Modelo Elevador Informe Técnico Métodos Computacionales en Arquitectura ARQ_232

Transcripción

1 Modelo Elevador Informe Técnico Métodos Computacionales en Arquitectura ARQ_232 Imagen Nº1: Modelo Fischertechnik de Elevador Profesores: - Dr. Luis Felipe González -Cristián Calvo Integrantes: Marcelo Álvarez Donoso Nicolás Camhi Moncada Rafael Fuentes Taucare Alonso Naranjo Pérez K Andrés Palominos Conteras Víctor Tobar Lazcano K ID Equipo: Worf / Fecha: Miércoles 10 Septiembre

2 Í N D I C E Objetivos.Página 2 Teoría del Modelo...Páginas 3-8 Aplicabilidad.. Páginas 8-9 Conclusiones y Recomendaciones..Página 10 Referencias..Página 11 O B J E T I V O S Generales - Verificar a partir del modelo y su mecanismo posibles aplicaciones en la Arquitectura y Construcción -Crear algoritmos que programen funciones con el fin de generar soluciones para facilitar el uso cotidiano Específicos -Indagar en las semejanzas con otros sistemas de funcionamiento de rieles dentados -Abarcar en la importancia de la tecnología de fototransistores y sus aplicaciones en elementos urbanos por ej: alumbrado público -Descomponer el modelo en variables mecánicas, físicas y eléctricas y a través de diagramas comprender la sinergia en el funcionamiento. - Añadir un factor de seguridad (pensando en un posible uso real) tales como avisos (luces de emergencia) que den cuenta de la posición del elevador y su movimiento. - Priorizar la seguridad del posible ocupante agregando un sensor que se active al ingresar en el interior y agregarle un intervalo de tiempo a su inicio de movimiento. 2

3 T E O R Í A D E L M O D E L O El modelo funciona bajo el efecto de un motor unido a un engranaje; este, al tener contacto con una cremallera permite el movimiento ascendente y descendente de la plataforma ensamblada. Se inicia desplazándose hacia abajo, hasta ser limitado por la barrera lumínica, siendo esta su posición de partida. Al oprimir cualquiera de los dos pulsadores el elevador debe desplazarse a la planta del correspondiente hacia el pulsador El elevador se soporta por un marco estructural compuesto de pequeñas piezas ensambladas, que a su vez le brindan la forma. Este marco tiene ensamblada una pieza de riel (dos piezas iguales conectadas) que dará el soporte para colocar la pieza engranaje, que trabaja directamente bajo los efectos de un Motor XS. En la base hay un fototransistor, el cual funciona bajo efectos de un lente lumínico. El modelo se activará tras la presencia de dos pulsadores, que controlarán el subir y/o bajar la plataforma del elevador, limitado por tiempo y el fototransistor (su interrupción detiene el desplazamiento) respectivamente. Todo el sistema eléctrico se alimenta por una batería de 9V que es la que da poder al dispositivo Robo TX Controller, que a su vez da entrada a los cables que van conectados a cada pulsador (2), un fototransistor, una ampolleta lente, y un motor XS, y finalmente la batería. Descomponiendo, podemos distinguir distintas dimensiones del mismo: Imagen N2; Estructurales: Piezas que conforman el armazón y dan forma al modelo, actúan como soporte entre las mismas y el resto del modelo. 3

4 Imagen N3; Mecanismo: son las piezas móviles dentro del modelo o que actúan directamente en la dinámica de este, responden a agentes externos a las mismas, por lo que son dependientes (engranajes, cremallera). Imagen N4; Actuadores: son las piezas que ejecutan una acción directa, ya sea en forma de luz o movimiento (motor, lámparas). Imagen N5; Sensores: son las piezas que captan estímulos del medio, y los traducen en impulsos eléctricos (pulsador fototransistor.) Imagen N6; Cableado: transmite el impulso eléctrico, hacia el modelo y desde este. 4

5 Imagen N7; Controlador: intermedio entre el modelo y la programación por computador 5

6 Imagen N8: Diagrama de Ensamblaje y Funcionamiento Imagen Nº9 : Diagrama de Identificación de componentes en el funcionamiento del modelo. Imagen Nº10: Diagrama de Conexión física de componentes 6

7 *Semejanza a otros sistemas En cuanto al sistemas de rieles verticales, podemos hacer un análisis comparativo con las grúas horquilla o sistemas de cierre de puertas en trenes, ( aunque ambos son mayoritariamente hidráulicos y no en base a rieles dentados), entre otras cosas por su mayor capacidad de carga. Con respecto al uso de fototransistores, la ocupación de fotoceldas en luminarias públicas es un alcance válido, pues a través de impulsos lumínicos permite al fototransistor encender o apagar la ampolleta en función de la luz solar. Imagen n 11 : Diagrama de funcionamiento de fotocelda en alumbrado público. Fuente: / A L G O R I T M O S I M P L E M E N T A D O S 1. El programa inicia. Fuente de luz con lente M2 encendido con intensidad I=8 2. Fototransistor I3 como bifurcación digital: 2.1 Cuando 1 (encendido) el motor M1 girará en sentido anti horario con velocidad V=8 2.2 Cuando 0 (apagado) el motor M1 girará en sentido horario con velocidad V=8 3. Cuando fototransistor I3 es 0 (apagado), motor M1 girando en sentido anti horario se detiene. 4. Motor M1 comienza a girar en sentido horario luego de un intervalo de tiempo de 1s con velocidad V=8. 5. Motor M1 se detiene luego de intervalo de tiempo 3,2s. 6. Bifurcación luego de motor M1 detenido, pulsador I2: 7

8 6.1 Cuando 1 (encendido) el motor M1 girará en sentido anti horario con velocidad V=8 6.2 Cuando 0 (apagado) preguntará por estado del pulsador I Cuando 1 (encendido) el motor M1 girará en sentido anti horario con velocidad V= Cuando 0 (apagado) preguntará por el estado del pulsador I2 haciendo un bucle. 7. Motor M1 girando con velocidad V=8, luego de un intervalo de tiempo de 2s, cambia velocidad a V=2 para volver a esperar por el fototransistor I3. Cuando 0 (apagado), el motor M1 se detiene. A P L I C A B I L I D A D En tiempos futuros, con la sobrepoblación y escasez de áreas para la construcción de viviendas, se podría aplicar este tipo de mecanismo de riel dentado y motor que genera un movimiento lineal, para la construcción en zonas de inundaciones temporales, mediante viviendas modulares que se deslicen a través de estos rieles dentados verticalmente, adecuando la altura de las viviendas al nivel del agua o simplemente a la necesidad del momento. Pasando de un plano vertical a uno horizontal, podría emplearse para la configuración de un espacio siempre cambiante generando distintos tipos de percepciones espaciales, pasando desde lo abierto a lo cerrado, concorde a la situación deseada, a modo de ejemplo se podría emplear en lugares con mucho viento utilizando la fachada de estas 8

9 casas modulares a modo de protección para crear una zona protegida de espacio intermedio, también en viviendas que posean la necesidad de expandir su espacio interior, en este caso podemos citar el proyecto DALE (ver figura 1) de casa expandible presentado por la universidad de California en el Solar Decathlon de 2013 que a través de carriles logra expandir su superficie útil de 55 a 167 metros cuadrados. Ambos volúmenes van montados sobre carriles que permiten separarlos y crear un patio. Imagen Nº12 ; Proyecto DALE, Solar Decathlon 2013 Espacios separados por paneles deslizantes. Unión o separación en función de los ocupantes Como sabemos, los elevadores son utilizados para el fácil desplazamiento entre pisos, plantas u otros de personas u objetos (ascensor de carga) ya sea de manera vertical o con cierto grado de inclinación (funicular). Ejemplificando a un modelo futuro el uso de sensores de luz en un elevador podría servir en caso emergencia como al obstruirse la sección bajo el elevador, así este se detiene al captar un cambio en la condición de luz. : Imagen Nº13 Fuente: monografías.com/edificacion Imagen Nº14 Fuente: arquigrafico.com/tiposdeascenso res 9

10 C O N C L U S I O N E S & R E C O M E N D A C I O N E S Al comenzar el modelo no se pudo llevar a cabo totalmente, pero luego de verificar que el modelo estaba bien construido, detectamos que el problema radicaba en la distancia entre el fototransistor y el foco lumínico, para solucionarlo modificamos la parte inferior de la plataforma móvil y acercamos el LED al fototransistor para que así el modelo funcionara correctamente. Valoramos las innumerables aplicaciones que podrían depender de un fototransistor; desde la seguridad de un ascensor, el movimiento de rieles para uso doméstico, automatización de luminarias, etc. Pensamos que es una tecnología que se debe potenciar Aplicándolo a un caso más urbano, considerando la topografía compleja de Valparaíso y los problemas de conexión Plan-Cerro el sistema de rieles dentados con automatización podría llevarse en la práctica a funiculares de transporte público que funcionen con energía solar y se activen mediante sensores de movimiento en quebradas de difícil acceso, facilitando por ejemplo el acceso a quebradas en caso de incendios forestales. O Fototransistores con sensores ignífugos, que al detectar el fuego activen grifos y alarmas. En líneas generales creemos que lo didáctico y la manipulación de los elementos nos lleva hacia la teoría y no al revés (como se suele pensar). En este caso dimensionamos a través del contacto mismo de las herramientas físicas (manipulación) y virtuales (programación) la cantidad de variables que se pueden desplegar para un eventual caso futuro en el tema arquitectónico, constructivo y doméstico manifestando soluciones vinculando áreas de la ingeniería como la electrónica y mecatrónica. Imagen Nº15 Fotografía Grupal 10

11 R E F E R E N C I A S Fabio Cruz, 2003, Construcción Formal, Editorial Universitaria PUCV, Valparaíso, Chile. George Polya, 1965, Cómo plantear y resolver problemas, Trillas, Ciudad de México, México. William Bolton, 2010 Mecatrónica, Sistemas de Control Electrónico en la Ingeniería Mecánica y Eléctrica, Alfaomega, Barcelona, España. Pablo Grech, 2009, Introducción a la Ingeniería, un enfoque a través del diseño Prentice Hall, Los Ángeles, EEUU. Joyanes Aguilar, 2000, Fundamentos de Programación, Algoritmos y Estructura de Datos, McGraw-Hill, Nueva York, EEUU. 11