sábado, 30 de mayo de 2009

Fotografías de la MIR

Hace poco menos de un mes visité con mis alumnos la Cité de l'Espace de Toulouse. Entre otras muchas cosas interesantes se puede ver la hermana gemela de la estación espacial rusa MIR. Se trata de un duplicado de la que viajó al espacio que los rusos utilizaban para el entrenamiento de los astronautas.

La MIR fue la primera estación espacial habitada de forma permanente a lo largo de años. Estaba previsto que estuviera funcionando durante 5 años y lo hizo durante 13.

La MIR fue ensamblada en órbita conectando sucesivamente distintos módulos, cada uno lanzado de forma separada, entre el 19 de febrero de 1986 y el 1996.

Estaba situada en una órbita entre los 300 y 400 kilómetros de altura, orbitando completamente la Tierra en unas dos horas.

Este conjunto de conos son motores de orientación. Permiten girar la estación.

A lo largo de los años que estuvo en operación sufrió algún incicente de consideración, como el incendio de febrero de 1997. Dado que resultaba muy caro mantenerla en activo fue destruida de forma controlada el 23 de marzo de 2001, precipitándose sobre el Océano Pacífico, después de desmembrarse en su reentrada en la atmósfera.

En la siguiente fotografía se puede ver el módulo Kvant-1.

A continuación se puede ver la escotilla que permitía acceder al espacio exterior desde el módulo Kvant-2. Los depósitos esféricos de la parte superior contienen los combustibles de los motores de orientación.

En el interior del módulo MIR un astronauta utiliza una bicicleta estática para hacer ejercicio.

Los tubos de ventilación que conducían el aire, removido por los ventiladores, hacia todos los módulos, eran presentes en todos los espacios.

Sobre las paredes del módulo se encuentran los dosieres que recogen los diferentes procedimientos de operación de los sistemas de la estación orbital.

Detrás de un panel se encuentra el sistema de generación de oxígeno por electrólisis ELEKTRON.

Este es el espacio en donde los astronautas tenían su saco de dormir. Este espacio de uso personal también disponía de una ventana.

Aquí se pueden ver los típicos recipientes de comida espacial.

Tecnología del EUROV

A continuación se muestran algunos datos técnicos del robot controlado a través de internet EUROV. La información está sacada de una presentación de diapositivas que se encuentra en la página oficial del proyecto.

A continuación se puede ver un esquema de la estructura construida en aluminio 2017.

De las seis ruedas del rover, las cuatro de los extremos son motrices y pueden girar mediante un servo. Controlando el giro de estos servos se puede hacer que el rover avance, retroceda, gire hacia un lado o hacia otro y gire sobre si mismo.

El motorreductor que acciona las ruedas de los extremos está encajado en una cubierta de PVC y situado en el centro de las ruedas.

El servo de accionamiento de la dirección tiene un par de 3 Nm y puede girar 180º.

El sistema de suspensión permite a las ruedas, centrales y traseras, adaptarse a las irregularidades del terreno.

La alimentación eléctrica está asegurada por dos baterías de NiMh de 14,4 V y 4.200 mAh y 7,2 V y 4.200 mAh. El panel solar de 18 W recarga estas baterías a través de un regulador de carga (Para ello el rover ha de estar expuesto a la luz solar o a un foco suficientemente intenso). En el rover del IES La Románica estas baterías se sustituyeron por baterías de plomo-acido.

En el diseño de la tarjeta del microcontrolador participaron los equipos alemán, italiano, polaco y portugués y lo construyó el equipo francés.

La interficie de control del robot la diseñó el equipo italiano con el entorno de programación Labview de National Intruments. Permite ver cuales de los rovers están conectados y, mediante una contraseña, acceder al control de los mismos. A la izquierda de la pantalla se muestran las imágenes captadas por la cámara, la orientación del rover (Brújula), la temperatura ambiente y otros datos. A la derecha están los comandos que nos permiten dirigir los desplazamientos del vehículo.

A la derecha del panel una de las señales avisa de la presencia de un obstáculo cerca del rover. Para detectar estos obstáculos el rover dispone de 4 detectores de ultrasonidos para una distancia de 30 Cm a un metro y de dos detectores de infrarrojos para distancias menores de 30 centímetros.

También se puede acceder al entorno de configuración de las conexiones IP de la cámara y del rover.

Desmontaje de motor paso a paso bipolar

Para mover el carro lector del escaner ACER ScanPrisa 640S se utiliza un motor paso a paso ST42 de cuatro fases, bipolar y un ángulo de paso de 7,5 grados.

Etiqueta con las características del motor que indica que su resistencia interna es de 11,8 ohmios.

Para controlar el motor paso a paso se utiliza el integrado L6219.

El motor se conecta mediante cuatro cables: Amarillo, azul, blanco y rojo.

Este es el esquema de conexión del L6219. Entre los pines 1 y 21 y 2 y 5 se conectan las dos bobinas del motor. I01, I11 y Ph1 controlan la primera bobina e I02, I12 y Ph2 controlan la segunda bobina. Internamente dispone de un control de potencia PWM de las dos bobinas.

Según en que estado se encuentren (Alto o bajo) los tres pines que controlan cada bobina, así se le enviará más o menos potencia. Si I01 e I11 están en estado alto la bobina no recibe corriente, si I01 está en estado bajo e I11 en estado alto la bobina recibe 1/3 de la intensidad máxima, si I01 está en estado alto e I11 en estado bajo la bobina recibe 2/3 de la intensidad máxima y si I01 e I11 están en estado bajo la bobina recibe la máxima intensidad.

El pin de fase Ph1 determina en que sentido circula la corriente dentro de la bobina (Es decir, cambia la polaridad) y, por tanto, en que sentido gira el motor.

Aquí se puede ver el interior del estator. Las dos bobinas se encuentran superpuestas. Se pueden ver los polos de la primera intercalados con los de la segunda. Como cada una de ellas dispone de 24 polos, da como resultado un total de 48 polos.

El rotor es un cilindro liso imantado.

Entre las dos bobinas existe un conjunto de masas polares que se puede separar de las mismas.

Detalle de una de las bobinas.

Las dos bobinas necesitan de cuatro cables de conexión.

Vista ampliada del intercalado entre masas polares.

Desmontaje del escáner ACER ScanPrisa 640S

A continuación pasamos a desmontar un escaner ACER ScanPrisa 640S. Para entender mejor el funcionamiento de un escaner se puede ver el esquema siguiente. El tubo fluorescente ilumina el documento a escanear, la luz reflejada por este se refleja en un espejo y se dirige a un prisma (En el escaner que hemos desmontado son tres espejos y ningún prisma) que la envía a una lente que reduce el tamaño de la imagen y la enfoca sobre el sensor CCD (Similar al utilizado en las cámaras fotográficas, pero alargado).

En la placa principal se encuentra la conexión para el cable plano del lector CCD, la conexión para el motor paso a paso que controla el movimiento del carro, los conectores para la alimentación eléctrica, los conectores para la comunicación con el ordenador (Situados abajo) y un conjunto de microcontroladores (AD9822JR, AP2106A, etc.) que administran todo el proceso de escaneado.

La fuente de alimentación que se ve a continuación dispone de dos reguladores para proporcionar dos tensiones de trabajo diferentes.

A continuación se puede ver el carro del escaner con el casquillo en donde se mueve la guía cilíndrica, el tubo fluorescente de iluminación y la tarjeta del lector (En donde se encuentra el sensor CCD) desmontada de su alojamiento en la parte central del carro.

El tubo fluorescente esta montado con una pantalla blanca que refleja la luz hacia el documento.

Aquí se puede comparar el grueso del fluorescente con el grueso del extremo del bolígrafo.

En un extremo del carro se encuentra la reactancia para el tubo fluorescente.

Este es el sensor CCD. Como que su anchura es bastante menor que la del documento, se necesita una lente que reduzca la imagen y la proyecte sobre el sensor.

En los extremos del sensor CCD están las conexiones de las diferentes patillas del elemento.

A continuación se puede ver el otro extremo del sensor CCD. Se intuyen los minúsculos componentes insertados en la placa de silicio.

En la misma placa del lector CCD se encuentra un optoacoplador (Barrera fotoeléctrica) que se utiliza para la puesta a cero del escaner cuando este se conecta al empezar a trabajar. En su desplazamiento, en el extremo de su recorrido, una pieza de la carcasa del escaner se introduce en esta barrera, sirviendo de referencia para el inicio del proceso de escaneado.

Aquí se pueden ver los tres espejos que conducen la luz reflejada por el documento hacia la lente de enfoque. El espejo central se ha retirado de su sitio para que se puedan ver los tres juntos.

A continuación se puede ver la lente que reduce la imagen y la enfoca sobre el sensor CCD.

Robot Ladybug

Hace un año, más o menos, me hice con unos cuantos artilugios electrónicos de segunda mano. Entre ellos estaba este robot Ladybug de Cebekit. Hoy me ha dispuesto a montarlo, soldando todos sus componentes sobre la placa y uniendo las diferentes partes con sus tornillos correspondientes.

Lleva tiempo y se necesita una cierta destreza para montar todos los componentes mecánicos y, para colmo, uno de los dos motores no ha funcionado. Una decepción para un bonito día de primavera.

El kit se puede conseguir en FADISEL a un precio de 19,20 €.