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domingo, 12 de abril de 2009

ELECTRÓNICA DE CONTROL

Los sistemas de control son aquellos dedicados a obtener la salida deseada de un sistema o proceso. En un sistema general se tienen una serie de entradas que provienen del sistema a controlar, llamado planta, y se diseña un sistema para que, a partir de estas entradas, modifique ciertos parámetros en el sistema planta, con lo que las señales anteriores volverán a su estado normal ante cualquier variación.
Un sistema de control básico es mostrado en la siguiente figura:


Hay varias clasificaciones dentro de los sistemas de control. Atendiendo a su naturaleza son analógicos, digitales o mixtos; atendiendo a su estructura (número de entradas y salidas) puede ser control clásico o control moderno; atendiendo a su diseño pueden ser por lógica difusa, redes neuronales...


Los principales tipos de sistemas de control son:


Sí/No. En este sistema el controlador enciende o apaga la entrada y es utilizado, por ejemplo, en el alumbrado público, ya que éste se enciende cuando la luz ambiental es más baja que un nivel predeterminado de luminosidad.


Proporcional (P). En este sistema la amplitud de la señal de entrada al sistema afecta directamente la salida, ya no es solamente un nivel prefijado sino toda la gama de niveles de entrada. Algunos sistemas automáticos de iluminación utilizan un sistema P para determinar con qué intensidad encender lámparas dependiendo directamente de la luminosidad ambiental.


Proporcional derivativo (PD). En este sistema, la velocidad de cambio de la señal de entrada se utiliza para determinar el factor de amplificación, calculando la derivada de la señal.


Proporcional integral (PI). Este sistema es similar al anterior, solo que la señal se integra en vez de derivarse.


Proporcional integral derivativo (PID). Este sistema combina los dos tipos anteriores.


Redes neuronales. Este sistema modela el proceso de aprendizaje del cerebro humano para aprender a controlar la señal de salida.

EL MICROPROCESADOR ( III )

El resto es historia. La revolución informática de la humanidad había empezado con los sucesos anteriormente señalados. Y es una revolución que aún no termina y la cual aún no sabemos ni estamos seguros exactamente de adónde nos va a llevar. En retrospectiva, es interesante lo que se puede lograr con tan sólo tres funciones lógicas básicas, el OR, el AND y el NOT. Aunque los lectores crean que lo que se ha discutido en este libro no tiene nada que ver con ellos, de hecho está más cerca de lo que se imaginan: cada vez que encienden una computadora o que se conectan a Internet.

Para quienes quieran obtener más datos sobre los microprocesadores "abuelos" que iniciaron en los años setenta la revolución tecnológica-informática que hoy estamos viviendo, existen varios enlaces en los cuales se puede encontrar mayor información disponible.

Empezaremos con el microprocesador 6800:





introducido en 1974 por una filial de la empresa Motorola con la intención de acaparar parte del creciente y lucrativo mercado del que estaba comenzando a gozar la creciente empresa Intel, del cual se puede consultar la Wikipedia para obtener más información sobre este microprocesador en el siguiente domicilio:

http://en.wikipedia.org/wiki/Motorola_6800

Cinco años después de que Motorola introdujera el microprocesador 6800, la empresa Freescale Semiconductor, sucesora de la filial de Motorola que creó el 6800, introdujo en 1979 el microprocesador 68000, del cual podemos obtener más datos en:

http://en.wikipedia.org/wiki/Motorola_68000

Este último microprocesador 68000 es de enorme importancia histórica, ya que fue precisamente el microprocesador en torno al cual se centró desde sus inicios la construcción de las famosas computadoras Apple, una empresa creada por Steve Jobs y Steve Wozniak, haciéndole competencia a las computadoras personales caseras PC fabricadas por IBM así como los "clones" de estas computadoras IBM fabricados por una creciente ola de copiadores. A continuación tenemos una fotografía de este microprocesador, en cuyo texto grabado podemos apreciar encima del identificador 68000 la palabra "Apple":





Además de los microprocesadores de Intel y Motorola, otro microprocesador "abuelo" de gran importancia que introdujo algunas innovaciones importantes fue el microprocesador Z80:





de la empresa Zilog, cuya relación de terminales pins mostrando la función de cada "pin" es la siguiente:





y el cual fue utilizado ampliamente en la popular computadora TRS-80 de la empresa Tandy, distribuída por la cadena de tiendas Radio Shack, y sobre el cual podemos obtener mayores datos en el siguiente enlace:

http://es.wikipedia.org/wiki/Zilog_Z80

No podemos olvidarnos del microprocesador 6502 de 8 bits, desarrollado y comercializado por la empresa MOS Technology, el cual por estar basado en la tecnología MOS marcó la pauta a seguir para muchos de los circuitos integrados con bajo consumo de energía que usamos hoy en día:

http://es.wikipedia.org/wiki/MOS_6502

Pese a su aparente simpleza, este microprocesador mostraba una sofisticación apreciable, como podemos verlo en la siguiente fotografía del "wafer" (pastilla) cuyo tamaño no es mayor que la yema de un dedo índice:





Para quienes estén interesados en aprender algo acerca del diseño de estos circuitos digitales con integración a gran escala de muchos componentes en un mismo paquete miniaturizado, como el que tenemos en esta última fotografía, existe un programa conocido como Magic, el cual fue creado originalmente en la universidad de Berkeley, y el cual se puede descargar gratuitamente de Internet en el siguiente link:

http://opencircuitdesign.com/magic/

Este programa permite poder diseñar circuitos digitales integrados con un alto nivel de miniaturización, de calidad VLSI (Very Large Scale Integration), incorporando muchas compuertas lógicas.

DISPOSITIVOS DE POTENCIA

DIAC: control de potencia.

Fusible: protección contra sobre-intensidades.

Tiristor: control de potencia.

Transformador: elevar o disminuir tensiones, intensidades, e impedancia aparente.

Triac: control de potencia.

Varistor: protección contra sobre-tensiones

DISPOSITIVOS ANALÓGICOS

Amplificador operacional: amplificación, regulación, conversión de señal, conmutación.

Condensador: almacenamiento de energía, filtrado, adaptación impedancias.

Diodo: rectificación de señales, regulación, multiplicador de tensión.

Diodo Zener: regulación de tensiones.

Inductor: adaptación de impedancias.

Potenciómetro: variación de la corriente eléctrica o la tensión.

Relé: apertura o cierre de circuitos mediante señales de control.

Resistor o Resistencia: división de intensidad o tensión, limitación de intensidad.

Transistor: amplificación, conmutación