miércoles, 30 de enero de 2008

Micrófono electret

El llamado micrófono de condensador electret o, simplemente, electret, es una variante del micrófono de condensador que utiliza un electrodo de fluorcarbonato, o policarbonato de flúor, en forma de lamina de plástico que al estar polarizado no necesita alimentación. Que las placas estén polarizadas significa que están cargadas a perpetuidad desde el mismo momento de su fabricación. Se polarizan una sola vez y esta polarización puede durar muchos años.

En el mercado existen muchos modelos.

martes, 29 de enero de 2008

Sensores de temperatura

Esquema de conectores del sensor de temperatura LM335.

El sensor LM 335 puede trabajar entre -40 y 100 ºC y se vende a un precio de 1,24 € en Micropik.

Circuitos de detección con sensores LM 335.

A 25 ºC de temperatura el voltaje de la salida es de 2,98 voltios, aumentando, o disminuyendo, en 10 milivoltios por cada ºC de diferencia.

El sensor de temperatura DS18B20 de Dallas Semiconductor proporciona una señal digital de 12 bits. Se puede utilizar desde - 55 ºC hasta 125 ºC y se vende a un precio de 7,89 € en Micropik.

Disposición de las patillas del sensor DS18B20.

La señal del sensor DS18B20 se puede introducir en una de las entradas con convertidor analógico digital del microcontrolador PICAXE-08M (ADC 1, ADC 2 y ADC 4).

lunes, 28 de enero de 2008

Máquinas de dibujar

Este extraño mecanismo dibuja lineas rectas verticales. En la página rusa math encontramos infinidad de ellas y de otros mecanismos que describen trayectorias determinadas.

Fotografías de aviones

Trabajadoras de la Douglas Aircraft Company montando el fuselaje de un bombardero B-17 en octubre de 1942. Encontrado entre las fotografías de la Librería del Congreso de los Estados Unidos alojadas en Flickr.

Motor Hispano-Suiza encontrado en Airpower-Callihan.

Avión alemán Taube encontrado en Rosebud's.

Breguet XIX encontrado en Aircraft Art.

Anuncio de aceite lubricante Mobiloil

En el Nº 119 de la revista francesa “La Science et la Vie“, correspondiente a mayo de 1927 se publicó este anuncio de los lubricantes para motores de combustión interna “Mobiloil“.

En él se relata que el Comandante Dagnaux acaba de hacer un viaje, a bordo de un Breguet 19, equipado con un motor Renault de 500 CV de serie, desde París hasta Madagascar y utilizando aceite lubricante Mobiloil.

Al parecer, también se utilizó este lubricante en la Primera Travesía del Sáhara en autoorugas, en la Vuelta al Mundo de los aviadores americanos, en la travesía de Byrd por encima del Polo Norte y en el viaje Bruselas - Congo del Lugarteniente Thieffry.

En una parte del anuncio se puede ver un supuesto telegrama enviado por el piloto a la compañía fabricante del aceite lubricante.

Hasta aquí llega el contenido del anuncio. A continuación se puede ver una fotografía de un motor Renault V-12 conservado en un museo norteamericano.

Motor Renault V-12.

En 1926 los aviadores españoles, Cipriano Rodríguez y Carlos Haya, ya conocidos por sus récords de velocidad, volaron con un Breguet XIX Gran Raid desde Sevilla hasta Bata en una ruta de una longitud total de 4.312 Km. El viaje contaba con obstáculos naturales adicionales, como la cordillera del Atlas y el desierto, lugar que tendrían que sobrevolar llevando una navegación a la estima por estar el cielo cubierto.

El 9 de junio de 1932 despegaron de Getafe rumbo a Sevilla, el piloto Collar y el navegante Barberán, para realizar el viaje Madrid - La Habana. El avión fue un Breguet XIX SuperBidón con un motor Hispano de 650 CV especialmente preparados para la ocasión. El avión tenía una envergadura de 18,3 m, una longitud de 10,7 m y el peso con la carga máxima era de 6.320 kg.

Avión Breguet XIX.

Los instrumentos de vuelo con los que contaba el avión eran, entre otros: indicadores del motor, cuenta revoluciones, temperatura, brújulas vertical y horizontal, anemómetro, horizonte artificial, variómetro, altímetro y reloj. Asimismo, el navegante disponía de equipo para la navegación astronómica y un duplicado simplificado de los mandos de vuelo.

Tras un vuelo de 39 horas y 55 minutos aterrizaron en Camagüey y no siguieron hacia La Habana como estaba previsto debido al mal tiempo y a la escasez de combustible.

Autooruga Citroën conservado en un museo.

Fotografía de los autoorugas Citroën que cruzaron el Sáhara en 1924.

domingo, 27 de enero de 2008

Telemetría

La telemetria es un conjunto de procedimientos para medir magnitudes físicas desde una posición distante al lugar donde se producen los fenómenos cuando existen limitaciones de acceso.

Emisor-receptor (Transceptor) de Active Robots. Existen versiones para 400 y 900 MHz, con una potencia de salida de 10 mW. Envía y recibe información facilitada por un puerto serie RS232. Su precio es de 52 libras esterlinas.

Los equipos de telemetría obtienen la información mediante sensores que transforman las magnitudes físicas a medir en señales eléctricas equivalentes, que son enviadas al punto de observación mediante ondas de radio para su recogida y análisis.

Este módulo de Superrobotica es un radio módem miniatura basado en el transceptor de radio S350170 de Easy radio. El radio módem esta especialmente indicado para aplicaciones móviles, incluyendo una pequeña antena helicoidal, un conector de alimentación mediante batería de 9V y un cable con conector de 9 pines para conectarlo directamente al puerto serie de un PC o de cualquier otro dispositivo con puerto RS232. Todo el proceso de la transmisión de datos esta controlada por el procesador interno del módulo Easy Radio, por lo que la transmisión es prácticamente transparente para el usuario. Lo único que hay que tener en cuenta como en la mayoría de las conexiones vía radio, es la longitud del bufer transmisión - recepción que es de 128 caracteres. Características técnicas: Alimentación: 8,3 a 30 V DC. Dimensiones: 53 x 20 mm. Conexión Antena: SMA. Frecuencia: 10 canales entre 433 y 434 Mhz. Alcance: 250 M en condiciones de visibilidad entre antenas. Velocidad: 2.400 a 38.400 Baudios. Se vende a un precio de 66 €.

Una de las principales aplicaciones de la telemetría es la meteorología. Los equipos instalados en sondas y globos meteorológicos permiten obtener medidas de las capas altas de la atmósfera y realizar mapas que ayudan a predecir el clima.Un proceso similar, aunque más sofisticado, es el que realizan los satélites meteorológicos, que obtienen imágenes y medidas tanto de las capas altas de la atmósfera como de la superficie. Las fotografías pueden normales einfrarrojas. En algunas ocasiones se toman imágenes de radar. Las señales de los sensores se envían mediante una emisora de radio a la Tierra.

Módulo transceptor, en versiones para 400 y 900 MHz. Lo distribuye Radio-Modules a un precio de 28 libras esterlinas.

La sonda espacial Mariner II, lanzada por los Estados Unidos en 1962, llevaba a bordo instrumentos capaces de detectar, analizar y transmitir datos sobre la superficie del planeta Venus.

La empresa Shop Pteq (Polygon Technologies) distribuye un transceptor para 868 MHz y con capacidad para comunicarse mediante un puerto serie RS 232. Se vende a un precio de 38 $.

La Unión Soviética construyó una serie de ingenios para la exploración de Venus, destinados a posarse en su superficie, llamados Venera y enviados a partir de 1967. La primera nave en llegar con éxito fue la Venera 7, en 1970, que se posó en una zona conocida como Beta Regio, y realizó análisis con rayos X y fotografías de las rocas circundantes.

La empresa LPRS fabrica el módulo transmisor a 433 MHz, de 10 mW de potencia y 250 metros de alcance. Este módulo tiene un coste de 12 libras esterlinas y lo distribuye la empresa Matrix Electrónica.

La telemetría espacial surgió de la necesidad de transmisión de medidas desde globos sonda y de controlar las pruebas de vuelo y verificación de aviones y cohetes. Se utiliza en los satélites artificiales para la transmisión a la Tierra de las mediciones efectuadas a bordo de los mismos y, en las naves tripuladas, para el control en todo momento de las condiciones del vuelo.

La empresa Arcom fabrica la placa Web Telemetry, un pequeño servidor web con opciones Linux y Windows y conexiones serie, RJ 45, USB y GPS.

Refrigeradores solares de absorción

El sistema de refrigeración por absorción es un medio de producir frío que, al igual que en el sistema de refrigeración por compresión, aprovecha que ciertas sustancias absorben calor al cambiar de estado líquido a gaseoso.

Así como en el sistema de compresión el ciclo se hace mediante un compresor, en el caso de la absorción, el ciclo se basa físicamente en la capacidad que tienen algunas sustancias, como el bromuro de litio, de disolver otra sustancia, tal como el agua, en fase de vapor. Otra posibilidad es emplear el agua como sustancia disolvente y como soluto el amoniaco.

El funcionamiento de cualquier máquina de absorción se basa en tres fenómenos físicos muy simples:

  1. Cuando un líquido se evapora absorbe calor y cuando se condensa cede calor.
  2. La temperatura de ebullición de un líquido varía en función de la presión, es decir, a medida que baja la presión, baja la temperatura de ebullición.
  3. Hay establecidas parejas de productos químicos que tienen cierta afinidad a la hora de disolver el uno al otro.

En el ciclo de absorción, la fuente de energía, que puede ser el agua caliente a una temperatura entre 90ºC y 120ºC entra en el generador, donde a una presión alta el soluto del refrigerante se evapora y pasa al condensador donde se condensa y cede el calor. En la siguiente parte del ciclo el soluto refrigerante pasa por una válvula de expansión y, posteriormente, a una cámara a baja presión, el evaporador, donde se evapora de nuevo a una baja temperatura, para pasar al absorbedor, donde se diluye con el disolvente recuperado del generador. En este momento, la disolución refrigerante vuelve al generador, impulsada por una bomba, en donde el ciclo comienza de nuevo.

En la máquina de absorción, el absorbente químico (LiBr) y un generador térmico reemplazan la función del compresor. La bomba hace circular la disolución refrigerante entre el absorbedor y el generador. Al prescindir del compresor, el consumo eléctrico desciende de manera importante.

El calor necesario para hacer funcionar el “generador“ puede provenir de quemadores de gas o de colectores solares planos. En el mercado hay diversos fabricantes de refrigeradores de absorción, adaptados para utilizar energía solar.

La empresa sueca Climate Well fabrica un aparato combinado, que incorpora un acumulador de calor, que puede proporcionar tanto agua caliente como refrigeración. Sus medidas son de 1,36 m de ancho por 70 Cm de profundidad y 2,15 m de alto. El acumulador de calor por cambio de fase trabaja con una sal, el cloruro de litio (LiCl). Puede acumular 76 Kwh de calefacción ó 60 Kwh de refrigeración. La potencia máxima de refrigeración es de 20 Kw y la de calefacción de 25 Kw. Produce frío con una eficicencia del 68% y calor con una eficiencia del 160%. Al disponer de dos depósitos acumuladores con todos los sistemas duplicados, puede trabajar a la mitad de potencia con el mismo rendimiento.

La fuente de calor ha de tener una temperatura mínima de 50 ºC para que todo el sistema funcione.

La empresa FAGOR ha desarrollado el refrigerador por absorción ROTARTICA, que aplica los principios de la absorción pero en una unidad de generador rotativo, con distintas cámaras al vacío. En el caso del refrigerador de simple efecto, la unidad está rotando a 260 rpm.

El efecto que se consigue con esta rotación es básicamente la mejora de los procesos de transferencia de calor. Gracias a esto, se puede disminuir el tamaño y peso del generador.

La empresa francesa SOLAREF fabrica refrigeradores de absorción que trabajan con colectores solares. Fabrica dos modelos de 70 y 200 litros de capacidad. Estos refrigeradores están diseñados para ser utilizados en paises tropicales, en el continente africano. Se prevé su uso en zonas remotas, tanto para conservar alimentos, como vacunas y medicamentos.

sábado, 26 de enero de 2008

Valor de las resistencias

En Simbología Electrónica hemos encontrado este cuadro de colores para la identificación de los valores de las resistencias utilizadas en los circuitos electrónicos.

Existen herramientas de cálculo de resistencias como la que se puede ver en Paga el pato.

viernes, 25 de enero de 2008

Refrigerador Crosley IcyBall

El australiano Edward Hallstrom diseñó en 1923 un aparato refrigerador basado en la técnica de absorción y que, por tanto, no necesitaba electricidad. La energía la obtenía de un quemador de queroseno que quemaba menos de un cuarto de litro para funcionar durante un día. El refrigerador recibió el nombre de IcyBall y fué fabricado en Estados Unidos por la compañia Powel Crosley entre 1928 y 1938. El IcyBall tuvo mucho éxito en las zonas rurales norteamericanas antes de su electrificación.

Para poner en marcha el IcyBall, primeramente se ha de rellenar con agua fría la “cúpula de vapor“. Después, y tal como indica la Figura 1, se ha de inclinar el conjunto de las dos bolas para que pase toda la disolución de agua y amoniaco a la bola caliente.

Una vez hecho esto, se calienta la bola caliente en un fogón de queroseno, tal como indica la Figura 2. La bola fría se introduce, a su vez, en un balde de agua fría. El fondo de la bola caliente ha de estar separado unos dos centímetros del fogón. Si se utiliza un fogón de gas o de gasolina se ha de tener en cuenta que la llama no ha de sobresalir del espacio ocupado por el fondo de la bola caliente. Durante una hora y media se ha de calentar para que se evapore el amoniaco. A partir de este tiempo se empieza a oir el burbujeo del agua en el interior del tubo de comunicación entre las dos bolas, es el momento de apagar el fuego. El pitido del “silbato“ situado en la “cúpula de vapor“ es la señal definitiva de que este proceso se ha acabado. El amoniaco que se ha evaporado en la bola caliente ha llegado a la bola fría y debido a la presión y a estar rodeado de agua fría se ha condensado.

Cogiendo por el asa de madera, se gira el conjunto de las dos bolas de forma que se introduce la bola caliente en el balde de agua fría, como se indica en la Figura 3. Al enfriarse la bola caliente se produce una depresión que aspira los vapores de amoniaco que se van formando en la bola fría, absorbiendo calor y enfriando el agua que contiene esta bola fría, en un depósito separado. Paulatinamente se ira enfriando la bola fría a lo largo de 5 ó 10 minutos, cubriendose finalmente de escarcha en el exterior de sus paredes.

Posteriormente se echa litro y medio de glicerina en el depósito del “estabilizador“ una vez limpio, para eliminar todo tipo de olor y restos de hielo. A continuación se coloca el conjunto de las dos bolas en el arcón del refrigerador, con la bola fría dentro del “estabilizador“, tal como indica la Figura 5.

Finalmente se pone agua en la “cubitera“ y se introduce en el “tubo congelador“. Gracias al aislamiento de la caja del arcón refrigerador se puede mantener el frío durante todo un día, a una temperatura de 4 ºC.

En este artículo se puede ver el funcionamiento de uno de los primeros refrigeradores de absorción.

jueves, 24 de enero de 2008

Mano biónica

En el Hospital Sant Joan de Deu de Barcelona, el pasado martes 22 de enero, se ha implantado, por vez primera en Europa, una mano biónica de nueva generación. La beneficiaria es Carlota, una niña de 12 años, que a partir de ahora tendrá más fácilidad al utilizar el teclado del ordenador, abrir un refresco o coger con precisión objetos pequeños.

La doctora Marisa Cabrera, coordinadora de la unidad integral de atención al niño amputado y jefa de la Unidad de Ortopedia ha explicado el alcance de la operación llevada a cabo. Carlota nació con una amputación congénita del antebrazo izquierdo y hasta hace tres semanas llevaba una prótesis mioeléctrica que actuaba como una pinza.

La nueva prótesis biónica funciona con un sistema de control intuitivo que recoge las señales eléctricas que generan los músculos del brazo, a través de unos electrodos colocados en la superficie de la piel, y que se procesan para que la mano se mueva.

La mano, que tiene una batería que se carga por las noches para que se puedan mover sus distintos elementos, se coloca en el mismo encaje que ya tenía esta niña con la otra prótesis, lo que ha permitido una adaptación inmediata. Esta mano biónica, que cuesta unos 40 mil euros, ofrece distintos patrones de agarre y permite coger objetos delicados como una taza, o pequeños, como una moneda o un DVD. El dedo pulgar de esta mano biónica, igual que en una mano real, puede rotar en diferentes posiciones para hacer pinza con el índice y coger una llave para abrir una puerta.

La adaptación de Carlota a esta nueva mano ha sido inmediata porque ya utilizaba una prótesis mioeléctrica desde los dos años, y ya conoce muy bien el procedimiento de enviar señales a la mano.

El hospital de Sant Joan de Deu atiende a 118 niños con amputación de algún miembro superior, de los cuales el 75% son congénitos, y a 170 con amputación de miembro inferior, y se estima que entre 12 y 14 niños son candidatos en estos momentos a llevar esta nueva prótesis biónica.

Actualmente, a los niños que nacen con una amputación se les coloca una prótesis estética hasta los dos años, para que empiecen a trabajar en la bimanualidad y a adaptarse al miembro, y a partir de los dos se les coloca una mioeléctrica.

La nueva mano biónica I-Limb, desarrollada por la empresa escocesa Touch Bionics, se presentó en un congreso celebrado el pasado mes de septiembre en Vancouver (Canadá). Las señales mioeléctricas son captadas por los electrodos que se colocan en la superficie de la piel y seguidamente son procesadas para que la mano efectúe diversos patrones de movimiento.

Esquema del funcionamiento de una prótesis mioeléctrica.

Después de una amputación siempre quedan restos de la musculatura original. En caso de contracción, estos músculos emiten una pequeña corriente eléctrica que se detecta en la superficie de la piel por medio de unos electrodos especiales. Conectados a estos electrodos se encuentran unos circuitos electrónicos que permiten, aún con una pequeña contracción del músculo, la conexión y la desconexión de los motores eléctricos de la mano.

miércoles, 23 de enero de 2008

Como funciona una nevera

El frigorífico, o nevera, que tenemos en nuestras cocinas es una máquina frigorífica que actua mediante la compresión de un gas de bajo punto de evaporación. El objeto de esta máquina frigorífica es transportar el calor desde su interior hasta el espacio exterior, con el fin de mantener fríos los alimentos que conservamos dentro.

El frigorífico dispone de un circuito cerrado formado por dos serpentines, un compresor de impulsión, una válvula de expansión y un conjunto de tuberías que unen todos los elementos. Uno de los serpentines se encuentra situado en el interior del frigorífico y le llamamos evaporador y el otro se situa en la parte externa y posterior del frigorífico y le llamamos condensador.

Esquema del funcionamiento de la bomba de calor de un frigorífico.

En su camino hacia el interior del frigorífico, el liquido refrigerante atraviesa la válvula de expansión, y pierde presión, y posteriormente entra en el serpentín interior, es decir en el evaporador, en donde se evapora debido a esa expansión y al calor que recoge de los alimentos situados en el interior de la nevera.

A la salida del evaporador el gas refrigerante se encuentra con el compresor que, a su salida, le proporciona al gas más presión. Con este aumento de presión el gas vuelve otra vez al estado líquido y cede calor a la atmósfera, a través de la superficie de las paredes de los tubos del condensador.

El ciclo se repite continuamente hasta que el termostato dé la orden de parar el motor del compresor, debido a que ya se haya alcanzado la temperatura deseada en el interior del frigorífico.

Dentro de una carcasa de chapa soldada se encuentran encerrados el motor eléctrico que mueve el compresor, el compresor de pistón y el gas regrigerante. De esta forma, el cigüeñal del compresor del gas refrigerante se encuentra en el extremo del eje del motor eléctrico y por ello no es necesario el uso de empaquetaduras para evitar la fuga del gas. El motor del compresor está suspendido en la carcasa mediante muelles, con lo que se reduce la propagación de ruidos y vibraciones. Podemos ver una animación que muestra su funcionamiento en Antartic.

Vista del interior del compresor hermético.

Motor eléctrico del compresor.

Conjunto del compresor.

En Científicos aficionados podemos ver el interior de un compresor hermético de un frigorífico.

Los electrodomésticos, y entre ellos el frigorífico, vienen acompañados por una etiqueta de colores que indica su eficiencia energética. Los valores de esta etiqueta van desde el verde intenso “A+“ hasta el rojo “G“. A la larga merece la pena comprar un modelo que, aunque sea más caro, ahorre energía. Por ejemplo, considerando una vida útil de 10 años, un frigorífico de clase “A“ consumirá 5.105 kwh menos que uno modelo clase “G“ y ahorrará 404 €.

Aquellos frigoríficos a los que se etiqueta con la clase “A+“ consumen un 25% menos respecto a Clase “A“ y un 40% respecto a un producto convencional de Clase “B“.

En Mundogar encontramos diversa información sobre frigoríficos.

Los modelos convencionales disponen de un único compresor para el congelador y el refrigerador. Pueden ser de una puerta, con un congelador de pequeño tamaño en su interior, o de dos puertas, en cuyo caso el congelador dispone de puerta independiente y puede estar tanto en la parte superior como en la inferior.

Los modelos Combi tienen un amplio congelador en la parte inferior, y el frigorífico en la superior. Pero la diferencia fundamental con los convencionales es que cuentan con dos motores independientes, uno para el frigorífico y otro para el congelador. Esto les proporciona un mayor rendimiento y la regulación independiente de temperaturas entre los diferentes compartimentos.

En el frigorífico Americano la puerta del frigorífico y la del congelador están situadas de forma paralela, una al lado de la otra. Suele contar con un mecanismo distribuidor de hielo y cubitos.

La capacidad interna de un frigorífico se mide en litros y se reparte en distinta proporción entre frigorífico y congelador. Para una sola persona bastará con 150 litros, para tres o cuatro se recomiendan 400 ó 500 litros.

El tiempo durante el que se pueden mantener los alimentos congelados viene indicado mediante un código de estrellas. Los aparatos de una estrella, alcanzan una temperatura de -6ºC y mantienen los alimentos congelados durante unas horas, los de dos estrellas llegan a los -12ºC y permiten mantener los congelados hasta tres días, los de tres estrellas tienen una temperatura mínima de -18ºC y los alimentos duran meses y los de 4 estrellas permiten congelar mayores cantidades y hacerlo más rápidamente. En un frigorífico de tres estrellas el congelador se encuentra a una temperatura de -18 °C, el espacio para la carne a 0 °C, el refrigerador a 5 °C y el cajón de las verduras a 10 °C.

El poder de congelación de un frigorífico se mide en kilogramos de alimentos que se pueden congelar en 24 horas. El sistema Fast freeze permite acelerar el enfriamiento durante unas horas y se desconecta automáticamente transcurrido este periodo. Se utiliza al introducir una gran cantidad de alimentos en el congelador o al conectarlo tras un periodo de inactividad.

El sistema No frost asegura una refrigeración hasta tres veces mayor que en un frigorífico convencional. El sistema consiste en un ventilador que impulsa el aire frío de forma constante y homogénea por el interior del congelador y del refrigerador. El resultado es una mejor distribución del frío y una refrigeración más rápida. Además evita que se forme hielo en las paredes del frigorífico, permite una mejor conservación y evita los malos olores. De esta forma no descongela, no se pegan los alimentos y no hace escarcha.

El consumo de electricidad va en función de las dimensiones del aparato aunque es conveniente elegir un modelo que no tenga un alto consumo energético. Un modelo de dos puertas tiene un consumo usual diario de 1,5 kwh y un consumo mensual de 45 kwh. Un Combi tiene un consumo usual diario de 1,70 kwh y un consumo mensual de 51 kwh. Si el aparato cuenta con sistema nofrost entonces, el consumo diario es de 2,25 kwh y el mensual de 67 kwh.

Como recomendaciones de uso se pueden tener en cuenta las siguientes: No dejar la puerta abierta mucho tiempo. No guardar alimentos aún calientes. Vigilar que no se almacene la escarcha, dificulta el funcionamiento y aumenta el consumo hasta en un 20%. Desconectar el aparato si va a ausentarse de manera prolongada. Evitar programar el termostato hasta posiciones que pueden hacer que el hielo bloquee el evaporador. Si el evaporador se bloquea el hielo no se distribuye. Al colocar los alimentos se tiene que tener en cuenta que el aire debe circular con libertad entre ellos.