月: 2023年7月

¿Qué es un Software de Diseño de Circuitos?

El software de diseño de circuitos es una herramienta informática que facilita el diseño de circuitos integrados, dispositivos electrónicos y circuitos eléctricos.

A menudo se le conoce como EDA (automatización del diseño electrónico) en conjunto con el hardware de apoyo al diseño de circuitos. Anteriormente, el diseño de dispositivos electrónicos se realizaba manualmente, pero ahora se puede realizar en gran medida de forma automática mediante software de diseño de circuitos, lo que acelera el desarrollo y garantiza un diseño seguro y libre de errores.

En contraste con el diseño manual basado en diagramas de circuitos, el diseño mediante software de diseño de circuitos implica la descripción de funciones utilizando un lenguaje de diseño específico y su conversión automática en circuitos.

Usos del Software de Diseño de Circuitos

El software de diseño de circuitos se utiliza en diversos campos donde se diseñan y desarrollan circuitos electrónicos y eléctricos. En el ámbito de los fabricantes de semiconductores, este software se emplea en todas las etapas del diseño, que abarcan desde el diseño de dispositivos y arquitecturas de circuitos integrados, hasta el diseño lógico, de circuitos y trazados, así como la simulación en cada fase.

Asimismo, el software de diseño de circuitos resulta útil en áreas como servidores, dispositivos IoT, equipos médicos, equipos industriales y equipos de telecomunicaciones. Por ejemplo, se utiliza en el diseño de placas de circuitos impresos, la ubicación y enrutamiento de componentes electrónicos en dichas placas, así como en las pruebas funcionales.

Principios del Software de Diseño de Circuitos

El diseño de circuitos se lleva a cabo en el siguiente flujo:

1. Diseño Mediante HDL

En primer lugar, las funciones necesarias se expresan en un lenguaje de descripción de hardware (HDL: hardware description language) como verilog. Esta parte suele realizarla manualmente el diseñador, no el software de diseño de circuitos.

Algunos sistemas pueden convertir automáticamente de un lenguaje de diseño de nivel de sistema superior a HDL a HDL, pero en estos casos, el diseño de nivel de sistema se realiza manualmente. 

2. Conversión a Circuitos Lógicos

Una vez completado el diseño en HDL y verificado en un banco de pruebas para comprobar que funciona según lo previsto, el software de diseño de circuitos sintetiza el HDL en un circuito lógico. El software de diseño de circuitos dispone de una biblioteca de información sobre los dispositivos existentes y selecciona automáticamente el dispositivo adecuado de la biblioteca según las reglas de diseño.

3. Simulación

El software de diseño de circuitos realiza la simulación de los circuitos lógicos creados por la síntesis lógica y verifica que se cumplen las funciones requeridas, de forma similar a un banco de pruebas tras el diseño HDL. En esta etapa de la verificación, también se incluye la información de temporización de los dispositivos de la biblioteca, por lo que la verificación no es una simple comprobación de si el valor de la señal es 0 o 1, sino también una verificación funcional que incluye el estado en el que el valor de la señal es indefinido (X).

4. Diseño de la Disposición

Una vez comprobado que el circuito lógico cumple los requisitos funcionales, los dispositivos se colocan de forma eficiente en un chip o placa de un tamaño definido y se enrutan entre las señales. Esta etapa posterior se denomina diseño de disposición, no diseño de circuitos, y generalmente no se incluye en el software de diseño de circuitos.

Más Información sobre Software de Diseño de Circuitos

Tipos de Lenguajes de Descripción de Hardware

Existen dos tipos de lenguajes de descripción de hardware para el diseño de circuitos: verilog y VHDL.

1. Verilog
Verilog es más conciso que otros HDL y más fácil de aprender para los principiantes. Es rico en funciones de simulación y se estandarizó como IEEE 1364 en 1995.

2. VHDL
Con un estilo de notación y sintaxis similar a ALGOL y Ada, y con tipos de datos rigurosos, se considera que el lenguaje de descripción de hardware (HDL, por sus siglas en inglés) es difícil de manejar para los principiantes. Es un lenguaje rico en características y altamente abstracto, y se estandarizó como IEEE 1076 en 1987.

Existen diferencias fundamentales entre el HDL y los lenguajes de programación de software. En la programación de software, el procesamiento se lleva a cabo principalmente de manera secuencial, en el orden en que se describe el código. Esto se debe a que el software se ejecuta en una única unidad central de procesamiento (CPU) y no contempla múltiples procesos que se ejecuten en paralelo al mismo tiempo.

Por otro lado, los circuitos descritos en HDL funcionan de manera concurrente. Esto se debe a que los componentes que conforman el hardware pueden funcionar siempre que reciban una señal de entrada.

¿Qué son las Memorias Ferroeléctricas?

La memoria ferroeléctrica (FeRAM: Ferroelectric RAM) es un tipo de memoria semiconductora de lectura/escritura (RAM: Random Access Memory) en la que se aplica un voltaje a un condensador ferroeléctrico para polarizarlo y los datos se almacenan en la dirección de la polarización residual.

SRAM (Statistical RAM) y DRAM (Dynamic RAM), que son los principales tipos de RAM, son memorias volátiles, mientras que la memoria ferroeléctrica es una memoria no volátil.

Usos de la Memoria Ferroeléctrica

La memoria ferroeléctrica es una memoria no volátil con un funcionamiento de alta velocidad, bajo consumo de energía y un elevado número de ciclos de reescritura, lo que la hace muy adecuada para aplicaciones en las que se producen frecuentes operaciones de reescritura de datos en tiempo real. Como tal, se utiliza como chip de memoria independiente en una amplia gama de campos, como tarjetas IC, etiquetas RF, contadores inteligentes de electricidad y gas, grabadores de accionamiento, monitores médicos, TPV, contadores multifunción y robots industriales.

Además, se espera que la memoria ferroeléctrica se aplique a microcontroladores de uso general, ya que puede funcionar más rápido y consumir menos energía que los productos convencionales con memoria flash o EEPROM.

Principio de la Memoria Ferroeléctrica

La memoria ferroeléctrica tiene la ventaja de conservar los datos incluso cuando se desconecta la alimentación, así como un bajo consumo de energía, una alta velocidad de escritura y un elevado número de reescrituras de datos garantizadas.

1. Escritura de Datos

Cuando se escriben datos, la línea de palabra se pone a nivel alto para poner el transistor en ON y el condensador ferroeléctrico se polariza excitando la línea de bit y la línea de placa. Cuando el potencial de la línea de bits se ajusta a la tensión de alimentación (Vcc) y el potencial de la línea de placa a 0 V, se escriben datos “1”, y cuando el potencial de la línea de bits se ajusta a 0 V y el potencial de la línea de placa a Vcc, se escriben datos “0”.

2. Lectura de Datos

Cuando se leen datos, después de que la línea de bits se pone a 0 V, se aplica una tensión igual a Vcc más la tensión umbral del transistor a la línea de palabras para poner el transistor en ON y elevar el potencial de la línea de placa de 0 V a Vcc. Si se almacenan datos ‘1’ en el condensador, se produce una gran transferencia de carga debido a la inversión de polarización y el potencial de la línea de bits aumenta significativamente.

Si se almacenan datos “0” en el condensador, no se produce inversión de polarización y el cambio en el potencial de la línea de bits es pequeño. El amplificador sensor conectado a la línea de bits detecta esta diferencia de potencial y lee los datos.

Además del tipo 1T1C, existe otro tipo de memoria ferroeléctrica denominada tipo 2T2C, que consta de dos células de memoria de tipo 1T1C como células de memoria básicas. Los condensadores ferroeléctricos emparejados están polarizados en diferentes direcciones para aumentar la diferencia de potencial durante la lectura, aumentando así la precisión de lectura de la memoria.

En la memoria ferroeléctrica, tras la lectura de un dato “1”, éste se destruye y el dato del condensador pasa a ser “0”. Por lo tanto, después de leer los datos, es necesario reescribirlos cambiando el potencial de la línea de la placa de Vcc a 0 V.

Estructura de las Memorias Ferroeléctricas

La memoria ferroeléctrica utiliza generalmente una combinación de un transistor y un condensador como célula de memoria básica. Este tipo de memoria ferroeléctrica se denomina tipo 1T1C y tiene una estructura similar a la DRAM.

La diferencia con la DRAM es que la memoria ferroeléctrica utiliza condensadores ferroeléctricos como el PZT (titanato de zirconato de plomo) o el SBT (tantalato de bismuto y estroncio) y requiere líneas de placa además de las líneas de palabra y bit de la estructura DRAM.

Más Información sobre las Memorias Ferroeléctricas

1. Función de las Líneas de Placa

En las memorias ferroeléctricas, no es posible enviar datos a las líneas de bits simplemente encendiendo los transistores. Esto se debe a que los datos se almacenan en la película ferroeléctrica y la información no puede leerse a menos que se aplique una tensión al condensador.

Dado que la polarización ferroeléctrica debe leerse externamente, las memorias ferroeléctricas tienen una línea de placa y un circuito decodificador para accionar la línea de placa de una celda determinada.

2. Memorias Ferroeléctricas Distintas de las de Tipo Condensador

Además de la memoria ferroeléctrica de tipo condensador, existe la memoria ferroeléctrica de tipo FET, que utiliza ferroeléctricos como aislante de puerta de los FET. Es posible diseñar un área de celda más pequeña de acuerdo con el tamaño del transistor.

La memoria ferroeléctrica de tipo FET tiene la desventaja de que los datos se pierden en un corto periodo de tiempo cuando el electrodo se pone a nivel de tierra tras el apagado. El tiempo de retención de la memoria es de hasta 30 días.

3. Polarización Residual

Cuando se aplica un campo eléctrico a un dieléctrico, se produce un sesgo de carga dentro de los átomos o moléculas que componen el dieléctrico. Cuando el campo eléctrico se reduce a cero, el sesgo de carga desaparece en los derivados normales y vuelven a su estado original.

En cambio, en los ferroeléctricos, el estado de polarización no vuelve aunque el campo eléctrico sea nulo. La polarización de carga que existe cuando el campo eléctrico es cero se denomina polarización residual. Como ya se ha mencionado, las memorias ferroeléctricas almacenan los datos en la dirección de la polarización residual.

¿Qué es una Maquinaria de Corte de Engranajes?

Una maquinaria de corte de engranajes es un tipo de máquina herramienta que produce ranuras de engranajes por corte.

Los engranajes se fabrican por laminación o fundición, y a menudo se mecanizan en una maquinaria de corte de engranaje. El tallado de engranajes se realiza con herramientas que corresponden a la forma y las dimensiones del engranaje.

Entre las máquinas de tallado de engranajes se encuentran las “talladoras con fresa madre” para el mecanizado de engranajes externos con fresa madre y las “talladoras de perfiles” con fresa de piñón, capaces de mecanizar engranajes externos e internos, y también se pueden fabricar “brochadoras” con fresa de brochado. La maquinaria de corte de engranajes, talladoras de engranajes de cremallera, talladoras de ruedas helicoidales, talladoras de engranajes cónicos rectos y talladoras de engranajes cónicos rectos.

Usos de las Maquinaria de Corte de Engranajes

Los engranajes fabricados con maquinaria de corte de engranajes incluyen engranajes rectos, engranajes helicoidales, engranajes internos y cremalleras, que transmiten potencia entre ejes paralelos, conocidos como “ejes paralelos”.

Las maquinaria de corte de engranajes también pueden utilizarse para fabricar “engranajes cónicos rectos”, “engranajes cónicos en espiral” y “engranajes frontales” como “ejes cruzados” con ejes de transmisión de potencia cruzados. También se utilizan para la producción de engranajes helicoidales, engranajes hipoidales y engranajes de tornillo, que se denominan “ejes cruzados”, así como engranajes de formas especiales, como engranajes no circulares, engranajes cónicos y engranajes intermitentes.

Características de la Maquinaria de Corte de Engranaje

Las maquinaria de corte de engranajes se utilizan en el proceso de corte en la fabricación de engranajes. Existen tres tipos de procesos de tallado de engranajes: “generación”, “conformado” y “tallado de engranajes”, y el proceso utilizado con una maquinaria de corte de engranajes varía en función del engranaje que se vaya a fabricar. Por ejemplo, los engranajes rectos pueden mecanizarse mediante el método de generación, mientras que los engranajes especiales pueden mecanizarse combinando los métodos de generación y conformación.

Las maquinaria de corte de engranajes se utilizan principalmente para el mecanizado de engranajes cilíndricos e incluyen talladoras con fresa madre, rectificadoras con fresas tipo piñón y talladoras de engranajes. La maquinaria de corte de engranajes cónicos, que mecanizan engranajes especiales como las ruedas cónicas, pueden combinar los métodos de generación y conformación.

Además de los engranajes rectos, otros tipos de engranajes mecanizados en talladoras con fresa madre son los engranajes helicoidales y los engranajes de tornillo sin fin. El tallado de engranajes por el método de generación es más preciso que el método de conformación, que consiste en tallar las ranuras una a una, pero es menos costoso que el método de conformación, que puede mecanizarse con máquinas herramienta de control numérico.

Tipos de Maquinaria de Corte de Engranajes

La maquinaria de corte de engranajes se pueden clasificar en varios tipos según el método de mecanizado.

1. Talladoras con Fresa Madre

El tallado de engranajes se realiza fijando una fresa y girándola. La fresa está provista de aristas cortantes y ranuras en su periferia para engranar el engranaje que se va a tallar.

2. Talladora de Engranajes

Las talladoras de piñones y las talladoras de cremalleras se utilizan para tallar engranajes, también conocidas como mortajadoras de engranajes. El tallado se realiza mediante el movimiento ascendente y descendente de la fresa. Aunque es menos eficaz, también puede utilizarse para formas de engranajes especiales que son difíciles de mecanizar en algunos casos.

3. Rectificadora de Engranajes

Los engranajes se forman haciendo girar la muela abrasiva a gran velocidad. Los engranajes pueden mecanizarse a partir de material duro templado con gran precisión.

4. Afeitadora de Engranajes

Se utiliza para el proceso final de engranajes producidos por rasurado de engranajes. Se puede alisar la superficie girando la herramienta en forma de engranaje engranado y se puede compensar el engrane.

5. Maquinaria de Corte de Engranajes Cónicos

Especializada en el tallado de engranajes cónicos mediante el giro de la herramienta de tallado, que tiene forma de disco.

Estructura de la Maquinaria de Corte de Engranajes

El mecanizado con maquinaria de corte de engranajes permite producir numerosas geometrías de engranajes.

1. Engranajes Rectos

Es el tipo de engranaje más común, en el que la traza de los dientes es paralela al eje del engranaje. La potencia se transmite mediante la combinación de dos engranajes paralelos.

2. Engranajes Helicoidales

Los flancos de los dientes de las ruedas dentadas rectas están angulados, de modo que los engranajes tienden a morderse entre sí. Son más silenciosas y resistentes que las ruedas dentadas rectas.

3. Engranajes Interiores

Los flancos de los dientes están orientados hacia el interior del cilindro. Los engranajes pequeños del interior del cilindro son giratorios.

4. Ruedas Cónicas

Las ruedas dentadas cónicas tienen forma cónica como un paraguas con estrías de los dientes orientadas hacia fuera y transmiten energía engranando ruedas dentadas cónicas con diferentes orientaciones axiales. Las ruedas cónicas se clasifican en ruedas cónicas rectas y ruedas cónicas oblicuas según el trazado de sus dientes. Las ruedas cónicas rectas, también llamadas ruedas dentadas cónicas rectas, son rectas, igual que las estrías de los dientes de las ruedas dentadas rectas. Los engranajes cónicos tienen estrías oblicuas en los dientes, como los engranajes helicoidales, y también se conocen como engranajes cónicos helicoidales.

5. Engranaje Helicoidal

Un engranaje helicoidal es un engranaje roscado con dientes cónicos en espiral montado sobre un material en forma de barra y una rueda helicoidal que encaja en el engranaje. Al igual que los engranajes cónicos, se puede cambiar la dirección del eje, y son más pequeños, ligeros y silenciosos que los engranajes cónicos.

6. Cremallera y Piñón

También llamado piñón cremallera, un piñón cremallera es una combinación de una barra recta con dientes cónicos y un piñón como un engranaje recto, que se utiliza para convertir la fuerza de rotación de un engranaje en una línea recta. Un ejemplo familiar es el regulador de altura de un trípode de cámara fotográfica.

¿Qué son las Cintas Magnéticas?

La cinta magnética es un soporte magnético que se adhiere a una cinta para grabar datos electrónicos.

Puede grabar grandes cantidades de datos durante largos periodos sin alimentación eléctrica y antes se utilizaba a menudo como cinta de vídeo o cinta de casete.

Se utiliza para grabar datos analógicos, pero también puede utilizarse para grabar datos digitales. La ventaja sobre los discos duros y los discos ópticos, que también son soportes de almacenamiento de datos digitales, es que no utilizan electricidad para grabar y reproducir.

Usos de las Cintas Magnéticas

Las cintas magnéticas tienen los siguientes usos:

1. Cintas de Casete

Comercializadas en los años 60, las cintas de casete de fabricación japonesa se expandieron por todo el mundo con la popularización del Walkman desarrollado por Sony. La cinta magnética utilizada en las cintas de casete tiene 3,81 mm de ancho y está recubierta de una aleación magnética de hierro puro.

2. Archivo

Se utiliza en almacenes de datos para guardar de forma segura datos confidenciales y de otro tipo durante largos periodos de tiempo, y para recuperarlos inmediatamente cuando sea necesario. Ahorra costes, ya que no requiere electricidad para su almacenamiento.

Principio de las Cintas Magnéticas

El principio de grabación de música y almacenamiento de datos en cintas magnéticas es el siguiente:

Una cinta de vinilo marrón se enrolla dentro de una cinta de casete y se recubre en la superficie con un material que actúa como un imán. Al grabar sonido, el magnetófono convierte el sonido que entra por el micrófono en una señal eléctrica, y la señal se transmite al cabezal de grabación. El cabezal de grabación es un pequeño electroimán que entra en contacto con la cinta de casete y convierte las señales eléctricas recibidas en señales de polos S y N que pueden grabarse en el material magnético de la superficie de la cinta.

Aunque la superficie de la cinta magnéticas no parece sufrir ningún cambio en su aspecto, se graban en ella numerosas señales S y N. Cuando se reproduce, el cabezal de grabación se convierte en un cabezal de reproducción, que lee las señales S y N grabadas en la cinta y las transmite a través de un amplificador a un altavoz, donde se convierten en vibraciones y vuelven al sonido original.

Tipos de Cintas Magnéticas

Las cintas magnéticas se clasifican en dos tipos: cintas de vídeo y cintas de casete de audio. Hay cuatro tipos de cintas de casete de audio: cinta de posición normal, cinta de posición alta, cinta de posición de ferricromo y cinta de posición metálica.

1. Cintas de Vídeo

Según el fabricante, se dividen en calidades de cinta: normal, profesional, de alta fidelidad y de alta calidad. Los sistemas de grabación se clasifican en VHS o S-VHS.

2. Cinta de Posición Normal

Está recubierta de óxido férrico marrón como material magnético. El contenido invertido se graba en cinta de posición metálica y se puede duplicar en grandes cantidades cuando se transfiere una y otra vez en un campo magnético sesgado. Los tipos optimizados para música tienen un excelente MOL (inglés: Maximum Output Level) en las frecuencias medias y bajas.

3. Cinta de Alta Posición

Están recubiertas con óxido de cromo u óxido de cobalto, también conocidas como cintas de posición de cromo, estas cintas tienen una excelente relación señal/ruido y reproducción de las frecuencias medias y altas, pero la reproducción y el MOL de las frecuencias medias y bajas son inferiores a los de las cintas de posición normales para música.

4. Cinta de Posición de Ferricromo

Esta cinta está recubierta con dos capas, una para frecuencias bajas y medias, donde destaca la cinta de posición normal, y la otra para frecuencias altas, donde destaca la cinta de posición alta, y tiene excelentes características en ambas áreas. Puede sustituir a la cinta de posición normal en reproductores y grabadoras que no admiten cinta de posición de ferricromo. Además del mayor rendimiento y calidad de sonido de la cinta de posición normal y la cinta de posición alta, la introducción de la cinta de posición metálica y la cinta de posición EE las dejó rápidamente obsoletas.

5. Cinta de Posición Metálica

Se deposita material magnético metálico sin óxido, tiene una excelente fuerza coercitiva y permite la grabación de alta densidad. Puede utilizarse como cinta madre para la duplicación masiva, pero no es adecuada para la duplicación masiva.

Cómo elegir las Cintas Magnéticas

Las cintas magnéticas tienen mayor capacidad que las memorias semiconductoras o los discos duros. Son muy fiables, con menos errores y fallos, y constituyen un soporte de grabación de bajo coste y que ocupa poco espacio, adecuado para el almacenamiento a largo plazo.

Por otro lado, debido a su estructura, no se puede acceder a los datos de forma aleatoria. Cuantas más cintas se tengan, más tiempo y esfuerzo cuesta gestionarlas.

¿Qué son las Llenadoras?

Las llenadoras son máquinas que llenan botellas, latas, tubos, etc. con contenidos como líquidos o polvos a un ritmo fijo.

Las llenadoras aumentan la capacidad de producción de la línea, mejoran la precisión del proceso de llenado y reducen los costes de mano de obra.

Existen dos tipos de máquinas llenadoras semiautomáticas, que llenan una cantidad determinada de producto con sólo pulsar un botón, y máquinas llenadoras totalmente automáticas, que realizan todo el proceso, desde el taponado y etiquetado de los envases llenos hasta la impresión de lotes.

Usos de las Llenadoras

Las máquinas llenadoras pueden utilizarse en una amplia gama de procesos de producción de alimentos, cosméticos y productos de uso diario para automatizar las operaciones y mejorar la calidad.

Sustituyen el trabajo manual por el trabajo con llenadoras para aumentar la velocidad de producción, reducir las variaciones en la precisión del trabajo y proporcionar reproducibilidad del trabajo gracias al control informatizado.

El tipo más común de máquinas llenadoras es el que llena envases en un suministro continuo en cantidades especificadas, pero se han desarrollado máquinas llenadoras especializadas cuando es necesario llenar varios contenidos, como en el caso de las paletas de colores para cosméticos.

Principio de las Llenadoras

Cuando el contenido a llenar son líquidos o polvos, lo más habitual es utilizar el llenado gravimétrico para mantener un volumen de llenado constante. El peso se detecta mediante células de carga en la máquina, y cuando se llena un determinado peso, se detiene el suministro de contenido y la botella puede pasar al siguiente proceso, como el cierre del tapón.

La célula de carga también mide el peso de la botella y, por lo tanto, desempeña un papel en la detección de cuando el peso de la botella está fuera del rango normal. Dependiendo del contenido, la adherencia a la boquilla de llenado y las salpicaduras internas pueden ser un problema, por lo que el equipo puede incorporar materiales y funciones adecuados al contenido.

1. Llenadoras de Líquidos

Si el contenido es líquido, también se utiliza la medición mediante sensores de nivel. Aunque son menos precisos en términos de volumen de llenado que los sistemas de célula de carga, la altura de llenado puede alinearse visualmente.

2. Llenadoras de Polvo

Si el contenido a llenar es polvo, éste puede derramarse y afectar al volumen de llenado después de que se haya llenado el recipiente de llenado y se haya parado la máquina. En algunos casos, se instala en el interior del alimentador una estructura en forma de tornillo llamada sinfín y el peso se mide en función de la rotación del tornillo.

Tipos de Llenadoras

Las llenadoras son máquinas industriales utilizadas en el proceso de llenado de envases con líquidos o polvos. Pueden clasificarse en dos tipos: llenadoras de líquidos y llenadoras de polvos.

1. Llenadoras de Líquidos

Las especificaciones difieren de un producto a otro, desde el llenado de pequeños volúmenes hasta el de grandes volúmenes. Las velocidades de llenado y las capacidades de descarga requieren la selección de válvulas de llenado adecuadas y la construcción de configuraciones de línea que se adapten al llenado y al envase.

Las llenadoras de líquidos están disponibles para líquidos de baja a alta viscosidad, dependiendo de las características de los alimentos, productos químicos, pinturas, detergentes, champús, endurecedores, lubricantes, disolventes, etc. Se pueden adaptar a todos los tamaños de envases, desde envases pequeños de 1 L o menos hasta latas cuadradas, envases redondos, bidones y envases de gran volumen.

2. Llenadoras de Polvo

Los materiales sólidos como el polvo y los gránulos pueden alimentarse mediante un tornillo sinfín y llenarse mientras se pesan. Como se utiliza un tornillo en espiral, también se denomina máquina llenadora de tipo tornillo.

Las llenadoras de tornillo sinfín se integran en el proceso final durante la producción del llenado. Los sólidos son granulados, en polvo o granulados y tienen poca fluidez. Por lo tanto, la rotación de la sección de tornillo puede expulsar el relleno para mejorar la fluidez, y la cantidad especificada puede medirse a alta velocidad y llenarse en cantidades fijas.

El sistema se ha introducido en industrias como la alimentaria, agroquímica, de piensos, petroquímica, cerámica y farmacéutica. En concreto, puede utilizarse para sólidos como harina de soja, fécula de patata, sal, pimienta, consomé y otros condimentos granulados.

Cómo elegir una Máquina Llenadora

Existen numerosos tipos de llenadoras, por lo que hay que tener en cuenta sus ventajas e inconvenientes a la hora de elegir una.

1. Llenadoras de Husillo

Llenadoras que alimentan y pesan el polvo.

2. Llenadoras con Alimentador Vibratorio

Este sistema transfiere el material de llenado haciendo vibrar el material sólido.

3. Llenadoras con Bomba de Tubo

Se trata de una máquina de llenado de líquidos en la que el material de llenado se aspira de un tubo, se bombea y se pesa mediante una báscula.

4. Llenadoras Rotativas

Esta máquina tiene dos rotores colocados en la cámara de bombeo y alimenta el producto cambiando el volumen, haciendo posible el llenado de materiales viscosos.

5. Llenadoras de Pistón

Estas llenadoras aspiran y expulsan el material de llenado como una gran jeringuilla.

¿Qué son los Osciladores?

Los osciladores son objetos que vibran. Puede incluir circuitos mecánicos o eléctricos y otros objetos que vibran eléctricamente. En algunos casos, los objetos que vibran se modelan y teorizan como osciladores.

Usos de los Osciladores

Los cristales de cuarzo se utilizan ampliamente en circuitos electrónicos en una gran variedad de productos electrónicos. Las señales de reloj son esenciales en los circuitos electrónicos. Una señal de reloj es una señal que oscila regularmente a una frecuencia determinada para que los distintos elementos de un circuito electrónico puedan enviar y recibir señales al mismo tiempo.

Cuando las vibraciones se convierten en electricidad y se extraen de un cristal de cuarzo, se puede obtener una señal eléctrica que oscila regularmente, que es una señal alterna con una frecuencia única. Cuando se utilizan en circuitos electrónicos, los cristales de cuarzo suelen emplearse como osciladores de cristal en circuitos integrados empaquetados que incluyen una unidad de cristal además de un resonador de cuarzo.

Los cristales de cuarzo se caracterizan por ser componentes de efecto piezoeléctrico que vibran con regularidad. Además de fuentes de reloj, se utilizan en equipos electrónicos en diversas aplicaciones, como fuentes de referencia para producir ondas portadoras para la comunicación.

Principio de los Osciladores

1. Efecto Piezoeléctrico

Los cristales de cuarzo son un componente electrónico muy utilizado como unidad de cristal. La razón es que el cristal de cuarzo tiene un efecto piezoeléctrico.

El efecto piezoeléctrico es la generación de electricidad cuando se aplica presión mecánica a un cristal. Aplicar presión a un cristal provoca un cambio en la disposición de los iones dentro del cristal, lo que a su vez crea un sesgo en la carga eléctrica.

Los cristales y cerámicas con efecto piezoeléctrico también se deforman cuando se les aplica un campo eléctrico. Este efecto es el “efecto piezoeléctrico inverso”. También existen otros tipos de osciladores que utilizan el efecto piezoeléctrico de la cerámica.

Los cristales de cuarzo son más caros que los de cerámica, pero debido a su altísima precisión de oscilación, suelen utilizarse cuando se requieren circuitos osciladores de alta precisión.

2. Recorte de Cristales de Cuarzo

Los cristales de cuarzo sintéticos permiten obtener cristales de cuarzo cristalizados de gran pureza. El ángulo con el que se recorta el cristal en relación con su eje determina las características de temperatura y los modos de vibración con respecto a la frecuencia. El tipo de corte AT es la forma más típica de cortar cristales de cuarzo.

El tipo AT-cut puede obtener características de oscilación con poca desviación en un amplio rango de temperaturas, y se utiliza a menudo para producir frecuencias de oscilación en la banda de MHz. Los osciladores de tipo AT-cut se caracterizan porque la frecuencia de oscilación viene determinada por el grosor del cristal. La frecuencia de oscilación es inversamente proporcional al grosor del cristal.

f0=1,67×n/t
*f0: Frecuencia de oscilación, n: Orden de armónicos, t: espesor (mm)

Como se desprende de la ecuación anterior, por ejemplo, si la frecuencia de oscilación requerida es alta, debe reducirse el grosor de la unidad de cristal AT-cut. Por lo general, cuanto más delgados son los osciladores, más fácil es la oscilación, pero se reduce la resistencia mecánica. Por lo tanto, es importante seleccionar una unidad de cristal teniendo en cuenta la frecuencia de oscilación necesaria, las dimensiones de la unidad de cristal y la facilidad de oscilación.

Tipos de Osciladores

La unidad de cristal más utilizada como componente electrónico es la unidad de cristal de cuarzo. Los osciladores están hechos de cristal de cuarzo, un tipo de cuarzo, y muchos están hechos de cristales de cuarzo sintéticos. Además, a menudo se utilizan cristales cerámicos de bajo coste.

Los osciladores de ultrasonidos pertenecen a la familia de los cristales. Los osciladores convierten una corriente de alta frecuencia emitida por un circuito de oscilación en vibraciones ultrasónicas. Se utilizan en máquinas de limpieza por ultrasonidos y máquinas de soldadura por ultrasonidos.

Los cristales de cuarzo se producen llenando cristales naturales y una solución alcalina en un recipiente a presión de alta presión en un horno de crecimiento llamado autoclave. Este método es la síntesis hidrotermal.

Además de osciladores reales, existen osciladores virtuales que se montan virtualmente para la construcción de la teoría. Cuando las vibraciones son monovibracionales, se denominan osciladores armónicos; cuando son otras vibraciones, se denominan osciladores anarmónicos.

¿Qué son las Encuadernadoras?

Las encuadernadoras se utilizan para encuadernar libros o folletos con papel mediante encolado o cosido (como las grapas).

Existen diferentes tipos de métodos de encuadernación, como el cosido a caballete, la encuadernación plana, la encuadernación radial, la encuadernación superior, la encuadernación con anillas, la encuadernación con cinta, etc., cada uno de los cuales tiene características diferentes.

También hay una serie de impresoras e impresoras multifunción con funciones de encuadernación, que van desde pequeñas y sencillas máquinas de oficina hasta rápidas y grandes máquinas para uso comercial e industrial.

Usos de las Encuadernadoras

Las encuadernadoras se utilizan para producir libros. Los tipos de libros que se pueden producir se clasifican según el método de encuadernación.

1. Encuadernación a Caballete

La encuadernación a caballete se utiliza para catálogos y revistas con un número reducido de páginas. El libro se encuaderna cosiéndolo en el centro del pliegue exterior de la portada.

2. Encuadernación Plana

Este tipo de encuadernación se utiliza para manuales, libros de texto y documentos de planificación.

3. Encuadernación Rápida (Encuadernación en Nogal)

Se utiliza para catálogos más gruesos, libros de texto y revistas informativas. El lomo de una pila de páginas plegadas (papel doblado al tamaño de una sola página para encuadernar) se pega para formar un libro encuadernado.

4. Encuadernación Superior

Encuadernado con tapa dura y utilizado para álbumes, monografías, etc. 

5. Libro Encuadernado con Anillas 

Este se utiliza para cuadernos de bocetos, cuadernos de anillas y documentos. Se perforan agujeros en el manuscrito y el libro se sujeta con anillas en espiral de plástico o metal.

Principios de las Encuadernadoras

Hay dos tipos de forma de libro: encuadernación estándar y encuadernación superior. Un libro de encuadernación paralela tiene una cubierta de papel blando y flexible, mientras que un libro de encuadernación superior tiene una cubierta de cartón duro o cuero. Existen tres tipos de métodos de encuadernación.

1. Encuadernación con Alambre

El cosido a caballete y la encuadernación plana son los métodos típicos de encuadernación de libros encuadernados en paralelo. Es el método más sencillo de encuadernación y se denomina encuadernación simple. Se encuaderna con alambre y se clasifica en encuadernación a caballete o lisa según la posición del alambre.

2. Encuadernación con Cola

La encuadernación radial o ágil se utiliza tanto para encuadernaciones lisas como perfectas. También se utilizan mucho las encuadernaciones de radio y agiro con cola.

3. Encuadernación con Hilo

La encuadernación con hilo es una encuadernación en la que el papel impreso se cose con hilo, y se utiliza a menudo en la encuadernación superior. El nombre difiere en función de cómo se cose el hilo, y la encuadernación tradicional japonesa es un tipo de encuadernación con hilo y es uno de los métodos de encuadernación que se han utilizado durante mucho tiempo. Es adecuada para la conservación a largo plazo debido a su gran durabilidad.

Tipos de Encuadernadoras

Existen varios tipos de encuadernadoras.

1. Encuadernación a Caballete

Se trata de un tipo de encuadernación en el que los pliegos se apilan unos encima de otros en posición enfrentada, se cosen por el centro y luego se doblan por la mitad.

2. Encuadernación Plana

El libro se cose a 5 mm del borde de las hojas plegadas superpuestas, luego se aplica cola al lomo y se fija la cubierta. 

3. Encuadernación Inalámbrica (Encuadernación en Nogal)

Se trata de un método de encuadernación que consiste en solapar las hojas plegadas, aplicar cola en el lomo y envolver el libro con una cubierta.

4. Encuadernación Superior

Una cubierta gruesa y rígida y las páginas se encuadernan utilizando hilo de encuadernar y cola. La cubierta se denomina tapa dura y el lomo es de cartón.

5. Encuadernación con Anillas (Encuadernación de Gafas)

Este se trata de un proceso de encuadernación en el que se apilan capas de papel, se perfora un agujero en el lomo y se inserta una anilla de plástico o metal para encuadernar el libro.

Cómo elegir una Encuadernadora

La elección de una encuadernadora debe tener en cuenta las ventajas e inconvenientes de cada tipo de encuadernadora.

1. Encuadernación a Caballete

La encuadernación a caballete es un método de encuadernación relativamente barato, ya que el libro se abre firmemente en la base del libro, lo que facilita la lectura, por ejemplo, cuando se utilizan dos páginas para fotografías o diagramas. Sin embargo, debido a la encuadernación cosida, no es adecuada para libros con un gran número de páginas.

2. Encuadernación Plana

Este tipo de encuadernación es adecuado para folletos con un gran número de páginas. Debido a la estructura cosida de la encuadernación, el libro no puede abrirse hasta 180°.

3. Encuadernación por Radio (Encuadernación en Nogal)

Este suele utilizarse para catálogos de productos con un gran número de páginas. Los folletos con pocas páginas pueden tener páginas despegadas debido a la poca cantidad de cola aplicada en el lomo.

4. Encuadernación Superior

El núcleo de cartón suele estar envuelto en papel fino, pero a veces se utiliza cuero o tela para dar un aspecto lujoso.

5. Libros Encuadernados con Anillas (Encuadernación de Gafas)

Este tipo de encuadernación es fácil de usar, ya que se puede abrir 360° y las páginas no se cierran solas.

¿Qué son las Cámaras de Infrarrojos?

Las cámaras de infrarrojos son cámaras que producen imágenes captando luz “infrarroja”, un tipo de radiación electromagnética.

La luz infrarroja se refiere a la luz con longitudes de onda entre 780 y 100 000 nm. Las cámaras digitales normales utilizan luz visible, que es visible para el ojo humano, pero es difícil captar imágenes en la oscuridad o en otros entornos donde no hay una fuente de luz.

En cambio, las cámaras de infrarrojos utilizan luz infrarroja. La radiación infrarroja es emitida por todos los objetos con calor, excepto por los objetos en el cero absoluto, por lo que, a diferencia de las cámaras normales, una cámara de infrarrojos que puede detectar la radiación infrarroja puede tomar imágenes independientemente de la presencia o ausencia de una fuente de luz.

Usos de las Cámaras de Infrarrojos

Las cámaras de infrarrojos pueden detectar la radiación infrarroja que no pueden captar las cámaras digitales normales. Se utilizan como cámaras de seguridad y cámaras de vigilancia porque pueden utilizarse sin problemas en la oscuridad, lo que resulta difícil de captar para las cámaras digitales normales.

La información sobre el calor y la temperatura de los objetos, así como su composición, puede comprobarse a partir de la radiación infrarroja que emiten los objetos filmados. Por este motivo, las cámaras de infrarrojos se utilizan mucho más que para simples aplicaciones fotográficas, como el control de la temperatura y las inspecciones en procesos de producción e infraestructuras.

Principios de las Cámaras de Infrarrojos

Las cámaras de infrarrojos son cámaras especiales que utilizan luz infrarroja, pero la configuración de sus equipos y su principio de funcionamiento es básicamente el mismo que el de una cámara digital normal. Las cámaras de infrarrojos llevan incorporado un sensor de detección de infrarrojos que actúa de forma similar al “sensor de imagen” de una cámara digital normal. Los sensores infrarrojos están formados por una matriz regular de elementos diminutos llamados píxeles.

Las cámaras de infrarrojos fabricadas con antimonio de indio, por ejemplo, pueden detectar la radiación infrarroja en el rango de 1,5-5,1 µm, que varía de un material a otro. Por lo tanto, es importante comprobar que los infrarrojos emitidos por el objeto que se va a fotografiar están dentro del rango de detección antes de utilizarlas.

Al igual que las cámaras digitales normales, las cámaras de infrarrojos también están equipadas con un objetivo que dirige la luz captada hacia el sensor. Existen diferentes tipos de objetivos, como los normales y los de primer plano, y la cámara más adecuada debe seleccionarse en función del tamaño del objeto que se va a fotografiar.

Construcción de una Cámara de Infrarrojos

Existen dos tipos de estructuras de cámara de infrarrojos: cuántica y no refrigerada.

1. Tipo Cuántico

Esta utiliza elementos de imagen infrarroja hechos de semiconductores compuestos con anchos de banda prohibidos estrechos, como seleniuro de plomo (PbSe), telururo de mercurio y cadmio (HgCdTe) y antimonuro de indio (InSb). Se enfrían a temperaturas criogénicas para eliminar los efectos del ruido de disparo.

2. Tipo No Refrigerado

Esta utiliza bolómetros, elementos piroeléctricos y termopares fabricados mediante técnicas de microfabricación. La calidad de imagen es inferior a la del tipo cuántico, pero no requiere refrigeración y ha ido en aumento en los últimos años.

Cómo Elegir una Cámara de Infrarrojos

Hay una serie de puntos que deben tenerse en cuenta a la hora de instalar una cámara de infrarrojos sobre el terreno.

1. Alcance de la Iluminación

Dado que las cámaras termográficas sólo captan imágenes hasta donde alcanza la luz infrarroja, pueden tener un alcance menor de noche que de día, en función del alcance del sensor de infrarrojos. La distancia de irradiación infrarroja varía según los modelos y suele estar entre 15 y 30 metros. Es necesario comprobar la distancia de irradiación de la cámara que se va a instalar en la obra o lugar de construcción.

2. Uso en Exteriores

Son adecuadas las cámaras que pueden instalarse en exteriores. Las cámaras de interior son vulnerables a la luz solar intensa, la lluvia y el viento y pueden funcionar mal si se instalan en el exterior. Las cámaras de exterior duraderas con funcionalidad de infrarrojos y características de resistencia al polvo y al agua pueden instalarse en entornos difíciles y proporcionar imágenes nocturnas fiables.

3. Facilidad de Instalación

Dado que los proyectos de construcción y edificación suelen tener un periodo de construcción fijo, resulta costoso y lleva mucho tiempo instalar cámaras y cableado cada vez que se cambia de emplazamiento. Por lo tanto, son adecuadas las cámaras fáciles de instalar y desmontar. Algunos tipos no requieren cableado y son fáciles de desplazar.

4. Supervisión Remota

Las cámaras que pueden comprobar las grabaciones en un smartphone o un PC son útiles para filmar obras y lugares por la noche. Las cámaras que se pueden supervisar a distancia permiten comprobar las grabaciones realizadas en casa y son adecuadas para la vigilancia nocturna. También hay cámaras de seguridad con conexión Wi-Fi o LTE que no requieren una conexión LAN por cable.