4º TEC


Diseñamos nuestra vivienda bioclimática

Autor: 
Javier Prieto

Tal como expresan en ovacen.com, la arquitectura bioclimática aborda el diseño de edificios o viviendas teniendo presente las condiciones climáticas, aprovechando los recursos libres (sol, flora, lluvia, vientos) para reducir los impactos ambientales.

A la hora de concebir una vivienda bioclimática, debemos por un lado marcarnos el objetivo de lograr al menos el mismo confort que en una vivienda convencional, pero concibiendo la vivienda como una estructura que está integrada de forma plena con el medio natural. Ya no solo en el empleo del sol o el viento para la producción de energía eléctrica, sino también otros recursos tales como el agua de lluvia que puede ser utilizado para múltiples usos dentro del hogar y luego tratado de forma adecuada para poder verterlo nuevamente en buenas condiciones a la naturaleza, o en el empleo durante el proceso de construcción de materiales renovables.

 

 

En el siguiente enlace podemos acceder a un infografía en la cual se muestran los principales fundamentos de la arquitectura bioclimática:

http://www.consumer.es/web/es/medio_ambiente/urbano/2003/03/18/140046.php

 

A través del siguiente proyecto, vamos a convertirnos en diseñadores de una vivienda bioclimática. Para ello, vamos a seguir una serie de pasos que van a ir guiados a través de las siguientes fichas:

FICHA 01: ANÁLISIS DEL CLIMA EN CIGALES

FICHA 02: ORIENTACIÓN DE LA VIVIENDA

FICHA 03: ELEMENTOS PASIVOS Y ACTIVOS A INCORPORAR EN UNA VIVIENDA BIOCLIMÁTICA

FICHA 04: PLANO DE LA VIVIENDA

FICHA 05: INSTALACIONES DE LA VIVIENDA

FICHA 06: REPRESENTACIÓN DE LA VIVIENDA EN 3D

FICHA 07: EFICIENCIA ENERGÉTICA Y DESARROLLO SOSTENIBLE. DOMÓTICA.

Circuitos neumáticos

Autor: 
Javier Prieto

Después de ver algunas formas de realizar el control de sistemas técnicos a través de electricidad, electrónica e incluso robots, vamos a trabajar con la automatización mediante fluidos, es decir, vamos a estudiar algunas nociones básicas de neumática.

Para estudiar la parte teórica, vamos a tomar además del libro de texto la siguiente animación elaborada por Pilar Latorre, a los que puedes acceder en pantalla completa a través del siguiente enlace

<iframe width="550" height="315" src="http://www.catedu.es/aratecno/images/pilar/neu.swf" frameborder="0" allowfullscreen></iframe>

Automatismos: Introducción a los sistemas de control

Autor: 
Javier Prieto

Después de estudiar los sistemas eléctricos (proyecto 1: instalación eléctrica de una vivienda) y los sistemas electrónicos (proyecto 2: elaboración de un circuito impreso), empezamos durante esta última parte del curso a estudiar los automatismos.

Para ello, lo primero que haremos será trabajar en torno al concepto "sistemas de control".

Imagen: infoagro.com

Como siempre, además del libro de texto, aquí tenéis algunos enlaces que pueden ser útiles para entender qué son los sistemas de control de lazo abierto, cerrado, así como los elementos que forman parte de este tipo de sistemas.

BIBLIOGRAFÍA BÁSICA:

http://www.tecnologia-tecnica.com.ar/sistemadecontrol/

http://www.academia.edu/7885227/Sistemas_de_control

 

Actividad 1:

Como primera actividad se os propone que rellenéis por parejas una tabla similar a la que se os presenta a continuación:

https://docs.google.com/document/d/1_baWod4zPpFKuUCru1pUVwK9bCtxSrlTuuCQGqzYbOY/edit?usp=sharing

Imagen: foroparalelo.com

 

Criterios de calificación:

- Al menos deben identificarse dos automatismos de lazo abierto y otros dos de lazo cerrado.

- Incorporación de una imagen que identifique claramente el automatismo descrito.

- Descripción del funcionamiento del automatismo, a través de la cual se  identifiquen las distintas partes que componen el automatismo.

- Especificar la misión que cumple cada una de las partes del sistema

- Clasificación correcta del automatismo, en abierto o cerrado.

Electrónica digital

Después de ver la parte de electrónica analógica, ha llegado el momento de empezar con la parte de electrónica digital.

Para la parte teórica vamos a seguir principalmente, aparte del libro de texto los siguientes recursos:

 

Teoría:

Inicio a la electrónica digital:

http://www.slideshare.net/jcarlostecnologia/electronica-digital-4-eso-presentation

http://www.areatecnologia.com/electronica/electronica-digital.html

http://www.portaleso.com/portaleso/trabajos/tecnologia/ele.yelectro/elec-digital.swf

Puertas lógicas:

http://www.juntadeandalucia.es/averroes/recursos_informaticos/concurso2005/36/digital.swf

 

Actividades interactivas:

http://iesodrapisuerga.centros.educa.jcyl.es/sitio/upload/ejerciodigital.swf

Multivibrador astable con transistores

A continuación se presentan una serie de imágenes que tratan de explicar el funcionamiento de este tipo de circuitos...

Circuitos integrados básicos....

Autor: 
Javier Prieto

Como os indican en el libro de texto "los circuitos integrados están formados por componentes electrónicos (transistores, resistencias, condensadores,...) miniturizados.

Esquema eléctrico del LM741 (fuente: http://profesores.fi-b.unam.mx/)

 

Por otra parte, el libro clasifica los más importantes dentro de tres grandes grupos: Comparadores, reguladores y temporizadores. 

A continuación vamos a ver algún ejemplo de cada tipo:

 

a) Amplificador Operacional LM741 (Comparador):

Este AO dispone de dos entradas (positiva y negativa) y una salida, cuyo valor depende del valor de las entradas, es decir, cuando la tensión V+ es mayor que V- a la salida tendremos el valor máximo de la tensión, mientras que cuando la tensión V+ es menor que V- tendremos el valor mínimo.

Imagen: wikipedia

 

Este valor máximo y mínimo viene determinado por la alimentación a la que estemos conectado al amplificador operaciones AO. Lo vemos más claramente con una serie de esquemas.

 

Imágenes: perso.wanadoo.es

 

Una aplicación práctica de este componente la podemos ver en el siguiente esquema:

Al ser R1 y R2 del mismo valor, la tensión a la que se encuentra V- será siempre de 0V; sin embargo la tensión a la que está V+ va a depender de la tensión del potenciómetro P1. Cuando V+ sea mayor que cero, por la patilla 6 del AO saldrán +12V y se encenderá el diodo verde, mientras que cuando el valor del potenciómetro implique un valor negativo en V+ la tensión que entrega el AO por la patilla 6 será de -12V y en este caso se encenderá el diodo rojo.

 

En la siguiente imagen tenemos un esquema de cómo debemos conectar los cables del circuito anterior en una placa protoboard:

Imagen: seas.upenn.edu

 

Imagen: labo2grupo853.blogspot.com

 

b) Regulador de tensión 7805:

De este componente ya hemos hablado en alguna entrada anterior cuando tratábamos el tema de cómo crear circuitos impresos.

Imagen: nostalgiaspectrum.blogspot.com

 

Una de sus aplicaciones era la estabilización de la señal en las fuentes de alimentación que utilizamos a diario para cargar nuestros teléfonos móviles tal como se muestra en las siguientes imágenes:

Vía : http://viasatelital.com/electronica/?p=191

 

En la siguiente imagen se puede apreciar la diferencia entre la señal tras pasar por el condensador (señal rizada) con la señal que obtenemos a la salida del regulador.

 

c) Temporizador 555:

Este elemento permite generar secuencias de onda cuadrada.

Imagen: mecatrol.galeon.com

 

Físicamente, el componente tiene la siguiente forma:

Imagen: forosdeelectronica.com

 

En la siguiente entrada ya habíamos hablado del circuito integrado 555 aplicado a la construcción de un intermitente. En esta ocasión vamos a centrarnos en su uso como temporizador. 

Para lo cual se utiliza el siguiente circuito:

Imagen: proyectoelectronico.com

Elaboración de circuitos impresos

FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA:

A continuación, pasamos a explicar la próxima práctica que vamos a realizar en la asignatura de 4º Tecnología.

Una vez que hemos estudiado los componentes electrónicos y hemos realizado prácticas con la placa protoboard, el siguiente paso será la construcción de una placa de circuito impreso similar a la que aparece en la siguiente imagen.

Imagen: planografica.blogspot.com

 

La siguiente entrada de blog explica muy bien el proceso para construir las placas de circuito impreso.

http://elblogdelprofesordetecnologia.blogspot.com.es/2014/04/como-construir-un-circuito-impreso.html

Imagen: elblogdelprofesordetecnologia.blogspot.com.es

 

También tomamos como referencia los siguientes apuntes, los cuales han sido extraidos del portaleso.com y del Instituto Nacional de Tecnologías Educativas y Formación del Profesorado (INTEF) respectivamente

- /unidad_diseno_y_construccion_de_circuitos_impresos_fotos.pdf

-https://drive.google.com/file/d/0B53H58naE1dDdkYyRlJMdnRnd28/view?usp=sharing

 

ESTUDIANDO ALGUNOS EJEMPLOS:

Antes de comenzar la fase de diseño de placas de circuito impreso veremos un par de ejemplos: 

 

a) Fuente de alimentación:

El ejemplo que se presenta a continuación ha sido extraido de la siguiente página:

http://viasatelital.com/electronica/?p=191

Hay un par de componentes que no hemos visto físicamente en clase: El transformador  y el regulador 7805, se muestran imágenes de estos elementos a continuación:

 

Imagen: www.guitarrista.com

Imagen: nostalgiaspectrum.blogspot.com

En relación al transformador vemos que los cables en rojo señalaría entrada de elevada tensión (220V), mientras que los azules la zona de baja tensión (9V), siendo el cable negro el que dejamos para la masa (0V).

 

b) Flash con circuito integrado 555:

En este caso vamos a estudiar cómo se diseña la placa de circuito eléctrico de una señal de reloj, cuya frecuencia vamos a poder apreciar a través de una luz intermitente a través de dos diodos LED. El esquema eléctrico es el siguiente:

Imagen: http://pictronika.blogspot.com.es/

 

La práctica la tenéis completamente explicada en el siguiente enlace:

http://pictronika.blogspot.com.es/2011/06/flash-con-ci-555_13.html

Y vamos a tratar de construir el circuito con la placa protoboard, con el fin de ver cómo se conecta este tipo de componentes integrados

 

ACTIVIDAD 1: DISEÑO DE UNA PLACA DE CIRCUITO IMPRESO.

Una vez que hemos analizado algún ejemplo de cómo se diseñan las placas de circuito impreso, llega el momento de diseñar alguna placa. Para ello, vamos a partir del esquema eléctrico de un multivibrador astable que se muestra a continuación:

Lo que debemos hacer es:

- Construir el circuito astable en una placa protoboard.

- En función de la disposición que encontramos en dicha placa, colocamos los componentes dentro de una lámina de papel milimetrado.

- Dibujamos las pistas, siguiendo los criterios que hemos visto en los apuntes.

 

ACTIVIDAD 2: CONSTRUCCIÓN DE UNA PLACA DE CIRCUITO IMPRESO. 

Por último, os presento la placa de circuito impreso que debéis diseñar y construir. Se trata de un circuito que activa un relé de forma automática a través de la asociación de un sensor LDR y un transistor. Vemos el esquema a continuación:

Imagen: www.pesadillo.com

 

 

 

Electrónica analógica

Después de estudiar el bloque de diseño de circuitos eléctricos nos toca seguir avanzando hacia los sistemas automáticos de control, el siguiente punto en el que nos detendremos será el de la electrónica analógica, donde en definitiva vamos a comenzar a ver los primeros intentos de controlar sistema de forma automática.

Imagen: foamland.es

De hecho, trabajaremos con sensores que actuarán por si solos sobre bombillas, motores, timbres,..., sin necesidad de que nosotros intervengamos.

 

MATERIALES BÁSICOS:

Para la teoría además del libro de texto utilizaremos:

a) La siguiente animación flash:

http://www.portaleso.com/portaleso/trabajos/tecnologia/ele.yelectro/electr-analogica-2.swf

b) La ficha de ejercicios con la que estamos trabajando es la siguiente:

https://docs.google.com/document/d/19Kxo1LxTAvZffF3NX7A5cgRkvbd9viupJEhC29n98Qg/edit?usp=sharing

 

MATERIALES COMPLEMENTARIOS:

A continuación, os dejo algunos enlaces más que pueden ser interesantes a la hora de preparar la futura prueba escrita:

Apuntes: Documento muy completo con todo lo que hemos estado estudiando:

http://www.portaleso.com/usuarios/Toni/web_electronica_3/electronica_indice.html

Puente de diodos: Animación en la que se describe el recorrido de la corriente a través del puente de diodos en la fuente de alimentación.

http://www.catedu.es/aratecno/images/pilar/analog.swf

Animación de electrónica: La parte final de los transistores y circuitos de ejemplo está bastante bien.

http://www.areatecnologia.com/TUTORIALES/ELECTRONICA%20BASICA.swf

Proyecto: Diseño y construcción de la instalación eléctrica de una vivienda

En el primer proyecto de los que vamos a realizar durante el primer curso, trataremos de construir la maqueta de una instalación eléctrica de una vivienda como la que podemos encontrar en cualquier casa. Para ello partiremos de unos planos de viviendas que se os proporcionará en el aula.

Pasos a realizar en la elaboración del proyecto:

 

ANTES DE EMPEZAR LA CONSTRUCCIÓN DE LA MAQUETA:

1) Debemos determinar las dimensiones de vivienda: Superficie total y superficie de cada una de los instancias teniendo en cuenta la escala a la que se encuentra representado el plano de la vivienda.

Imagen: technicadd.blogspot.com

2) Determinación del número de circuitos y de los componentes que como mínimo deberan instalarse en cada una de las habitaciones, baños,..., de la vivienda: Para ello deberán estudiarse el Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión (REBT):

http://www.f2i2.net/Documentos/LSI/rbt/guias/guia_bt_25_jul12R2.pdf

3) Determinación sobre el plano de la vivienda de la situación de los distintos elementos de la instalación (puntos de luz, tomas de corriente, elementos de maniobra, cajas de derivación).

4) Diseño de los circuitos de cada una de las habitaciones: Planteamos el esquema eléctrico, es decir, el esquema funcional, unifilar y multifilar para cada una de las estancias de la vivienda.

5) Simulación de los circuitos eléctricos a través del programa Cococrile Clips.

6) Dibujar sobre el plano de la vivienda (en DIN A3) el esquema multifilar cada circuito asociado a los PIA (C1, C2, C3,....). Importante: Cada circuito se dibujará sobre una copia de plano distinta.

7) Elaboración de un presupuesto: Para la realización del presupuesto se pueden consultar los siguientes catálogos. Este catálogo se podrá ir realizan de forma simultánea a la construcción de la maqueta.

http://www.todoelectrico.es/

http://www.laobra.es/

http://www.electromaterial.com/

 

CONSTRUCCIÓN DE LA MAQUETA:

A la hora de guiar la construcción de la maqueta podemos seguir los siguientes pasos:

1) Pegamos una copia del plano de vivienda sobre una madera de DM de 1 cm (cortamos el tablero de madera de forma que quede un margen de 4 cm a cada lado del plano).

Imagen: Opitec

2) Señalamos sobre la maqueta donde se van a situar el cuadro de distribución y las cajas de derivación y pegamos las regletas que sean necesarias.

3) Fijamos sobre la maqueta los componentes eléctricos (portalámparas, tomas de corriente, interruptores, conmutadores).

4) Incorporamos el cableado siguiendo los esquemas eléctricos diseñados previamente.

5) Simulamos las paredes de la vivienda incorporando tiras de cartulina negra de 2cm de ancho que pegamos sobre el plano.

 

MEMORIA DEL PROYECTO:

La memoria se realizará a través del servicio de presentaciones de Google Drive. A continuación se detallan los apartados que deben aparecer en la memoria del proyecto:

a) Portada: En la que se incorporará una imagen de la maqueta durante la fase de construcción.

b) Descripción del proyecto: 

Debe incluir:

- Explicación de lo que se pretende realizar a través de la presente práctica.

- El plano de la vivienda

- Descripción de los pasos que se han dado, así como la información y decisiones a doptadas durante la fase de diseño.

- Circuitos eléctricos funcionales, unifilares y multifilares de la vivienda.

- Presupuesto.

c) Valoración del grupo:

En este apartado incluiréis los siguientes aspectos:

- Identificación de los aprendizajes realizados durante la fase de diseño y elaboración de la instalación eléctrica de la vivienda.

- Valoración de los aprendizajes identificados en el punto anterior.

- Problemas o dificultades (conceptuales, técnicas,...) que han surgido durante la realización del proyecto.

- Sugerencias de mejora en el diseño de la actividad.

Circuitos básicos de viviendas

Antes de ponernos a diseñar la instalación de una vivienda completa estudiaremos el diseño de las instalaciones básicas que podemos encontrarnos en nuestra casa.

Imagen: http://alextecnoeso.blogspot.com.es/

 

Para ello debemos conocer una serie de aspectos, como por ejemplo, la simbología eléctrica empleada para representar tanto los circuitos eléctricos (esquema funcional, unifilar y multifilar) como los componentes (bombillas, interruptores,...) sobre el plano de la vivienda. 

En cuanto a la simbología, los más utilizados se pueden los tenéis en la siguiente imagen:

Imagen: http://www.lainmaculada.es/

 

En cuanto a la representación de los circuitos eléctricos en el siguiente enlace podéis encontrar más información sobre la representación funcional, unifilar y multifilar para este tipo de circuitos:

http://www.etitudela.com/profesores/rbv/04f7af9bf50f1820a/04f7af9bf50f22910/index.html

Imagen: trabajosunidrc.arredemo.org

 

La práctica que se os propone es representar el plano de situación y los esquemas funcional, unifilar y multifilar para los siguientes circuitos básicos de viviendas:

a) Habitación con una bombilla accionada con un interruptor.

b) Habitación con un enchufe con toma de tierra.

c) Habitación con un enchufe y una bombilla accionada con un interruptor .

d) Habitación con dos bombillas accionadas por el mismo interruptor.

e) Habitación con dos bombillas accionadas por dos interruptores indepedendientes.

f) Habitación con dos bombillas accionadas por dos conmutadores.

(Ver la ficha de actividades)

 

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