1.03 Actuadores

1.03.1. Definición: ¿Qué son los actuadores?

Los actuadores son dispositivos electrónicos, transductores, que pueden afectar el entorno transformando un valor digital en un movimiento mecánico, la producción de sonido, un cambio de temperatura, o de intensidad de la luz.

1.03.2. Ejemplos de actuadores

Hay muchos tipos de actuadores, una serie de ejemplos podrían ser:

·         los motores y solenoides: se trata de dispositivos que transforman la energía eléctrica en movimiento. El cambio de la corriente eléctrica sobre una bobina de hilo puede producir el movimiento de una barra metálica, bien para hacerla girar en círculos (motores), bien para que reproduzca un movimiento lineal (solenoides)

·         los piezo-eléctricos y altavolces: son dispositivos que pueden transformar la corriente eléctrica en sonido al hacer vibrar mecánicamente una membrana metálica (piezo-eléctrico) o de papel (altavoz)

·         las células peltier: son dispositivos que pueden cambiar su temperatura de forma súbita

·         los ledes: transforman el flujo de electrones en luz, sirven tanto como indicadores en paneles de instrumentos y aparatos, como para iluminar

·         las pantallas LCD: sirven para mostrar información

En el caso de, por ejemplo, querer controlar la apertura de una puerta en una maqueta que hubieras construido con tus alumnos, podrías utilizar motores, bien tipo servo motor, bien paso-a-paso. Veremos los dos tipos de motores más adelante en el curso, en cualquier caso, te intersa saber que suele haber más de una forma de resolver un proyecto, por lo que tener un conocimiento amplio de las posibilidades es importante. 

1.03.3. ¿Cómo se controlan?

Muchos de los dispositivos requieren de un driver físico que permita alcanzar determinados niveles de corriente o voltaje que harán falta para estimular el actuador. Por ejemplo, para mover un motor de corriente continua y poder operar tanto su velocidad de giro como su dirección, hará falta usar bien 4 transistores, bien un circuito integrado (chip) que incluya esos transistores en un solo encapsulado.

Cada actuador tiene diferentes métodos de control. Permanece atento durante el módulo 2 del curso para que estudies las posibilidades.

1.03.4. Actuadores en el mundo digital

Hay muchas formas distintas de controlar los actuadores desde un microcontrolador, como Arduino. Las más comunes son tres:

·         bit-banging: es un término en inglés que quiere decir algo así como “empujando bits” consiste en usar una serie de pines digitales en un microcontrolador y mediante una serie de combinaciones de encendido y apagado se puedan controlar las características del actuador

·         PWM, del inglés Pulse Width Modulation o modulación por ancho de pulso: es un método que consiste en poner una señal cuadrada de un periodo determinado para cambiar la velocidad de motores o la intensidad de la luz mediante el control de algunos parámetros de la señal

·         muchos actuadores requieren un sistema de comunicación digital como un puerto serie, SPI, o I2C

1.03.5. Aspectos a tener en cuenta

1.      ¿Has mirado en internet a ver si alguien usó y documentó el uso de ese actuador que tienes en mente? Internet es una fuente inagotable de recursos en este sentido, podrás encontrar mucha gente que está trabajando con dispositivos como los tuyos

2.      Si vas a usar un motor, ¿estás seguro de que podrás cargar el peso de aquello que quieres mover?

3.      Estudia en que forma controlaras el dispositivo: bit-banging, PWM, o por un puerto de comunicación digital

4.      ¿Requiere tu actuador un periodo de calentamiento? Las células peltizer, por ejemplo, no cambian de temperatura de forma inmediata, es posible que tengas que implementar un sistema de control con tus actuadores para asegurarte de que hacen exactamente lo que tú quieres que hagan

1.03.6. Aplicaciones educativas

Los actuadores sirven para controlar en entorno que nos rodea. Los sistemas microcontroladores tienen la inteligencia digital necesaria para tomar decisiones expertas sobre como hacer ese control, los actuadores son el interface en contacto directo con el entorno.