Guía de Construcción Grúa1

Prof. Juliana Jaramillo Ospina

Nombre:___________________________________

Distribución Sesiones

Sesión 1 Soldadura y fundamentos electrónica.

Sesión 2 Construcción a partir del objeto.

Sesión 3 Pruebas y conceptualización.

OJO: Puedes continuar si terminas en menos tiempo.

Es importante aclarar algunas reglas antes de iniciar la actividad:● Dadas las herramientas, algunas calientes otras afiladas no podemos

tener ningún tipo de juego brusco. ● El tiempo de desarrollo de la actividad esta limitado a las 3 sesiones

planeadas, por esto es importante que trates de ser puntual al inicio de las sesiones.

● Esta guía están lo necesario para llevar a cabo la actividad, lee con cuidado y si no comprendes algo, preguntale a tu profesor o a un compañero.

● Esta guía, requiere de tu trabajo y experimentación para completarla, una vez completa te servirá de referencia para futuros proyectos.

● Manten tu espacio de trabajo ordenado, así sera más fácil encontrar lo que necesitas y prevenir accidentes.

Parte I. Introducción:1. Comenzaremos soldándole a cada componente en sus terminales un cable de

15 cm de largo. Ver parte II ¿Cómo Soldar?.

2. Al terminar coloca cinta aislante donde soldó, esto disminuye la probabilidad de conexiones indeseables (corto circuito).

Para agilizar la distribución de tareas, hagamos una pequeña línea de producción. Las tareas son las siguientes:

● Un integrante del equipo dimensiona y aisla las partes soldadas.● Un segundo integrante pela el cable por ambos extremos. Luego introduce

y fija el cable al interruptor y el pulsador.● Un tercer integrante organiza las herramientas para soldar y solda los

cables a los componentes.

3. Teniendo todos los componentes soldados y aislados pase a la parte de

1 Basado en guías de Carambolo Robótica. Permiso de uso exclusivo para fines académicos.

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electrónica, allí debe trabajar en equipo.

4. Finalizado el circuito, pase a la parte estructural.

5. Finalmente realice las pruebas y compare los resultados con sus compañeros de equipo.

Parte II. ¿Cómo Soldar?: Lo primero antes de aprender a soldar es saber que es, que materiales, herramientas e implementos de seguridad necesitamos para hacerlo.

Esta atento a las normas de seguridad que te dará la guía para soldar. Esto requiere de toda tu atención y cuidado.

Soldar: nos permite unir 2 o mas partes metálicas. El metal es el mejor conductor de energía eléctrica, por ello mucho de lo utilizado en electrónica esta hecho de este material.

Herramientas: Nos facilitan hacer ciertos trabajos como cortar, pelar, coger, entre otros.

Cautín: Aparato que nos sirve para unir cables y componentes eléctricos. Este se caliente para derretir el estaño que funciona como un pegante o adhesivo. Nunca debes tocarle le parte metálica, esta muy caliente. Los cautines apagados pueden estar calientes!.

Pelacable: Esta herramienta nos permite quitar la cubierta plástica de los cables para poderlos soldar. Recuerda que la soldadura se realiza sobre partes metálicas. El plástico tiene la función de evitar que la energía pase.

Cortafrío: Se utiliza para cortar partes sobrantes de los componentes.

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pinzas: Sirve para sostener cosas de difícil agarre, doblar alambres y cortar.

Implementos de Seguridad: Nos protegen de lastimarnos(quemaduras, golpes) o lastimar a nuestros compañeros y profesor.

Portacautín: Se utiliza para colocar el cautín mientras no se esta usando. Es un implemento muy importante para nuestra seguridad porque nos protege de accidentes y quemaduras.

Terceramano: Esta herramienta nos facilita soldar, pues en sus pinzas colocamos los elementos a unir y así nos quedan libres las manos para sostener el cautín y el estaño.

Gafas de seguridad: Estas te protegen de que pequeñas partículas te golpeen los ojos mientras estas soldando o preparando algunos componentes.

Materiales: Sin ellos no puedo hacer correctamente la soldadura.

Estaño: El estaño que se usa para soldar tiene 40% de plomo y 60% de estaño, esta cantidad de plomo hace que sea tóxico por ello no se debe ingerir y debe lavarse las manos antes de comer,

preferiblemente con jabón.

Cinta Aislante: Nos ayuda a proteger que las uniones que hemos soldados no se unan con otras que no queremos porque cambia el funcionamiento del circuito.

Pasos para Soldar:Primer paso: Tener todos los materiales y herramientas a mano.

Segundo paso: Colocar el cautín en el portacautín y luego conectalo.

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Tercer paso: Mientras esperas que se calienten el cautín, coloca las partes a soldar en la terceramano.

Cuarto paso: coloca la punta del cautín sobre las partes a soldar y espera un momento para que se caliente.

Quinto paso: Ahora coloca el estaño sobre las partes.

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Ten cuidado con el largo del estaño:

muy corto: te puedes quemarmuy largo: pierdes control

ideal: 3-5cm

Sexto paso: Retira el estaño, luego el cautín no olvides colocarlo nuevamente sobre el portacautín. No mover las piezas soldadas por 10 segundos mientras se enfrían.

Antes de continuar repaso los pasos para soldar con el fin de evitar inconvenientes y accidentes.

Parte III. Practica Soldadura:1.Para poder practica soldemos algunos cables. Primero debes pelar ambas puntas de los cables y luego enrollar los alambres para facilitar las uniones. No olvide utilizar la terceramano y las gafas para soldar la siguiente figura:

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Parte IV. ¿Cómo Soldar Algunos Componentes?:1. Antes de soldar y aprender algo sobre electrónica vamos a reconocer los

componentes con los que vamos a trabajar en esta actividad.

Motor Pulsador

LED Portapila

Interruptor

2. El interruptor tiene 3 patas (terminales), para que pueda apagar y prender se solda un cable en la pata del centro y el otro en uno de los extremos. Soldar el cable en uno extremo u otro solo cambia la dirección de encendido y apagado.

3. Para soldar los LED's necesitamos aprender algunas cosas:Para soldar los LEDs, debemos agregar una resistencia, para que le ayude al LED a resistir el exceso de energía de la pila, si no lo quemaría. Por convención vamos a poner la resistencia en el terminal (pata) negativo del LED (el menos largo).

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Pata o terminal

Parte V. Electrónica:1. El primer paso será colocar la pila en el portapila como se ve en la

imagen.

2. Tu primer circuito es prender el motor, toma lo hecho en el primer paso y conéctale el motor como muestra la siguiente imagen. Tips: La unión de los cables se hace enredado las puntas de los cables. Para que puedas verlo mejor puedes colocarle un pedazo de cinta en el eje del motor.

Da solución a los inquietudes .¿Qué pasa con el motor?

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Eje

Si se conecta al revés el motor (el cable del motor que esta unido al cable negro del portapila conectalo ahora con el cable rojo del portapila y el que estaba en el rojo ahora en el negro), ¿ocurre algo diferente con el motor?

3. Tu reto será hacer que alumbre un LED . Ahora dibuja el circuito que diseñaste.

¿Qué pata del LED va conectada el lado positivo de la pila (cable rojo en el portapila) para que prenda el LED?

¿Qué pata del LED va conecta al lado negativo de la pila (cable negro en el portapila) para que no prenda?

4. Ahora debes conectar la pila con 2 LED's para que alumbren. Dibuja el circuito resultante para que lo puedas usar en un futuro.

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5. Busca otra forma de conectar los cables para encender nuevamente los 2 LED's. Dibujalo.

¿Cuál de los 2 formas de conectar los cables de los LED's hacen que estos alumbren mas?

6. Un nuevo reto, debes conectar a la pila un LED y un motor, ambos deben funcionar. ¿Cuál sería el circuito?, no olvide dibujarlo en la siguiente página.

7. Arma este circuito.

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Cuentame qué pasa si los cables solamente se tocan:

Ahora, dime qué pasa si separas los cables:

8. El siguiente reto es conectar la pila, el interruptor y el LED de modo que funcione como el circuito anterior pero sin conectar y desconectar los cables. Dibuja el diagrama.

9. Al circuito anterior vamos a cambiar el interruptor por el pulsador Sigue el esquema. Responde las inquietudes de la siguiente página.

Cuentame qué pasa cuando presiones el pulsador:

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Ahora, dime qué pasa cuando sueltas el pulsador:

No hagas este tipo de circuitos:

Si pones un interruptor o un pulsador conectado de esta forma con la pila, cuando el LED no prenda el interruptor descargara la pila. Mas adelante aclararemos este punto en el Contenido Científico.

10.Arma el siguiente circuito a partir del plano:

¿Qué pasa con cada uno de los LED's?

Contenido Científ ico: Si armas un circuito de la siguiente forma:

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Es lo que se conoce como corto circuito, veamos con mas detalle. Los electrones (representado por ) transmite energía eléctrica cuando se mueven desde el + de la pila pasa por un o varios componentes (motor, LED, Interruptor, etc.) y luego va al – de la pila. Primero veamos como es el recorrido de los electrones en la pila:

Como puedes ver los electrones les gusta ir de la parte positiva (+) de la pila a la negativa (-), ya que es como tirarse por un resbaladero o tobogán.

Ahora veamos como es el movimiento de los electrones cuando conectas la pila a un LED:

Si separaras un cable, los electrones no pueden llegar al LED para que este alumbre, quedando así:

Los electrones requieren tener una carretera para poder pasar, similar a un automóvil.

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Retomando el motivo por el cual iniciamos este tema tan importante; ¿lo recuerdas?

Si conectas el pulsador (o interruptor) directamente entre el + y el – de la pila, no hay nada que detenga a los electrones de ir del + al – de la pila, ya que es mas corto hacer este recorrido que ir del + pasar por el LED y luego ir al -, por ello se llama corto circuito.

Si tu fueras un competidor que esta en una carrera en la cual debes ir de un lugar a otro y te encontraras con un atajo en el camino, qué preferirías: ¿ir por el camino largo o por el corto? Claro por el mas corto para ganarle a tus competidores, lo mismo hacen los electrones. El problema de hacer este tipo de conexión es que la pila se acaba mas rápido. Veamos esto con un esquema:

Ya nos quedo claro lo que es un corto circuito, ahora veamos en detalle como funcionan el pulsador y el interruptor en un circuito. Puedes pensar que estos componentes son similares a puentes levadizos.

Es decir, cuando están activados (ej: hundido el pulsador) es cuando el puente hasta a bajo (cerrado las partes del puente) y permite el paso, así:

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Y cuando no esta activado, es decir abierto (las partes del puente hacia arriba), los electrones no pueden cruzar:

Veamos algunos ejemplos:

En el caso del corto, sería:

Trabajaremos un poco en compañía de Tom, para él no es claro como los electrones hacen el recorrido en un circuito. ¿Lo ayudas dibujando los electrones en los siguientes circuitos?

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a) ¿Cómo se mueven los electrones cuando no esta hundido el pulsador?

b) ¿Cómo se mueven los electrones cuando esta hundido el pulsador?

c) ¿Cómo se mueven los electrones cuando esta desactivado el interruptor?

d) ¿Cómo se mueven los electrones cuando esta activado el interruptor?

e) ¿Cómo se mueven los electrones cuando esta hundido el pulsador pero el interruptor esta desactivado?

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f) ¿Cómo se mueven los electrones cuando esta hundido el pulsador pero el interruptor esta activado?

g) ¿Cómo se mueven los electrones cuando no esta hundido el pulsador pero el interruptor esta desactivado?

h) ¿Cómo se mueven los electrones cuando no esta hundido el pulsador pero el interruptor esta activado?

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11.Después de ayudar a Tom y comprender como se genera energía eléctrica y que es un corto circuito, continuemos con los circuitos.

12.Ahora debes hacer que dos motores se muevan al hundir un pulsador. Dibuja tu circuito.

13.Ahora necesitas tomar el circuito anterior y hacer que un motor se mueva al hundir el pulsador y el otro motor siempre se este moviendo. Dibuja tu circuito.

14.Ahora debes armar el circuito de tu grúa. Para este vas a necesitar:● 1 motores. ● 1 pulsadores.● 1 interruptor.● 1 LED's. ● 1 Pila con su portapila.el debe hacer los siguiente:

● El motor debe ser controlado por el pulsador.● El 1 LED's deben apagarse con el interruptor. Este es muy importante

dado que es el indicador que la grúa esta en funcionamiento.Dibuja el circuito.

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15. Escribe que hace cada componente:

● Motor

● Pulsador N.A -normalmente abierto-

● Diodo emisor de luz

● Pila

● Portapila

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● Cable

16.Después de este repaso guarda tus componentes que luego lo necesitaras para colocarlos en tu grúa.

Parte VI. Construcción Estructura:Se requiere para esta parte:

● Regla o metro.● Lápiz.● Segueta.● Barras de Silicona.● Pistola de Silicona.● 4 Clips grandes

1. Ya con el circuito armado, vamos a pasar hacer la estructura.

2. Las medidas de cada parte que compone la grúa vamos a tomar a partir de un modelo ya terminado. Para ello designen un integrante del equipo para que tome las medidas y otro que levante el plano. Dibujelo.

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3. Terminadas las tareas anteriores. Distribunyanse las siguientes:● Corte de las piezas de madera. Ver Tips de Uso Correcto de la Segueta● Armado estructura de madera. Tips de Uso Correcto de la Pistola para

Silicona● Construcción polea del motor.● Forjado de los elementos soporte pila, gancho y eje pivote. Ver despues de

los tips.

4. Ensamble a la estructura de madera el circuito y prueben su funcionamiento.

Tips de Uso Correcto de la Segueta:● La partes de la segueta son:

● Siempre tome la segueta del mango. Como la muestra la imagen:

● Los dedos deben estar alejados de la hoja de la segueta y de la zona de corte.

● La pieza debe ester sostenida firmemente al cortar para evitar que se mueva, esto facilita el corte dado que los dientes de la hoja no se atascan.

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Mango

Arco

Hoja

● El movimiento de la segueta para realizar el corte es hacia adelante y atrás, este debe ser suave y sin presionar.

Tips de Uso Correcto de la Pistola para Silicona:Antes de comenzar a ensamblar las piezas debemos aprender a usar correctamente esta herramienta para evitar quemarnos.

● Siempre coge la pistola por el mango y en una posición que te sientas cómodo. Revisa las partes de la pistola en la figura de la siguiente pagina.

● Debes sostener siempre las piezas a pegar de forma firme para que no se te caigan. Para sostener piezas pequeñas puedes hacer uso de las pinzas.

● Aleja los dedos del sitio donde vas a colocar la silicona caliente y de la punta de la pistola.

● Mientras no estés usando la pistola colocala en el portasilicona. ● No dejes nunca la pistola para silicona sobre la mesa dado que el liquido

caliente se sale y podemos colocar alguna parte de nuestro cuerpo sobre este y quemarnos.

● Al colocar una nueva barra de silicona hazlo con la pistola en el portasilicona.

● Si por alguna razón llegaras a quemarte aplique agua hasta que pase el ardor.

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Mango

Barra SiliconaPunta

Polea del motor: Para este ensamble necesitaras:

● Lápiz,● Compás,● pedazo de “icopor” – plato o bandeja desechable,● Tijeras,● Regla,● Pistola de silicona con su portasilicona,● Cortafrío,● Corta 60cm de cuerda,● Uno motor y ● Tu palo de bombón.

1. Traza y corta 2 círculos de icopor de 1.5 cm de radio.

2. Amplia con la punta del lápiz el hueco del centro de los círculos. Como se ve en la figura.

3. Pasa un palo de bombón por las dos ruedas, dejando medio centímetro aproximadamente entre rueda y rueda. Debe quedar así:

4. Pega con silicona los lados externos de los círculos.

5. Con el cortafrío o pinza corta el palo de bombón, mas o menos deja unos 2 cm de largo.

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6. Para pegar la polea al motor, calienta un poco el eje del motor y luego coloca la silicona caliente. Como se ve en las imágenes:

7. Ahora introduce la polea al eje del motor.

8. Finalmente amarra con un nudo uno de los extremos de la cuerda a la polea entre las 2 llantas y asegura el nudo con una gota de silicona para que no se safe. Así:

Soporte Pila: 1. Toma un clip y tu pila, con ayuda de unas pinzas abre el clip y coloca la pila

como se muestra en la siguiente imagen.

2. Ahora dobla sobre la pila formado como una cuchara cuadada. Así:

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3. Finalmente haz el ultimo doblez, queda como si se abrazara la pila con el clip. Así:

Gancho:1. Vamos a necesitar nuestro gancho para sostener nuestra carga, para el

requieres 1 clip y la pinza. Toma el clip y enderezalo con las piezas, así:

2. Luego doblalo hasta formar un pequeño circulo aproximadamente.

3. Ahora con cortafrío o la pinza cortalo a 3cm.

4. Luego dobla el otro extremo hasta formar una U.

5. Toma el extremo libre de la cuerda y anuda el gancho. Para que no se suelte el nudo colocale un poco de silicona.

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Contenido Científ ico:

¿Qué pasa si tenemos un balancín, y en cada extremo ponemos un peso idéntico?

Imaginemos, ¿qué pasaría si alargamos uno de los lados, y dejamos los pesos idénticos?

Se inclinará hacia donde tiene el lado más largo.

¿Será que si duplicamos el peso del lado corto lograremos equilibrar el balancín de nuevo?

A un lado tenemos el doble de peso y a otro el doble de longitud del balancín.

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Ahora, ¿qué pasa si en un lado tenemos 3 kilos y 1 metro de largo y en el otro tenemos 1 kilo y 3 metros?

En este caso también estarán balanceados los pesos.Dado lo anterior, en general podemos decir que siempre: Peso1*Largo1 = Peso2*Largo2

¿Qué pasa si nuestro amigo Tom, quiere cargar 100 kilos y solo puede cargar 20 kilos, de que largo tiene que ser el lado del que el jala para poder levantar la carga? ayuda al pobre Tom marcando con una X la respuesta correcta.

5cm 5m

20cm 20m

1m 100m

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El principal uso de las palancas es aumentar nuestra fuerza

Parte VII. Pruebas:Verifiquemos que lo anterior se cumple, toma un balancín para hacer las pruebas. Usa como peso tus pilas y pídele prestada algunas pilas a tus compañeros. Pero antes debemos ponernos deacuerdo como se van a llamar cada parte del balancín Observa bien la siguiente figura:

● Ahora ya podemos comenzar. Primero observa que el balancín tiene 7 pivotes, ubica el que esta en toda la mitad. Ahora a partir de este mide a que distancia se encuentran los otros 6 pivotes. Anota las medidas en la siguiente tabla:

# Izquierda Derecha

1

2

3Para facilitar la ubicación de los pivotes numeremolos de 1 a 7 comenzando de izquierda a derecha.

● ¿Por qué es importante conocer estas distancias?

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● Coloca en cada extremo de la barra una pila. Ahora toma el clip y colocalo en el pivote 4. ¿Qúe paso con la barra del balancin?

Ahora repite lo mismo para los otros 6 pivotes. Escribe los resultados en la siguiente tabla.

# Pivote ¿Qué paso con la barra del balancín?

● Pon en un extremo de la barra una pila y el el otro 3. Ahora toma el clip colocalo en el pivote 1. ¿Qúe paso con la barra del balancin?

Ahora repite lo mismo para los pivotes impares. Escribe los resultados en la siguiente tabla.

# Pivote ¿Qué paso con la barra del balancín?

● Coloca el clip en el pivote 1 y en ese extremo de la barra una pila. Ahora, pide prestada mas pilas para que puedas hacer la siguientes pruebas. Coloca en el otro extremos las siguientes cantidades de pilas:

# Pilas ¿Qué paso con la barra del balancín?

2

4

6

9

0

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● ¿Qué otros experimentos se te ocurren hacer con el balancín?

● Anota tus conclusiones de esta experimentación.

¿Cómo podríamos usar esto?

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