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¿Qué es un Comprobador de Caída?

Un comprobador de caída es un dispositivo que puede utilizarse para determinar el impacto y los efectos de la caída de un objeto.
Son dispositivos que permiten dejar caer espontáneamente objetos de prueba, manteniendo repetidamente la altura especificada y otras condiciones.

Los teléfonos inteligentes y los dispositivos móviles, que son especialmente portátiles y compactos, necesitan estar protegidos contra el impacto de las caídas en su entorno operativo. Para mejorar la resistencia de los equipos a los golpes debidos a caídas, que es relativamente probable que se produzcan en el entorno operativo, es muy importante realizar pruebas de caída altamente reproducibles.

Los comprobadores de caída también se utilizan para probar la resistencia al impacto de cargas pesadas y materiales de embalaje.

Usos de los Comprobadores de Caída

Los comprobadores de caída se utilizan en una gran variedad de desarrollos de productos. Las principales aplicaciones son para productos industriales. Además, las pruebas de caída se llevan a cabo en dos situaciones principales: una que supone el proceso logístico y otra que supone el entorno de uso del producto.

1. Ensayos de Caída para Procesos Logísticos

Se utiliza principalmente para el desarrollo de productos que van a estar fijos en un lugar determinado. Por ejemplo, grandes electrodomésticos como televisores o frigoríficos. Es muy poco probable que estos productos se caigan durante nuestro uso diario.

Los grandes electrodomésticos pueden caerse accidentalmente durante el envío y la distribución del producto y su traslado a la tienda o al lugar de instalación del comprador.

2. Pruebas de Caída Suponiendo el Entorno de Uso del Producto

Entre los productos que pueden sufrir caídas en función del entorno en el que se utilicen se encuentran los dispositivos móviles. Los dispositivos electrónicos pequeños, como los smartphones y las cámaras digitales, se llevan a todas partes y se utilizan, por lo que no es raro que sufran caídas. Los comprobadores de caída se utilizan para comprobar la fiabilidad de la durabilidad de los productos sometidos a tales caídas.

Principio de los Comprobadores de Caída

El principio de los comprobadores de caída puede dividirse en los siguientes tipos principales: de caída sostenida, de tambor giratorio, de brazo giratorio y de gancho electromagnético.

1. Tipo de Caída Sostenida

El tipo de caída sostenida es de construcción simple y utiliza un cilindro neumático para sujetar y fijar el objeto horizontalmente. Cuando el objeto se deja caer de forma natural desde una altura determinada, el cilindro se separa del objeto durante la caída, permitiendo que el objeto caiga solo. Es un método eficaz cuando se desea dejar caer el objeto en el mismo ángulo.

2. Tipo Tambor Giratorio

En el tipo de tambor giratorio, el objeto se coloca en el tambor y éste gira a una velocidad constante. El objeto puede caer repetidamente en el tambor de forma aleatoria.

3. Tipo Brazo Giratorio

El tipo de brazo giratorio tiene un mecanismo de prueba de caída que utiliza un cilindro accionado por aire y un muelle. Después de que la mesa en la que se coloca el objeto se mueve a alta velocidad por el cilindro de aire, la mesa gira por la tensión de un fuerte resorte y el objeto se deja caer de forma natural en dirección vertical.

4. Gancho Electromagnético

El tipo de gancho electromagnético es un dispositivo en el que la carga suspendida por ganchos electromagnéticos cae de forma natural cuando se sueltan los ganchos.

En ambos casos, la altura a la que cae la carga puede ajustarse libremente. Además, la operación de caída puede ajustarse por control remoto o mediante un panel de control. Además, algunos están equipados con una cámara de alta velocidad para analizar la caída.

Otra Información sobre Comprobadores de Caída

Aplicaciones del Ensayo de Caída

En los ensayos de impacto por caída, los ensayos se realizan suponiendo una situación en la que realmente se produce una caída. Si el producto que se va a utilizar es un electrodoméstico de tamaño mediano o grande, se supone que se utilizará en posición estacionaria, mientras que en el caso de los teléfonos móviles, es conveniente realizar la prueba de caída desde una posición de aproximadamente la mitad de la altura del usuario.

Si se prevé un uso estacionario, las pruebas de caída se realizan desde la altura del camión al cargar la mercancía para estudiar las caídas en el proceso logístico. Además, las pruebas deben realizarse no sólo a alturas simples, sino también suponiendo que la carga se realiza manualmente, con una carretilla elevadora o, en el caso de cargas pesadas que sólo pueden cargarse en condiciones especiales, con una grúa u otro medio para eslingar la carga.

Por ejemplo, es necesario soltar la carga al girar. Por ejemplo, los teléfonos móviles no sólo se dejan caer, sino que también se someten a pruebas de impacto en las que el objeto se acelera físicamente.

¿Qué es una Tarjeta de Sonda?

Una tarjeta de sonda es un instrumento necesario para la inspección a nivel de oblea en el proceso de fabricación de semiconductores.

Se fijan a los equipos de inspección de obleas. Aunque gran parte del coste de los semiconductores viene determinado por el equipo de fabricación, el coste del propio envase y embalaje también tiene un impacto significativo durante la fase de fabricación. Por esta razón, es posible controlar los costes determinando si un producto es bueno o malo en el nivel de la oblea una vez finalizado el proceso de fabricación del semiconductor, y enviando sólo los productos buenos a los procesos posteriores.

Una oblea contiene de varios cientos a varios miles de chips en una sola oblea, y la inspección de obleas es el proceso de clasificar estos chips determinando si son buenos o malos antes de cortarlos en piezas individuales y empaquetarlos, y aquí se necesitan las tarjetas de sonda.

Usos de las Tarjetas de Sonda

En la inspección de obleas intervienen un comprobador LSI, que introduce en el chip señales eléctricas denominadas patrones de prueba y juzga el patrón de la señal de salida comparándolo con el valor esperado, un procesador de obleas, que realiza el control de posicionamiento a nivel de chip para conectar con precisión las señales a los terminales de electrodos de cada chip, y una tarjeta de sonda, que realiza el control de posicionamiento para golpear con precisión entre cientos y decenas de miles de terminales de electrodos en el chip. El proceso se lleva a cabo con una tarjetas de sonda con el mismo número de agujas (sondas) posicionadas para golpear con precisión los cientos o decenas de miles de terminales de electrodos del chip.

Por tanto, las tarjetas de sonda deben fabricarse específicamente para cada diseño de chip, lo que es costoso en sí mismo y requiere volver a crearlas debido al desgaste por el uso, pero es esencial en términos de costes globales de producción. Los chips semiconductores se utilizan innumerables veces no sólo en ordenadores, sino también en casi todos los productos de nuestra vida. Las tarjetas de sonda son uno de los soportes.

Principio de las Tarjetas de Sonda

Las tarjetas de sonda se montan en el soporte de la oblea y actúan como conector entre los terminales de electrodo del chip y el comprobador LSI a través del soporte de la oblea.

En el cabezal de prueba LSI se montan clavijas de contacto de derrame y clavijas de alta densidad para la conexión, pero el paso de colocación de los terminales de electrodo en el chip semiconductor es más estrecho que la densidad de colocación de clavijas del cabezal de prueba, de varias decenas de micras, por lo que es necesario conectar ambos a través de una tarjeta de sonda.

Estructura de las Tarjetas de Sonda

La parte superior de la tarjeta de sonda tiene los terminales de conexión con el cabezal de prueba y la parte inferior tiene las agujas de conexión con los terminales de los electrodos del chip semiconductor.

Al conectar los terminales de conexión del cabezal de prueba y la tarjetas de sonda, y luego conectar los terminales de electrodo del chip semiconductor y la aguja de la tarjeta de sonda, se forma una conexión eléctrica y cada chip semiconductor en la oblea de silicio se prueba juzgando si es bueno o malo de acuerdo con las señales eléctricas del probador LSI.

Las tarjetas de sonda disponibles en versión avanzada y en voladizo: en la versión avanzada, los bloques con terminales verticales se fijan a la placa y las sondas pueden colocarse libremente para facilitar el mantenimiento. En el tipo voladizo, las sondas se montan directamente en la placa sin bloques, lo que facilita la colocación de terminales de paso estrecho.

Más Información sobre Tarjetas de Sonda

Debido a los requisitos de precisión y alta fiabilidad en la inspección de obleas, las tarjetas de sonda suelen estar fabricadas con sustratos cerámicos. Por ejemplo, Kyocera utiliza sustratos cerámicos monocapa de capa fina y multicapa de capa fina con metalización para tarjetas de sonda para DRAM, memoria flash y dispositivos lógicos.

Por lo general, las conexiones de señal de los circuitos semiconductores integrados a gran escala, denominados LSI o LSI de sistema, utilizan conectores de resorte o conectores de alta densidad para sus terminales. Las tarjetas de sonda también actúan como intermediarias entre estos cabezales de prueba y las obleas que deben inspeccionarse, y como requieren un alto grado de fiabilidad de conexión y funciones de rendimiento de las pruebas eléctricas, sus mecanismos y materiales son delicados. Se utilizan materiales como la cerámica.

Sin embargo, las tarjetas de sonda tienen una durabilidad limitada, e incluso la más mínima distorsión debida a un impacto físico les impide cumplir el uso previsto, y además son artículos consumibles difíciles de reparar y que deben sustituirse periódicamente.

¿Qué son los Controladores Programables?

Un controlador programable es un dispositivo de control con un microprocesador incorporado.

Normalmente, las entradas, como sensores e interruptores de los equipos, se envían a motores y pantallas mediante mecanismos de control como relés mecánicos y temporizadores. En cambio, un controlador programable controla el funcionamiento de los equipos mediante un programa en el controlador programable, sin necesidad de relés mecánicos u otros mecanismos de control.

Al haber menos contactos mecánicos, los equipos pueden controlarse sin necesidad de desgaste de contactos y defectos entre componentes electrónicos, dispositivos de entrada/salida molestos y cableado entre relés mecánicos para el control. Además, el cableado eléctrico puede simplificarse, lo que permite reducir el tamaño y la producción en serie de los equipos.

Usos de los Controladores Programables

Los controladores programables se utilizan en una amplia gama de campos, como los sistemas de automatización de fábricas, automóviles, electrodomésticos y equipos industriales. Se utilizan principalmente en equipos industriales y comerciales.

Ejemplos de aplicaciones comerciales son el uso en grandes lavadoras y secadoras con control secuencial, ya que son más baratos y robustos que el uso de un PC. Otro factor es que a menudo no se necesita equipo de refrigeración, ya que no hay tarjeta gráfica y el microprocesador genera poco calor.

Los controladores programables pueden ser de tipo monobloque, en los que todos los componentes electrónicos necesarios para el funcionamiento están incorporados, o de tipo modular, en los que los componentes funcionales individuales son seleccionados por el usuario.

Es importante seleccionar las especificaciones de la memoria, el procesador y los terminales de salida y entrada en función del equipo electrónico que se vaya a utilizar.

Principio de los Controladores Programables

Un controlador programable consta de una sección de entrada, una sección de salida, una sección aritmética y una memoria. La sección de entrada está conectada a sensores e interruptores y, a partir de la información de entrada, la sección aritmética la procesa basándose en el código de programa que hay en la memoria y la envía a motores, pantallas y dispositivos de comunicación.

Si desea cambiar el funcionamiento de los dispositivos de los equipos electrónicos controlados por los controladores programables, no necesita realizar ningún cambio en el cableado ni en otros componentes. Basta con cambiar el código del programa, lo que ahorra tiempo y costes de mano de obra.

Los programas utilizados en los controladores programables incluyen el método de escalera, el método SFC, el método de diagrama de flujo y el método de escalera de pasos, siendo el método de escalera el más común. El método de escalera es un método para escribir programas en un PC en el que símbolos como relés, interruptores y temporizadores se conectan entre dos líneas rectas paralelas como una escalera.

La característica de este método es que es fácil de aprender, ya que el código del programa puede crearse mediante operaciones visuales. Controladores Programables

1. Diferencias entre Controladores Programables y Secuenciadores

Si trabaja en producción, es posible que oiga el término “secuenciador”. En conclusión, no hay diferencia entre un controlador programable y un secuenciador.

Secuenciador es el nombre comercial de los controladores programables de Mitsubishi Electric. Se comercializaba con el nombre de secuenciador como un dispositivo mecánico que permitía el control de secuencias.

Debido a la completa adicción al nombre de la función, actualmente los secuenciadores también se utilizan como otro nombre para los controladores programables.

2. Conexión de los Controladores Programables a un PC

Generalmente se utiliza un PC cuando se almacena un programa en un controlador programable. Cada empresa que vende autómatas vende un software de PC para editar el programa, que se utiliza para almacenar el programa.

Las señales serie se han utilizado durante mucho tiempo para la conexión a un PC. Muchos PC antiguos tenían un puerto serie instalado permanentemente, pero hoy en día los puertos serie son raros.

Las señales serie también requerían la adaptación de puertos COM o la instalación de controladores especiales. En los últimos años, la edición de secuencias se realiza a menudo a través de puertos USB, que no requieren la adaptación de puertos COM y son familiares para el público en general.

Si se construye una red utilizando Ethernet, la edición puede realizarse ahora desde el puerto Ethernet a múltiples controladores.

¿Qué es un Marcador Láser?

Un marcador láser es un dispositivo que utiliza un rayo láser para imprimir o procesar la superficie de un objeto mediante la irradiación de luz.

La irradiación láser elimina la superficie o reacciona químicamente con ella para decolorarla e imprimir sobre ella. Las ventajas de este sistema son que puede imprimir con gran precisión gracias a la irradiación milimétrica de la luz y que la impresión es más resistente a la decoloración que con las impresoras de chorro de tinta.

También se pueden utilizar para imprimir en una gran variedad de materiales, como metal, resina, vidrio y madera.

Usos de los Marcadores Láser

Los marcadores láser se utilizan principalmente en los sectores de automoción, alimentación, semiconductores y otros sectores industriales. Los usos específicos incluyen:

• Impresión de códigos 2D para la gestión del historial de fabricación de piezas de automoción
• Impresión de números de lote en componentes electrónicos
• Impresión de números de serie y fechas de caducidad en latas de bebidas
• Microfabricación de piezas metálicas, etc.

En particular, mientras que los taladros y otros métodos de grabado han sido el principal método de procesado del metal, la demanda de marcadores láser, que permiten un procesado de precisión, va en aumento.

Principio de los Marcadores Láser

Existen dos tipos principales de impresión con marcadores láser: enmascarado y escaneado.

1. Marcadores Láser de Máscara

Se irradia un haz láser sobre una máscara con agujeros en el patrón que se desea imprimir, y el haz de luz que atraviesa la máscara se utiliza para imprimir. La desventaja de este método es que requiere mucho tiempo y es costoso, ya que hay que preparar una máscara diferente para cada patrón de impresión.

2. Método de Escaneado Marcadores Láser

El láser se escanea de acuerdo con el patrón de impresión. Para el escaneado se utiliza un espejo galvanométrico, y el rayo láser se refleja en dos espejos, uno correspondiente al eje X y otro al eje Y, y se escanea en una superficie plana.

Si se añade un espejo correspondiente al eje Z, también es posible la exploración de superficies curvas. Los marcadores láser actualmente en el mercado son generalmente productos que utilizan el método de escaneo.

Tipos de Marcadores Láser

El láser utilizado para los marcadores láser debe seleccionarse adecuadamente en función del tipo de material base y de la naturaleza del proceso. Los siguientes son ejemplos típicos de láseres utilizados para marcadores láser.

1. Láser YAG

Estos láseres utilizan un material llamado cristal YAG, que está hecho de itrio (Yttrium), aluminio (Aluminium) o granate (Garnet). Se utiliza para una amplia gama de aplicaciones, como la impresión en latas de aluminio y superficies de plástico. Estos láseres son menos propensos a dañar los materiales.

2. Láseres de Fibra

Este láser utiliza una fibra óptica como medio láser. Gracias a su elevada potencia de salida, se utiliza para perforar metal en profundidad. Se utiliza para imprimir caracteres en plantillas metálicas y superficies de tubos.

3. Láser de CO2

Este láser utiliza gas dióxido de carbono. Como los materiales transparentes lo absorben fácilmente, es adecuado para imprimir y procesar sobre vidrio.

Más Información sobre Marcadores Láser

1. Marcadores Láser de uso Doméstico

Los marcadores láser comerciales se pueden adquirir por correo. Se utilizan para grabar nombres o iniciales aplicando el láser sobre una pieza de madera o una placa de plástico. Se suministra una cubierta para evitar la dispersión de polvo y la exposición accidental del láser a los ojos.

Los caracteres y diseños se crean mediante una aplicación específica y la información se transfiere desde un PC o smartphone para su impresión.

2. Marcadores Láser de Tipo Manual

También hay marcadores láser del tamaño de una cámara digital. Son compactos y pueden llevarse a cualquier parte para imprimir con láser y grabar patrones.

Sin embargo, no puede sujetarse mientras se imprime, por lo que debe colocarse en un soporte, como un trípode. Esto tiene la ventaja de que el ángulo y la distancia al producto pueden determinarse libremente, pero no es adecuado para la impresión de alta definición.

3. Precio de los Marcadores Láser

Los marcadores láser tienen una amplia gama de precios, desde los de uso doméstico como hobby hasta los de uso industrial, como la impresión en productos y plantillas.

¿Qué es un Matachispas?

Un matachispas es un dispositivo que se utiliza para suprimir las chispas y las sobretensiones que se generan al conectar y desconectar interruptores.

Las chispas pueden dañar los elementos semiconductores y los transistores del circuito, y las sobretensiones también pueden destruir los componentes electrónicos.

Especialmente cuando los interruptores se utilizan en circuitos de corriente continua, deben tomarse matachispas y otras medidas de protección contra chispas en el circuito.

Usos de los Matachispas

Los matachispas se utilizan ampliamente en equipos eléctricos que funcionan con corriente continua. Especialmente cuando se utiliza corriente continua como fuente de alimentación, el uso de matachispas es esencial debido a la posibilidad de que se produzcan chispas cerca de los interruptores.

En los circuitos de corriente alterna también se presentan problemas similares, por lo que se utilizan matachispas como medida de protección. Es importante tener en cuenta que los matachispas tienen valores nominales de tensión, resistencia, capacidad y temperatura de uso definidos con precisión, por lo que deben seleccionarse adecuadamente teniendo en cuenta estos factores.

Si el matachispas no es capaz de soportar la tensión en el entorno de trabajo, puede provocar accidentes y poner en peligro la integridad del sistema eléctrico.

Principio de los Matachispas

Cuando se conecta o desconecta un interruptor, como un relé, se genera una sobretensión si la carga contiene un componente de inductancia. Además, si se producen chispas en los puntos de contacto de interruptores y relés, se acortará la vida útil de los contactos. Los matachispas son dispositivos diseñados para reducir las sobretensiones y las chispas.

Los matachispas están formados por una resistencia y un condensador conectados en serie. La constante de tiempo del matachispas viene determinada por la capacidad del condensador y el valor de la resistencia, y garantiza que las sobretensiones no cambien rápidamente.

El condensador de película utilizado debe tener una capacitancia lo suficientemente grande como para garantizar que la tensión no sea demasiado alta cuando esté en uso. Para las resistencias, seleccione resistencias con suficiente resistencia a las sobretensiones.

¿Cómo Elegir un Matachispas?

Un matachispas está formado por un circuito en serie de resistencia R y condensador C. El cálculo de C y R es el siguiente cuando la intensidad del circuito es I (A)

C = I x 2/10 a I x 2/20 (μF)
R = Resistencia de CC de la carga (Ω)

A menudo no se conoce la resistencia de CC de la carga, en cuyo caso se utiliza la estándar de 120 Ω.

*Los cálculos de C y R son sólo de referencia. En última instancia, estos valores deben utilizarse como guía y el efecto de absorción de sobretensiones debe comprobarse en pruebas de montaje.

Para la conexión se dispone de cable tipo plomo, cable tipo cubierto y terminal metálico. Los componentes electrónicos utilizados deben tener una tensión nominal superior a la tensión del circuito.

Tensión de CC utilizable ≤ Tensión nominal de CA x√2

La tensión nominal de los matachispas se indica como CA. Dado que los matachispas también se utilizan en circuitos de CC, la tensión nominal del matachispas debe convertirse a tensión de CC para determinar si puede utilizarse o no.

Más información sobre los Matachispas

1. Disposición del Matachispas

En los circuitos formados por una fuente de alimentación, un interruptor y una carga, como una resistencia, existen dos tipos básicos de colocación del matachispas: en paralelo con el interruptor o en paralelo con la carga.

En los circuitos de CC, se utilizan dos métodos diferentes de disposición. El efecto de absorción de sobretensiones es el mismo para ambos, pero el método de conexión en paralelo con el interruptor es más eficaz cuando las chispas son visiblemente visibles en los contactos del interruptor.

Cuando el interruptor está desconectado, el circuito se conecta a través del matachispas para que no se cree una gran diferencia de potencial en el interruptor. Por lo tanto, el matachispas impide que se generen tensiones elevadas, lo que reduce la probabilidad de que se produzcan chispas.

En los circuitos de CA, si se conecta un matachispas en paralelo al interruptor, fluye una corriente de fuga cuando el interruptor está desconectado. Esta corriente de fuga puede provocar el mal funcionamiento del interruptor. Por lo tanto, es práctica común en CA conectar el matachispas en paralelo a la carga.

2. Absorción de Sobretensiones

En circuitos con cargas inductivas, como relés y motores, se inserta un matachispas en paralelo con la carga inductiva para absorber la componente de sobretensión generada por la carga inductiva durante las operaciones de apertura y cierre del interruptor. Sin un matachispas, la sobretensión puede ser de 10 a 30 veces la tensión de accionamiento de la carga inductiva y la frecuencia del ruido puede superar los 100 MHz.

Las sobretensiones provocan la rotura del aislamiento de los componentes electrónicos del circuito y daños en el patrón de la placa de circuito impreso. Además, los componentes armónicos de las sobretensiones generadas se irradian directamente y desde el patrón del circuito, causando diversos efectos nocivos en los equipos y dispositivos periféricos. Con la instalación de matachispas adecuados, es posible absorber estas sobretensiones.

¿Qué es un Motor de Escobilla?

Un motor de escobillas, también conocido como motor de corriente continua con escobillas, es un tipo de motor que utiliza contactos deslizantes llamados escobillas para llevar la corriente al eje giratorio.

Las escobillas también se utilizan en motores de corriente alterna con bobinado de alambre, pero el término motor de escobillas suele referirse a los motores de corriente continua con escobillas.

Se caracterizan por su construcción sencilla y barata y su fácil control del par. Sin embargo, las escobillas se desgastan con la rotación y requieren un mantenimiento regular. La desventaja es que generan ruido cuando se accionan.

Aplicaciones de los Motores de Escobilla

Los motores de escobillas se utilizan en una amplia gama de aplicaciones, desde productos de consumo hasta aplicaciones industriales. Algunos ejemplos típicos son:

• Pequeños ventiladores de oficina y ventiladores de refrigeración de PC
• Equipos industriales como extractores de calderas
• Motores para trenes de cercanías
• Motores de elevación de ascensores

Debido a su bajo coste entre los motores de corriente continua, se utilizan en ventiladores de refrigeración de equipos de oficina de corriente continua. También se han utilizado durante mucho tiempo en equipos móviles como trenes y ascensores debido a su fácil control del par y la velocidad de rotación.

En los últimos años, el control por inversor se ha convertido en la corriente dominante para el control del par en equipos móviles, ya que no requiere escobillas y es fácil de mantener. Los motores sin escobillas también son cada vez más populares.

Principio de los Motores de Escobilla

Los motores de escobillas están compuestos por tres componentes principales: el rotor, el estator y el conmutador. El estator puede estar formado por una bobina o por un imán permanente.

El estator genera un campo magnético constante, mientras que la corriente que fluye a través de la bobina, que está enrollada alrededor del rotor, interactúa con el campo magnético del estator, creando una fuerza electromagnética que hace girar el motor.

Es crucial que las escobillas estén en contacto con el conmutador y que la corriente de la bobina se dirija en una sola dirección para un funcionamiento correcto del motor.

El par y la velocidad del motor de escobillas pueden ser controlados ajustando la magnitud de la corriente que circula a través de la bobina.

Más Información sobre los Motores de Escobilla

1. Vida útil de los Motores de Escobilla

La vida útil de las escobillas de los motores de escobillas suele ser de varios cientos a varios miles de horas. Por otra parte, la vida útil del motor de escobillas viene determinada por la vida útil de los cojinetes y suele ser de decenas de miles a cientos de miles de horas.

Los motores de escobillas giran alternando las fuerzas de repulsión y atracción entre el estator y el rotor. Para que el rotor gire, la polaridad de la fuerza magnética debe conmutarse en función del ángulo de giro, de lo que se encarga el conmutador.

El motor puede accionarse simplemente aplicando una tensión continua, lo que lo hace sencillo de accionar y fácil de usar, pero las escobillas son contactos mecánicos que se desgastan debido a la rotación, por lo que si las escobillas no pueden sustituirse, la vida útil del motor es la vida útil de las escobillas.

2. Diferencia con los Motores sin Escobilla

Los motores de escobillas también se denominan motores de corriente continua porque pueden funcionar fácilmente con una fuente de alimentación de corriente continua. En cambio, los motores sin escobillas también se denominan motores síncronos de imanes permanentes. Los motores de escobillas son más fáciles de accionar y menos costosos que los motores sin escobillas, por lo que pueden utilizarse en una amplia gama de aplicaciones.

Los motores de escobillas se utilizan en muchas aplicaciones, pero su corta vida útil debido al desgaste de las escobillas es una desventaja. La sustitución de las escobillas es necesaria para un uso a largo plazo. Los motores de escobillas pueden controlarse mediante control de tensión continua, así como mediante impulsos PWM.

Los motores sin escobillas, en cambio, eliminan el conmutador y las escobillas y utilizan imanes permanentes en el rotor. La ausencia de escobillas se traduce en una mayor vida útil, y la vida útil de un motor sin escobillas es la vida útil de los rodamientos.

Los accionamientos de motores sin escobillas pueden clasificarse como “accionamientos de onda cuadrada” (es decir, accionados por una tensión de onda cuadrada) o “accionamientos de onda sinusoidal” (es decir, accionados por una tensión de onda sinusoidal). El accionamiento de onda cuadrada tiene un circuito de accionamiento relativamente sencillo y, por otro lado, genera ruido y vibraciones durante la rotación. En cambio, el accionamiento por onda sinusoidal tiene un circuito de accionamiento más complejo, pero se caracteriza por generar menos ruido y vibraciones durante la rotación.

¿Qué es un Fotodiodo?

Los fotodiodos son dispositivos fundamentales para la detección de luz, ya que generan una corriente eléctrica en respuesta a la radiación lumínica incidente.

Los fotodiodos se basan en la propiedad del efecto fotoeléctrico, en el cual los electrones son liberados en un material semiconductor cuando es expuesto a la luz. Estos electrones liberados generan una corriente eléctrica proporcional a la intensidad de la luz incidente.

Estos componentes son ampliamente utilizados en equipos de comunicación óptica, como en las redes de fibra óptica, para detectar y convertir las señales ópticas en señales eléctricas. Además, los fotodiodos se emplean en dispositivos médicos, como en la medición de la concentración de gases en análisis clínicos y en aplicaciones de imagen médica.

Existen diferentes tipos de fotodiodos, como los fotodiodos de unión PN, que son los más comunes, los fotodiodos de unión PIN, que ofrecen una mayor sensibilidad, y los fotodiodos de avalancha, que proporcionan una amplificación interna de la señal luminosa.

Usos de los Fotodiodos

Entre las aplicaciones típicas de los fotodiodos se encuentran los puntos de captación en reproductores de CD/DVD, mandos a distancia de televisión y comunicaciones ópticas. En particular, el tipo de unión PIN, con su alta fotosensibilidad, se utiliza en sistemas de comunicación óptica de telecomunicaciones, pero también se utiliza ampliamente en aplicaciones.

De las tres estructuras de fotodiodos, éste es el tipo más utilizado. Otras aplicaciones son las máquinas tomográficas de rayos X en equipos médicos.

Principio de los Fotodiodos

Los fotodiodos utilizan el fenómeno físico de que cuando se irradia luz sobre el elemento, los electrones de la unión semiconductora se excitan y la cantidad de luz puede detectarse midiendo la corriente.

La longitud de onda de la luz que puede detectarse depende del material del diodo, que debe seleccionarse en función de la longitud de onda de aplicación. Los principales materiales utilizados son el silicio, el germanio y el sulfuro de plomo.

1. Tipo de Unión PN

Cuando la capa de agotamiento en el límite entre los semiconductores de tipo P y N se irradia con luz, los electrones fluyen hacia el semiconductor de tipo N y se producen huecos en el semiconductor de tipo P como resultado de la transferencia de electrones. Durante la irradiación de luz, se produce este flujo de electrones y huecos, y el flujo de electrones se detecta como una corriente, pero la velocidad de respuesta se caracteriza por un tiempo de respuesta algo lento.

2. Tipo de Unión PIN

La estructura más utilizada para los fotodiodos debido a su bajo ruido de fondo, también conocido como corriente oscura, que consiste en un semiconductor de tipo P, un semiconductor de tipo I y un semiconductor de tipo N, que se unen en secuencia.

Una característica de esta estructura es que, al aplicar una tensión de polarización inversa al semiconductor de tipo I, los electrones excitados fluyen suavemente hacia el semiconductor de tipo N, lo que se traduce en una mayor velocidad de respuesta.

3. Tipo de Unión de Avalancha

Este tipo se caracteriza por la división de la capa semiconductora de tipo P en capa p+, capa p- y capa p en secuencia desde el punto de electrodo de la capa semiconductora de tipo P. Debido a su función de amplificación por avalancha (avalancha de electrones), tiene la propiedad de poder detectar luz muy débil con una respuesta ultrarrápida. Se suelen utilizar con tensiones elevadas y se conocen por las siglas APD.

Más información sobre los Fotodiodos

1. Circuitos de Aplicación de los Fotodiodos

Los fotodiodos tienen una gran dependencia de la temperatura cuando ambos electrodos están abiertos, y cuando están en cortocircuito, la relación entre la intensidad de la luz y la corriente no es lineal, lo que dificulta su aplicación tal cual. Por lo tanto, para las aplicaciones que miden la luminosidad, como los medidores de iluminancia y los exposímetros, se utiliza una configuración de circuito en la que el cátodo del fotodiodos se conecta al terminal de entrada inversor del amplificador operacional y el ánodo al terminal no inversor, y se inserta una resistencia de realimentación Rf entre el terminal de salida y el terminal de entrada inversor del amplificador operacional.

En este circuito, la corriente de cortocircuito Is x resistencia de realimentación Rf correspondiente a la intensidad luminosa se convierte en la tensión de salida del amplificador operacional (el terminal de entrada inversor es la tensión de referencia), y la tensión en ambos extremos del fotodiodos (entre ánodo y cátodo) se convierte en 0 V, es decir, equivalente a un estado en el que ambos extremos están en cortocircuito (cortocircuito imaginario).

La corriente de cortocircuito Is es, por tanto, proporcional a la intensidad de la luz, por lo que la tensión de salida del amplificador operacional puede expresarse como la intensidad de la luz. En un circuito real, se conecta un condensador Cf para garantizar un retardo de respuesta debido a la capacitancia del fotodiodos, acelerando así la velocidad de respuesta.

2. Características de Sensibilidad Espectral de los Fotodiodos

Los fotodiodos de silicio emiten corriente para la luz con longitudes de onda de 320 nm a 1100 nm, pero son particularmente sensibles en la región del infrarrojo cercano, de 800 nm a 1000 nm. El rango visible humano va de 380 nm a 720 nm, con un pico de sensibilidad en torno a 550 nm, lo que difiere de las características de sensibilidad espectral de los fotodiodos de silicio.

Por lo tanto, la salida de los fotodiodos de silicio no puede tratarse con la misma luminosidad. Por ejemplo, la salida de un fotodiodo de silicio aumenta en un entorno con alta radiación infrarroja cercana, pero la zona es invisible para el ojo humano, por lo que no parece brillante.

Por este motivo, las características de respuesta espectral de los fotodiodos de silicio deben ajustarse a las características de sensibilidad del ojo humano cuando se utilizan como sensores en medidores de iluminancia. En este caso, se instala un filtro de corrección de la sensibilidad visual en la superficie del fotodiodo de silicio.

El germanio y el InGaAs también se utilizan para aplicaciones de longitud de onda distintas a las del silicio. Esto se debe a las diferentes energías de banda prohibida de las distintas propiedades de los materiales, siendo el InGaAs un material especialmente adecuado para aplicaciones de longitud de onda superiores a 1 µm.

¿Qué es una Máquina de Moldeo por Inyección?

El moldeo por inyección es un proceso ampliamente utilizado para la fabricación de productos de plástico y otras resinas. Las máquinas de moldeo por inyección desempeñan un papel crucial en este proceso.

El procedimiento comienza con la alimentación de resina previamente calentada y ablandada en la máquina de moldeo por inyección. A continuación, la resina se inyecta en un molde cerrado mediante alta presión. El molde contiene la cavidad en la que se formará el producto final. Una vez inyectada la resina, se aplica presión para asegurar que el material llene por completo el molde y adquiera la forma deseada. Después de un período de enfriamiento, el molde se abre y se extrae el producto moldeado.

El moldeo por inyección se utiliza en una amplia variedad de industrias y se aplica en la fabricación de una amplia gama de productos. Desde piezas de papelería y dispositivos electrónicos, hasta componentes de automóviles y electrodomésticos, el moldeo por inyección es esencial para la producción en masa de artículos de plástico. Ofrece ventajas significativas, como una alta eficiencia de producción, precisión en la reproducción de formas complejas y una buena calidad de acabado.

Usos de las Máquinas de Moldeo por Inyección

Las máquinas de moldeo por inyección desempeñan un papel fundamental en la producción de una amplia variedad de productos para el hogar. Gracias a su capacidad para moldear diferentes tipos de resinas, estas máquinas son utilizadas en la fabricación de piezas y componentes tanto para el interior como para el exterior de automóviles.

En la industria automotriz, las máquinas de moldeo por inyección se utilizan para producir piezas interiores como paneles de instrumentos, consolas centrales, volantes y asientos, así como piezas exteriores como parachoques, retrovisores y molduras. Estas piezas se moldean con precisión y resistencia para cumplir con los estándares de calidad y seguridad requeridos en la industria automotriz.

Además de la industria automotriz, las máquinas de moldeo por inyección también son utilizadas en la fabricación de productos de uso doméstico. Los electrodomésticos, como ventiladores, hornos microondas, televisores y lavadoras, se benefician de la capacidad de las máquinas de moldeo por inyección para producir piezas precisas y duraderas.

Estructura de las Máquinas de Moldeo por Inyección

La estructura de una máquina de moldeo por inyección se divide en una sección de inyección, que inyecta la resina, y una sección de sujeción del molde, que moldea el producto. En primer lugar, en la sección de inyección, la resina se funde a una temperatura elevada de aproximadamente 200 °C y se vierte en el molde. Esta sección se caracteriza por estar automatizada y fluye simplemente ajustando la cantidad y la temperatura a verter en la máquina.

El molde se instala en la sección de sujeción de moldes. El molde debe mezclarse con un agente desmoldeante y calentarse para evitar que la resina se adhiera a él. La resina se vierte en el molde desde la sección de inyección y se moldea a alta presión.

Tras el moldeo, la resina se enfría hasta su terminación. La resina extraída tiene rebabas, que se eliminan e inspeccionan antes de que se convierta en producto.

Tipos de Máquinas de Moldeo por Inyección

Los tipos de máquinas de moldeo por inyección se clasifican según el material a moldear y la estructura de la máquina de moldeo por inyección. Existen dos tipos principales de materiales utilizados por las máquinas de moldeo por inyección: para termoplásticos y para plásticos termoestables.

• Termoplásticos: plásticos que se deforman al calentarse.
• Plásticos termoestables: plásticos que se endurecen al aplicar calor.

Las máquinas de moldeo por inyección más comunes son para termoplásticos. También existen tres tipos de equipos de inyección: de émbolo, de pre-sin émbolo y de tornillo.

1. Tipo émbolo

El material se inyecta mediante un émbolo de tipo pistón. Este método fue común hasta la década de 1960, pero ahora sólo se utiliza para aplicaciones especiales.

2. Tipo émbolo Previo

Este método combina dos cilindros. Cada cilindro consta de un cilindro de calentamiento y un cilindro de inyección; el uso de dos cilindros permite tiempos de ciclo más largos.

3. Tipo Tornillo

Este sistema utiliza un único tornillo para medir e inyectar el material. También conocido como método de tornillo en línea, es el más utilizado en la actualidad.

La selección de una máquina de moldeo por inyección requiere un buen conocimiento de los materiales utilizados y del tipo de construcción. Esto se debe a que, si la combinación no es la adecuada, es posible que el producto no se moldee con éxito.

Además, es importante tener en cuenta que el hecho de no moldear el producto puede acarrear costes enormes.

Más Información sobre Máquinas de Moldeo por Inyección

Ventajas y Desventajas de las Máquinas de Moldeo por Inyección

La ventaja de las máquinas de moldeo por inyección es su altísima eficacia de producción. Cuando se fabrican piezas pequeñas, la máquina está diseñada para producir tantos productos como sea posible a partir de un solo molde, con el fin de garantizar una producción eficiente.

Los métodos de moldeo por inyección son sencillos y las máquinas de moldeo por inyección están muy automatizadas. Esto las hace muy productivas, lo que supone una gran ventaja.

El inconveniente de las máquinas de moldeo por inyección es su elevado coste. Las máquinas de moldeo por inyección deben ser lo suficientemente fuertes como para soportar la alta presión de la sección de inyección. Además, la sección de sujeción del molde requiere la fabricación de un molde de gran precisión.

Para cumplir los requisitos de alta resistencia en la sección de inyección y alta precisión en el molde, se incurre en costes de desarrollo y procesamiento. Se requieren muchos costes iniciales para fabricar moldes individuales para el producto deseado.

¿Qué son los Conectores Industriales?

Los conectores industriales se utilizan para conectar la electricidad en equipos industriales. No sólo sirven para suministrar energía, sino también para intercambiar datos y otra información eléctrica.
Los conectores industriales ofrecen una excelente expansión y comodidad en el intercambio de electricidad. Por ejemplo, si quiere instalar un soporte de grabación en un PC, puede soldar un nuevo circuito al circuito eléctrico, pero conectar el soporte de grabación mediante un conector ofrece un mejor manejo.

Usos de los Conectores Industriales

Los conectores industriales se utilizan en una gran variedad de equipos industriales. En los ordenadores personales se utilizan zócalos de memoria, conectores de placa de circuito impreso y conectores de interfaz. Los zócalos de memoria son conectores que se utilizan para conectar la base del PC a la memoria RAM y otras memorias instaladas en el PC. Se comparan con los conectores de interfaz que conectan el propio PC a la memoria externa al PC, como un disco duro externo. Los conectores PCB se utilizan para conectar placas de circuito impreso con diferentes funciones. Los conectores industriales también se utilizan en robots industriales y máquinas herramienta, vehículos de construcción y ferrocarriles, centrales eléctricas y plantas petrolíferas.

Principio de los Conectores Industriales

Los conectores están formados por contactos, carcasas, cubiertas y ojales. Los contactos son los elementos de contacto y proporcionan una vía para que fluya la electricidad cuando los conectores están bajo tensión. La carcasa está hecha de un material aislante y es el componente que sujeta los contactos. La carcasa protege los contactos y la carcasa de fuerzas externas y se coloca sobre ambos componentes. Los ojales se utilizan para sujetar los conectores desde el exterior. Evitan que se suelten accidentalmente.
Los colectores también se dividen en dos tipos, enchufes y tomas, que se utilizan para fines distintos. Las clavijas tienen contactos salientes, mientras que las tomas tienen contactos embutidos. Los contactos de las clavijas se acoplan a los de las tomas para activarlas. Los conectores macho y hembra se utilizan para garantizar que los conectores de diferentes normas no se conectan incorrectamente y que se alimentan de forma fiable.

Conectores Industriales

1. Conectores Estancos

Los conectores estancos son conectores especiales que, a diferencia de los conectores normales, son impermeables al agua. Los principales requisitos y especificaciones de los conectores estancos son evitar la entrada de agua y prevenir cortocircuitos causados por la entrada de agua en los terminales del conector en aplicaciones como maquinaria eléctrica industrial y de exterior para maquinaria agrícola y fábricas en las que existe riesgo de humedad por precipitaciones en vehículos y pulverizadores. Este es el principal requisito de los conectores estancos.

Los conectores normales simplemente tienen terminales hembra y macho, que se conectan entre sí para realizar una conexión eléctrica. Se utilizan en interiores y suelen emplearse en electrodomésticos, equipos de oficina, equipos informáticos, equipos de juego, etc., donde la entrada de agua no es un problema. Sin embargo, en los equipos eléctricos en los que existe la posibilidad de entrada de agua, se requieren conectores estancos con funciones y estructuras adicionales para evitar la entrada de agua, además de las funciones normales de los conectores.

La estructura principal de esta función impermeable suele ser un conector normal con una tapa impermeable adicional. Comúnmente, se utilizan conectores con una tapa o cubierta añadida a los terminales del conector para bloquear la entrada de agua, o conectores con un mecanismo para eliminar el polvo del exterior, también conocidos como conectores con coladores, etc. En cualquier caso, su construcción es más compleja que la de los conectores normales, por lo que se utilizan en los denominados productos industriales y de alta fiabilidad.

2. Conectores para Fluidos

Los Conectores para fluidos son un tipo muy especial de conectores industriales. Están diseñados para el paso de fluidos en general, dando la máxima prioridad a gases como el aire y los gases inertes y líquidos como el nitrógeno líquido y el gas natural licuado.

Existen dos tipos de conectores de fluidos diseñados para el paso de fluidos: el primero es un tipo de tubo único de plástico que permite el paso de gases o líquidos. El segundo es un tipo compuesto que permite el paso de líquidos, gases y señales de control a través del mismo conector, que también está equipado con una válvula de apertura/cierre. Todos los tipos tienen un mecanismo de empuje y tracción para su montaje y desmontaje. Esto significa que no se pueden separar fácilmente y, por el contrario, son fáciles de manejar cuando hay que sacarlos o meterlos, y se han ido reduciendo a medida que la tecnología ha ido evolucionando.

Además, los conectores fluídicos son resistentes a las vibraciones, la torsión y los impactos, tienen suficiente resistencia a la tracción y pueden soportar entornos difíciles, lo que los hace extremadamente fiables.

Por estas razones, los conectores para fluidos se utilizan en equipos que controlan fluidos en entornos que exigen una gran fiabilidad, en equipos que requieren un trabajo de conexión rápido en lugares especiales y en diversos equipos médicos e industriales.

¿Qué es un Robot Móvil?

Los robots móviles son dispositivos que han ganado popularidad en el ámbito laboral, ya que pueden realizar tareas de transporte de manera eficiente. Anteriormente, estas tareas solían ser realizadas por personas, pero los avances tecnológicos han impulsado la automatización en diversos entornos de trabajo.

Estos robots móviles han demostrado ser útiles en centros de producción, ya que reducen la necesidad de mano de obra y mejoran la productividad. Al encargarse de las tareas de transporte de mercancías, permiten que los trabajadores se enfoquen en actividades más complejas y de mayor valor añadido.

Además de la eficiencia en la producción, los robots móviles también ofrecen ventajas en términos de seguridad y calidad. Al automatizar las tareas de transporte, se reducen los riesgos asociados con la manipulación manual de mercancías, disminuyendo así la posibilidad de lesiones o daños.

En la actualidad, muchos robots móviles están equipados con capacidades de inteligencia artificial, lo que les permite tomar decisiones inteligentes, como determinar la ruta óptima para el transporte de mercancías y entregarlas en un lugar predeterminado. Esta combinación de movilidad y capacidades inteligentes hace que los robots móviles sean herramientas versátiles y eficientes en diversos entornos de trabajo.

Usos de los Robots Móviles

Los robots móviles suelen introducirse en las fábricas, donde se utilizan no sólo para el transporte, sino también para sustituir tareas que antes realizaban los humanos.

1. Plantas de Fabricación de Piezas de Automoción

Los robots móviles se utilizan para transportar piezas pesadas y realizar tareas sencillas que son propensas a errores y omisiones cuando las realizan los humanos. También pueden programar el inicio, la parada y el movimiento de las operaciones combinando equipos de control automático.

2. Plantas de Semiconductores

En las plantas de semiconductores, los transportadores pueden transportar eficazmente las piezas en espacios reducidos, evitando atascos y obstrucciones. Esto ayuda a reducir la mano de obra y el tiempo en la fábrica.

3. Fábricas de Alimentos

Las líneas de producción de las fábricas de alimentos suelen cambiar con las estaciones o con el lanzamiento de nuevos productos. Con la introducción de robots móviles, la fábrica puede responder con flexibilidad a los cambios en la línea de producción, que normalmente llevarían tiempo, sin tener que asignar mano de obra ni tiempo. Algunas fábricas tampoco tienen personal, ya que son capaces de embolsar, encajonar y etiquetar.

4. Almacenes Logísticos

Los robots controladores son ideales para plantas logísticas en las que entran y salen muchas mercancías. Pueden comprobar la posición actual y el estado operativo de los robots, lo que permite un transporte eficaz y evita errores.

Principios de los Robots Móviles

Los robots móviles difieren en sus prestaciones individuales. En este artículo se describen cuatro funciones y principios de los robots móviles dedicados al transporte sin necesidad de cinta magnética, etc.

1. Funcionamiento Seguro

El escáner láser integrado proporciona al robot una visión de 360°, lo que le permite juzgar su trayectoria y evitar obstáculos para evitar colisiones. Además, los sensores situados a ambos lados, en la parte trasera y en la parte delantera baja evitan las colisiones.

2. Robustez

Se pueden transportar cargas pesadas fijando resistentes cubiertas metálicas, etc. Algunos de los robots móviles más grandes pueden transportar cargas de hasta 1,5 t.

3. Función de Supervisión

Cuando se utilizan varios robots, sus movimientos se supervisan y controlan en tiempo real. Se puede introducir información cartográfica en los robots y se pueden dar instrucciones a varios robots a la vez mediante dispositivos de comunicación.

4. Funciones de Seguridad

El robot dispone de un botón de encendido/apagado, así como de un botón de parada de emergencia. Algunos robots también están disponibles con una plataforma móvil o una pantalla táctil.

Más Información sobre Robots Móviles

Mercado de Robots Móviles

El mercado de robots móviles crece año tras año. Esto se debe a los problemas de escasez de mano de obra a los que se enfrentan países desarrollados como Japón y a la necesidad de distanciamiento social debido al nuevo coronavirus que ha hecho estragos recientemente en todo el mundo, y al hecho de que un número cada vez mayor de empresas de todo el mundo se están moviendo activamente hacia la reducción de mano de obra.

El número de empresas que entran en el mercado aumenta año tras año gracias a la flexibilidad y la mayor variedad de especificaciones que pueden ofrecer los robots, y se espera que en el futuro se introduzcan en centros de producción distintos de las fábricas de alimentos, semiconductores y equipos de automoción.