Fundamentos de Robótica y Sistemas de Control: Componentes y Tipos de Lazo

Conceptos Fundamentales en Robótica y Sistemas de Control

A continuación, se detallan las distinciones clave entre mecanismos y robots, y se describen los elementos esenciales de un sistema de control.

Diferencia entre Mecanismos y Robots

1. Un robot debe captar información de su entorno y, en función de los datos que recibe, realizar alguna acción como respuesta. La diferencia fundamental es que los mecanismos realizan funciones repetitivamente, mientras que los robots solo reaccionan cuando se producen determinados cambios en sus proximidades.

El Sistema de Control: Detección y Acción

Un sistema de control tiene como función detectar alguna condición del entorno (como luz o temperatura) y, en función de los valores detectados, realizar alguna acción.

Elementos Constituyentes de un Sistema de Control

2. Elementos:
3. • Señal de referencia o punto de ajuste: Es la señal eléctrica generada por el selector.
   • Señal de entrada: Se toma del exterior mediante un sensor. Ejemplos incluyen LDR, NTC, CNY70, TSUS5400 y BPW40, o un final de carrera.
   • Señal de error: Es la diferencia entre la señal de referencia y la señal de entrada. El comparador se encarga de contrastar la señal de entrada con la señal de referencia.
   • Señal de salida: Es la que emite el elemento de control y actúa sobre el elemento que realiza la acción de control o actuador. Esta la realiza el transistor junto con el relé, que se activa cuando recibe la señal del transistor. El actuador es, por ejemplo, la bombilla, que al encenderse, aumenta el nivel de luminosidad del área elegida. La variable controlada es inspeccionada por el sistema con el fin de actuar en consecuencia.
   • Realimentación (Feedback): Se realiza mediante la vigilancia continua de la variable controlada. Permite detectar cualquier cambio en el nivel de iluminación ambiental que modificaría la señal de entrada.

Tipos de Lazo en Sistemas de Control

4. Lazo abierto: No se evalúa el valor de la variable que se trata de controlar; no tienen realimentación (+dibujo).
5. Lazo cerrado: Se evalúa continuamente el valor de la variable controlada; estos sistemas tienen realimentación (+dibujo).

Optimización y Sensores Específicos

5. Permite aumentar la sensibilidad de los sensores, incrementando la ganancia del sistema (+dibujo).
6. Detector de luz infrarroja: Es muy adecuado cuando queremos que el robot siga una línea negra sobre un fondo blanco o viceversa.
7. Detector de radiación infrarroja con sensor y emisor independientes: Se usan cuando sea necesario tener el emisor y el receptor separados uno del otro.