laboratorio de métodos computacionales ... pista de movimiento de la puerta, de manera que al...
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Departamento de Arquitectura UTFSM ARQ 232
Laboratorio de Métodos Computacionales
PROGRAMACIÓN PUERTA CORREDERA
Fecha de realización:
- 26 de Septiembre de 2012
Nombre del Equipo:
- Meyer
Ayudante:
- Benjamín Badilla
Integrantes:
- Esteban Agüero
- Pedro Ascencio
- Camila Caviedes
- Cecilia Hormazábal
- Michelle Ramírez
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Objetivo
Ensamblar y Programar una puerta corredera que se abra al interrumpir la luz de un
sensor.
Descripción:
- Ensamblar, siguiendo las instrucciones para construir una puerta corredera
(ROBO TX TRAINING LAB)
- Al terminar de unir todas las piezas se conecta al laptop.
- Se programa la puerta corredera a través del programa Robopro Light.
- Se hace el primer intento de funcionamiento del elevador y presentó problemas
por mala conexión de los cables.
- Se cambiaron los cables y funciona.
- Se programa de tal manera que la puerta corredera se pueda mover a la izquierda
y derecha, de manera que se abra y se cierre siguiendo los pasos de la guía de
programación
- La puerta funciona correctamente, se abre al tocar cerca del sensor y se cierra
correctamente a los 10 segundos, pero se propone el desafío de que al cerrarse si
se activa nuevamente el sensor se abriera.
Teoría
Para el ensamblaje y hacer funcionar la puerta corredera las partes necesarias son: un
motor, una luz, un fototransistor, una fuente de poder, rieles, la puerta, un
microcontrolador e interruptores.
El motor es el encargado de transformar la energía eléctrica en energía mecánica capaz
de realizar un trabajo, en este caso es la fuerza que produce el movimiento de los rieles.
Los rieles son dentados, con el movimiento de engranajes se logra el movimiento de la
puerta.
El fototransistor es un sensor sensible a la luz, que sumado a la ampolleta (fuente de
luz) forman un interruptor óptico (opto-switch), que detectan la interrupción del haz de
luz por un objeto. Para que este dispositivo funcione, es necesario que se dispongan
enfrentados, ya que el fototransistor necesita recibir el haz de luz.
La fuente de poder en este caso ocupamos una batería de 9V, que es un acumulador o
almacenador de energía para alimentar nuestro microcontrolador y así hacer andar los
motores, la luz y el fototransistor.
El microcontrolador comunica el algoritmo a las diferentes componentes del sistema de
puerta corredera. Este se conecta al computador para obtener el algoritmo, lo codifica y
lo transforma en los procesos que le indicamos.
Respecto a la aplicabilidad, en los ascensores el dispositivo de cierre con amortiguador
hidráulico integrado impide el cierre e impacto incontrolado en el marco. Así protege
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óptimamente a las personas y los bienes. Este sistema presta servicio precioso en
muchos sectores, por ejemplo en hospitales geriátricos, otras instituciones públicas y
empresas industriales. Allá se utilizan cada vez más puertas correderas porque ofrecen
los pasos anchos sin necesitar mucho espacio y - como puertas batientes - bloquear los
pasillos o obligar a la gente de maniobrar (camas por ej.) o golpear a alguien al abrir.
Las soluciones con motor no solo cuestan más al comprar y montar pero también causan
gastos diarios por su consumo constante de energía. Tal vez se debe instalar también un
sistema de alimentación ininterrumpida.
Otra aplicación son las puertas correderas que cierran las estancias acondicionadas
donde se encuentra el procesamiento electrónico de datos. Por su generación de calor
alta, los servidores deben estar refrigerados. Para las instalaciones grandes ahora hay los
sistemas complejos de evacuación del calor y de refrigeración - pero requieren puertas
de acceso cerradas.
Algunos limitantes de los fototransistores son por ejemplo que deben ponerse en
funcionamiento desde un punto proximo a la puerta. El tiempo de apertura debe
regularse en funcion de lo que tarde la persona con pronlemas de movilidad en atravesar
la puerta. La amplitud del area barrida por los detectores debera tener en cuenta la altura
de usuarios de silla de ruedas, niños y personas de talla baja. Las puertas deberan
permanecer abiertas mientras la persona se encuentra ante los detectores situados y
proximos a ellas, debiendo colocar ademas a disitintas alturas, o bien con el sistema de
banda continua, y de esa manera, pueden detectar la proximidad del pie y evitar
accidentes.
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Método y desarrollo
La metodología principal a utilizar es el ensamblaje, y luego finalizar con la
programación:
1.- La primera etapa fue revisar la guía de ensamblaje para encontrar las piezas que
necesitábamos y luego buscar en la caja para comenzar a ensamblar (ver: fig. 1 y fig. 2).
2.- La segunda etapa fue comenzar a ensamblar la base del elevador pieza por pieza,
según el manual (ver: Fig. 2, Fig. 3, Fig. 4).
Fig. 1: recolección de piezas
para ensamblar el modelo.
Fig. 2 Fig. 3
Fig. 4
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2.1- Mientras se realizaba la segunda etapa otras dos personas del grupo pasan a la
programación del modelo en Robopro (ver: Fig. 5, Fig. 6).
Fig. 5: modelo de la puerta
en Robopro.
Fig. 6: modelo de la puerta corredera
terminado mientras se programaba el
modelo en Robopro.
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Planta Construcción
Microcontrolador:
Es el que comunica
los componentes con
el algoritmo que
vemos en el Pc, y está
ubicado de esa
manera para una
mejor conexión USB
Pulsador: Está
ubicado en esa
posición para delimitar
la pista de movimiento
de la puerta, de manera
que al accionarlo
funciona como
interruptor y corta la
corriente
Engranaje:
Permite el
movimiento de
la puerta y se
ubica ahí para
unirse con el
motor XS.
Batería: Es la
fuente de energía
para todo el
mecanismo y está
ubicada ahí para
funcionar como tope
de la barrera de
desplazamiento y
Fototransistor:
Es el sensor
encargado de
producir
corriente al ser
irradiado desde
la lámpara de
lente y no
producirla
cuando se
interrumpe la
barrera de luz.
Base Corredera: Es
donde se sostiene la
estructura de la puerta
para realizar su
movimiento y se ubica
de manera horizontal a
la plataforma para que
la puerta al hacer su
movimiento de un lado
a otro no se salga de la
plataforma y se pueda
Lámpara de
Lente: Se ubica
al frente del
fototransistor para
lograr realizar una
barrera de luz y
que funcione el
objetivo principal.
Motor XS: Es un
motor eléctrico
que le da la
energía al
engranaje para
que este ruede y
le dé el
movimiento a la
puerta. y de los cables.
para la mejor
conexión de los
cables.
Por eso se
ubica al frente
de la lámpara.
Pulsador: Está
ubicado en esa
posición para delimitar
la pista de movimiento
de la puerta, de manera
que al accionarlo
funciona como
interruptor y corta la
corriente
mover
ampliamente.
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Se enciende la ampolleta y después de 0,5
segundos comienza a andar el motor…
...El motor va hacia la derecha, hasta que tope
con el primer interruptor que indica que la
puerta esta cerrada. Cuando la puerta topa
este interruptor estamos seguros de que la
puerta está cerrada.
...si se interrumpe la luz, el fototransistor
acciona el motor hacia la izquierda hasta que
tope con segundo interruptor (que indica que
la puerta esta abierta) y el motor para.
Luego de que la puerta haya estado abierta 10
segundos se acciona el motor hacia la
izquierda (cerrado) hasta que tope con el
primer interruptor y el motor para… y vuelve
al comienzo del ciclo .
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Discusión
En el desarrollo de esta segunda actividad
entendimos mejor cómo funcionan las
piezas, mejorando las destrezas para el
cableado y encontrar errores en el
ensamblado antes de poner a funcionar el
algoritmo. La tarea fue resuelta
exitosamente gracias al algoritmo
entregado, y al plantearnos el profesor el
problema de “cómo hacer que la puerta se
abra si se interrumpe la luz al estar
cerrándose”, como ocurre en los ascensores
de los edificios, tuvimos que darle una
vuelta de tuerca a entender cómo funcionan
los algoritmos para intentar crear uno
nosotros mismos, planteamos una primera
idea, que no resultó por incoherencia de
lógica de la secuencia, lo repensamos y
dimos con lo que pensamos que es una
solución pero no funciono (ver imagen 7).
Pensamos que no funciona por la
bifurcación digital de fototransistor, en
teoria es un simbolo de desición que si se
interrumpe el haz de luz durante el cerrado,
vuelve a abrirse, en caso contrario continua el cierre de la puerta hasta que choca con el
interruptor I1.
¿Cómo se podria usar la logica de las puertas
correderas en la arquitectura?
Desde nuestra concepcion de arquitectos con
nociones de mecanismos como este, podemos
proponer arquitectura dinamica con espacios
que se transforman por accion de contacto
humano o controlado por computador. Se
podrian dar soluciones a problemas de falta de
espacio, o control la luz que entra a un
edificio, por dar algunos ejemplos.
Fig.7
Fig. 9
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Una referencia al uso de correderas en
arquitectura se da en una casa en Gelnhausen
(ver imagen 9), Alemania, emplazada en una
zon a patromonial donde la exigencia es que
las construcciones nuevas tienen que cumplir
con las dimensiones de las casa antes existente
en ese lugar. Así, surge el problema de que el
espacio es muy pequeño y al tener la limitante
de no poder ampliarse en planta, se opta por
hace r de una habitación interior, una especie
de caja que se abre hacia al exterior,
deslizándose como una puerta corredera al
accionar una llave. Usa un sistema de rieles
dentados (ver imagen 10) muy parecido a
nuestro modelo de puerta corredera.
Bibliografía
SCHUMACHER, M., SCHAEFFER, O., VOGT, 2010. Move: Architecture in
Motion – Dynamic Componenets and Elements, Birkhäuser, Basel, Schweiz.
Fig. 10