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Tutorial para el diseño de circuitos ...

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MONOGRÁFICO SOBRE DISEÑO DE CIRCUITOS CON CROCODILE Y EDISON APLICADOS A LA TECNOLOGIA PROYECTO Nº 1: PUENTE LEVADIZO PROYECTO Nº 2: DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UNA CINTA TRANSPORTADORA DE MERCANCÍAS PROYECTO Nº 3: DISEÑO DE UN DISPLAY CON LED. ENCENDIDO MEDIANTE TRANSISTOR

LDR Y

RESUMEN En este artículo se valora la importancia que tienen las tecnologías de la información y la comunicación y como se están abriendo paso en nuestras escuelas y en nuestra sociedad, pero todavía tienen un gran camino por recorrer. Puede parecer sorprendente, pero todavía hoy en día existen Comunidades Autónomas en nuestro país que no incorporan las tecnologías como materia en el curriculum escolar, y las que lo hacen deberían esforzarse más por facilitar la labor del profesorado y asegurar una correcta implantación. Se hace un estudio y análisis de un programa de Diseño para circuitos eléctricos y su influencia en la realización de proyectos tecnológicos en el aula-taller. DISEÑO DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS CON CROCODILE-CLIPS APLICADO A TECNOLOGÍA (I) PROYECTO Nº 1: DISEÑO DE UN PUENTE LEVADIZO La incorporación de las Nuevas Tecnologías de la Información y de la Comunicación en el currículo de la ESO nos proporciona una herramienta muy útil a la hora de entender y desarrollar contenidos relacionados con la electricidad, la electrónica, la mecánica..., sobre todo por la cantidad de programas que permiten la simulación de situaciones reales. “Crocodile Clips 3.0” es un software de simulación de circuitos eléctricos, electrónicos y mecánicos, muy sencillo de manejar y por ello muy adecuado para el nivel de Secundaria.

1

A continuación se plantean algunas propuestas de proyectos de Tecnología para 2º ciclo de la ESO desarrolladas con Crocodile Clips 3.0. Para su simulación se puede descargar una demo de este programa en: http://www.crocodile-clips.com/spanish/esdemo.htm (es necesario cumplimentar un formulario) Web’s: http://www.crocodile-clips.com/spanish/index.htm http://www.crocodile-clips.com PROYECTO Nº 1: PUENTE LEVADIZO DISEÑA Y CONSTRUYE UN PUENTE LEVADIZO QUE SIMULE EL COMPORTAMIENTO DE UN PUENTE REAL. 1. 2. 3.

El puente debe subir al accionar un pulsador y detenerse cuando detecte el final del recorrido. Mediante otro pulsador comenzará el movimiento de bajada, deteniéndose cuando detecte la posición de final de recorrido. Se encenderá una luz roja en la subida y una luz amarilla en la bajada.

MATERIAL NECESARIO PARA EL CIRCUITO ELÉCTRICO 

Motor de corriente continua con reductora



Dos diodos LED (uno rojo y otro amarillo)



Un diodo 1N4007



Dos resistencias R = 100 



Dos finales de carrera



Un interruptor de palanca



Dos pulsadores (uno normalmente abierto y otro normalmente cerrado)

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

Un relé de dos contactos



Cable flexible y regletas de conexión



Una fuente de alimentación o pila de 4,5 V

ESQUEMA ELÉCTRICO REALIZADO CON CROCODILE CLIPS 3.0:

Figura nº 1: esquema eléctrico del puente levadizo en posición de reposo. Interruptor general abierto.

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Figura nº 2: esquema eléctrico del puente levadizo cuando está bajando.

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Figura nº 3: esquema eléctrico del puente levadizo cuando está subiendo

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Vista general del puente levadizo

Puente levadizo subiendo

En la parte más alta del recorrido

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Vista del interior del puente

Detalle de los Finales de Carrera

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Detalle del LED con resistencia en serie

Detalle del motor con reductor de velocidad

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Detalle del relé y la regleta de conexiones. Al fondo la caja de mandos con los pulsadores

PROYECTO Nº 2: DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UNA CINTA TRANSPORTADORA DE MERCANCÍAS DISEÑA Y CONSTRUYE UNA CINTA TRANSPORTADORA DE MERCANCÍAS. AL AVANZAR LA CINTA SE ILUMINARÁN DOS LUCES BLANCAS. EN CASO DE EMERGENCIA SE PRODUCIRÁ LA PARADA DE LA MISMA ACCIONANDO UN INTERRUPTOR DE PALANCA, ILUMINÁNDOSE EN ESTE CASO DOS LUCES ROJAS MATERIAL NECESARIO PARA EL CIRCUITO ELÉCTRICO 

Motor de corriente continua con reductora



Dos bombillas blancas y dos bombillas rojas con sus correspondientes portalámparas



Un interruptor bipolar de dos vías



Cable flexible y regletas de conexión



Una fuente de alimentación o pila de 6 V

ESQUEMA ELÉCTRICO REALIZADO CON CROCODILE CLIPS 3.0:

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Figura nº 1: esquema eléctrico de la cinta transportando mercancías. Motor girando y bombillas blancas iluminadas.

Figura nº 2: esquema eléctrico de la cinta transportadora. Motor parado y bombillas rojas iluminadas.

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Cinta transportadora de mercancías

Vista general

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Mercancía transportada por la cinta.

Se pueden observar la cinta y las cuatro bombillas

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Vista lateral. Se aprecia una de las bombillas rojas y el interruptor

Interruptor bipolar de dos vías

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Visto desde arriba

Detalle del motor con caja reductora de velocidad DISEÑO DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS CON CROCODILE-CLIPS APLICADO A TECNOLOGÍA (III): DISEÑO DE UN DISPLAY CON LED En este proyecto, y continuando con la propuesta de proyectos para Tecnología de Secundaria desarrolladas con el software de simulación eléctrica Crocrodile-Clips 3.0, se propone y resuelve el siguiente circuito: PROYECTO Nº 3: DISEÑO DE UN DISPLAY CON LED. ENCENDIDO MEDIANTE TRANSISTOR

MATERIAL NECESARIO PARA EL CIRCUITO ELÉCTRICO 

Un display con LED (7 en forma de segmentos y uno en forma de punto) 14

LDR Y



Ocho resistencias de 360  y otra de 10 k



LDR o resistencia variable con la luz



Un transistor NPN



Cable flexible



Una fuente de alimentación de 12 V

ESQUEMA ELÉCTRICO REALIZADO CON CROCODILE CLIPS 3.0:

Figura nº 1: circuito del display diseñado con Crocodile-Clips 3.0. LDR a oscuras

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Figura nº 2: circuito del display diseñado con Crocodile-Clips 3.0. LDR con luz

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Figura nº 3: montaje del circuito en el entrenador “130 en 1”

CONCLUSIONES Como conclusión, podemos asegurar que las tecnologías de la información y la comunicación se están abriendo paso en nuestras escuelas, pero todavía tienen un gran camino por recorrer. Puede parecer sorprendente, pero todavía hoy en día existen Comunidades Autónomas en nuestro país que no incorporan las tecnologías como materia en el curriculum escolar, y las que lo hacen deberían esforzarse más por facilitar la labor del profesorado y asegurar una correcta implantación, esperemos que la LOE, pueda rectificar dicho desatino, aunque entre el profesorado de tecnología no se esta viendo así... No es suficiente con dotar a las escuelas con ordenadores y conexión a Internet para crear una sala de informática. No conseguiremos una integración total hasta que el profesorado utilice las tecnologías como una herramienta más a su servicio como lo pueden ser la pizarra o el bolígrafo rojo, aquí proponemos una herramienta mas a utilizar en el aula de tecnología. Esto sólo será posible gracias a una infraestructura adecuada y actual, a un profesorado motivado y formado en el campo informático y a unos programas y materiales pedagógicos de calidad al servicio de la educación. Los servicios que proporciona Internet tienen el potencial de aumentar la flexibilidad de los estudios, de mejorar la calidad de la enseñanza al potenciar un aprendizaje mejor y de abordar nuevos métodos de análisis, síntesis y resolución de problemas. Además han permitido reformular y reorientar una parte importante de las metodologías de aprendizaje de los estudiantes. Pero también han motivado una reformulación del proceso docente del profesorado. La adaptación a estos entornos no es simétrica, dado que los profesores requieren un cambio de métodos, herramientas, entornos e interacciones, mientras que los estudiantes, por razón de edad o por su facilidad de integración de métodos, se adaptan mucho más fácilmente. Los Centros Docentes han apostado por la utilización estratégica de estas tecnologías y dedican un esfuerzo tecnológico y humano de alto valor. Estas estrategias afectan a la naturaleza del trabajo de los profesores, a la relación entre éstos y los estudiantes y a la organización y gestión de los Centros Docentes. Las experiencias acumuladas ya son suficientemente válidas como para que se pueda abordar un estudio más profundo de los efectos de la utilización de los servicios de Internet en el hecho docente. BIBLIOGRÁFIA. 

Diseño de circuitos eléctricos con Crocodile-clips aplicado a tecnología (I, II y III) Mª Amelia Tierno



Sánchez Serna, César. Villena Roblizo, Mª Dolores (2005). “Componentes electrónicos utilizados en los

López. Profesora de Tecnología proyectos de Tecnología.” Curso 2004-2005. Elda: Cefire. En Internet: http://cefirelda.infoville.net 

Sánchez Serna, César. Villena Roblizo, Mª Dolores (2005). “Electrónica Analógica: Semiconductores utilizados en los proyectos de Tecnología, curso de formación del profesorado.” Curso 2004-2005. Elda: Cefire. En Internet: http://cefirelda.infoville.net



Sánchez Serna, César. Villena Roblizo, Mª Dolores (2005). “Nuevas herramientas en el área de tecnología.” Curso 2004-2005. Elda: Cefire. En Internet: http://cefirelda.infoville.net



Sánchez Serna, César. García García, Alejandro (2005). “Practicas COCODRILE para 1er y 2º Ciclo de la ESO y BACH.” Curso 2004-2005. Elda: Cefire. En Internet: http://cefirelda.infoville.net



Sánchez Serna, César. Villena Roblizo, Mª Dolores (2005). “Practicas de Electrónica: analógica y Digital.” Curso 2004-2005. Elda: Cefire. En Internet: http://cefirelda.infoville.net

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

NUEVAS HERRAMIENTAS EN TECNOLOGÍA. Mercedes Ródenas Pastor. Profesora de Tecnología. I.E.S Fernando de MENA. Socuellamos. España



http://www.tecnosang.com/tecnoloxia/mecanismos/index.html. Software sobre las unidades de mecanismos, poleas, engranajes, es un programa informático freeware.

DISEÑO DE DIVERSOS CIRCUITOS APLICADOS A LOS PROYECTOS EN TECNOLOGÍA DISEÑO DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS CON CROCODILE-CLIPS APLICADO A TECNOLOGÍA. PROYECTOS DIVERSOS. La incorporación de las Nuevas Tecnologías de la Información y de la Comunicación en el currículo de la ESO nos proporciona una herramienta muy útil a la hora de entender y desarrollar contenidos relacionados con la electricidad, la electrónica, la mecánica..., sobre todo por la cantidad de programas que permiten la simulación de situaciones reales. “Crocodile Clips 3.0” es un software de simulación de circuitos eléctricos, electrónicos y mecánicos, muy sencillo de manejar y por ello muy adecuado para el nivel de Secundaria.

1.- Lámpara conmutada desde tres puntos:

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2.- Inversión de giro de un motor mediante un conmutador

3.- Prácticas con diodos:

Pico de tensión en un relé: Vamos a considerar un fenómeno que ocurre con los relés: Como sabemos uno de los componentes que constituyen un relé es una bobina. Pues bien, las bobinas tienen la propiedad de que cuando se interrumpe bruscamente la corriente que circula por ellas se produce en ellas una elevada Diferencia de Potencial o Tensión de polaridad contraria a la tensión que estaba alimentando la bobina antes de desconectarla. Aunque este pico de tensión no dura mucho tiempo, puede dañar otros componentes 19

delicados como pueden ser los transistores. Para evitar esto se recurre a colocar en paralelo con la bobina del relé un diodo así, al desconectar la pila y producirse una tensión de polaridad contraria, se produce un cortocircuito y evitamos el pico de tensión.

4.- Circuito del encendido automático de farolas al anochecer y apagado por el día.

Nota: Si bajamos la Tensión manteniendo la R de 10 K, el circuito no funcionaría porque la Intensidad que le llega a la base del transistor es demasiado débil.

5.- Circuito de luz por LDR

6.- Circuitos de activación por pulsos de luz, una vez que recibe luz LDR suena el zumbador y aunque oscurezca solo dejará de sonar al abrir el interruptor.

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7.- Explica el siguiente circuito. ¿Por qué se queda encendida la lámpara una vez que hemos dejado de pulsar?

8.- Inversión de giro 1

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9.- Parada automática por bajada de temperatura.

10.- Parada automática por bajada de temperatura con alarma acústica y sonora.

11.- Circuito con inversión de giro mediante una LDR.

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12.- Destrucción de un transistor

13.- Circuito para evitar la destrucción de un transistor:

14.- Inversión de giro de un motor con parada automática al final del recorrido y señalización luminosa en ambos y en un solo sentido sonará una alarma.

Nota: Los conmutadores deberán estar los dos en la misma posición para el cambio de giro.

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15.- Inversión de giro de un motor con parada automática al final del recorrido mediante un conmutador doble.

16.- Inversión de giro mediante relé.

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17.- Inversión de giro con dos pilas y conmutador de extremo.

18.- Circuito con alarma acústica por subida de nivel de líquidos.

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19.- Circuito con LED y diodos.

20.- Alarma. Al l abrir el interruptor saltará una señal. Este se puede sustituir por un fino conductor.

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Circuito sensitivo 1. El pulsador ocupa el lugar de dos sondas metálicas.

Circuito sensitivo 2 con relé.

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Circuito de encendido de lámpara por subida de temperatura.

Alarma acústica.

Circuito descarga de un condensador. Controlar la polaridad del condensador y la pila.

Circuito de iluminación temporal.

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Aumenta la R de 1.8 K y observa que ocurre.

Circuito Carga y descarga de un condensador.

Coloca en serie con el LED una R = 130  y observa que ocurre.

Circuito de luz por LDR

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- Observa el circuito lógico de la figura:

A 0 1 1 0

B 0 0 1 0

C 0 0 0 1

D 0 1 0 1

2º.- Pasa los siguientes circuitos eléctricos a circuito lógico y haz la tabla de verdad.

Circuitos: A.- Contesta que lámparas estarán brillando según la posición de los interruptores:

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-

I1, I2, I3 cerrados ____________ ¿Cuál brilla más? __________________

-

I1, I2, cerrados e I3 abierto ____________ ¿Cuál brilla más? __________

-

I1, I3, cerrados e I2 abierto ____________ ¿Cuál brilla más? _________

B.- Contesta, ¿qué ocurrirá?, cuándo:

-

I1, I2 abiertos, P1, P2 cerrados _______________________________________

-

I1 abierto, I2, P1, P2 cerrados ________________________________________

-

I1, P1 cerrado, I2, P2 abiertos ________________________________________

-

I1, abierto, I2, P3 cerrado ___________________________________________

4º ESO B. TECNOLOGÍA. CONTROL.1ª EVALUACIÓN. U.D – DETECTORES. Nombre y Apellidos ______________________________________________ 1º.- Explica que ocurre en los siguientes circuitos cuando accionamos el pulsador. A B

C

D

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2º.- Define los siguientes detectores:

A

B

C

3º.- ¿Qué lámpara estará encendida cuándo estén todos los interruptores cerrados?

4º.- Explica el funcionamiento del siguiente circuito:

5º.- Explica que ocurre en el siguiente circuito:

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6º.- ¿Es correcto el siguiente circuito? Razona la respuesta.

U.D. Circuitos Electrónicos. 4º ESO. TECNOLOGÍA. Nombre y Apellidos _______________________________

Coloca una X al receptor que este funcionando, según la correspondiente combinación.

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I de Boya

Interruptor Abierto

Alta Temp.

Lámpara

Motor

I. de Boya

Interruptor Cerrado

Baja Temp.

Lámpara

Motor

I de Boya

Interruptor Cerrado

Alta Temp.

Lámpara

Motor

I. de Boya

Interruptor Abierto

Baja Temp.

Lámpara

Motor

U.D. Circuitos Electrónicos. 4º ESO. TECNOLOGÍA. Nombre y Apellidos _______________________________

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Coloca una X al receptor que este funcionando, según la correspondiente combinación. I de Boya

Interruptor Abierto

Oscuridad

Lámpara

Motor

I. de Boya

Interruptor Cerrado

Luz

Lámpara

Motor

I de Boya

Interruptor Cerrado

Oscuridad

Lámpara

Motor

I. de Boya

Interruptor Abierto

Luz

Lámpara

Motor

U.D. Circuitos Electrónicos. 4º ESO. TECNOLOGÍA. Nombre y Apellidos _______________________________

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Coloca una X al receptor que este funcionando, según la correspondiente combinación.

AUTOMATISMOS ELÉCTRICOS

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Durante el curso 3º vimos cómo construir circuitos eléctricos muy sencillos para controlarlos manualmente mediante pulsadores, interruptores o conmutadores. En este tema ampliaremos los circuitos con algún componente eléctrico, para que funcionen de manera más autónoma, sin intervención de personas. Deberás aprender el símbolo y funcionamiento de los siguientes componentes para luego entender cómo funcionan los circuitos que construiremos con ellos.

ELEMENTO SÍMBOLO

FUNCIONAMIENTO

Pulsador NA

Cuando pulsamos cerramos el circuito

Pulsador NC

Si no pulsamos el circuito está cerrado. Si pulsamos se abre.

Conmutador (simple)

Conmutador doble

Tiene 6 conexiones que forman dos conmutadores simples. Al accionarlo cambian de posición los dos conmutadores a la vez.

Final de carrera o interruptor de posición

Es un conmutador o pulsador que en lugar de estar diseñado para pulsarlo manualmente, se ha diseñado para accionarse mediante el contacto de alguna pieza.

Motor CC

Dependiendo de a qué terminal conexionemos positivo y negativo el motor gira en un sentido u otro.

Relé

Cuando aplicamos un voltaje a la bobina, cambian de posición el conmutador o conmutadores asociados.

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CIRCUITO DE EJEMPLO

BIBLIOGRAFÍA 

DECRETO 50/2002, del 26 de marzo, del Gobierno Valenciano, por el que se modifica el Decreto 174/1992, de 19 de agosto, del Gobierno Valenciano, por el que se establece el currículo del Bachillerato en la Comunidad Valenciana. http://www.cult.gva.es/Educacion.htm



Pagina personal del Asesor de Tecnología de la E....