarrollo de métodos ue conlleven a la utilización de mauinarias tales como el ascensor, su historia viene dada desde los comi comien enzo zos s de los los a-os a-os 3445 3445 con con su mayor mayor e6po e6pone nent nte e )ern )erner er 7on, 7on, el cual cual introdujo el motor eléctrico a este ayudando así al avance óptimo de este invento. (ebido al surgimiento de este invento sus investigadores se dieron a la tarea de implem implement entar ar nuevas nuevas formas formas y nuevos nuevos compone componente ntes s ue ayudas ayudasen en a realiza realizar r mejoras en el mecanismo de este. En el transcurso de mejorar el avance de este, se dier dieron on much muchos os inco inconv nveni enient entes es los los cuales cuales a trav través és de los los a-os a-os se fuero fueron n super superan ando do y debi debido do a las las inve invest stig igaci acion ones es real realiz izad adas as el sist sistem ema a ha veni venido do perf perfec ecci cion on"n "ndo dose se hast hasta a nues nuestr tros os días días.. 8oy 8oy día día aún aún se est" est" busc buscan ando do la perf perfecc ecció ión n del del sist sistem ema a ue ue ha veni venido do mane maneja jand ndo o desd desde e el mome moment nto o de su invención, aplicando nuevos mecanismos hidr"ulicos para su sistema. !ara la construcción de este proyecto se debe tener sumo cuidado ya ue una mala cone6ión significaría el da-o inmediato de todos los elementos/ es inminente el peligro ue se correría al hacer una mala cone6ión ya ue esta sería la causa para ue el ascensor no funcionara funcionara o desempe-ara desempe-ara un funcionamie funcionamiento nto incorrecta #hacer lo contrario a lo ue se uiere%. !or medio de este grandioso grandioso invento invento ue ha venido evolucionand evolucionando o a través del tiempo, trae con él muchos beneficios para las empresas y las industrias. Se plan plante teó ó una una mane manera ra de segu seguir ir la evol evoluc ució ión n de este este magn magníf ífic ico o inve invent nto o 10
implement"ndole un sistema futurista y dejando atr"s el casero, es decir, ya no se tendr"n ue utilizar los botones ue normalmente incluye un ascensor, ahora se implementara este sistema de forma inal"mbrica #por vía bluetooth% y así poner en funcionamiento un avance tecnológico ue traer" muchos beneficios al "mbito investigativo. El ascensor estar" controlado por un motor reductor activado por energía eléctrica el cual lo elevara y descender" descender" por polea, es un sistema de transport transporte e vertical, vertical, dise-ado para mover personas u objetos entre los diferentes niveles de un edificio o estructura. Est" formado por partes mec"nicas, eléctricas y electrónicas ue funcionan en conjunto para ponerlo en marcha. 1!or ué +rduino2 8ay much muchos os otro otro micr micro ocon contr trol olado adores res y plat plataf aform ormas as micr microc ocont ontrol rolado adora ras s disponibles para computación física. !aralla6 asic Stamp, 9etmedia:s ;<=, !hidget !hidgets, s, *'>:s *'>:s 8andyb 8andyboard oard,, y muchas muchas otras otras oferta ofertas s de funcio funcional nalida idad d simila similar. r. >odas estas herramientas toman los desordenados detalles de la programación de microcontrolador y la encierran en un pauete f"cil de usar. +rduino también simpli simplific fica a el proces proceso o de trabaj trabajo o con microc microcont ontrola rolador dores, es, pero pero ofrece ofrece alguna algunas s ventaja ventajas s para para profeso profesores, res, estudi estudiant antes es y aficio aficionad nados os interes interesado ados s sobre sobre otros otros sistemas0 ?as placas +rduino +rduino son relativamen relativamente te baratas comparadas comparadas con otras plataformas plataformas micro microco cont ntrol rolad ador oras. as. ?a versi versión ón meno menos s cara cara del del módu módulo lo +rduin rduino o pued puede e ser ensamblada a mano, e incluso los módulos de +rduino preensamblados cuestan menos. *ult *ultip ipla lata tafo form rma0 a0 El soft soft&a &are re de +rduin rduino o se ejec ejecut uta a en sist sistem emas as opera operati tivo vos s )ind )indo& o&s, s, *aci *acint ntosh osh @S; @S; y A9BC A9BC?i ?inu6 nu6.. ?a mayorí mayoría a de los los sist sistem emas as micr micro o controladores est"n limitados a )indo&s. Entorno de programación simple y clara0 El entorno de programación de +rduino es f"cil de usar para principiantes, pero suficientemente fle6ible para ue usuarios avanzados puedan aprovecharlo también. !ara profesores, est" convenientemente basado en el entorno de programación !rocessing, de manera ue estudiantes aprendiendo a programar en ese entorno estar"n familiarizados con el aspecto y la imagen de +rduino. $ódigo abierto y soft&are e6tensible0 El soft&are +rduino est" publicado como herrami herramient entas as de código código abiert abierto, o, disponi disponible ble para para e6tens e6tensión ión por program programado adores res e6perimentados. El lenguaje puede ser e6pandido mediante librerías $DD, y la gente ue uiera entender los detalles técnicos pueden hacer el salto desde +rduino a la programación en lenguaje +7 $ en el cual est" basado. (e forma
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similar, puedes a-adir código +7$ directamente en tus programas +rduino si uieres. $ódi $ódigo go abie abiert rto o y hard hard&a &are re e6te e6tens nsib ible le00 El +rdui rduino no est" est" basa basado do en micr micro o controladores +>*EA+4 y +>*EA+3F4 de +tmel. ?os planos para los módulos est" est"n n publ public icad ados os bajo bajo lice licenci ncia a $reat $reativ ive e $omm $ommon ons, s, por lo ue ue dise dise-a -ador dores es e6per e6perim iment entad ados os de circu circuit itos os pued pueden en hacer hacer su prop propia ia versi versión ón del del módu módulo lo,, e6tendiéndolo y mejor"ndolo. 'ncluso usuarios relativamente ine6pertos pueden construir la versión de la placa del módulo para entender cómo funciona y ahorrar dinero.
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!.$.%OR#U"ACION DE" PRO"E#A <. El trabajo trabajo físico físico ue demanda demanda el subir subir escalera escaleras, s, para personas personas en condición condición de discapacidad, personas de la tercera edad y ni-os, así como el transporte de objetos pesados entre diferentes pisos de cualuier edificación, pone de manifiesto el uso de mauinarias para facilitar y apoyar el trabajo físico. Bn meca mecani nism smo o ue ue perm permit ite e este este proc proces eso o es el asce ascens nsor or ue ue medi median ante te la creatividad e ingeniería desarrolla esta actividad con el mínimo de consumo energético ya ue su fuente de energía alterna seria la solar. G. ?a búsueda búsueda de la solució solución n a este problema problema encamina encamina el el uso de la tecnolog tecnología ía para el control de m"uinas remotamente como lo es el sistema bluetooth, el móvil y por ende el soft&are ue le permite a cualuier usuario controlar a voluntad cualuier tipo de m"uinas. =. 1!ara 1!ara ué ué se cons construy truyen en maui mauinas2 nas2 H. El uso masivo masivo de las las mau mauin inas as hoy día día faci facililita ta a las las perso persona nas s real realiz izar ar los trabajos pesados ue físicamente le serían imposibles. F. 1!or 1!or ué ué el uso de soft soft&ar &are2 e2 I. ?a moderni modernida dad d conll conlleva eva a ue ue los los dife diferen rente tes s disp dispos osit itiv ivos os a la mano de las las personas sean los móviles los cuales dependen del programa ue controla el meca mecani nism smo, o, las las cone cone6i 6ion ones es,, las las comu comuni nica caci cion ones es y otra otras s acti activi vida dade des s adicionales.
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$. &u'tificaci(n. ?as construcciones en las grandes ciudades se han vuelto verticales y elevadas dando como resultado un desplazamiento difícil de personas y objetos ya ue la gravedad influye directamente en el esfuerzo físico necesario ue debe realizar cualuier persona al movilizarse es estas edificaciones, el uso imperativo de ascensores, montacargas, escaleras eléctricas sirvieron de base para la creación de un prototipo de ascensor ue mediante energía eléctrica solar cumpliera con estas características funcionales en todas las actividades diarias en los edificios
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). DESCRIPCI*N +ENERA".
,. ob-etio'
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,.! ob-etio general. $onstruir un prototipo de ascensor controlado por arduino y un móvil, con motor reductor eléctrico alimentado por panel solar.
,.$ Ob-etio' E'/ec0fico'. • • • • •
Encaminar la utilización de energía solar como fuente alternativa y útil. +horrar energía eléctrica producida por empresa. 'mplementar aplicaciones novedosas en los móviles. $ontribuir en la investigación de nuevas "reas de uso de energía. 'nnovar en la utilización de paneles solares para proveer energía de reserva a mauinas en casos de cortes del fluido eléctrico
1. #ARCO TE*RICO.
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>odo comenzó con el montacargas... montacarga s... ASCENSOR2 >odo El origen del montacargas se remonta a miles de a-os atr"s y los sistemas de polea y cabrestante se han utilizado desde la antigJedad para e6traer agua o levantar materiales de construcción. En realidad, rayo miles de a-os los montacargas tuvieron un papel fundamental en la construcción de las grandes pir"mides de Egipto.
Sin embargo, la primera prueba documentada de su uso procede de Arecia, en el a-o ambién se dice ue ue el emperador 9apoleón construyó una silla colocada en el interior de un armazón para ue la emperatriz pudiese subir escaleras sin esfuerzo.
+ lo lo largo de la historia de la humanidad se han utilizado utilizado ascensores en una u otra forma accionados por energía hidr"ulica o de vapor. + mediados mediados del siglo ;'; se produjo el inicio de la era de la electricidad y los avances en la tecnología de los ascensores se vieron impulsados por la aparición de los primeros edificios de gran altura en Estados Bnidos, lo cual e6igía el desarrollo de estos aparatos para permitir los desplazamientos en el interior de los mismos. +sí fue como Estados Bnidos se convirtió en el centro del desarrollo de la tecnología de los ascensores durante décadas.
En 34HG se produjo un gran avance cuando Elisha Araves @tis resolvió el problema del fallo del cable, el principal problema ue afectaba a los ascensores de esa época. @tis instaló en el ascensor un dispositivo de seguridad para evitar la rotura del cable al ue denominó freno de seguridad #el euivalente del dispositivo de seguridad moderno%. $on el freno de seguridad de @tis, en caso de rotura del cable, un resorte obligaría a un trinuete a engranarse en unas barras de hierro dentadas sujetando así la cabina. En 34H=, @tis demostró la eficacia del freno de seguridad instalando su ascensor en el $rystal !alace de 9ueva KorL y cortando él mismo la tradicional cinta inaugural. El freno de seguridad funcionó a la
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perfección, haciendo una espectacular presentación y cimentando una leyenda ue sigue viva en la industria y en la imaginación popular hasta la actualidad.
*ientras tanto, al otro lado del +tl"ntico, en 'nglaterra, en 34HG Mrost y Stutt desarrollaron con é6ito un ascensor del tipo de contrapeso accionado mediante tracción al ue denominaron N>eagleN N>eagleN #aparejo para elevación%. El aparejo para elevación de Mrost y Stutt y el freno de seguridad de @tis se convirtieron en características de seguridad esenciales de los ascensores, con lo cual sentaron las bases para la aparición del ascensor seguro. ?os aruitectos pudieron dejar volar su imaginación y los perfiles de las ciudades nunca volverían a ser los mismos.
El primer ascensor de servicio de pasajeros del mundo se instaló en un hotel de cinco pisos en road&ay en 9ueva KorL en el a-o 34HI. Mabricado por @tis Elevator $ompany, era accionado a vapor, transportaba una carga m"6ima de =H5 Lilogramos #OO< libras% y alcanzaba una velocidad m"6ima de 3< metros por minuto #GO,= piesCmin.%. 8asta entonces, las habitaciones de las pisos superiores de los hoteles no resultaban atractivas debido a la necesidad de subir numerosas escaleras cargando el euipaje. 9o obstante, a partir de ese día las habitaciones de las pisos superiores, especialmente las del último piso, podrían contar con la ventaja de ofrecer f"cil acceso a vistas espectaculares.
En 34FI se reconoció la facilidad de manejo del ascensor de accionamiento hidr"ulico cuando ?eon Edou6 presentó uno con esas características en la E6posición de !arís. $on una velocidad m"6ima de 3H5 metros por minuto #=O< piesCmin.%, los ascensores de accionamiento hidr"ulico comenzaron a aparecer en 34I4 y su usó se e6tendió ampliamente en Europa y Estados Bnidos.
En la E6posición de *annheim de 3445, cuando el mundo industrializado adoptaba la energía eléctrica, la empresa alemana Siemens e6puso un ascensor accionado mediante electricidad. Se aplicaron tornillos sin fin para reducir la velocidad de rotación de un motor de corriente continua y pi-ones y bastidores verticales para controlar la velocidad modificando la resistencia secuencial en el armazón.
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Se cree ue la primera persona ue usó un motor de corriente continua para un ascensor fue )egster en 344= en Estados Bnidos. !ocos a-os m"s tarde, en 344O, 9orton @tis, hijo del pionero Elisha, desarrolló un ascensor eléctrico, el primer ascensor del mundo accionado mediante corriente continua, y lo instaló en el Edificio (emarest $arriage en la Puinta +venida de 9ueva KorL. KorL. El ascensor transportaba una carga de FIH Lilogramos #3.=44 libras% para pasajeros y 3.3
?os ascensores hidr"ulicos h idr"ulicos accionados con combustible se instalaron en la >orre Eiffel, el símbolo de la E6posición de !arís de 344O, y constituyeron una espectacular demostración de la factibilidad de este tipo de mauinaria. !oco después, en la década de 3O55, se introdujo el motor de inducción para corriente alterna, ue contribuyó a acelerar el avance hacia el accionamiento eléctrico. En 3O5G aparecieron en Estados Bnidos los modelos de ascensor con corriente de tracción. $on este método, la cabina estaba conectada a un contrapeso mediante un cable y una polea empleando corriente de tracción. !uesto ue sólo se necesitaba un peue-o motor eléctrico para desplazar la cabina por una distancia vertical mucho mayor, fue posible elevar las cabinas en edificios de gran altura con docenas de pisos.
!oco después, la adopción del método )ard?eonard se convirtió en un e6traordinario avance en la evolución de la tecnología de los ascensores. ?a empresa @tis Elevator lo presentó en el mercado como un sistema multivoltaje, mientras )estinghouse lo comercializaba como un sistema de voltaje variable. $on ello, un sistema de corriente continua de precisión ue usaba un dispositivo de nivelación de cabina autom"tico mejoró la calidad del desplazamiento y la detención en hall en cada piso.
En 3O<<, )estinghouse instaló un ascensor sin engranajes en el !hysical Education uilding de $hicago/ en ese mismo a-o instaló también en el Edificio ocLefeller de 9ueva KorL los ascensores m"s r"pidos de la época con dispositivo de detención en hall autom"tica, ue alcanzaban una velocidad de =<5 metros por minuto #3.GI4 piesCmin.%. !ocos a-os después la empresa @tis Elevator instalaría los H4 ascensores del Edificio Empire State en *anhattan destinado a prestar servicio a los 3H.555 usuarios diarios de la colosal estructura.
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En la década de 3OG5, después de IH a-os de desarrollo de la tecnología de los ascensores, ue se utilizaban en la construcción y la aplicación pr"ctica de rascacielos ue llegaban a las 35< pisos, *itsubishi Electric $orp. se introdujo en el sector de la fabricación de ascensores. + lo largo de los IH a-os siguientes la empresa se asentaría en este sector, introduciría introduciría algunos algunos de los mayores avances en la historia de la tecnología tecnología de los ascensores y abriría el camino a los ascensores de hoy en día, ue pueden alcanzar una velocidad de 3.555 metros por minuto #G.<43 piesCmin.% y m"s. En la actualidad, actualidad, *itsubishi *itsubishi Electric $orp. ha logrado una sólida sólida posición posición como líder en la industria y se ha situado en la vanguardia en cuanto a calidad e innovación en la fabricación de ascensores.3
Arduino "eonardo2 El +rduino ?eonardo es una placa electronica basada en el +>megaG
1 http://www.mitsubishielectric.com/el http://www.mitsubishielectric.com/elevator/es/overview/elevators/history evator/es/overview/elevators/history.html .html 20
con un cable BS o la corriente con un adaptador de $+ a $$ o una batería para empezar. El ?eonardo difiere de todas las placas anteriores en ue el +>megaGambién >ambién tiene otras implicaciones para pa ra el comportamiento de la junta/ éstas se detallan en la p"gina iniciando . iniciando . esumen microcontrolador
+>megaG
>ensión de funcionamiento
H7
7oltaje 7oltaje de entrada #recomendado%
I3<7
7oltaje de de en entrada #l #límites%
F<57
E C S digitales prendedores
<5
$anales !)*
I
?os canales de entrada analógicos
3<
$orriente continua para !in ' C @
=5 m+
$orriente $$ para !in G.G7
H5 m+
*emoria flash
G< Q # +>megaG
S+*
<,H Q # +>megaG
EE!@*
3 Q # +>megaG
7elocidad de reloj
3F *8z
?ongitud
F4,F mm
+nchura
HG,G mm
!eso
<5g
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Poder El +rduino ?eonardo puede ser alimentado a través de la cone6ión micro BS o con una fuente de alimentación e6terna.?a fuente de alimentación se selecciona autom"ticamente. potencia #no BS% e6terno puede venir con un adaptador de $+ a $$ #pared verruga% o la batería. El adaptador se puede conectar al conectar un enchufe de <,3 mm de centropositivo en la clavija de alimentación de la placa. ?os cables desde una batería pueden ser insertados en los cabezales de pin A9( y 7in del conector de alimentación. ?a tarjeta puede funcionar con un suministro e6terno de F a <5 voltios. Si se suministra con menos de I7, sin embargo, el pasador de H7 puede suministrar menos de cinco voltios y la junta puede ser inestable. Si se utiliza m"s de 3< 7, el regulador de voltaje se puede sobrecalentar y da-ar la placa. El rango recomendado es de I a 3< voltios. ?os pines de alimentación son como sigue0 7'9. El voltaje de entrada a la placa +rduino cuando se trata de utilizar una fuente de alimentación e6terna #en contraposición a H voltios de la cone6ión BS o de otra fuente de alimentación regulada%. Se puede suministrar tensión a través de este pin, o, si el suministro de tensión a través de la toma de alimentación, acceder a él a través de este pin. H7. ?a fuente de alimentación regulada utilizada para alimentar el microcontrolador micro controlador y otros componentes de la placa. Esto puede venir de 7'9 a través de un regulador de a bordo, o ser suministrado por el BS u otra fuente de H7 regulada. G7G. Bn suministro de G,G voltios generada por el regulador a bordo. $onsumo de corriente m"6imo es de H5 m+. A9(. !atillas de tierra. 'nstrucción '@EM. ?a tensión a la ue los pins E C S de la placa est"n operando #es decir 7$$ para la placa%. Se trata de H7 en el ?eonardo.
#e3oria El +>megaGambién >ambién tiene <,H Q de S+* y 3 Q de EE!@* #ue puede ser leído y escrito con la biblioteca EE!@* %.
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Entrada 4 'alida $ada una de las <5 E C S digitales pines en el ?eonardo se puede utilizar como una entrada o salida, utilizando pin*ode #%, #%, digital)rite #% , #% , y digitalead #% funciones. #% funciones. @peran a H voltios. $ada pin puede proporcionar o recibir un m"6imo de =5 m+ y tiene una resistencia de pullup #desconectada por defecto% de <5H5 L@hms. +dem"s, algunos pines tienen funciones especializadas0 Serie0 5 #;% y 3 #>;%. Se utiliza para recibir #;% y transmitir datos en serie #>;% >>? utilizando el +>megaGmegaGenga >enga en cuenta ue en el ?eonardo, la serie ser ie de clases se refiere a la comunicación BS #$($%/ # $($%/ de serie >>? en los pines 5 y 3, utilice el Serial3 clase. >)'0 < #S(+% y G #S$?%. Soporte de comunicación >)' utilizando la librería )ire . )ire . ?as interrupciones e6ternas0. G #interrumpir 5%, < #interrumpir 3%, 5 #interrumpir <%, 3 #interrumpir G% y I #interrumpir =% Estos pines se puede configurar para activar una interrupción en un valor bajo, un aumento o flanco descendente, o un cambio en el valor. 7er el attach'nterrupt #% la #% la función para m"s detalles. !)*0 G, H, F, O, 35, 33, 33, y 3G. proporcionar una salida de !)* de 4 bits con el analog)rite #% función. #% función. S!'0. En la cabecera '$S! Estos pines admite la comunicación S!' utilizando la librería S!' . S!' . >enga >enga en cuenta ue los pines S!' no est"n conectados a cualuiera de los pines de E C S digitales, ya ue est"n en el Bno, Ellos sólo est"n disponibles en el conector '$S!. '$S!. Esto significa ue si usted tiene un escudo ue utiliza S!', pero no tiene un conector '$S! de F pines ue se conecta a la cabecera '$S! F pines de ?eonardo, el escudo no va a funcionar. ?E(0 3G. 8ay un ?E( incorporado conectado al pin digital 3G. $uando el pasador es +?>@, +?>@, el ?E( est" encendido, cuando el pasador es bajo, es apagado. Entradas analógicas0 +5+H, +F +33 +33 #en los pines digitales =, F, 4, O, 35, 3 5, y 3<% El ?eonardo tiene 3< entradas e ntradas analógicas, etiuetados +5 a +33, +33, todos los cuales también pueden ser utilizados como digitales C o. !ines +5+H aparece en los mismos lugares ue en el Bno/ entradas +F+33 son de E C S digitales pines =, F, 4, O, 35 y 3<, respectivamente. $ada entrada analógica proporciona 35 bits de resolución #es decir, 35<= valores diferentes%. !or defecto, la medida de las entradas analógicas del suelo a H voltios, aunue es posible cambiar el e6tremo superior de su rango usando el pin +EM y la analogeference analogeference función función #%.
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8ay un par de patas de la placa0 +EM. 7oltaje 7oltaje de referencia para las entradas analógicas. Se utiliza con analogeference analogeference #%. #%. establecer. >raiga >raiga esta línea baja para reiniciar el microcontrolador. microcon trolador. 9ormalmente se utiliza para a-adir un botón de reinicio para escudos ue blouean la una en la mesa. 7éase también el mapeo entre los pines de +rduino y los puertos +>megaGmegaG
Co3unicaci(n El ?eonardo tiene una serie de instalaciones para la comunicación con un ordenador, otro +rduino, u otros microcontroladores. El +>megaGmegaG >>? #H7% de comunicación en serie, ue est" disponible en los pines digitales 5 #;% y 3 #>;%. El G; ?E( en el tablero parpadean cuando se est"n transmitiendo datos a través de la cone6ión BS al ordenador #pero no para la comunicación en serie en los pines 5 y 3%. Bna biblioteca Soft&areSerial permite Soft&areSerial permite la comunicación en serie en cualuiera de los pines digitales del ?eonardo. El +>megaG)'% y S!'. El soft&are de +rduino incluye una biblioteca de alambre para simplificar el uso de la '<$ bus/ véase la documentación documentación para para m"s detalles. !ara la comunicación S!', utilice lalibrería lalibrería S!' . S!' . El ?eonardo aparece como un teclado y un ratón genérico, y puede ser programado para controlar estos dispositivos de entrada utilizando los teclado y el ratón clases. ratón clases.
Progra3aci(n 24
El ?eonardo se puede programar con el soft&are de +rduino # descarga %. Seleccione N+rduino ?eonardo (el8erramientasR unta de menú #de acuerdo con el microcontrolador en su tablero%. !ara m"s detalles, véase la referencia referenciay y tutoriales tutoriales . . ?os +>megaGambién puede pasar por alto el gestor de arranue y programar el microcontrolador a través de la #programación serial en circuito% '$S! encabezado utilizando +rduino utilizando +rduino 'S! o 'S! o similar/ ver estas instrucciones para instrucciones para obtener m"s detalles.
Auto35tico 6Soft7are8 Re'et 4 el cargador de arran9ue Iniciaci(n En lugar de reuerir una prensa físico del botón de reinicio antes de un proceso de carga, el ?eonardo est" dise-ado de una manera ue permite ue pueda ser restablecido por el soft&are ue se ejecuta en un ordenador conectado. El reinicio se activa cuando #$($% de puerto serie virtual C $@* del ?eonardo se abre a 3<55 baudios y luego se cerró.$uando esto ocurre, el procesador se restablecer", rompiendo la cone6ión BS al ordenador #lo ue significa ue el puerto serie C $@* virtual desaparecer"%. >ras el controlador se reinicia, se inicia el gestor de arranue, ue permanecen activas durante unos 4 segundos. El gestor de arranue también se puede iniciar pulsando el botón de reinicio en el ?eonardo. >enga >enga en cuenta ue cuando el tablero primeras potencias de hasta, saltar" directamente al boceto de usuario, si est" presente, en lugar de iniciar el gestor de arranue. (ebido a la forma en ue el ?eonardo se encarga de restablecer lo mejor es dejar ue el soft&are de +rduino intento para iniciar el restablecimiento antes de subir, especialmente si usted est" en el h"bito de apretar el botón de reinicio antes de cargar en otras placas. Si el soft&are no puede restablecer la junta siempre se puede iniciar el gestor de arranue pulsando el botón de reinicio en el tablero.
Protecci(n 3ultifunci(n US El ?eonardo tiene una polyfuse reajustable ue protege a los puertos BS de su ordenador desde pantalones cortos y sobrecorriente. +unue la mayoría de las
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computadoras establecer su propia protección interna, el fusible proporciona una capa adicional de protección. Si hay m"s de H55 m+ se aplica al puerto BS, el fusible se romper" autom"ticamente la cone6ión hasta ue la corta o se elimina la sobrecarga.
Caracter0'tica' f0'ica' ?a longitud m"6ima y la anchura del !$ ?eonardo son de <,I y <,3 pulgadas, respectivamente, con el conector BS y conector de alimentación ue se e6tiende m"s all" de la dimensión anterior. $uatro orificios de los tornillos permiten la junta ue se une a una superficie o caja. >enga en cuenta ue la distancia entre los pines digitales I y 4 es de 3F5 mil #5,3F N%, no un incluso múltiple de la separación de 355 milésimas de pulgada de los otros pasadores. <
2 https://www.arui!o.cc https://www.arui!o.cc/e!/"ai!/#rui!o$oar% /e!/"ai!/#rui!o$oar%eo!aro eo!aro 26
"UETO "UETOOT: OT:22 El bluetoot;< propiamente dicho, es un 'i'te3a de tran'3i'i(n de dato' entre di'/o'itio' a corta di'tancia 9ue no nece'ita de cable', ya ue la transferencia se hace de manerainal53brica. ?a banda de transmisión transmisión de dato datos s en las las ue se mueve mueve es la ue ue va entre entre los $<, a $<,= +:> de a3/lio con posi posibi billidad idad de trans ransmi miti tirr hast hasta a !?@@ salt saltos osCs Cs.. con con un tota totall e'/ectro, con de Bfrecuencias con intervalos de !#;>. ni c i óndebl uet oot hdeunamaner at éc ni c a,l o Esto es lo ue viene a ser la defi quet r aduc i endoali di omadel ac al l e,podr í amosdec i rquee lbl ue t oot he s i c a.Dat os ,v í deo,i mágenes uns i s t e madee ma nv i a ryr e ci bi ra r c hi v os,mús oi nc l us ov ozs i nnec es i daddec abl esyaunac or t adi s t anc i a. Ademá más a t r av és de l a conex i ónbl emo mos conect ar nos de uet oot h,podr ma ne r ai n al á mb mb r i c aao t r od i s p os i t i v op ar acomp mpar t i rl a conexi ón de . I nt er net
uet oot h El nomb mbr edebl t i eneunor i gen ocedenci anór di ca,c r eydeNor uegay depr onc r et ament edel Di nama mar ca a l dBl å t a nd,c l l a ma ma doHar uy at r aduc c i ónl i t er al al i ngl éss er í al a
deHar ol dBl uet oot h. 27
Es t enobl eper s onaj ef uec onoc i dopors erunbuení s i moc omuni c ador ,el c ual hi z ol agr anges t adeuni rl a sdi f e r e nt e st r i busnor uega s,s ue ca sy danesas.
Pr i nci pi osdelbl uet oot h Lapr i mer aempr es aquec r eóunequi podet r abaj opar ai n v es t i gars obr e i csson,queal s i s t emasdec omuni c ac i ónent r edi s pos i t i v os ,f ueEr l áporel
año1994 c omenz ól ai n v es t i gac i óndeunanuevai nt er f azdebaj oconsumoy c os t e ,de st i na daale nv í oyr e ce pc i óndeda t osent r et e l é f onosmó móv i l e sy ot r osdi sposi t i v os. SI G deBl uet oot h( Nof u eh as t ael a ño1999,c uandos ec r eoel Spec i al
el c ual c ons i s t í aenl auni óndedi f er ent esempr es as ,ent r e I nt er es tGr oup) , i csson,I nt el ,Noki a, l a sc ua l e ss een c on t r a ba ne nu np r i me rmo me me nt oEr Toshi baeI BM.A e s t ase mpr mp es asf undador asd el gr upo,t ansol ounos
me s esde s pué ss el eu ni e r ó no t r a se mpr mp e s asdel at e c nol o gí at a n i mp or t a nt e sc omoMi . cr osof t ,3COM,Mot or ol ayLucent
28
Di f er ent esver si onesdebl uet oot h
Bl ue t oot hv1. 0yv1. 0B v1. 0yv1. 0B, Lospr i mer osemi s or esr ec ept or esdebl uet oot h,f uer onel l os er onmuchí si mospr obl ema masa c ual esy aes t ánpr ác t i c ament eobs ol e t os ,ydi l osf a br i c ant e sdet el é f onospa r al ai nt e r a ct uac i óne nt r edi s pos i t i v osde di f er ent escompañí as,as i mi s mo,t mo ení anel gr andef ec t oqueenc ada
t r ans mi mi s i óndedat osseenv i abanues t r adi r ec ci ónpr i v adadedi s pos i t i v o bl uet oot h,per di endoas íel anoni mat oquenospudi es ebr i ndares t et i pode c one xi óni nal ámbr i c a.
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Cor r egi doser r or esdel asv er s i onesant er i or es .
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Añadi dal af unc i óndedet ec ci óndeot r osdi s pos i t i v osbl uet oot henel r adi odeac t uac i ón.
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Not abl esme mej or asenl ac al i daddel audi o.
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Ho s tCont r ol l erI n t e r f a c e( HCI )
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Nu ev op r o t o co l oe s t á nda rI EEE802. 15. 12005.
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Añadi doc ont r ol defl uj oymo modosder e t r ans mi mi s i ón L2CAP.
Bl uet oot hv2. 0+EDR Lamej or ai mpl ement adaenes t anuev av e r s i ón,hac er ef er enc i aal aopc i ón del pr opi of abr i c ant edel di s pos i t i v odei nc or por arl aEDR “ EnhancedDat a o es t onov i eneas i gni fi carquet odosl osdi s pos i t i v os2. vengancon Rat e” ,
e s t es i s t e mad ma et r an s mi mi s i ó nd ed at o sama y orv e l o c i d ad ,y aqu ec o moo mo sh e c o me me nt a doe sd ec ar a c t e ro pc i on al . Mb/ s.a Sut r a ns f er e nc i amá má x i madeda t ose sde3Mb un qu es ut a s ar e al má x i ma 1Mb Mb/ s.es i bi l i da dc onl ave r s i ón s eal ade2. t áv er s i ónmant i enel acompat ant er i ordel ai nt er f azbl uet oot h.
Bl uet oot hv2. 1+EDR emp mpr e Lasme mej or asdees t anue v av e r s i ón,s onmej or ass us t anc i al essi mi r andohaci al asegur i daddenuest r osdat os,a s íd ee s t ama ne r as eha 30
SSP) a ña di d oSe c u r eSi mpl ePai r i ng( ,l oqueper mi t eunmej orfi l t r adode
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Bl uet oot hv3. 0+HS i lde20 09,ys Es t enue vomodel odel ai nt er f az ,f uel anz adoenabr uma ma y o r aument odel avel oci daddet r ansmi mi si óndedat oshast al os l ogr oesel
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Bl uet oot hv4. 0 anzadaenelaño2010, Es t av er s i ónesl amásr ec i ent edet odas ,yf uel uet oot hcl asi ca c í a c ombi nal at ec nol ogí abl onl ac one xi óni nal ámbr i c av wi fi,par adot aral osdi s pos i t i v osenl osquev i eneni ns t al adosdeuna
v e l o c i d add ee mi mi s i ó nyt r a ns f e r e nc i ad ed at o sden ad amá syna dame no s Mb/ s. quede32Mb . uet oot h Es t anuev ai nt er f azdebl v i enei nc l ui daenl osmá más t phones avanzadosSmar ydi s pos i t i v ost ec nol ógi c osdeúl t i magener ac i ón.
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Vel oci daddet r ansmi mi si óndedat osydi st anci ade t r abaj o
Enunpr i nc i pi o,l av el oc i daddet r ans mi mi s i óndedat osdees t osdi s pos i t i v os s. i nal ámbr i c osnos uper abal os720Kb/ ,muyl ej anosdel aac t ual r eal i dad, t agener aci ón,s y aquel osul t i mosdi s pos i t i v osdel acuar opor t an Mb/ s. v el oc i dadesdet r ans mi mi s i óndehas t a24Mb ez Ladi s t anc i adet r abaj odees t osdi s pos i t i v oscomenz óent or noal osdi met r oscomo momá máxi mo, aunqueal i gual queenl av el oc i daddet r ans f er enc i a, met r os es t adi s t anc i as ehaaument adohas t al os100me dedi s t anc i ac onl os
quet r abaj anl osac t ual esymá másnov edos osdi s pos i t i v osdecuarta gener aci ón.
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Component esdeldi sposi t i vobl uet oot h
uet oot h Losc omponent espr i nc i pal esdel osdi s pos i t i v osbl v i enenas erdos , di sposi t i v oder adi o,el e nu np r i me rl ug arn osen c ont r amo sc o ne l c ual esel
enc ar gadodet r ans mi mi t i rymo modul arl as eñal . Poro t r apar t enosenc ont r amosc onl aUni dadCent r al dePr o c es a mi mi e nt o oc es adordese ña l e sdi gi t a l e s oCPU,l ac ual i nt egr aunpr yel pr opi o
pr ot oc ol odeac t uac i óndel di s pos i t i v oanfi t r i ón.
Elbl uet oot henl osdi sposi t i v osact ual es bl ue t oot h El us odel s ehae x t endi dot ant oys ehahec hot anpopul ar ,que
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e l é f onosmóv i l e s, Enunpr i nc i pi os uus os ehi z omuypopul argr ac i asal ost
y aquemedi ant ees t ac one x i óni nal ámbr i c a,podí amosc ompar t i rar c hi v os c onunagr anf ac i l i dadyc omodi dad. Enl aac t ual i dadyc omohedi c hoant er i or ment e,l opodemosenc ont r aren t el éf onosmóv i l es ,i mpr es or as ,di s pos i t i v osmanosl i br es ,r el oj es , r epr oduc t or esmp mp3,aur i c ul ar es ,r out er s ,t el ev i s or es ,aut omóv i l es , r ef r i ger ador es ,or denador espor t át i l esydes obr emes a,na v eg ador esGPS,y 3 as íunae xt ens aei nac ababl el i s t adepr oduc t os .
3 http://culturacio!.com/too&lo&'ue&!ecesitas&saber http://culturacio!.com/too&lo&'ue&!ecesitas&saber&sobre&el&bluetooth/ &sobre&el&bluetooth/ 34
PANE" SO"AR2 ?os paneles solares son sin duda uno de los mejores inventos modernos, adem"s de ser, probablemente, el invento ue m"s contribuye a la ecología. ?os paneles solares son módulos ue usan la energía ue proviene de la radiación solar, y hay de varios tipos, como los de uso doméstico ue producen agua caliente o los paneles solares fotovoltaicos ue producen electricidad. ?os paneles solares fotovoltaicos se componen de celdas ue convierten la luz en electricidad. (ichas celdas se aprovechan del efecto fotovoltaico, mediante el cual la energía luminosa produce cargas positivas y negativas en dos semiconductos pró6imos de distinto tipo, por lo ue se produce un campo eléctrico con la capacidad de generar corriente. ?os paneles solares fotovoltaicos también pueden ser usados en vehículos solares. El par"metro estandarizado para clasificar su potencia se denomina potencia pico, y se corresponde con la potencia m"6ima ue el módulo puede entregar bajo unas condiciones estandarizadas, ue son0 radiación de 3555 )CmT temperatura de célula de
?os paneles fotovoltaicos se dividen en0 $ristalinas *ono cristalinas0 se componen de secciones de un único cristal de silicio #Si% #reconocibles por su forma circular u octogonal, donde los = lados cortos, si se puede apreciar en la imagen, se aprecia ue son curvos, debido a ue es una célula circular recortada%. !oli cristalinas0 cuando est"n formadas por peue-as partículas cristalizadas. +morfas0 cuando el silicio no se ha cristalizado. Su efectividad es mayor cuanto mayores son los cristales, pero también su peso, grosor y coste. El rendimiento de las primeras puede alcanzar el <5V mientras ue el de las últimas puede no llegar al 35V, sin embargo su coste y peso es muy inferior. El coste de los paneles fotovoltaicos se ha reducido de forma constante desde ue se fabricaron las primeras células solares comerciales y su coste medio de generación eléctrica ya es competitivo con las fuentes de energía convencionales en un creciente número de regiones geogr"ficas, alcanzando la paridad de red.
35
Panele' 'olare' /ara 'eali>aci(n en carretera'. c arretera'. El término fotovoltaico proviene del griego WXY0phos, ue significa Zluz[ y voltaico, ue proviene del campo de la electricidad, en honor al físico italiano +lejandro 7olta, #ue también proporciona el término voltio a la unidad de medida de la diferencia de potencial en el Sistema 'nternacional de medidas%. El término fotovoltaico se comenzó a usar en 'nglaterra desde el a-o 34=O.
El efecto fotovoltaico fue reconocido por primera vez en 34GO por el físico francés ecuerel, pero la primera célula solar no se construyó hasta 344G. Su autor fue $harles Mritts, uien recubrió una muestra de selenio semiconductor con un pan de oro para formar el empalme. Este primitivo dispositivo presentaba una eficiencia de sólo un 3V. En 3O5H +lbert Einstein dio la e6plicación teórica del efecto fotoeléctrico. ussell @hl patentó la célula solar moderna en el a-o 3O=F, aunue Sven +son erglund había patentado, con anterioridad, un método ue trataba de incrementar la capacidad de las células fotosensibles.
Princi/io de funciona3iento !rincipios teóricos de funcionamiento. E6plicación E 6plicación simplificada. +lgunos de los fotones, ue provienen de la radiación solar, impactan sobre la primera superficie del panel, penetrando en este y siendo absorbidos por materiales semiconductores, tales como el silicio o el arseniuro de galio. ?os electrones, subpartículas atómicas ue forman parte del e6terior de los "tomos, y ue se alojan en orbitales de energía cuantizada, son golpeados por los fotones #interaccionan% liber"ndose de los "tomos a los ue estaban originalmente confinados. Esto les permite, posteriormente, circular a través del material y producir electricidad. ?as cargas positivas complementarias ue se crean en los "tomos ue pierden los electrones, #parecidas a burbujas de carga positiva% se denominan huecos y fluyen en el sentido opuesto al de los electrones, en el panel solar. Se ha de comentar ue, así como el flujo de electrones corresponde a cargas reales, es decir, cargas ue est"n asociadas a desplazamiento real de masa, los huecos, en realidad, son cargas ue se pueden considerar virtuales puesto ue no implican desplazamiento de masa real.
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epresentación de la diferencia de potencial, o voltaje de corriente con respecto al tiempo en corriente continua Bn conjunto de paneles solares transforman la energía solar #energía en forma de radiación y ue depende de la frecuencia de los fotones% en una determinada cantidad de corriente continua, también denominada ($ #acrónimo del inglés (irect $urrent y ue corresponde a un tipo de corriente eléctrica ue se describe como un movimiento de cargas en una dirección y un sólo sentido, a través de un circuito. ?os electrones se mueven de los potenciales m"s bajos a los m"s altos%.
O/cional3ente2 ?a corriente continua se lleva a un circuito electrónico conversor #inversor% ue transforma la corriente continua encorriente alterna, #+$% #tipo de corriente disponible en el suministro eléctrico de cualuier hogar% de 3<5 o <=5 voltios. ?a potencia de +$ entra en el panel eléctrico de la casa. ?a electricidad generada se distribuye, casi siempre, a la línea de distribución de los dispositivos de iluminación de la casa, ya ue estos no consumen e6cesiva energía, y son los adecuados para ue funcionen correctamente con la corriente generada por el panel. ?a electricidad ue no se usa se puede enrutar y usar en otras instalaciones.
+eneraci(n de corriente en una /laca conencional E'9ue3a elctrico. ?os módulos fotovoltaicos funcionan, como se ha dejado entrever en el anterior apartado, por el efecto fotoeléctrico. $ada célula fotovoltaica est" compuesta de, al menos, dos delgadas l"minas de silicio. Bna dopada con elementos con menos electrones de valencia ue el silicio, denominada ! y otra con elementos con m"s electrones ue los "tomos de silicio, denominada 9.
+uellos fotones procedentes de la fuente luminosa, ue presentan energía adecuada, inciden sobre la superficie de la capa !, y al interactuar con el material liberan electrones de los "tomos de silicio los cuales, en movimiento, atraviesan la capa de semiconductor, pero no pueden volver. ?a capa 9 aduiere una diferencia de potencial respecto a la !. Si se conectan unos conductores eléctricos a ambas 37
capas y estos, a su vez, se unen a un dispositivo o elemento eléctrico consumidor de energía ue, usualmente y de forma genérica se denomina carga, se iniciar" una corriente eléctrica continua. Este tipo de paneles producen electricidad en corriente continua y aunue su efectividad depende tanto de su orientación hacia el sol como de su inclinación con respecto a la horizontal, se suelen montar instalaciones de paneles con orientación e inclinación fija, por ahorros en mantenimiento. >anto >anto la inclinación como la orientación, al sur, se fija dependiendo de la latitud y tratando de optimizarla al m"6imo usando las recomendaciones de la norma 'S@ correspondiente. ?a célula solar m"s usual est" fabricada en silicio y configurada como un gran "rea de unión pn. Bna simplificación de este tipo de placas puede considerarse como una capa de silicio de tipo n directamente en contacto con una capa de silicio de tipo p. En la pr"ctica, las uniones pn de las células solares, no est"n hechas de la manera anterior, m"s bien, se elaboran por difusión de un tipo de dopante en una de las caras de una oblea de tipo p, o viceversa. Si la pieza de silicio de tipo p es ubicada en íntimo contacto con una pieza de silicio de tipo n, tiene lugar la difusión de electrones de la región con altas concentraciones de electrones #la cara de tipo n de la unión% hacia la región de bajas concentraciones de electrones #cara tipo p de la unión%. $uando los electrones se difunden a través de la unión pn, se recombinan con los huecos de la cara de tipo p. Sin embargo, la difusión de los portadores no continua indefinidamente. Esta separación de cargas, ue la propia difusión crea, genera un campo eléctrico provocado por el deseuilibrio de las cargas parando, inmediatamente, el flujo posterior de m"s cargas a través de la unión. El campo eléctrico establecido a través de la creación de la unión pn crea un diodo ue permite el flujo de corriente en un solo sentido a través de dicha unión. ?os electrones pueden pasar del lado de tipo n hacia el interior del lado p, y los huecos pueden pasar del lado de tipo p hacia el lado de tipo n. Esta región donde los electrones se han difundido en la unión se llama región de agotamiento porue no contiene nada m"s ue algunos portadores de carga móviles. Es también conocida como la región de espacio de cargas.
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%actore' de eficiencia de una clula 'olar Punto de 35i3a /otencia Bna placa o célula solar puede operar en un amplio rango de voltajes e intensidades de corriente. Esto puede lograrse variando la resistencia de la carga, en el circuito eléctrico, por una parte, y por la otra variando la impedancia de la célula desde el valor cero #valor de cortocircuito% a valores muy altos #circuito abierto% y se puede determinar el punto de potencia m"6ima teórica, es decir, el punto ue ma6imiza 7 y tiempo frente a ', o lo ue es lo mismo, la carga para la cual la célula puede entregar la m"6ima potencia eléctrica para un determinado nivel de radiación. El punto de potencia m"6ima de un dispositivo fotovoltaico varía con la iluminación incidente. !ara sistemas bastante grandes se puede justificar un incremento en el precio con la inclusión de dispositivos ue midan la potencia instant"nea por medida continua del voltaje y la intensidad de corriente #y de ahí la potencia transferida%, y usar esta información para ajustar, de manera din"mica, y en tiempo real, la carga para ue se transfiera, siempre, la m"6ima potencia posible, a pesar de las variaciones de luz, ue se produzcan durante el día.
Eficiencia en la coner'i(n de energ0a e nerg0a ?a eficiencia de una célula solar #, NetaN%, es el porcentaje de potencia convertida en energía eléctrica de la luz solar total absorbida por un panel, cuando una célula solar est" conectada a un circuito eléctrico. Este término se calcula usando la relación del punto de potencia m"6ima, !m, dividido entre la luz ue llega a la celda irradiancia #E, en )CmT%, bajo condiciones est"ndar #S>$% y el "rea superficial de la célula solar #+c en mT%. ?a S>$ especifica una temperatura de
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%actor de llenado @tro término para definir la eficacia de una célula solar es el factor de llenado o fill factor #MM%, ue se define como la relación entre el m"6imo punto de potencia dividido entre el voltaje en circuito abierto #7oc% y la corriente en cortocircuito 'sc0
TONC >emperatura >emperatura de @peración 9ominal de la $élula, definida como la temperatura ue alcanzan las células solares cuando se somete al módulo a una irradiancia de 455 )Cm< con distribución espectral +* 3,H A, la temperatura ambiente es de <5 U$ y la velocidad del viento de 3 mCs.
Potencia 4 co'te' En un día soleado, el Sol irradia alrededor de 3 L)Cm< a la superficie de la >ierra. $onsiderando ue los paneles fotovoltaicos actuales tienen una eficiencia típica entre el 3) #teravatio% en total. El consumo de energía actual de la población terrestre est" cercano a 3<3G >) en cualuier momento dado #incluyendo derivados del petróleo, carbón, energía nuclear e hidroeléctrica%.
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%abricaci(n de /anele' conencionale' Aeneralmente se elaboran de silicio, el elemento ue es el principal componente de la sílice, el material de la arena. +ctualmente, la producción mundial de células fotovoltaicas fotovoltaicas se concentra en apón #=4V%, Europa #
U'o' de la' celda' fotooltaica' 'olare' (eben su aparición a la industria aeroespacial, y se han convertido en el medio m"s fiable de suministrar energía eléctrica a un satélite o a una sonda en las órbitas interiores del Sistema Solar. Esto es gracias a la mayor irradiación solar sin el impedimento de la atmósfera y a su bajo peso. En tierra, son la fuente solar m"s popular en instalaciones peue-as o en edificios, frente al método de campos de espejos heliostatos empleados en las grandes centrales solares. unto con una pila au6iliar, se usa habitualmente en ciertas aplicaciones de poco consumo como boyas o aparatos en territorios remotos, o simplemente cuando la cone6ión a una central de energía sea impracticable. Su utilización a gran escala se ve restringida por su alto coste, tanto de compra como de instalación. 8asta ahora, los paneles fotovoltaicos ocupan una peue-a porción de la producción mundial de energía. E6perimentalmente han sido usados para dar energía a automóviles, por ejemplo en el )orld solar challenge a través de +ustralia. *uchos yates y vehículos terrestres los usan para cargar sus baterías lejos de la red eléctrica. !rogramas de incentivo a gran escala, ofreciendo recompensas financieras como la posibilidad de vender el e6ceso de electricidad a la red pública, han acelerado en gran medida el avance de las instalaciones de celdas fotovoltaicas solares en Espa-a, +lemania, apón, Estados Bnidos y otros países. ?a e6periencia en producción e instalación, los avances tecnológicos ue aumentan la eficiencia de las celdas solares, las economías de escala en un mercado ue crece un =5V anualmente, unido a las subidas en los precios de los combustibles fósiles, hacen ue las se empiece a contemplar la fotovoltaica para producción eléctrica de base, en centrales conectadas a red.
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!aneles solares formados con módulos fotovoltaicos, E6po <55H +ichi apan, apón.
"i'ta de a/licacione' donde 'e u'an /anele' fotooltaico'2 $entrales conectadas a red. Sistemas de autoconsumo fotovoltaico. Estaciones repetidoras de microondas y de radio, incluyendo acceso a internet mediante )ima6. Electrificación de pueblos en "reas remotas #electrificación rural%. 'nstalaciones médicas en "reas rurales. $orriente eléctrica para casas de campo. Sistemas de comunicaciones de emergencia. Sistemas de vigilancia de datos ambientales y de calidad del agua. Maros, boyas y balizas de navegación marítima. ombeo para sistemas de riego, agua potable en "reas rurales y abrevaderos para el ganado. alizamiento para protección aeron"utica. Sistemas de protección catódica. Sistemas de desalinización. 7ehículos de recreo propulsados por electricidad solar captada en movimiento. Se-alización ferroviaria. Sistemas para cargar los acumuladores de barcos. Muente de energía para naves espaciales. !ostes S@S #>eléfonos #>eléfonos de emergencia de carretera%. !aruímetros. ecarga de bicicletas, scooters y otros vehículos eléctricos.
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Sin duda ue aún ueda mucho por avanzar en la tecnología de los paneles solares, especialmente en materia de eficiencia, pero esta energía es considerada una de las fuentes energéticas m"s limpias e6istentes hoy día, y cada vez se hace m"s competitiva frente a otros tipos de energías, lo ue augura un gran desarrollo en la industria de paneles solares en el futuro. =
4 http://pa!eles&(otovoltaicos.b http://pa!eles&(otovoltaicos.blo)spot.com/ lo)spot.com/ 43
Puente h El puente 8 o puente en 8 es un circuito electrónico ue permite a un motor eléctrico ($ girar en ambos sentidos, avanzar y retroceder. ?os puentes 8 ya vienen hechos en algunos circuitos integrados, pero también se pueden construir a partir de componentes discretos. Bn puente 8 se construye con = interruptores #mec"nicos o mediante transistores%. $u"ndos los interruptores S3 y S= est"n cerrados #S< y SG abiertos % se aplica una tensión positiva en el motor, haciéndolo girar en un sentido. +briendo los interruptores S3 y S= #cerrando S< y SG%, el voltaje se invierte, permitiendo el giro en sentido inverso del motor.
Bn puente 8 se usa para invertir el giro de un motor, pero también se puede usar para frenarlo de manera brusca, al hacer un corto entre las bornas del motor, o incluso puede usarse para permitir ue el motor frene bajo su propia inercia, cuando desconectamos el motor de la fuente ue lo alimenta. "sicamente se puede hacer esto tomando en cuenta las Sn
44
?a forma m"s común de hacer un puente 8 es usando interruptores de estado sólido #son llamados transistores%, puesto ue sus tiempos de vida y frecuencias de conmutación son mucho m"s altas. En convertidores de potencia es impensable usar interruptores mec"nicos, dado sus especificaciones tan embonarles a los reuerimientos.
+dem"s los interruptores se acompa-an de diodos ue permitan a las corrientes circular en sentido inverso al previsto cada vez ue se conmute la tensión puesto ue el motor est" compuesto por bobinados ue durante varios períodos de tiempo se opondr"n a ue la corriente varié.
+hora vemos un puente 8 creado comúnmente.
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¿Qué se necesita?
•
2 tra!sistores 2*2222 'ue so! los 'ue co!mutara! las salias.
•
4 tra!sistores +,-31 los cuales actuara! como i!terruptores.
•
4 ioos recticaores para crear u! pue!te e ioos a ma!era 'ue limpie! la seal a!al)ica y se puea usar el motor e corrie!te irecta.
Relativamente Relativa mente es muy sencillo y los 2N2222 son los que ayudan como puentes para ver si se avanza o se retrocede.
+hora, como se mencionó m"s arriba. El uso de transistores y del puente rectificador es necesario en sistemas ue reuieren manejar voltajes altos y movimientos precisos, pero como en mi caso estoy usando un m"6imo de H7 con 46
<55 miliamperes y a falta de transistores utilizaré una implementación &annabe pero efectiva del puente 8.
!ara ello utilizaré0 •
2 circuitos i!te)raos *555 para aprovechar sus ipops como tra!sistores
•
2 push o (ue!tes para crear i!terrupcio!es
•
2 ioos recti recticaores caores 1*4004
•
2 capacitores e .1 microaraios
•
2 resistores e 220 omhs
•
#l)o e cable
El diagrama de conexiones seria algo así:
9ormalmente se usan resistencias pullup si el disparador ser" con negativo o pulldo&n si el disparador ser" con positivo. Esto para ue mande las se-ales de voltaje correcto, pero como el voltaje y amperaje ue utilizaré son mínimos, pues me di el lujo de utilizar resistores NnormalesN.
+mbas salidas del motor de corriente directa van a un HHH y el motor motor esta compartiendo se-al mediante los diodos rectificadores, para regular ue el voltaje sea similar en ambos lados, obviamente no al mismo tiempo.
47
!or ultimo puedo decir ue al utilizar este tipo de puente 8 #si es ue se le puede llamar asi % también se pueden usar las = variaciones. +vanza, frena por inercia, frena bruscamente, retrocede.
Bna vez armado nos uedaría m"s o menos de esta forma0
Solo faltaría conectar el motor a las terminales de ambos lados para ue funcione. K así es como se ensambla un puente 8 improvisado para motores típicamente llamados N de juguete N ue no son m"s ue motores de corriente directa. 5
5 http://bluti!te)rao.b http://bluti!te)rao.blo)spot.com.co/201 lo)spot.com.co/2012/05/pue!te&h.html 2/05/pue!te&h.html 48
Módulo bluetooth hc-06. El 3(dulo luetoot; :CF@? es un dispositivo muy f"cil de obtener, económico y sencillo de utilizar. En este artículo veremos su implementación y uso dentro de una sencilla aplicación para Android. En esta primera entrega aprenderemos a conectar y poner en funcionamiento este popular y eficaz 3(dulo luetoot; :CF
@?. 1>ienes uno y no lo has hecho funcionar aún2 Este artículo es para ti. $on dimensiones tan peue-as como un conector BS, el 3(dulo luetoot;
:CF@? es una de las piezas de mercado m"s económicas ue puedas encontrar dedicadas a este tipo de conectividad. ?a mayoría de los acio!aos a los
e!laces i!almbricos de datos, encuentran en este peue-o dispositivo todo lo necesario para resolver sus cone6iones "wireless" y a un costo ue no alcanza a la uinta parte de lo ue hay ue pagar por otros dispositivos de las mismas características #menos de F Euros en (ealE6treme%. (urante los ensayos realizados, el módulo ha demostrado tener un solo punto débil0 la escasa #y confusa% información ue e6iste sobre él en la &eb. Su parecido #podríamos decir su igualdad% en el aspecto físico con los 3(dulo' :CF@)G@,G@1 hacen ue muchos usuarios terminen frustrados por no poder utilizar el :CF@? ya ue las cone6iones cambian de un modelo a otro y el usuario termina, muchas veces, 49
teniendo e6periencias de fracaso y la sensación de haber gastado dinero inútilmente. Sin embargo, al final de este artículo, podr"s lograr hacer las primeras e6periencias con el 3(dulo :CF@?. @bserva0
"ulo $luetooth &06 #!roi Bna de las ventajas principales ventajas del 3(dulo :CF@?, adem"s de su peue-o tama-o y sus buenas características de transmisión y recepción ue le brindan un alcance muy amplio #por tratarse de un sistema local luetoot;%, es el ba-o con'u3o de corriente ue posee tanto en funcionamiento, como en
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modo de espera, es decir, alimentado con energía, pero sin cone6ión o enlace a otro dispositivo, por ejemplo, un móvil con S@ Android. @tra característica interesante de este módulo es ue una vez ue ha realizado un enlace con otro dispositivo es capaz de recordarlo en su memoria y no solicita validación alguna #Z1234[ por defecto%, pero si se activa el pin
alcalinas AA, demostrando características e6cepcionales en aplicaciones médicas, o para actividades recreativas donde la fuente energética debe ser liviana y port"til.
?o ue hoy te acercamos, es la cl"sica aplicación inicial ue te permitir" comenzar a trabajar en pocos minutos con este 3(dulo luetoot; :CF@?. Bna aplicación para Android, un microcontrolador !'$ !=%$1H$@, un LED, un par
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de pulsadores y muchos misterios develados sobre este módulo para ue disfrutes de una alternativa económica y eficaz dentro de las comunicaciones luetoot;. El circuito utilizado es un cl"sico para muchos de ustedes y llevar" unos pocos minutos de armado sobre un /rotoboard con el objeto de realizar este primer ensayo de uso. ?o primero ue haremos es soldarle al 3(dulo :CF@? algunos terminales finos en las cone6iones de alimentación, de entrada y salida de datos, y si lo deseamos, en el terminal de RESET y de salida del "ED indicador de estado. Este "ED, sin dudas ser" muy útil en los primeros ensayos para demostrar el momento efectivo del enlace con cualuier dispositivo móvil. Es decir, para observar las primeras Zseñales
de vida[
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6 http://www.!eoteo.com/moulo&blueto http://www.!eoteo.com/moulo&bluetooth&hc&06&a!roi oth&hc&06&a!roi 52
del :CF@?.
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?. CONC"USI*N Este proyecto permitir" utilizar tecnología novedosa la cual ya est" al alcance de cualuier persona, y manipulada de forma segura puede convertirse en aliada para los uehaceres de la vida diaria. ?os móviles de cualuier tipo pueden medi mediant ante e progr program amas as o apli aplica caci cion ones es conec conecta tars rse e de forma forma remo remota ta con con otros otros dispositivos. @tro beneficio es el uso de energía alternativa como la solar, la cual es inagotable, limp limpia ia y al alcan alcance ce de todos todos,, neces necesari ario o y efic eficie ient nte e para para produ produci cirr o gene genera ra mecanismos. +dem"s se trabajó con electrónica para poder ampliar en el campo de estudio de la materia programada. Se abre abre o e6pa e6pand nde e un nuevo nuevo camp campo o de uso uso y util utiliz izac ació ión n de tecn tecnol olog ogía ía de comunicación inal"mbrica accesada de forma f"cil.
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