INVESTIGACIÓN CORTA PROYECTO 3

Transcripción

1 Universidad del Valle de Guatemala Colegio Universitario Algoritmos y Programación Básica Douglas Barrios INVESTIGACIÓN CORTA PROYECTO 3 María Fernanda Martínez Rivera Luis Daniel Muñoz Letrán José Rodrigo Morales Fernández Sección 30 Guatemala, 6 de mayo de 2011

2 Análisis de Requerimientos A. Preguntas insustituibles Meta: Representar la mecánica y funcionamiento de un elevador en un edificio de 12 pisos. Datos: Edificio de 12 pisos. Un elevador se tarda entre 2 y 3 segundos de piso en piso. Puede o no haber personas al subir al elevador. El elevador sube y baja con un orden ascendente o descendente. Restricciones: El elevador soporta una carga máxima de 900 kg. La capacidad máxima del elevador es de 13 personas. No va más de 12 pisos ni menos de 1. Procedimiento: 1. Indicar al usuario su posición actual (un edificio de 12 pisos con un ascensor, donde se encuentra el ascensor). 2. El usuario debe indicar en qué piso se encuentra. 3. Si el ascensor está en el mismo piso las puertas se abren, de lo contrario debe esperar unos segundos. 4. Se indica cuántas personas van en el ascensor, si es que van, y si hay capacidad para el usuario. 5. El usuario debe ingresar un aproximado de los pesos de él y sus acompañantes con todo y objetos, para determinar si el elevador los puede llevar. 6. Se le pide al usuario que ingrese el/los piso/s al/los que se desee/n ir. 7. El elevador pasa dejando a los pasajeros según el orden ascendente, si se encuentra abajo, o descendente, si se encuentra arriba. 8. Cual el ascensor llega al piso indicado, las puertas se abren y se cierran segundos después. Resultados: La persona llega al piso que quiere. Breve descripción: El programa inicia indicando al usuario que se encuentra en un edificio de 12 pisos y que él se encuentra demasiado cansado para subir por las gradas. Entonces el usuario debe pedir el ascensor y se le indica en que piso se encuentra este en ese momento. El usuario ingresa el piso en el que está, y el ascensor llega. Se le dice al usuario cuántas personas hay en el ascensor y si él y sus acompañantes caben. Después, se le solicita que ingrese los datos del peso de los que subirán. Si no excede la capacidad máxima del elevador (900 kg), se les solicita a los que suben a qué pisos desean ir. El elevador debe ordenar los pisos, ya sea de forma descendente o ascendente dependiendo de donde se

3 encuentre en ese momento. Entonces, las personas son llevadas al piso deseado como en un elevador normal. Se tarda de 2 a 3 segundos por piso. Al llegar al piso, se le indica al usuario que ha llegado y las puertas se abren. Luego de uno segundos estas se cierran. B. Teoría básica involucrada en la solución y elaboración del programa Según Miravete y Larrodé (2007), el ascensor está formado por: a. El hueco del ascensor, que incluye el espacio (cerrado para que circulen cabina y contrapeso), puertas de acceso, guías metálicas de cabina, contrapeso, y amortiguadores: de disipación de energía (para cualquier velocidad), de acumulación de energía (hasta 1 m/s) y de acumulación de energía con retorno (hasta 1.6 m/s). b. Circuito de tracción, compuesto por motor eléctrico, freno electromagnético, transmisión tornillo sinfín, polea de tracción y desviadora, ejes y carcasa metálica. c. Circuito de elevación, compuesto por elementos de suspensión de cabina y contrapeso (cables de acero), cabina (donde se elevan las personas o cargas en general), y contrapeso (que equilibra el peso de la cabina en vació y la mitad de la carga a transportar). d. Circuito de paracaídas, compuesto por limitador de velocidad, cable de accionamiento de paracaídas, mecanismo de paracaídas y polea tensora. e. Circuitos auxiliares, como los de instalación eléctrica (seguridad y alumbrado) y sistema de control. Velocidad La tendencia actual es la utilización de un variador de frecuencias que permita regular la velocidad del ascensor para optimizar la marcha del ascensor y conseguir que el usuario recorra la distancia requerida en el menor tiempo posible y con la máxima comodidad (Miravete y Larrodé, 2007). Las aceleraciones utilizadas en los ascensores oscilan entre 0.5 m/s 2, para los ascensores lentos, y 1.5 m/s 2 para los ascensores rápidos. No se aconsejan aceleraciones mayores porque resultan molestas para los usuarios. De acuerdo con estos valores, se puede calcular la velocidad máxima teórica posible para ascensores con paradas probables en todos los pisos de su recorrido mediante: v = (a H) 1/2 donde a es la aceleración y H la altura entre los pisos. Según Miravete y Larrodé (2007), las aceleraciones fuertes exigen grandes pares de arranque y mayor potencia de motor, por lo que en general las aceleraciones de 1.5 m/s 2 o similares solo se emplean para los ascensores muy rápidos, con dispositivos de variación en el arranque. El frenado inicial en los ascensores, se efectúa aprisionando entre dos zapatas el tambor montado en el eje motriz u otro unido a él por engranajes. Según sea el apriete de las zapatas sobre el tambor, será en general la eficacia del freno. Si el apriete es grande, el frenado será bruco y el espacio recorrido será corto; y recíprocamente, si el freno actúa

4 suavemente, el recorrido será largo, antes de detenerse totalmente la cabina (Miravete y Larrodé, 2007). Accionamiento de emergencia En el extremo libre del motor llevan los grupos tractores o pueden acoplarse, un volante sin manivela ni agujeros para accionar a mano el ascensor, separando previamente las zapatas por medio de una palanca adecuada. Así, en caso de avería o corte del suministro de corriente eléctrica, puede ponerse el suelo de la cabina, a nivel del piso más próximo para facilitar la salida de los viajeros. Antes de realizar un accionamiento de emergencia debe desconectarse el interruptor principal para aislar el motor de la red. El desbloqueo del freno debe exigir el esfuerzo permanente de la persona que lo efectúa. En el volante debe marcarse con flechas el sentido de giro para subir o bajar el ascensor (Miravete y Larrodé, 2007). Algoritmos de maniobras Para lograr un funcionamiento más eficaz, los sistemas de ascensores poseen una memoria que almacena los pedidos de llamada y los atienen priorizando las peticiones que están en dirección a la cabina. Un algoritmo de funcionamiento es la colectiva descendente. En ella las botoneras colocadas en los pasillos de los pisos poseen un solo botón. En subida: el ascensor va deteniéndose en todos los pisos marcados desde la cabina, pero no atiende ninguna llamada de piso, salvo la del piso más alto por encima del último registrado por los pasajeros. Una vez llegada la cabina al último piso cuya llamada haya sido registrada, y pasado un tiempo sin nuevos pedidos, el ascensor cambia de dirección. En bajada: el ascensor va deteniéndose en todos los pisos registrados en la cabina y también atiende los pedidos de llamada de los pisos, que supone son de bajada, hasta llegar al piso inferior que tenga un pedido de atención. En caso de que el ascensor disponga de dispositivo pesacargas el ascensor no parara en las plantas intermedias si la cabina tiene la carga completa (Wikipedia, 2011). Diseño a) Los objetos a utilizar son el elevador y sus componentes básicos y las personas que se movilizarán por él. Las variables son la cantidad de personas que van en el ascensor y la cantidad de personas que subirán en él; el piso en el que el ascensor se encuentra y en el que la persona lo llama; y los pisos a los que las personas deseen ir. b) Proceso: se muestra la localización del ascensor y la persona debe ingresar el piso en el que se encuentra en ese momento. La computadora elige al azar cuántas personas van en el ascensor y dependiendo de eso cabrán o no la cantidad de personas que deseen subir. Después el usuario ingresa el/los peso/s de la/s persona/s que subirá/n y si se sobrepasa del límite, el ascensor no se moverá. Después la persona debe ingresar el/los piso/s al/los que se desee ir. El programa

5 ordena los pisos, ya sea de mayor a menor o viceversa, dependiendo de su localización actual. Entonces las puertas se cierran y el ascensor se mueve. Tarda unos segundos en llegar a su destino para hacerlo más real. Al llegar ahí espera que la persona teclee algo para indicarle que puede cerrar las puertas. Continua este proceso hasta llegar al último piso de la lista. c) Las funciones desarrolladas (hasta el momento) son: historia(): es la narración de la situación actual del usuario. En ella se describe que el usuario está en un edificio de 12 pisos y se encuentra muy cansado para utilizar las escaleras. Se indica al usuario el piso en el que se encuentra el ascensor y se despliega una imagen para mostrarle. No recibe parámetros. Regresa el valor del piso en que se encuentra el ascensor. pisos(): pregunta al usuario a qué piso desea trasladarse. Si el usuario ya se encuentra en el piso que marque, se le indica y no se agrega a la lista. En caso de que se agregue un piso diferente, el programa lo guarda en una lista. No recibe parámetros. Regresa el valor del piso ingresado. estar(): el usuario ingresa el piso en el que se encuentra en ese momento. Si es un piso que no existe en el edificio, el programa le despliega un mensaje de error. Además, se muestra una imagen que señala el piso en el que se encuentra. No recibe parámetros y regresa el valor del piso en el que se encuentra el usuario. trayecto(h,estar): define el trayecto que seguirá el ascensor, es decir, un movimiento hacia arriba o hacia abajo. Si el usuario se encuentra en el piso 1, el ascensor subirá, si se encuentra en el 12, el ascensor bajará. Pero cuando se encuentra en cualquier otro piso el usuario decide si quiere bajar o subir. El ascensor siguen un solo trayecto, por lo que si el usuario ingresa un trayecto contrario al que lleva el ascensor, deberá esperar un poco. El parámetro H es el piso en el que se encuentra el ascensor; el parámetro estar es el piso en el que se encuentra el usuario. Regresa el trayecto que seguirá el ascensor. personas(vienen): se refiere a la cantidad de personas que van en el ascensor. Como el ascensor tiene un límite de peso, este debe tomarse en cuenta al momento de que vayan a ingresar más personas. El parámetro vienen es la cantidad de personas que ya van en el ascensor cuando el usuario lo llama. Regresa el valor del peso de las personas que ya van en el ascensor. peso_total(l,p,c): es el peso de las personas que ya van en el ascensor más el peso de las personas que se suben al ascensor. Para eso, el usuario debe ingresar el peso de las personas que subirán al ascensor. El parámetro L es la lista de los pesos ingresados, el parámetro P es el peso de las personas que ya van en el ascensor, el parámetro C es la cantidad de personas que subirán al ascensor. sobrecarga(pe,l): indica cuando el peso máximo que soporta el ascensor ha sido excedido. Se solicita que alguna de las personas se retire, por lo que debe retirarse su peso de la lista. Cuando el ascensor ya soporta el peso, entonces continúa con su funcionamiento normal. El parámetro pe es el peso total, L es la lista de los pesos ingresados. Regresa el valor del peso que aguanta el ascensor.

6 luz(n,a): describe lo que sucede si se va la luz. Despliega una imagen de personas en la oscuridad y algunas palabras que dice el usuario y una voz en el altavoz. Solo puede ocurrir una vez ya que hay planta eléctrica. El parámetro n es el contador que define si puede o no haber apagón, y el parámetro A es la variable aleatoria que decide si hay apagón o no. No tiene valor de regreso. imagen(n): es la imagen que muestra los pisos por los que pasa el ascensor. Recibe como parámetro n, que es el piso en el que el ascensor abre las puertas. No regresa ningún valor. mover_ascensor(s,pi,e,k,u,a): es el movimiento que realizará el ascensor. Si el ascensor va para abajo, entonces los pisos ingresados por el usuario deben ser ordenados de una forma lógica para que el ascensor realice. En caso de que suba, de igual manera los pisos deben ordenarse de forma lógica (creciente). Por otro lado, la función también verifica que los pisos ingresados sean realmente del trayecto que eligió el usuario, de no ser así, no realiza ningún movimiento. Si el movimiento es el adecuado, verifica que los pisos no se repitan. En esta fase es que se invoca la función imagen(n) para mostrar el trayecto que sigue el ascensor. El parámetro S es el trayecto elegido por el usuario; pi es la lista de pisos a visitar; E es el piso en el que se encuentra el usuario; k es un contador; u es el contador para el apagón; A es la variable aleatoria que decide si habrá apagón o no. No hay valor de regreso. funcionamiento(vienen,l,p,pi,piso,s,e,u,a): describe el funcionamiento del ascensor; se pide que el usuario ingrese la cantidad de personas que subirán al ascensor y los suma a la cantidad de personas que ya van. Se invoca a la función peso_total(l,p,c), sobrecarga(pt,l), mover_ascensor(s,pi,e,k,u,a), pisos(). Los parámetros son: vienen es la cantidad de personas que van en el ascensor; L es la lista de pesos ingresados; P es el peso de las personas que ya iban en el ascensor; pi es la lista de pisos que se desean visitar; PISO es lo que permite iniciar la repetición para ingresar pisos; s es un contador; E es el piso en el que se encuentra el usuario; u es el contador que permite el apagón o no; A es la variable que decide si habrá apagón o no. No hay valor de regreso. grafica(lp): es una gráfica de barras que muestra los pesos de las personas que ingresaron al ascensor. El parámetro lp es la lista de los pesos. No hay valor de regreso. d) Módulos utilizados y sus funciones: Módulo Funciones Utilización random random.randint(intervalo) El programa elige el piso al azar en el que se encuentra el ascensor, así como la cantidad de personas que ya van en el ascensor.

7 time time.sleep(segundos) El programa espera la cantidad de segundos que recibe como parámetro la función para indicar el tiempo que el usuario espera a que el ascensor llegue a su destino. pygame pygame.init() pylab visual pygame.display.set_mode((ancho ventana, alto ventana)) pygame.display.set_caption( Titulo ventana ) pygame.image.load( archivo.formato ).convert() screen.blit(imagen,(0,0)) pygame.display.flip() labels xlocations bar(xlocations,datos,width,color) xticks(xlocations+width/2,labels) title( Título ) show() frame() box(pos=(0,0,0),size=(10,12,0),color=color.white [esta varió para cada piso] Mostrar las imágenes de la localización del ascensor y del usuario en el edificio; mostrar la imagen del apagón. Mostrar la gráfica de los pesos de las personas que ingresaron al ascensor. Mostrar los pisos en que el ascensor se detuvo. Conclusiones Las aplicaciones de la programación son muy diversas, como en este edificio que sirve para representar el sistema interno de su funcionamiento. Los beneficios adquiridos durante la elaboración de este proyecto fueron el poder combinar diferentes carreras en un solo tema para mejorar el funcionamiento del elevador. Bibliografía Ascensor. 2011, mayo. Enciclopedia Wikipedia. Recuperado el 5 de mayo de 2011, de

8 Downey, Allen Think Python: how to think like a computer scientist. Green Tea Press. Needham, Massachusetts. 216 pp. Miravete, Antonio y E. Larrodé Elevadores: principios e innovaciones. Reverté. Barcelona. 467 pp.